| 研究概要 |
光通信の急速な広がりに対応し,光LANや光インターコネクトなどの短距離から中・長距離まで大容量伝送する並列光データリンクヘの期待が高まっており,光ファイバに適した1.3-1.55μm帯波長で温度制御装置を必要としないアレー光源が重要となる.面発光半導体レザは,並列光システム用光源として期待され,本研究では,並列光データリンク用の波長1.3μm帯以上の長波長面発光レーザをGaInNAs半導体により実現することを目的とした.
本年は,主にGaInNAsによる波長1.3μm帯の実現を目指し結晶成長を行った.超高真空中で高効率なRFラジカル窒素を用いる化学ビーム成長(CBE)法および有機金属気相成長(MOCVD)法により波長の長波長化とその発光効率の向上手法について検討を行った.このため,半導体基板及ぴ材料などの消耗品を購入し,様々な条件下での結晶成長及び結晶成長後処理の検討を行った.
CBE法については結晶成長温度の低温化を進め,波長1.3μmでの高効率発光と従来のGaInNAsレーザに比べ半分のしきい値電流のレーザを実現した.また,さらに多くの窒素組成とすることで,波長1.4μmまでのレーザ発振を実現した.今後,超長距離通信に適用可能な波長1.55μmまでの長波長化につながる結果である.また,MOCVD法で成長したレーザ素子について,パルス電流駆動時にレーザ特性が向上することを見出し,発熱とは異なるメカニズムで,結晶品質改善が進む現象を観測した.GaInNAsが低発光効率となる理由の解明と結晶成長技術へのフィードバックにつながる.
以上より,本年の研究成果として,GaInNAsによる波長1.3μm帯の結晶品質向上を行い,従来材料のレーザに近い特性が得られるようになった.いっそうの結晶品質向上とともに,面発光レーザヘの適用を進めることが可能となった.
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