2003 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
01J04261
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Research Institution | Yokohama National University |
Principal Investigator |
井下 京治 横浜国立大学, 工学府, 特別研究員(DC1)
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Keywords | フォトニック結晶 / フォトニックバンドギャップ / 微小共振器 / 半導体レーザ / インジウム燐 / モード制御 |
Research Abstract |
フォトニック結晶は光の半波長周期の半導体多次元周期構造であり,フォトニックバンドギャップ効果と呼ばれる特異な効果を示す.これを利用することで高効率LEDや極低しきい値レーザなど高性能な発光素子の実現が期待されている.半導体2次元フォトニック結晶レーザの研究では,すでに他機関から点欠陥共振器での光励起による室温パルス発振の報告例がなされているが,単純な欠陥共振器では単一モードレーザにならず,欠陥周りに大きさの異なる円孔を配置するなどのモード制御を行っている.本研究では,共振器形状によるより一般的なモード制御および低しきい値化を目指した.また,室温連続発振を目指し,共振器の中央にInPの支柱を形成し熱抵抗の低減を目指した.モード制御に関しては,可能とする共振器形状を2D-FDTD解析によって探索し,点欠陥と線欠陥を組み合わせた複合欠陥や線欠陥の曲げ,交差などにおいて単一モード共振が可能であることを発見し,これらの共振器構造をもつフォトニック結晶レーザを製作し,室温パルス励起によるレーザ発振を得た.また,室温連続励起により,点欠陥では複数現れる共振ピークが複合欠陥では主モード以外の共振ピークがほとんど無くなっていることが確認でき,実験においても複合欠陥によるモード制御の効果が実証できた.また,共振器周辺の円孔直径を小さくすることで,低しきい値化を実現した.また,InP支柱をもつ素子を実際に製作し,室温パルス発振の実現および熱抵抗が1/10に低減することを確認できた.これらの結果が得られた理由の一つには,本研究において,加工が比較的難しいインジウム燐系材料に誘導結合プラズマエッチングによって円孔を形成するとき,円孔内に入射するイオンとラジカルのバランスをとることで最適化し,平滑性の高い円孔を形成できるようになったことがある.これらの成果を学会等で発表した.
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Research Products
(4 results)
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[Publications] K.Inoshita, T.Baba: "Lasing at bend, branch and intersection of photonic crystal waveguides"Electronics Letters. 39・11. 844-846 (2003)
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[Publications] T.Baba, M.Shiga, K.Inoshita: "Carrier plasma shift in GaInAsP photonic crystal point defect cavity"Electronics Letters. 39・21. 1516-1518 (2003)
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[Publications] K.Inoshita, T.Baba: "Room temperature lasing characteristics of bend and branch in photonic crystal waveguides"Japanese Journal of Applied Physics. 42・11. 6887-6891 (2003)
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[Publications] K.Inoshita, T.Baba: "Fabrication of GaInAsP/InP photonic crystal lasers by ICP etching and control of resonant mode in point and line composite defects"IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 9・5. 1347-1354 (2003)