| 研究課題/領域番号 |
22656018
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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 | 波長変換 / 微小共振器 / MBE,エピタキシャル / 超高速全光スイッチ / 非線形光学応答 / 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低パワーで超高速動作できる三次の非線形光学応答による面型波最変換デバイスの実現を目指し、特に、実用化において有利なGaAs基板上に作製可能なIII-V族化合物半導体材料を用い、波長1.5μm帯で動作する面型デバイスとして、新規に考案した結合光共振器構造の有用性を検証することを目的としている。
平成22年度は、提案したGaAs/AlAs多層膜三結合共振器構造の光学応答のシミュレーションとその構造のMBE法による作製、およびその基本的な光学特性の評価を行った。三結合共振器構造は、ストップバンド中に三つの共振器モードを有する構造であるが、大きな波長変換信号を得るためには、3つの共振器モードの周波数間隔が等しくなり、それらが信号光(ω1)、制御光(ω2)、四光波混合信号光(2ω2-ω1)の周波数に一致することが必要である。伝達マトリックス法によるシミュレーションにより、共振器構造と共振器モード周波数の関係を明らかにし、1.5ミクロン帯での波長変換の実験に適した構造の設計を行った。GaAs/AlAsのDBR膜とGaAs共振器層からなる三結合光共振器構造を、現有するMBE装置を用いてGaAs(100)基板上に作製した。作製した試料の反射率スペクトルを測定したところ、ストップバンド中にほぼ等間隔な三つの共振器モードを明瞭に観測した。さらに、そのうちの2つの共振器モードの周波数にまたがるスペクトルを持つ100フェムト秒パルスを照射し、その透過光強度の時間変化を、100フェムト秒パルスとの相互相関測定により観測したところ、スペクトル測定から予想される周期のビート信号が観測された。これらのことから、設計に近い三結合共振器が作製できていることが確認できた。
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