利得結合分布帰還型半導体レーザーの共同研究

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06044060
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 多田 邦雄 東京大学, 工学部, 教授 (00010710)
• 研究分担者: モルティエル ヘールト ゲント大学, 情報工学研究所, 助手 ; 霜垣 幸浩 東京大学, 工学部, 講師 (60192613) ; 中野 義昭 東京大学, 工学部, 助教授 (50183885) ; バーツ ルル ケント大学, 情報工学研究所, 助教授 ; 羅 毅 清華大学, 電子工程系, 教授 ; コンドレン ラリー カリフォルニア大学, サンタバーバラー校, 教授 ; ラガッセ ポール ゲント大学, 情報工学研究所, 教授
• キーワード: 半導体レーザ / 分布帰還型レーザ / DFBレーザ / 利得結合 / 結合係数 / 量子井戸無秩序化 / 波長可変 / 電界吸収変調器

研究概要

1.利得結合系数測定法に関する研究:利得結合分布帰還型(GCDFB)レーザにおける利得結合係数は、最も重要なパラメータであるにもかかわらず、これまでその測定法が存在しなかった。ここでは、実測した闘値下スペクトルを解析的表現に数値的にフィッティングして、結合係数、屈折率、利得、それらの波長分散を決定する方法を、ゲント大学と共同で提案・研究した。利得結合と屈折率結合の両方を有する多重量子井戸GCDFBレーザに同手法を適用してみたところ、異なるウェーハからの二つの素子についての測定結果は利得結合係数がそれぞれ56.4、22.3/cm、屈折率結合係数が27.2、7.5/cmとなった。同じウェーハからの素子は、ほとんど同じ結合係数その他のデバイスパラメータを示したことから、本手法は極めて有効と結論される。2.InP基盤上InGaAs/InGのAlAs歪量子井戸の無秩序化:カリフォルニア大学で分子線エピタキシ-により成長された標記歪量子井戸上に、プラズマCVDによってSiO2膜およびSiN膜を堆積し、パタ-ニングを行った後、急速加熱(RT,A)を種々の条件下で行った。次に試料からのフォトルミネッセンス(PL)を測定し、波長スフト量から無秩序化の度合いを評価した。その結果、SiO2膜は無秩序化促進剤として、またSiN膜は無秩序化を抑制する保護膜として各々作用することが確認された。また、歪量子井戸に内在する応力は、RTA高温熱処理下で、膜の有無にかかわらず無秩序化を誘引することもわかった。さらに、選択無秩序化の面内方向分解能を顕微PLで評価し、2μm程度の微細加工が可能であることを明らかにした。3.分布並進結合波長可変レーザの解析:ゲント大学と共同して、標記レーザの波長可変特性のシミュレーションを行った。4.利得結合分布帰還型半導体レーザと電界吸収型外部光変調器のモノシリック集積化:清華大学と共同して標記モノシリック集積デバイスの試作を行った。

研究成果

• [文献書誌] 多田邦夫: "半導体光集積デバイス" 電子情報通信学会論文誌. J77-C-I. 238-249 (1994)
• [文献書誌] 大谷朋広: "吸収性回折格子利得結合DFBレーザによる光波長フィルタ" 電子情報通信学会光スイッチングシステム・デバイス研究会資料. PSSD94-37. 23-28 (1994)
• [文献書誌] Weimin Si: "Theoretical analysis of DFB laser integrated with EA modulator" Extended Abstracts of the 1994(26th) International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM '94). PB-4-8. 247-249 (1994)
• [文献書誌] Tomohiro Otani: "Wavelength filtering operation in absorptive-grating gain-coupled DFB laser" Extended Abstracts of the 1994(26th) International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM '94). SI-11-2. 136-138 (1994)
• [文献書誌] Tsurugi K.Sudoh: "Anomalous dynamic wavelegth chirp in gain-switched short optical pulses from absorptive-grating gain-coupled DEBlasers" Conference Digest.14th IEEE International Semiconductor Laser Comference. T1,4. 53-54 (1994)
• [文献書誌] Nong Chen: "Enhanced tunability in chirped grating DFB lasers" Conf.Proc.IEEE Lasers and Electro-Optics Society Annual Meeting(LEOS '94). SL1,4. 101-102 (1994)
• [文献書誌] Tsurugi K.Sudoh: "Origin of low dynamic wavelength chirp in Short optical pulses from absorptive-grating gain-coupled distributed feed back semiconductor lasers" Electronics Letters. 31. 108-109 (1995)
• [文献書誌] Weimin Si: "Analysis of distributed feedback semiconductor laser-electroabsorption modulator integrated light source,includaing gain-coupled structure" to appear in Japanese Journal of Applied physics. 34. 1260-1264 (1995)
• [文献書誌] Tomohiro Otani: "Wave length filtering operation in absorptive-grating gain-coupled distributed feedback MQW lasers" to appear in Japanese Journal of Applied physics. 34. 1249-1252 (1995)
• [文献書誌] Geert Morthier: "Parameter extraction from suhthres hold spectra in cleavedgain-and index-coupled distributed feedback laser diodes" accepted for presentation at Conf.on Optical Fiber Communication(OFC '95). (1995)
• [文献書誌] Kenji Sato: "Wave length tuning characteristics of widely tunable distributed forward-and backward-conpling semiconductor laser" to appear in IEEE Protonics Technology Letters. (1995)
• [文献書誌] Kenji Sato: "Distributed forward-and backward-coupling laser-novel laser diode for wide wavelength tuning" to be presented at Topical Meeting on photonics in Switching 1995. (1995)
• [文献書誌] Tsurugi K.Sudoh: "Dynamics of gain-switched operation in absorptive-grating gain-coupled distributes feedback semiconductor lasers" to appear in IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. (1995)