高性能短波長帯分布帰還型半導体レーザの開発

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 62850065
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 多田 邦雄 東京大学, 工学部, 教授 (00010710)
• 研究分担者: 本杉 常治 日本電信電話株式会社, 光エレクトロニクス研究所, 主幹研究員 ; 村井 徹 東京大学, 工学部, 助手 (60107571) ; 中野 義昭 東京大学, 工学部, 講師 (50183885) ; 生駒 俊明 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (80013118)
• キーワード: 分布帰還型(DFB)半導体レーザ / 短波長帯 / ストライプ幅変調構造 / 軸方向空間ホールバーニング / 反応性イオンエッチング / 可視光 / 利得結合 / 一体集積化

研究概要

1.ストライプ幅変調構造DFBレーザ 縦モード完全単一化分布帰還型(DFB)レーザで発振特性を不安定化する一大要因である軸方向空間ホールバーニング現象を、新たに開発した計算手法により厳密に考慮し、発振特性解析を行った。その結果、標記構造でストライプ形状を適切に設計すれば、従来のλ/4シフト構造DFBレーザに比べ波長チャーピングを低減できること、あるいは微分量子効率を向上できること等が明らかとなった。今後は、設計に基づき実素子を試作して、これを実証することが急務である。2.可視光DFBレーザ 昨年度開発に成功した可視光DFBレーザの横モード制御を、内部ストライプ・ラテラルエバネッセントフィールド構造により行った。さらに高性能化するため、現在埋め込みヘテロ構造による横モード制御を試みている。3.利得結合性DFBレーザ 利得結合と呼ばれる従来の半導体DFBレーザとは異なった光分布帰還機構を利用すれば、特殊な構造を必要とせず単一モード発振が得られるものと期待される。ここでは、利得結合機構を初めて半導体DFBレーザに適用し、完全単一縦モード発振に有効であることを実証した。さらに、この機構を有するDFBレーザでは、反射戻り光の発振特性への影響が小さいことを理論的、実験的に見いだした。この特長は、光通信をはじめあらゆる分野で嘱望される大変重要なものであるため、今後も引続き検討してゆきたい。4.光変調器/光増幅器一体集積化DFBレーザ DFBレーザの一層の高性能化、多機能化を目的として、0.88μm帯DFBレーザと光変調器/増幅器の一体集積化を試みた。この種の集積化素子では、要素素子間の光学的絶縁が本質的に重要であるという昨年度得られた知見に基づき、傾斜端面により光学的絶縁性を確保した新しい集積化素子を考案・検討している。良質の傾斜端面を形成する反応性イオンエッチング技術を確立したので、まもなく原型素子が試作される見通しである。

研究成果

• [文献書誌] Kunio Tada: Technical Digest of Topical Meeting on Integrated and Guided-Wave Optics,Santa Fe. 5. 219-222 (1988)
• [文献書誌] Yi Luo: Extended Abstracts of the 20th(1988 International)Conference on Solid State Devices and Materials,Tokyo. 20. 327-330 (1988)
• [文献書誌] Yoshiaki Nakano: Technical Digest of the 11th IEEE International Semiconductor Laser Conference,Boston. 11. 102-103 (1988)
• [文献書誌] Yoshiaki Nakano: Technical Digest of the Second Optoelectronics Conference,Tokyo. 2. 222-223 (1988)
• [文献書誌] 中野義昭: Microoptics News(微小光学研究グループ機関誌). 6(3). 188-193 (1988)
• [文献書誌] Yoshiaki Nakano: IEEE Journal of Quantum Electronics. 24(10). 2017-2033 (1988)
• [文献書誌] 中野義昭: レーザ研究. 16(11). 732-740 (1988)
• [文献書誌] Yoshiaki Nakano: Technical Digest of Topical Meeting on Integrated and Guided-Wave Optics,Houston. 6. 44-47 (1989)
• [文献書誌] Yoshiaki Nakano: Optical Computing in Japan(Edited by S.Ishihara),Nova Science Publishers,Inc.
• [文献書誌] Yoshiaki Nakano: IEEE Journal of Quantum Electronics.
• [文献書誌] Yoshiaki Nakano: Applied Physics Letters.
• [文献書誌] T.Hiramoto: J.Vac.Sci.Technol.B6. 1014 (1988)
• [文献書誌] M.Fukuda: Journal of Applied Physics. 64(2). 496-499 (1988)