| 研究課題/領域番号 |
15H03985
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
種村 拓夫 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90447425)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 半導体集積フォトニクス / 偏波制御 / 光通信システム |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、半導体光集積回路内で光の偏波状態を自在に制御・検出する技術を実現し、一連の偏波処理光集積回路を創製し、次世代光通信システムへの応用可能性を検証することを目的としている。具体的には、これまでに開発したハーフリッジ型偏波回転素子技術を基に、偏波多重光送信回路、および、ストークスベクトル変復調回路の実現に向けて、要素技術の開発を進めている。
平成27年度には、まず、偏波多重回路の実現に向けて、ハーフリッジ型偏波回転素子とモノリシックに集積できる偏波多重／分離素子を設計し、試作検証を行った。一方、半導体レーザ等、多数の光素子との集積に向けて、偏波回転素子の歩留まり向上が必須課題である。作製誤差への耐性向上を目指し、ドライエッチストップ層を導入した新規構造を検討し、プロセス条件の最適化を完了した。偏波変調回路に関しては、量子井戸層を導入した新規構造の素子を試作し、変調効率が大幅に向上することを実証した。さらに、偏波復調回路を新規に設計し、パッシブ回路部の試作と原理検証実験に成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
まず、偏波多重回路の実現に関しては、当初の予定通り、偏波多重／分離器単体の設計と試作検証、および、ドライエッチストップ層を導入した新規構造の検証が完了した。
偏波変調素子に関しては、量子井戸型変調素子の試作を行い、当初見込みの通り、変調効率の改善が達成できることを実験的に確認した。その一方で、量子井戸層による複屈折効果により偏波回転部の機能に影響が生じることが判明した。今後、偏波回転部にはバルク層構造を用いることで、当初目標とした高効率偏波変調器が実証できる見込みである。
さらに偏波復調素子に関しては、素子設計と理論解析が完了し、パッシブ部の試作と原理検証実験に成功した。今後、量子井戸型受光素子を集積することで、当初目標としたモノリシック集積偏波復調回路が実証できる見込みである。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに開発した諸技術を基に以下の項目を開発する。
まず、偏波多重回路の実現に向けて、偏波多重／分離器と偏波回転素子の集積を行う。また、アクティブ／パッシブ集積技術を用いて分布帰還型レーザとのモノリシック集積を行う。さらに、ドライエッチストップ層を導入した新規構造を用いることで作製誤差による影響を改善する。
一方、偏波変調素子については、平成27年度に実証した量子井戸型変調器にバルク型偏波回転素子を集積することで高効率化を図る。また、平成27年度に試作した偏波復調素子を用いて、ストークスベクトル変調信号の復調実験を行う。この結果を基に素子設計と作製手順にフィードバックを行い、素子特性の改善を図る。その上で、量子井戸型受光器とのモノリシック集積を行う。
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