半導体レーザに基づく新しい波長多重光機能デバイス

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12450139
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 中野 義昭 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50183885)
• 研究分担者: 加藤 正樹 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助手 (80312982) ; 霜垣 幸浩 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (60192613)
• キーワード: 半導体レーザ / 波長多重 / WDM / 分布帰還型レーザ / DFBレーザ / 波長変換 / 光双安定 / 波長トリミング

研究概要

1.重み付け電子線露光によるチャープトグレーティングの試作とDFBレーザへの応用:重み付け電子線露光によるチャープトグレーティングの描画法を提案した.本描画法は,フィールドサイズ変調法に重み付け電子線露光を組み合わせることで,線型チャープトグレーティングを形成するものである.また,実際に線型チャープトグレーティング(CG)分布帰還型(DFB)レーザを試作し,その光双安定性を観測した.測定結果によれば,CG DFBレーザにおいて双安定遷移が生ずる光パワーは,通常のDFBレーザに比べ約1/4と小さく,入力光の波長についても,通常のDFBレーザに比べほぼ2倍の範囲で双安定性が観測された.
2.多波長利得結合DFBレーザアレイの試作と発振波長トリミング:波長分割多重(WDM)光通信用の光源として,多波長利得結合DFBレーザアレイを研究,試作した.多波長発振用の回折格子は,フィールドサイズ変調電子線露光により形成し,利得結合は吸収性回折格子により付与している.試作された1.55μm帯の4波長レーザアレイにおいて,ほぼ均一な閾値電流分布と発振波長間隔が確認されている.現在本レーザアレイに発振波長トリミングを施して,波長間隔誤差を消去せんと試みている.
3.応力補償による半導体レーザの温度無依存化:アクセス系の光化・波長多重化に向けて,半導体レーザ特性の温度依存性を低減化することにつき研究している.具体的には,全く新たなヒートシンク構造により温度に応じた歪みを半導体レーザに与え,本来の温度特性をキャンセルせんとするものである.本年度は理論解析とヒートシンク構造の設計,試作に重点を置いた.現在,半導体レーザを同ヒートシンクに実装し,温度特性がどのように変化するかを評価中である.

研究成果

• [文献書誌] Byongjin Ma: "All-optical wavelength conversion based on Fabry-Perot semiconductor optical amplifier"Technical Digest, Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO 2000). CThG5. 422-423 (2000)
• [文献書誌] 田島卓郎: "重み付け電子線露光によるチャープトグレーティングの試作とDFBレーザへの応用(Fabrication of chirped gratings using weighted EB lithography and its application to DFB lasers)"電子情報通信学会技術研究報告(光エレクトロニクス研究会. OPE2000-8. 43-48 (2000)
• [文献書誌] Drew N.Maywar: "1.31-to-1.55μm wavelength conversion by optically pumping a distributed feedback amplifier"IEEE Photonics Technology Letters. 12・7. 858-860 (2000)
• [文献書誌] Drew N.Maywar: "Robust all-optical control of a semiconductor optical amplifier flip-flop"Technical Digest, Topical Meeting on Optical Amplifiers and their Applications (OAA 2000). OMD14. 79-81 (2000)
• [文献書誌] Chang-Zheng Sun: "Influences of wavelength detuning on device performance of modulator integrated DFB lasers fabricated using identical epitaxial layer scheme"Technical Digest, the Fifth Optoelectronics and Communications Conference (OECC 2000). 12C3-3. 164-165 (2000)
• [文献書誌] Byongjin Ma: "Dynamic properties or wavelength converter based on directionally coupled semiconductor optical amplifiers"Technical Digest, the Fifth Optoelectronics and Communications Conference (OECC 2000). 12P-65. 316-317 (2000)
• [文献書誌] Changzheng Sun: "Optimal wavelength detuning for electroabsorption modulator integrated distributed feedback laser based on identical epitaxial layer approach"Technical Digest, Topical Meeting on Integrated Photonics Research (IPR 2000). IThI2. 159-161 (2000)
• [文献書誌] Masumi Saitoh: "Static and dynamic characteristics analysis of all-optical wavelength conversion using directionally coupled semiconductor optical amplifier"IEEE Journal of Quantum Electronics. 36・8. 984-990 (2000)
• [文献書誌] Masumi Saitoh: "Demonstration of all-optical wavelength converter based on Fabry-Perot semiconductor optical amplifier"Extended Abstracts of the 2000 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM'00). C-1-5. 78-79 (2000)
• [文献書誌] 中野義昭: "半導体光スイッチ・波長変換素子(Semiconductor optical switches and wavelength converting devices)"第61回応用物理学会学術講演会,シンポジウム「急速に展開するフォトニックネットワークとそれを支える光デバイス技術」. 5p-K-6. 37 (2000)
• [文献書誌] 井上大介: "ヒートシンクの熱応力がInGaAsP系長波長半導体レーザの温度特性に与える影響(The effect of thermal stress caused by heatsinks on temperature characteristics of InGaAsP lasers)"第61回応用物理学会学術講演会. 6p-R-12. 996 (2000)
• [文献書誌] Takuro Tajima: "Fabrication of linear chirped gratings by electron beam lithography for DFB lasers(DFBレーザに向けた線型チャープトグレーティングの電子線露光による作製)"第61回応用物理学会学術講演会. 6p-R-3. 993 (2000)
• [文献書誌] 中野義昭: "半導体波長変換・光スイッチングデバイス"マイクロオプティクスニュース(応用物理学会/日本光学会/微小光学研究グループ機関誌). 18・3. 13-18 (2000)
• [文献書誌] Takuro Tajima: "Fabrication of a bistable distributed feedback laser amplifier with a completely linear chirped grating by electron beam lithography"Conference Digest, 17th IEEE International Semiconductor Laser Conference. P-10. 83-84 (2000)
• [文献書誌] Byongjin Ma: "Photon-induced waveguides for all-optical switching and wavelength conversion"IEICE Transactions on Electronics. E83-C・10. 1683-1686 (2000)
• [文献書誌] Takuro Tajima: "Fabrication of DFB laser amplifiers with linearly-chirped gratings by weighted EB lithography(重み付け電子線露光を用いた線型チャ-プトグレーティングDFBレーザ増幅器の作製)"電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会. 1・C-4-14. 285 (2000)
• [文献書誌] 中野義昭: "(招待講演)半導体光波長変換デバイスの研究動向(Progress of semiconductor optical wavelength conversion devices research)"レーザー学会学術講演会第21回年次大会講演予稿集. 30pXII. 190-191 (2001)