半導体レーザーにおけるアクティブＭＭＩ現象による縦モード干渉の研究とその応用

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24560047
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 浜本 貴一 九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (70404027)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: アクティブMMI / LD / 多モード干渉導波路 / 光子間緩和振動

研究実績の概要

多モード干渉導波路を用いたアクティブMMI LD(multi-mode-interferometer laser diode)は主励起領域、変調領域を分けることで直接変調での3dB帯域幅の大幅な拡大を実現することができる。主励起領域での高い光子密度に加えて、光子間緩和振動(photon-photon resonance:PPR)を実験的に確認し、今回アクティブMMI LDによる17.2GHz以上の直接変調帯域幅を確認した。
試作した素子の主励起領域に170mA、変調領域に5mAを注入した時の小信号によるMMI LDの変調特性の位相調整領域を用いずに得た結果より、光子間緩和振動によるピークが得られていることを確認した。このピークは多モード干渉を生じる主励起領域を持つことにより得られる。その結果、主励起領域電流170mA、変調領域電流5mAでの17.2GHzの直接変調帯域幅を確認した。主励起領域に160mA以上の電流を注入すると12GHz付近での曲線の窪みがより平坦になることが実験的に確認された。さらに、主励起領域電流を180mAまで注入したところ光子間緩和振動の共振周波数の変化はほとんど見られず、180mA以上の電流注入を行ったところ帯域幅の増大が生じないことを実験的に確認した。光子間緩和振動はキャビティ内の導波路構造によって制御できると考えられるため、今後構造検討を進め、更なる高速化を目指す。

研究成果

• [雑誌論文] Active MMI Devices (2015)
  • 著者名/発表者名: Kiichi Hamamoto and Haisong Jiang
  • 雑誌名: Journal of Physics D 巻: ? ページ: ?
  • DOI: ?
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Split pump region in 1.55μm InGaAsP/InP asymmetric active multi-mode interferometer laser diode for improved modulation bandwidth (2014)
  • 著者名/発表者名: Mohammad Nasir Uddin, Takaaki Kizu, Yasuhiro Hinokuma, Kazuhiro Tanabe, Akio Tajima, Kazutoshi Kato, and Kiichi Hamamoto
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Electronics 巻: E97-C ページ: 781-786
  • DOI: 10.1587/transele.E97.C.781
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High intrinsic modulation bandwidth InGaAsP/InGaAsP 1.55μm asymmetric active multimode interferometer laser diode by using split pump configuration (2014)
  • 著者名/発表者名: Mohammad Nasir Uddin, Takaaki Kizu, Yasuhiro Hinokuma, Bingzhou Hong, Akio Tajima, Kazutoshi Kato, and Kiichi Hamamoto, “High intrinsic modulation bandwidth InGaAsP/InGaAsP 1.55μm asymmetric active multimode interferometer laser diode by using split pump configuration
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 ページ: 08MB09
  • DOI: 10.7567/JJAP.53.08MB09
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] アクティブMMI LDの光子間緩和振動による17.2GHz帯域幅の確認 (2015)
  • 著者名/発表者名: 北野拓也、モハマドナシルウディン、洪秉宙、 田島章雄、加藤和利、浜本 貴一
  • 学会等名: 2015年 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 立命大学びわこ草津キャンパス
  • 年月日: 2015-03-11
• [学会発表] Bandwidth Enhancement by Coupling to Higher Order Resonances in Active Multimode Interferometer Laser Diode (2014)
  • 著者名/発表者名: Mohammad Nasir UDDIN, Hong BINGZHOU, Takuya KITANO, Akio TAJIMA, Kazutoshi KATO and Kiichi HAMAMOTO
  • 学会等名: OPE研究会
  • 発表場所: 機械振興会館、東京
  • 年月日: 2014-12-19
• [学会発表] Photon-Photon Resonance in Active Multimode Interferometer Laser Diode (2014)
  • 著者名/発表者名: Mohammad Nasir Uddin, Hong Bingzhou, Takuya Kitano, Akio Tajima, Kazutoshi Kato, and Kiichi Hamamoto
  • 学会等名: 2014年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2014-09-23
• [学会発表] First Observation of Photon-Photon Resonance in Active Multimode Interferometer Laser Diode (2014)
  • 著者名/発表者名: Mohammad Nasir Uddin, Hon Bingzhou, Akio Tajima, Kazutoshi Kato and Kiichi Hamamoto
  • 学会等名: ECIO-MOC 2014
  • 発表場所: ニース大学、フランス
  • 年月日: 2014-06-24