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2017 年度 実績報告書

2次元フォトニック結晶を用いた円形光共振器半導体レーザの研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H04349
研究機関大阪大学

研究代表者

近藤 正彦  大阪大学, 工学研究科, 教授 (90403170)

研究分担者 森藤 正人  大阪大学, 工学研究科, 助教 (00230144)
梶井 博武  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (00324814)
丸田 章博  大阪大学, 工学研究科, 教授 (40252613)
上向井 正裕  大阪大学, 工学研究科, 助教 (80362672)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード光インターコネクト / フォトニック結晶レーザ
研究実績の概要

現在、フォトニクスが、インターネット社会を支えている。しかし、実際に、信号処理を行っているのは電子機器であり、フォトニクスは、単に情報の伝送を行っているのみである。光は高速で無限の可能性を有するイメージを与えるが、光インターコネクト(光装置間伝送)が近い将来ICT社会のアキレス腱となる可能性が高い。光インターコネクト用光モジュールは、要求仕様の緩い幹線系光通信の技術を転用して実現されてきたが、このアプローチは限界に達しており、発想の転換が必要である。我々は、究極の光モジュールを作製して、そこから光インターコネクトへ展開する。本研究では、究極の光モジュールの送信側レーザダイオード(LD)を実際に作製し、特性を実証する。具体的には、2次元フォトニック結晶(PhC)を用いて究極の光モジュールを作製し、そこから光インターコネクトへ展開する。
本研究は、以下の3つの小課題を有している。【課題1】PhC-LDを作製し、静特性を測定し、結果をフィードバックして特性改善を行う。【課題2】PhC-LDを作製し、高周波特性を測定し、結果をフィードバックして特性改善を行う。【課題3】1 Tbps実現のために必要な技術課題を明らかにし、その打開方法を開発する。
本年度は、主に【課題1】および【課題2】に取り組んだ。具体的には、シミュレーションを用いて素子特性を予測する、フィードバックを繰り返して素子の設計を行う、また、素子を作製するためのプロセス技術を開発・改善する、作製した素子の特性評価を行う、更に、高周波特性の測定を可能とする素子の実装技術の開発や測定系の立ち上げ、を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

【課題1】および【課題2】で必要となる要素技術の研究・開発を、それぞれ進めており、良い結果も多く得ている。しかし、ドライエッチング技術の最適化など、一部未達の要素技術があり、総合結果であるPhC-LDの作製とその高周波特性測定までには至っていない。

今後の研究の推進方策

来年度は、最終年度である。【課題1】および【課題2】で必要となる要素技術の未達の部分を完成させて、予定通りに【課題1】および【課題2】を完了させたい。
他方、【課題3】は、一部前倒しで行っている。全体進行としては、当初計画にキャッチアップできるように努めたい。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Optical coupling characteristics between a circular defect resonator and a waveguide in a two-dimensional photonic crystal slab2018

    • 著者名/発表者名
      Yuji Miyamoto, Yifan Xiong, Tomoyuki Okada, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, and Masahiko Kondow
    • 雑誌名

      Photonics and Nanostructures - Fundamentals and Applications

      巻: 31 ページ: 168-172

    • DOI

      10.1016/j.photonics.2018.06.002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photonic Crystal Circular-Defect Microcavity Laser Designed for Wavelength Division Multiplexing2018

    • 著者名/発表者名
      Yifan Xiong, Takuma Umeda, Xiuyu Zhang, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta, and Masahiko Kondow
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics

      巻: 24 ページ: 4900207-1-7

    • DOI

      10.1109/JSTQE.2018.2846053

    • 査読あり
  • [学会発表] Suitable quality (Q) factor for photonic crystal laser grown by MBE2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Kondow, Yifan Xiong, Xiuyu Zhang, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, and Akihiro Maruta
    • 学会等名
      Energy Materials Nanotechnology (EMN) Europe Meetings on Epitaxy
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electrical Isolation for Monolithic Photonic Crystal Laser Array Realized by Selective Dry Etching of GaAs/AlOx Films2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Xiong, Y. Tani, X. Cong, M. Morifuji, H. Kajii, A. Maruta and M. Kondow
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Materials Research (CCMR)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 1.3 um range single mode operation of photonic crystal circular-defect microcavity laser with InAs quantum dots2018

    • 著者名/発表者名
      Takuma Umeda, Yifan Xiong, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta,and Masahiko Kondow
    • 学会等名
      20th International Conference on Molecular Beam Epitaxy (ICMBE2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Dry etching for fabricating air holes with depth of 1.5 μm in photonic crystal structure on epiwafer grown by MBE2018

    • 著者名/発表者名
      Kento Takeuchi, Xiuyu Zhang, Shun Mizoguchi, Hirotake Kajii, Morifuji Masato, Maruta Akihiro, and Masahiko Kondow
    • 学会等名
      20th International Conference on Molecular Beam Epitaxy (ICMBE2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Photonic Crystal Circular Defect (CirD) Laser2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Kondow, Yifan Xiong, Li Zeng, Masato Morifuji, Hirotake. Kajii, and Akihiro Maruta
    • 学会等名
      the 26th International Conference on Advanced Nanotechnology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] GaAs/AlOx膜の選択的ドライエッチングによるモノリシックフォトニック結晶レーザアレイの電気的分離2018

    • 著者名/発表者名
      叢宵龍,熊一帆,谷佳樹,森藤正人,梶井博武,丸田章博,近藤正彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会
  • [学会発表] フォトニック結晶レーザ共振器とスロットを含む導波路の光結合に関する理論的研究2018

    • 著者名/発表者名
      時岡駿、森藤正人、梶井博武、近藤正彦
    • 学会等名
      平成30年度電気関係学会関西連合大会
  • [学会発表] フォトニック結晶導波路からの光取り出しの高効率化2018

    • 著者名/発表者名
      中原佳祐、森藤正人、梶井博武、近藤正彦
    • 学会等名
      平成30年度電気関係学会関西連合大会
  • [産業財産権] 光集積回路及び集積回路2018

    • 発明者名
      近藤正彦、宮本雄次、森藤正人
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-099926

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公開日: 2019-12-27  

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