非線形光・電子集積回路の基盤技術に関する研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19206011
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 近藤 高志 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60205557)
• 研究分担者: 和田 一実 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30376511)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• キーワード: 非線形光学 / 波長変換 / 半導体レーザ / 擬似位相整合 / 化合物半導体 / 分子線エピタキシー / シリコンフォトニクス

研究概要

副格子交換エピタキシー技術をベースにしたGaAs/AlGaAs 導波路型QPM 波長変換デバイスの高品質化に成功し,最低損失2.7 dB/cm(GaAs 導波路@1.55 μm),SHG最高変換効率34 %/W(2.96 mm 長Al_<0.5>Ga_<0.5>As 導波路@1.55 μm 基本波)を達成した。低温MBE再成長がキーテクノロジーであるが,さらなる高性能化のためには(111)A 面欠陥と組成変調の発生を今後克服する必要がある。HIC-BPM,ZQPM,TQPM といった新規位相整合法を取り入れたAlGaAs 導波路型高性能波長変換デバイスを新たに提案した。

研究成果

• [雑誌論文] Quasi-phase-matched parametric fluorescence in a periodically Inverted GaP waveguide (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Matsushita, I.Ohta, T.Kondo
  • 雑誌名: Appl.Phys.Express 2 ページ: 061101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of periodicallyinverted AlGaAs waveguides for quasiphase-matched wavelength conversion at 1.55μm (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Ota, W.Narita, I.Ohta, T.Matsushita, T.Kondo
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 48 ページ: 04C110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Birefringent phase matching in thin rectangular highindex-contrast waveguides (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Ishikawa, T.Kondo
  • 雑誌名: Appl.Phys.Express 2 ページ: 042202
  • 査読あり
• [雑誌論文] 中赤外領域半導体擬似位相整合波長変換デバイス (2008)
  • 著者名/発表者名: 近藤高志, 太田生馬, 松下智紀
  • 雑誌名: レーザー研究 36 ページ: 58
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-matched second-harmonic generation in thin rectangular high-index-contrast AIGaAs waveguides
  • 著者名/発表者名: T.-W.Kim, T.Matsushita, T.Kondo
  • 雑誌名: to be published in Appl.Phys.Express.
  • 査読あり
• [学会発表] モード位相整合と曲げ導波路擬似位相整合を達成したAlGaAs導波路型ハイブリッド位相整合波長変換素子 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松下智紀, 近藤高志
  • 学会等名: 2011年春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] 化合物半導体を用いた波長変換デバイス (2011)
  • 著者名/発表者名: 松下智紀, 近藤高志
  • 学会等名: 2011年春季第58回応用物理学関係連合講演会,「非線形光学50周年に分極反転はどこまできたか?」シンポジウム
  • 発表場所: 神奈川工科大
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] Phase-matched second-harmonic generation in high-index contrast AlGaAs waveguides (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Matsushita, T.W.Kim, T.Kondo
  • 学会等名: 3rd International Conference on Silicon Photonics
  • 発表場所: Ghent University, Belgium.
  • 年月日: 2011-01-24
• [学会発表] 高屈折率差AlGaAs/AlOx扁平コア導波路の複屈折位相整合第2高調波発生 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金泰雄, 石川裕士, 松下智紀, 近藤高志
  • 学会等名: 日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics in Japan (OPJ2010)
  • 発表場所: 中央大学
  • 年月日: 2010-11-10
• [学会発表] 半導体擬似位相整合波長変換デバイス (2010)
  • 著者名/発表者名: 近藤高志
  • 学会等名: 日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics in Japan (OPJ2010)
  • 発表場所: 中央大学
  • 年月日: 2010-11-09
• [学会発表] Quasi-phase-matched second-harmonic generation in high-quarity AIGaAs waveguides pumped at 1.55μm (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Matsushita, J.Ota, I.Ohta, T.Kondo
  • 学会等名: The 2010 Frontiers in Optics (FiO)/Laser Science XXVI(LS) Conference
  • 発表場所: Rochester, New York, USA.
  • 年月日: 2010-10-28
• [学会発表] Quasi-phase-matched difference-frequency generation at 3.4μm in high-quality GaAs/AlGaAs waveguides (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Hanashima, I.Ohta, J.Ohta, T.Matsushita, T.Kondo
  • 学会等名: 2010 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2010)
  • 発表場所: Tokyo, Japan.
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] 高効率AlGaAsジグザグ導波路擬似位相整合波長変換素子の設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松下智紀, 石川裕士, 近藤高志
  • 学会等名: 2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] AlGaAs高屈折率差導波路複屈折位相整合波長変換素子の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金泰雄, 石川裕士, 松下智紀, 近藤高志
  • 学会等名: 2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] 周期反転AlGaAs導波路における格子不整合の位相整合波長への影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 雨堤耕史, 太田順也, 松下智紀, 近藤高志
  • 学会等名: 2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] Fabrication of thin rectangular high-index-contrast AlGaAs waveguides for efficient wavelength conversion (2010)
  • 著者名/発表者名: T.W.Kim, H.Ishikawa, T.Matsushita, T.Kondo
  • 学会等名: 4th EPS-QEOD Europhoton Conference
  • 発表場所: Hamburg, Germany.
  • 年月日: 2010-09-01
• [学会発表] Highly-efficient quasi-phase-matched wavelength conversion in GaP/Alox zigzag waveguides (2010)
  • 著者名/発表者名: 松下智紀, 石川裕士, 近藤高志
  • 学会等名: Integrated Photonics Research, Silicon and Nano Photonics (IPR)
  • 発表場所: Monterey, USA.
  • 年月日: 2010-07-26
• [学会発表] Infrared wavelength conversion in semiconductor waveguides (2010)
  • 著者名/発表者名: 近藤高志
  • 学会等名: 15th Optoelectronics and Communications Conference (OECC2010)
  • 発表場所: Sapporo, Japan.
  • 年月日: 2010-07-07
• [学会発表] Strain-induced birefringence and phasematching characteristics of a periodicallyinverted AlGaAs waveguide (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Amazutsumi, J.Ota, T.Kondo
  • 学会等名: 2010 International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2010)
  • 発表場所: Toyama, Japan.
  • 年月日: 2010-06-23
• [学会発表] Wavelength conversion via quadratic nonlinear optical effects in semiconductor waveguides (2010)
  • 著者名/発表者名: 近藤高志
  • 学会等名: 2nd International Conference on Silicon Photonics
  • 発表場所: Boston, USA.
  • 年月日: 2010-01-22
• [学会発表] 擬似位相整合AlGaAs導波路型デバイスによる波長3μm差周波発生III (2009)
  • 著者名/発表者名: 花嶋香織, 太田順也, 太田生馬, 松下智紀, 近藤高志
  • 学会等名: 2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-11
• [学会発表] Epitaxial growth of III-V compound semiconductors with spatial inversion structures-applications to quasiphase-matched nonlinear optical devices (2009)
  • 著者名/発表者名: 近藤高志
  • 学会等名: International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials (Thermec 2009)
  • 発表場所: Berlin, Germany.
  • 年月日: 2009-08-27
• [学会発表] Wavelength conversion in semiconductor waveguiding devices (2009)
  • 著者名/発表者名: 近藤高志
  • 学会等名: Nonlinear Optics (NLO 2009)
  • 発表場所: Honolulu, USA.
  • 年月日: 2009-07-15
• [学会発表] Semiconductor guided-wave wave-length conversion devices (2009)
  • 著者名/発表者名: 近藤高志
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO 2009)
  • 発表場所: Baltimore, USA.
  • 年月日: 2009-06-04
• [学会発表] 半導体曲げ導波路疑似位相整合波長変換素子の高効率化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松下智紀, 石川裕士, 近藤高志
  • 学会等名: 2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] 周期空間反転GaP/AlGaP導波路における疑似位相整合パラメトリック蛍光 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松下智紀, 太田生馬, 近藤高志
  • 学会等名: 2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] 擬似位相整合AlGaAs導波路型デバイスによる波長3μm差周波発生II (2009)
  • 著者名/発表者名: 花嶋香織, 太田順也, 太田生馬, 松下智紀, 近藤高志
  • 学会等名: 2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] 擬似位相整合AlGaAs導波路型デバイスにおける1.5μm帯SHGの高効率化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 太田順也, 太田生馬, 松下智紀, 近藤高志
  • 学会等名: 2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] MBE法を用いたGaN格子極性反転構造の作製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 片山竜二, 福原裕次郎, 近藤高志, 尾鍋研太郎
  • 学会等名: 2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会,「不透明な時代を切り拓く分極反転光デバイス」シンポジウム
  • 発表場所: 筑波大
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] Wavelength conversion via quadratic nonlinearities in compound semiconductors (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kondo, T.Matsushita, J.Ota, K.Hanashima, T.-W.Kim, I.Ohta, H.Ishikawa
  • 学会等名: 1st International Conference on Silicon Photonics
  • 発表場所: Tokyo, Japan.
  • 年月日: 2009-01-23
• [学会発表] 半導体導波路型波長変換デバイス (2008)
  • 著者名/発表者名: 近藤高志
  • 学会等名: 2008年度第3回光材料・応用技術研究会「非線形光学とフォトニック結晶-新領域技術の現状と展望-
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2008-11-21
• [学会発表] Fabrication of periodically-inverted GaP/AlGaP waveguides for quasi-phase matching nonlinear optical devices (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Matsushita, I.Ohta, T.Kondo
  • 学会等名: IEEE Nanotechnology Materials and Devices Conference 2008
  • 発表場所: Kyoto, Japan.
  • 年月日: 2008-10-21
• [学会発表] Quasi-phase-matched secondharmonic generation in AlGaAs waveguides pumped at 1.5μm (2008)
  • 著者名/発表者名: J.Ota, W.Narita, I.Ohta, T.Matsushita, T.Kondo
  • 学会等名: 2008 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2008)
  • 発表場所: Tsukuba, Japan.
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] GaP/AlGaPリッジ導波路型疑似位相整合波長変換素子の作製 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松下智紀, 太田生馬, 近藤高志
  • 学会等名: 2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] 周期反転AlGaAs導波路における擬似位相整合第二高調波発生 (2008)
  • 著者名/発表者名: 太田順也, 太田生馬, 成田渉, 松下智紀, 近藤高志
  • 学会等名: 2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] 短周期空間反転AlGaAs導波路デバイスの作製 (2008)
  • 著者名/発表者名: 太田順也, 松下智紀, 太田生馬, 近藤高志
  • 学会等名: 2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 日大船橋
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] 高屈折率差半導体扁平矩形導波路における複屈折位相整合 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石川裕士, 太田生馬, 近藤高志
  • 学会等名: 2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 日大船橋
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] 擬似位相整合GaAs導波路による波長3μm差周波発生 (2008)
  • 著者名/発表者名: 太田生馬, 松下智紀, 近藤高志
  • 学会等名: 2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 日大船橋
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] 半導体疑似位相整合波長変換デバイスの進展 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松下智紀, 太田生馬, 石川裕士, 太田順也, 近藤高志
  • 学会等名: 2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会,「横展開を始めた分極反転光デバイス」シンポジウム
  • 発表場所: 日大船橋
  • 年月日: 2008-03-27
• [学会発表] Quasi phase matched parametric fluorescence in high-quality GaAs/AlGaAs waveguides (2008)
  • 著者名/発表者名: I.Ohta, T.Matsushita, J.Ohta, T.Kondo
  • 学会等名: Advanced Solid-State Photonics
  • 発表場所: Nara.
  • 年月日: 2008-01-27