テラビット級大容量光データリンクを可能とする多波長レーザアレー

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01J11551
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 荒井 昌和 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 特別研究員(DC1)
• Keywords: 面発光レーザ / 波長分割多重 / 選択成長 / MOCVD

Research Abstract

面発光レーザは2次元的に多数のレーザを集積できるため,大容量光通信の光源として期待されている.更なる大容量化には波長分割多重(WDM)が有効であり,そのための光源として多波長面発光レーザが有望である.本研究では凹凸のある基板上に減圧MOCVD法で面発光レーザを結品成長することにより,共振波長をウェハ面内で変化させ,多波長集積化を目指している.
今年度はパターン基板上へ成長したGaInAs/GaAs量子井戸の微小領域の測定および多波長面発光レーザの成長条件の検討,試作を行った.
まず微小領域の反射スペクトル,フォトルミネッセンススペクトル測定を行い,パターン形状に対する量子井戸構造の発光波長及び共振器の共振波長のシフト量を初めて明らかにした.さらに,有機金属成長法での境界層内の拡散モデルによる波長制御のシミュレーションを行い,膜厚変調,組成変調量を明らかにした.このモデルとの比較によるパターン基板上の波長制御の設計指針を明らかにした.
またパターン基板上のDBR,量子井戸のシフト量の成長圧力依存性を明らかにした.利得と共振波長シフトの差を小さくするためにはDBRは低い圧力,量子井戸は高い圧力で成長することが有効であることを見出した.この方法を用いて15μmの高さのパターン基板上に多波長面発光レーザアレイを成長したところ,同一ウェハ内で世界最大となる193nmの波長範囲のレーザ発振を得た.
以上のように多波長面発光レーザアレイの基礎検討を行い,テラビット級大容量光データリンク実現の可能性を示した.

Research Products

• [Publications] Masakazu Arai, Takashi Kondo, Akihiro Matsutani, Tomoyuki Miyamoto, Fumio Koyama: "Growth of Highly Strained GaInAs/GaAs Quantum Wells on Patterned Substrate and Its Application for Multiple -Wavelength Vertical Cavity Surface Emitting Laser Array"IEEE Journal of Selected Topics on Quantum Electronics. Vol.8. 811-816 (2002)