極限光デバイスの基礎

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04228102
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 神谷 武志 東京大学, 工学部, 教授 (70010791)
• 研究分担者: 小林 哲郎 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (10029522) ; 梅野 正義 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (90023077) ; 佐々木 敬介 慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (00051425) ; 丹野 直弘 山形大学, 工学部, 教授 (00006248) ; 伊藤 弘昌 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (20006274)
• キーワード: レーザ / 非線形光学 / 超短光パルス / 光ファイバ / 波長変換 / 光電子集積回路 / GaAs / 光学材料

研究概要

1.超高速光エレクトロニクスのデバイス基礎として、神谷は半導体レーザからの超短パルス発生およびソリトン効果圧縮により、フーリエ変換極限に近い0.6ピコ秒パルス発生に成功し、また光トリガ方式高速OEICの設計を行った。小林(哲郎)はタンタル酸リチウム変調器を16GHzで大振幅変調する事によって1.85THzという世界最大のサイドバンド幅を得た。大津は波長0.3-1.6ミクロンの範囲にわたり半導体レーザの周波数変換を用いて光周波数グリッドを発生させた。またモノリシック周波数コム発生器を試作し6THz帯域幅を得た。佐々木(豊)は光ファイバの高性能化のために偏波保持ファイバの低クロストーク化、構造不完全性による損失の解析、および非線形光学応用のため超微粒子ドープガラスの色中心生成機構測定を行った。
2.非線形光学デバイスの基礎として伊藤(弘昌)は電子ビーム加工により形成した周期ドメイン反転をもつ非線形光学結晶で疑似位相整合を実現し、その有効性、再現性を確認した。丹野は非線形光学効果に基づく高速機能デバイスについて検討資、半導体レーザの偏波スイッチング特性を明らかにすると共に高分解リフレクトメトリに適用して分解能50ミクロンを得た。佐々木(敬介)はポールドポリマ導波路からの青色SHG、新規非線形有機結晶FMAの基礎評価、プラスチック光ファイバ増幅器の高出力動作に成功した。小笠原は異種半導体薄膜の積層によって2つの位相整合を両立させる面発光型波長変換素子を提案した。
3.超並列光エレクトロニクスの基礎として梅野はシリコン基板上にGaAs系量子井戸面発光レーザを試作し、しきい値4.9kA/cm^2で室温パルス発振するという良好な結果を得た。これらを2次元アレイ化すれば超並列光電子集積回路の実現が見込める。

研究成果

• [文献書誌] J.T.Ong,R.Takahashi,M.Tsuchiya,Y.Ogawa & T.Kamiya: "Subpicosecond Soliton Compression of Gain Switched Diode Laser Pulses Using an Erbium-doped Fiber Amplifier" IEEE Journal of Quantum Electronics. QE-29. 1701-1707 (1993)
• [文献書誌] H.Ito: "Cerenkov-type second harmonic generation from LiNbo_3 waveguide with periodic domain grating" Optics Communications. 99. 237-240 (1993)
• [文献書誌] M.Kourogi,K.Nakagawa,M.Ohtsu: "Wide-Span Optical Frequency Comb Generation for Accurate Optical Frequency Difference Measurement" IEEE Journal of Quantum Electronics. 29. 2693-2701 (1993)
• [文献書誌] 高橋久典,大橋真,近藤高志,小笠原長篤,白木靖寛,伊藤良一: "共振器内定在波を利用した疑似位相整合半導体SHG素子" 光学連合シンポジウム講演予稿集. 149-150 (1993)
• [文献書誌] Y.Hasegawa: "New Technique to Fabricate Stress-Relieved Reliable Lasers on Si Substrate" Japanese Journal of Applied Physics. 32. 175-177 (1993)
• [文献書誌] N.Tanno: "Optical Multi-Mode Frequency Domain Reflectometer" Optics Letters. (To be published).
• [文献書誌] A.Morimoto,E.Saruwatari,T.Kobayashi: "Quasi Velocity Matched Electrooptic Phase Modulator with Domain Inversion for Deep Microwave Modulation" CLEO'94 Tech.Digest. CME5(To be published). (1994)
• [文献書誌] K.Sasaki: "Poled polymers for device applications" J.Photopolymer Sci.&Tech.6. 221-228 (1993)
• [文献書誌] N.Ogasawara: "Lasers,Semiconductor(in“Encyclopedia of Applied Physics,Vol.8")" VCH Publishers,Inc.(New York), 18 (1994)
• [文献書誌] 神谷武志・荒川泰彦: "超高速光スイッチング技術" 培風館, 5 (1993)