| 研究課題/領域番号 |
26390083
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
上向井 正裕 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80362672)
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| 研究分担者 |
栖原 敏明 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90116054) [辞退]
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 半導体レーザ / 光集積デバイス / DBRレーザ / 波長可変レーザ / 2波長レーザ / 量子井戸無秩序化 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は量子井戸無秩序化による低損失受動導波路形成技術を適用した2波長集積半導体レーザの設計・作製を行うとともに、より簡便な方法で作製可能な波長可変レーザの試作を行った。
1．良好な発振特性が得られたITO薄膜ヒータ装荷GaAsP波長可変DBRレーザと、Y型結合増幅器および多モード干渉結合器を集積した波長可変2波長レーザの設計・作製を行った。これまで生じていた活性領域への電流注入に関する問題は、複雑な作製プロセスを一から見直すことにより解決できた。特に多モード干渉結合器については、確実に単一横モード2波長出力が得られるよう設計を見直し、試作した結合器から妥当な結合効率が得られた。しかし、リッジ構造導波路側面に表面荒れが生じるとともに、微細周期DBRグレーティング形状が最適ではなく、作製した集積レーザから2波長発振は得られたもののテラヘルツ波発生/検出実験を行える特性ではなかった。さらなる作製条件の最適化が必要である。
2．より簡便な方法で作製可能な波長可変レーザとして、高次結合ディープエッチDBRレーザと周期的スロット構造単一モードレーザの設計・試作を行った。両レーザとも活性領域と反射領域に独立した電極を持つため波長可変特性が実現でき、後段のリッジ構造導波路への接続がよく光集積デバイスの光源に適している。試作したレーザから単一モード発振と波長可変特性が得られたが、発振波長が量子井戸利得ピークから外れており高い出力光パワーは得られなかった。しかしDBRおよびスロット周期を最適化し利得ピーク付近で発振させることで高出力化が期待でき、テラヘルツ波発生用2波長レーザの光源として応用可能性を検討する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
良好な特性が得られたITO薄膜ヒータ装荷GaAsP波長可変DBRレーザのさらねる性能向上を目指し、量子井戸無秩序化による低損失受動導波路形成技術を適用したレーザを作製した。これまで生じていた電流注入の問題は作製プロセスの改善により解決できたが、微細周期DBRグレーティングの形状が最適ではなく昨年度作製した波長可変DBRレーザを上回る発振特性は得られなかった。DBRグレーティング作製条件のさらなる最適化が必要である。
一方、確実に単一横モード出力を得るために2×1多モード干渉結合器の設計を見直し、量子井戸無秩序化技術を適用した結合器を試作・評価した。2つの入力導波路からレーザ光を入射させたところ、同程度のパワーの単一横モード出力が得られ、実測した導波路損失を用いて見積った値に近い結合効率が得られた。当初計画していたY型結合増幅器または多モード干渉結合器を集積した波長可変2波長レーザを実現すべく、現在、DBRグレーティングの作製条件最適化を進めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画通り、Y型結合増幅器または多モード干渉結合器を集積化した波長可変2波長レーザの作製を進め、2波長発振特性および波長可変特性を評価するとともに、フォトミクサと組み合わせた周波数可変テラヘルツ波の発生・検出実験を行っていく。
また微細周期DBRグレーティングの作製が困難であることから、より簡便な方法で作製可能な高次結合ディープエッチDBRレーザおよび周期的スロット構造単一モードレーザの性能改善を進め、良好な特性が得られればこれらを集積した波長可変2波長レーザを試作し評価する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため、当初の見込額と執行額が異なった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め、当初予定通りの計画を進めていく。
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