シフトレジスタ機能付超高速光メモリ構成法の研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15656016
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 河口 仁司 山形大学, 工学部, 教授 (40211180)
• 研究分担者: 片山 健夫 山形大学, 工学部, 助手 (80313360)
• キーワード: 半導体レーザ / 光双安定 / 面発光半導体レーザ / 偏光スイッチング / 全光型バッファメモリ / シフトレジスタ / 光パケットスイッチング / フォトニックネットワーク

研究概要

偏光双安定面発光半導体レーザを用いた全光型フリップ・フロップ動作の実験的検証、および光バッファメモリ構成法の研究を行い、以下の成果を得た。
1.全光型フリップ・フロップ動作
光バッファメモリの動作条件を明らかにすることを主な目的として、波長0.98μm帯偏光双安定面発光半導体レーザを用いて、全光型フリップ・フロップ動作を1Gbit/sで実現した。弱いトリガ光により面発光半導体レーザの発振偏光をスイッチングでき、光入出力において約10dBの光学利得を得た。
2.光バッファメモリ
偏光双安定性をもつ面発光半導体レーザアレイを用いて、光パケット交換用の全光型バッファメモリが実現できること、二次元アレイ面発光半導体レーザを用いて、記録情報を二次元アレイ内で一括転送し記録できる、シフトレジスタ機能をもたせることが可能なことがわかった。このシフトレジスタ機能の追加により光バッファメモリの構成が簡単になり大容量化できることから、フォトニックネットワークの発展に大きな寄与ができるものと考えている。
GaAs/InGaAs系材料を用いてメサ構造面発光半導体レーザ二次元アレイを作製し、室温で連続動作(CW動作)を実現するとともに、メサの大きさを5μm角にすることにより単一横モード発振を実現し、メサ形状を変えることにより発振偏光が制御できることを示した。
これらの結果により、平成16年度はシフトレジスタ機能付バッファメモリのより具体的な構成法が検討できるようになった。

研究成果

• [文献書誌] Y.Sato, Y.Takahashi, Y.Kawamura, H.Kawaguchi: "Field dependence of electron spin relaxation during transport in GaAs"Japanese Journal Applied Physics. Vol.43,No.2A. L230-L232 (2004)
• [文献書誌] Y.Sato, M.Yamaguchi, Y.Takahashi, Y.Kawamura, H.Kawaguchi: "Spin relaxation measurement of the spin-polarized electrons during transport in GaAs using double-quantum well heterostructure"the European Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO/ Europe 2003). EE1-4-WED. (2003)
• [文献書誌] Y.Sato, Y.Takahashi, Y.Kawamura, H.Kawaguchi: "Electron, spin relaxation during transport in GaAs"the 2003 International Conference on Solid State Devices an Materials (SSDM 2003). E-3-6L. 306-307 (2003)
• [文献書誌] 佐藤祐喜, 高橋豊, 河村裕一, 河口仁司: "GaAs中を輸送されるスピン偏極電子のスピン緩和の電界依存性"2004年春季第51回応用物理学関係連合講演会. 30p-ZK-2. (2004)
• [文献書誌] 山口雅剛, 清水成, 佐藤祐喜, 山吉康弘, 河口仁司: "メサ構造InGaAs/GaAs面発光半導体レーザの作製と評価"2003年(平成15年)応用物理学会東北支部第58回学術講演会. 5aA12. 76-77 (2003)
• [文献書誌] H.Kawaguchi: "All-optical signal processing using polarization bistable VCSELs for ultrafast photonic networks (招待講演Plenary paper)"International Conference on Advanced optoelectronics and Lasers (CAOL 2003). 4-6 (2003)
• [文献書誌] 河口仁司: "[招待論文]面発光半導体レーザの偏光双安定スイッチング"電子情報通信学 信学技報. OPE2003-195,LQE2003-132. 13-16 (2003)
• [文献書誌] 河口仁司: "偏光双安定面発光半導体レーザーによる超高速光信号処理と光バッファーへの応用"O plus E. Vol.25,No.7. 782-787 (2003)
• [文献書誌] 河口仁司: "偏光双安定性を用いた超高速光信号処理"応用物理. Vol.72,No.11. 1393-1399 (2003)
• [文献書誌] 河口仁司: "超高速光エレクトロニクス技術ハンドブック、9.2章「光双安定デバイス」"リアライズ理工センター. 11 (2003)
• [文献書誌] 河口仁司 他 分担: "Handbook of Laser Technology and Applications, B2.8"Institute of Physics publishing. 42 (2003)