半導体マイクロリング共振器を有する超低電圧動作マッハ・ツェンダー光制御素子の開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360030
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 横浜国立大学
• 研究代表者: 荒川 太郎 横浜国立大学, 工学研究院, 准教授 (40293170)
• 研究分担者: 國分 泰雄 横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (60134839) ; 多田 邦雄 金沢工業大学, 工学研究科, 教授 (00010710)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 光変調器 / 量子井戸 / マイクロリング共振器 / 化合物半導体 / マッハ・ツェンダー干渉計

研究概要

特殊な半導体超薄膜構造における巨大な電界誘起屈折率変化効果,マイクロリング共振器における位相変化増大効果,マッハ・ツェンダー干渉計の3つを融合した新しい光変調素子の提案・開発を行った.その結果,上記2つの効果の相乗作用により,動作電圧を従来構造のマッハ・ツェンダー干渉計型変調器よりも動作電圧を10分の1以下に低減することに成功した.本成果は,ますます高度化する光通信ネットワークにおける消費電力低減に大いに貢献するものである.

研究成果

• [雑誌論文] Low-Voltage Mach-Zehnder Modulator with InGaAs/InAlAs Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Arakawa, T. Hariki, Y. Amma, M. Fukuoka, M. Ushigome, and K. Tada
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: vol.51 no.4 ページ: 042203(6)
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.51.042203
  • 査読あり
• [雑誌論文] InGaAs/InAlAs Multiple Quantum Well Mach-Zehnder Modulator with Single Microring Resonator (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kaneshige, Y. Ueyama, H. Yamada, H. Yajima, T. Arakawa, and Y. Kokubun
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: vol.51, no.2 ページ: 02BG01(6)
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.51.02BG01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microring Resonator Wavelength Tunable Filter Using Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Makino, T. Gotoh, R. Hasegawa, T. Arakawa, and Y. Kokubun
  • 雑誌名: J. Lightwave Technol 巻: vol.26, no.16 ページ: 2387-2393
  • DOI: DOI:10.1109/JLT.2011.2159775
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of electrorefractive index change in Ge/SiGe coupled quantum well for low-voltage silicon-based optical modulators (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Iseri, H. Yamada, Y. Goda, T. Arakawa, K. Tada, and N. Haneji
  • 雑誌名: Physica E 巻: vol.43 ページ: 1433-1438
  • DOI: DOI:10.1016/j.physe.2011.03.021
  • 査読あり
• [雑誌論文] InGaAs/InAlAs Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well Exhibiting Giant Electrorefractive Index Change (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Arakawa, T. Toya, M. Ushigome, K. Yamaguchi, T. Ide and K. Tada
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: vol.50, no.3 ページ: 032204
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.50.032204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Heterointerface Abruptness on Electrorefractive Effect in InGaAs/InAlAs Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Iseri, T. Arakawa, K. Tada, and N. Haneji
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: vol.49 no.4 ページ: 4DG04(4)
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.49.04DG04
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrorefractive Effect in GaInNAs/GaAs Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Fukuoka, T. Toya, Y. Sawai, T. Arakawa, and K. Tada
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: vol.48, no.4 ページ: C154(3)
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.48.04C154
  • 査読あり
• [学会発表] 量子井戸マイクロリングマッハ・ツェンダー変調器の設計と試作 (2012)
  • 著者名/発表者名: 荒川太郎,國分泰雄
  • 学会等名: 2012年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] Theoretical Analysis of Semiconductor Double Microring Mach-Zehnder Modulator (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Yamada, Y. Ueyama, T. Arakawa, and Y. Kokubun
  • 学会等名: 17th Microoptics Conference(MOC' 11)
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Quantum Well Mach-Zehnder Modulator with Single Microring Resonator and Optimized Arm Length (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kaneshige, Y. Ueyama, H. Yamada, T. Arakawa, and Y. Kokubun
  • 学会等名: 17th Microoptics Conference(MOC' 11)
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] Fabrication and Characterization of InGaAs/InAlAs Multiple FACQW Structures with Larger Tolerance to Impurity in Intrinsic Layer (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Amma and T. Arakawa
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM)
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] Low Voltage InGaAs/InAlAs Quantum Well Mach-Zehnder Modulator with Single Microring Resonator (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kaneshige, Y. Ueyama, H. Yamada, T. Arakawa, and Y. Kokubun
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM)
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] InGaAs/InAlAs Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well for Low Voltage Optical Modulators (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Arakawa and K. Tada
  • 学会等名: International Conference on Nanoscience, Engineering and Advanced Computing(ICNEAC 2011)
  • 発表場所: Narsapur, India
  • 年月日: 2011-07-08
• [学会発表] Low-Voltage Optical Modulatoars Based on Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Tada and T. Arakawa
  • 学会等名: Book of Abstract of Workshop on Frontier Photonic and Electronic Materials
  • 発表場所: Granada, Spain
  • 年月日: 2011-03-17
• [学会発表] Influence of Intrinsic Layer Impurity in InGaAs/InAlAs Asymmetric Triple Coupled Quantum Well on Its Electro refractive Index Change (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Amma, K. Ema, and T. Arakawa
  • 学会等名: 2010 International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM)
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Modification of Material Parameters for InGaAs/InAlAs Quantum Wells (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Amma, K. Ema, and T. Arakawa
  • 学会等名: 2010 International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM)
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Electro refractive Effect in Strained InGaAs/InAIAs Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Wajima, T. Arakawa, and K. Tada
  • 学会等名: 2010 International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM)
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Analysis of the Electro refractive Effect in Ge/SiGe Coupled Quantum Well for Silicon Based Optical Modulators (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Iseri, H. Yamada, T. Arakawa, K. Tada, and N. Haneji
  • 学会等名: The 15th Opto Electronics and Communication Conference(OECC2010)
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2010-07-08
• [学会発表] Influence of Heterointerface Abruptness on Electro refractive Effect in InGaAs/InAlAs Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well(FACQW) (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Iseri, T. Arakawa, K. Tada, and N. Haneji
  • 学会等名: 2009 International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM)
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2009-10-08
• [学会発表] Electro refractive Effect in Asymmetric Triple Coupled Quantum Well (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Ema, W. Endo, T. Arakawa, and K. Tada
  • 学会等名: 2009 International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM)
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2009-10-08
• [学会発表] Fabrication of Microring Resonator Tunable Wavelength Filter Using Five-layer Asymmetric Coupled Quantum Well (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Makino, R. Hasegawa, T. Arakawa, and Y. Kokubun
  • 学会等名: 22nd Annual Meeting of the IEEE Photonics Society
  • 発表場所: Belek-Antalya, Turkey
  • 年月日: 2009-10-07
• [学会発表] Low Voltage Mach-Zehnder Modulator with InGaAs/InAlAs Five Layer Asymmetric Coupled Quantum Wells (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Ushigome, M. Fukuoka, T. Arakawa, and K. Tada
  • 学会等名: 22nd Annual Meeting of the IEEE Photonics Society
  • 発表場所: Belek-Antalya, Turkey
  • 年月日: 2009-10-07
• [学会発表] Proposal of Ge/SiGe Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well for Mach-Zehnder Modulators (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Iseri, T. Arakawa, K. Tada, and N. Haneji
  • 学会等名: 22nd Annual Meeting of the IEEE Photonics Society
  • 発表場所: Belek-Antalya, Turkey
  • 年月日: 2009-10-06
• [図書] 光エレクトロニクスとその応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 日本学術振興会光エレクトロニクス第130委員会
  • 総ページ数: 272-273, 274-281, 489-496
  • 出版者: オーム社
• [備考]
  • URL: http://www.arakawa-lab.ynu.ac.jp/