量子情報処理への応用を目指した半導体レーザ励起集積非線形光学デバイスの研究

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17068011
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 栖原 敏明 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90116054)
• 研究分担者: 藤村 昌寿 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80263218) ; 上向井 正裕 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (80362672)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2008
• キーワード: 光集積回路 / 半導体レーザ / 非線形光学 / 量子光学デバイス / 光導波路

研究概要

量子情報処理用の集積非線形光学デバイスの研究に取り組み、
(1)光損傷耐性MgO : LiNbO_3分極反転構造の紫外光照射電圧印加による形成や結晶接合埋込み導波路形成などの新作製技術開発、
(2)単一光子検出用波長変換デバイスの高効率化(30%)、
(3)初の導波型直交偏波光子対発生デバイスの実現、
(4)小型高効率な直交偏波および平行偏波の量子エンタングル光子対発生デバイスの提案・作製と機能実証 などの成果を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Quasi-phase matched waveguide devices for generation of postselection-free polarization- entangled twin photons (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Suhara, G. Nakaya, J. Kawashima and M. Fujimura
  • 雑誌名: IEEE Photon. Tech. Lett. vol.21(to be published)
  • 査読あり
• [雑誌論文] GaInP red distributed-Bragg- reflector laser integrated with phase-shifted grating coupler for multispot focusing (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Takushima, M.Uemukai and T.Suhara
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. vol.48 ページ: 030206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Type-I quasi- phase-matched waveguide device for polarization- entangled twin photon generation (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Kawashima, M.Fujimura and T.Suhara
  • 雑誌名: IEEE Photon. Tech. Lett. vol.21, No.9 ページ: 566-568
  • 査読あり
• [雑誌論文] 偏波エンタングル光子対発生用導波路非線形光学デバイス (2009)
  • 著者名/発表者名: 栖原敏明, 藤村昌寿
  • 雑誌名: レーザー研究 vol.37, No.4 ページ: 264-270
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of quantum- entangled twin photons by waveguide nonlinear optic devices (Invited Review Paper) (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Suhara
  • 雑誌名: Laser & Photon. Rev. vol.3 ページ: DOI 10.1002/lpor
• [雑誌論文] Buried annealed/ proton-exchanged LiNbO_3 waveguides fabricated with direct bonding technique (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Fujimura, K.Beniya and T.Suhara
  • 雑誌名: Electron. Lett. vol.44, No.14 ページ: 856-857
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of MgO : LiNbO_3 domain-inverted gratings by voltage application under UV light irradiation at room tempe- rature (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Fujimura and T. Suhara
  • 雑誌名: Advances in OptoElectronics vol.2008 ページ: 5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Waveguide quasi-phase matched sum-frequency generation device pumped by InGaAs laser diode for single- photon detection in communication wavelength band (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Fujimura, H. Okabe, K. Beniya and T. Suhara
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. vol.46, No.9A ページ: 5868-5870
  • 査読あり
• [雑誌論文] Yb:LiNbO_3 annealed/proton-exchang- ed waveguide lasers pumped by InGaAs laser diode at 980nm wavelength (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Fujimura, H. Tsuchimoto and T. Suhara
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. vol.46, No.8B ページ: 5447-5449
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of domain-inverted grating in MgO:LiNbO3 by voltage application with insulation layer cladding (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Horikawa, T. Tsubouchi, M. Fujimura and T. Suhara
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. vol.46, No.8A ページ: 5178-5180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of polarization- entangled twin photons by type-II quasi-phase matched waveguide nonlinear-optic device (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Suhara, H. Okabe and M. Fujimura
  • 雑誌名: IEEE Photon. Tech. Lett. vol.19 No.14 ページ: 1093-1095
  • 査読あり
• [雑誌論文] Yb-indif- fused LiNbO_3 annealed / proton- exchanged waveguide lasers (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Fujimura, H. Tsuchimoto and T. Suhara
  • 雑誌名: Electronics and Communications in Japan, Pt.2 vol.90, No.6 ページ: 10-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] 曲線グレーティングを用いたInGaAs量子井戸DBRレーザの高性能化 (2006)
  • 著者名/発表者名: 上向井正裕, 野津俊介, 栖原敏明
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌 C J89-C, No.12 ページ: 1097-1102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Yb熱拡散添加LiNbO_3アニール・プロトン交換導波路レーザ (2006)
  • 著者名/発表者名: 藤村昌寿, 土本秀和, 栖原敏明
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌 C vol.J89-C, No.11 ページ: 918-924
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integration of surface-emitting red DBR laser and microfluidic structure for bio- molecular sensing (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Uemukai, H.Miyamoto, Y.Yamada, Y.Sharma and T.Suhara
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. vol.45, No.8B ページ: 6738-6741
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum theory analysis of loss effects in guided nonlinear-optic twin-photon generation (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Suhara and T.Nosaka
  • 雑誌名: IEEE J. Quantum Electron. vol.42, No.8 ページ: 777-784
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cross-polarized twin photon generation device using quasi-phase matched LiNbO_3 wave- guide (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Nosaka, B.K.Das, M.Fujimura and T.Suhara
  • 雑誌名: IEEE Photon. Tech. Lett. vol. 18, No.1 ページ: 124-126
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-efficiency InGaAs QW distributed Bragg reflector laser with curved grating for squeezed light generation (2005)
  • 著者名/発表者名: M. Uemukai, S. Nozu and T. Suhara
  • 雑誌名: IEEE J. Selected Topics Quantum Electron vol.11, No.5 ページ: 1143-1147
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum theory analysis of twin-photon beams generated by parametric fluorescence (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Suhara and H.Kintaka
  • 雑誌名: IEEE J. Quantum Electron. vol.41, No.9 ページ: 1203-1212
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Zn-indiffused LiNbO3 optical waveguides using ZnS as diffusion source (2005)
  • 著者名/発表者名: J.S.Selvan, M.Fujimura and T.Suhara
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys vol.44, Pt.1, No.5A ページ: 3075-3076
  • 査読あり
• [学会発表] AlGaAs quantum well distributed Bragg reflector laser using surface curved grating (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Uemukai, S.Ikeda and T.Suhara
  • 学会等名: The third Int. Laser, Light-Wave and Microwave Conference, 23TP1-6
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 20080423-25
• [学会発表] Type I quasi-phase-matched Ti:LiNbO_3 waveguide device for polarization- entangled twin photon generation (2008)
  • 著者名/発表者名: J.Kawashima, M.Fujimura and T.Suhara
  • 学会等名: The third Int. Laser, Light- Wave and Microwave Conference, 23-TP2-1
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 20080423-25
• [学会発表] Waveguide QPM-SFG device pumped by InGaAs laser diode for single photon detection in communication band (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Fujimura, H.Okabe, K.Beniya and T.Suhara
  • 学会等名: Microoptic Conference, K3
  • 発表場所: Takamatsu Kagawa
  • 年月日: 20071028-31
• [学会発表] Surface-emitting red DBR laser array for semiconductor laser-induced fluorescence biosensing (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Uemukai, Y.Yamada and T.Suhara
  • 学会等名: Microoptic Conference, J5
  • 発表場所: Takamatsu Kagawa
  • 年月日: 20071028-31
• [学会発表] High- efficiency distributed Bragg reflector laser with curved grating for squeezed light generation (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Uemukai and T.Suhara
  • 学会等名: (Invited Paper) the 7-th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro- Optics (CLEO/Pacific Rim 2007)
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20070826-31
• [学会発表] Formation of MgO : LiNbO_3 domain-inverted grating for quasi-phase matching by voltage application with insulation layer cladding (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Tsubouchi, N.Horikawa, M.Fujimura and T.Suhara
  • 学会等名: OptoElectronics and Com- munication Conference, International Conference on Integrated Optics and Optical Fiber Communications
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 20070709-13
• [学会発表] Waveguide quasi-phase- matched nonlinear- optic devices for photonic communications (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Suhara
  • 学会等名: (Invited Paper) 2007 Japan-Italy Bilateral Workshop on Photonics for Communi- cation, Technical Digest
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 20070705-07
• [学会発表] Generation of polarization- entangled twin photons by type-II QPM waveguide NLO device (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Suhara, H.Okabe and M.Fujimura
  • 学会等名: European Conf. Integrated Optics (ECIO'07)
  • 発表場所: Copenhagen, Denmark
  • 年月日: 20070425-27
• [学会発表] Yb : LiNbO_3 annealed/proton-exchanged waveguide lasers pumped by InGaAs laser diode at 980nm wavelength (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Fujimura, H.Tsuchimoto and T.Suhara
  • 学会等名: Microoptics Conference (MOC'06), A-3
  • 発表場所: Seoul
  • 年月日: 20060910-14
• [学会発表] "Efficient quasi-phase-matched difference- frequency generation device with buried LiNbO_3 waveguide for optical communication (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Fujimura and T.Suhara
  • 学会等名: The third International Nanophotonice Symposium Handai: Nano Biophotonics Science & Technology
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 20060706-08
• [学会発表] "Integration of surface- emitting red DBR laser and microfluidic structure for bio- molecular sensing (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Uemukai and T.Suhara
  • 学会等名: The third International Nano-photonice Symposium Handai: Nano Biophotonics Science & Technology, P-9
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 20060706-08
• [学会発表] Integrated photonic devices using semiconductor quantum-well structures (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Suhara and M.Uemukai
  • 学会等名: The third International Nanophotonice Symposium Handai : Nano Biophotonics Science & Technology, O-11
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 20060706-08
• [学会発表] Research on integrated photonic devices using semiconductor nano- structures (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Suhara, M.Fujimura and M.Uemukai
  • 学会等名: Handai Nanoscience and Nano-technology International Symposium, P34
  • 年月日: 20060100
• [学会発表] Integration of surface-emitting red DBR laser and microfluidic structure for bio- molecular sensing (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Uemukai, H.Miyamoto, Y.Yamada, Y.D. Sharma and T.Suhara
  • 学会等名: Microoptics Conference (MOC'05)
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20051030-1102
• [学会発表] Cascaded high-efficiency InGaAs QW DBR lasers for generation of quantum-correlated twin beams (2005)
  • 著者名/発表者名: S.Nozu, T.Ishida, M.Uemukai and T.Suhara
  • 学会等名: Microoptics Conference (MOC'05), H63
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20051030-1102
• [学会発表] Application of photoconductive layer for improvement of domain- inverted grating formation in MgO : LiNbO_3 by applying voltage under ultraviolet light (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Fujimura, S.Yoshimoto and T.Suhara
  • 学会等名: Microoptics Conference (MOC'05), H17
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20051030-1102
• [学会発表] Quasi-phase matched waveguide nonlinear-optic devices (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Suhara
  • 学会等名: China-Japan Joint Symposium on Nano and Nonlinear Photonics, Tech. Digest.
  • 年月日: 20050912-14
• [学会発表] GaInP quantum-well surface-emitting distributed- Bragg-reflector laser using curved gratings (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Miyamoto, M.Uemukai and T.Suhara
  • 学会等名: Int. Conf. Quantum Electronics and Pacific Rim Conf. on Lasers and Electro-Optics, CWAB3-P19
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20050711-15
• [学会発表] Design and fabrication of Yb-indiffused LiNbO_3 annealed/ proton-exchanged waveguide lasers (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Tsuchimoto, M.Fujimura and T.Suhara
  • 学会等名: Int. Conf. Quantum Electronics and Pacific Rim Conf. Lasers and Electro- Optics, CTuK4-6
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20050711-15
• [学会発表] Fabrication and characterization of cross-polarized twin photon generation device using quasi-phase matched LiNbO_3 wave- guide (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Nosaka, B.K.Das, M.Fujimura and T.Suhara
  • 学会等名: Int. Conf. Quantum Electronics 2005 and Pacific Rim Conf. Lasers and Electro-Optics 2005, CTuK2-2
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20050711-15
• [図書] Integrated optics,"in Y.B. Gianchandani et al eds., Comprehensive Microsystems (2007)
  • 著者名/発表者名: .Suhara
  • 総ページ数: 165-200
  • 出版者: Elsevier Ltd., Oxford
• [図書] "Integrated photonic devices using semiconductor quantum-well structures," in H. Masuhara, et al, eds., Handai Nanophotonics, Vol. 3 (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Suhara and M.Uemukai
  • 総ページ数: 387-409
  • 出版者: Amsterdam
• [図書] "Periodic structures," in K.Iga and Y.Kokubun, eds., "Encyclopedic handbook of integrated optics," (2005)
  • 著者名/発表者名: T. Suhara
  • 総ページ数: 271-282
  • 出版者: CRC Press
• [図書] 光通信用波長変換デバイス、宮澤信太郎/栗村直監修「分極反転デバイスの基礎と応用」 (2005)
  • 著者名/発表者名: 栖原敏明
  • 総ページ数: 291-308
  • 出版者: オプトロニクス社
• [備考]
  • URL: http://ioe.eei.eng.osaka-u.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.allopt.pi.titech.ac.jp/~Tokutei/