| 研究課題/領域番号 |
21360035
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| 研究機関 | 徳島大学 |
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研究代表者 |
井須 俊郎 徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (00379546)
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| 研究分担者 |
北田 貴弘 徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (90283738)
森田 健 徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 助教 (30448344)
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| キーワード | 量子ドット / 微小共振器 / 超高速全光スイッチ / 非線形光学応答 / キャリア緩和 / MBE,エピタキシャル / 化合物半導体多層膜 |
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| 研究概要 |
本研究は半導体多層膜による微小光共振器構造を用いて光パルスの電場強度や時間形状を制御し、超高速かつ大きな非線形光学応答を得ることによって、超高速動作できる面型全光スイッチングデバイスを実現することを目標とするものである。平成22年度は、前年度に作製した2層の量子ドット層を含む共振器層からなる多層膜微小共振器構造について、非線形光学応答信号の測定を行い、その特性の評価解析をするとともに、量子ドットのキャリア緩和時間の高速化を目指してErドーピングを行い、その特性を調べた。非線形光学応答信号の測定においては、フェムト秒レーザから発する光パルスが持つ広いスペクトルを任意のスペクトル幅に制御するためのスペクトル制限光学系を構築した。これを用いてスペクトル線幅の狭いピコ秒パルスを生成し、微小共振器の共振器モードのスペクトル幅に合致させ、照射パワーが全て共振器内に有効に入射できるようにして、光力-信号測定をおこなった。その結果、6.5mJ/cm^2の低パワーの制御信号でS/N比18dBで2.0psの超高速光スイッチ信号が得られることを明らかにした。量子ドットに関しては、歪緩和InGaAsバリア層に埋め込んだInAs量子ドット層へのErドープにより、Siのδドーピングによりこれまで得ていた8ピコ秒を上回る超高速の緩和時間を実現できることが分かった。当初、超高速緩和は実現できるものの非線形光学応答が小さくなるという問題点があったが、歪緩和InGaAs埋め込み層の組成や、成長条件の改善により、これまでと同等な非線形性を有し、かつ3ピコ秒という超高速緩和を示す量子ドットが作製できた。これらの結果は、Erドープの量子ドットを用いた微小共振器構造は面型全光スイッチングデバイスとして、低パワーでピコ秒オーダーでの超高速動作ができるとともに、さらにパターン効果の抑制が期待できることを示したものと考えられる。
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