多波長面発光レーザアレイ

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13026208
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 小山 二三夫 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (30178397)
• Keywords: 半導体レーザ / 面発光レーザ / 波長多重 / 光通信 / 波長可変レーザ / アレイ光源

Research Abstract

将来の大容量光通信ネットワークのために,発振波長の絶対値を安定化した半導体レーザの実現や大規模な多波長一括生成技術が望まれている.波長の安定化された多波長光源が集積できれば,大容量の光LANやクロスコネクトなどへの展開が期待できる.本研究は,微小共振器面発光レーザとマイクロマシン(MEMS)/ナノマシン(NEMS)技術を融合して,波長温度無依存の半導体レーザや,数百波規模の多波長一括生成技術,広範囲の波長可変動作などを実現するための学術的基盤と基礎技術を確立することを目指すとともに,これを基に,波長多重を用いた大容量光LANや光クロスコネクトへの応用の可能性を探求することを目的として,研究を進めた.具体的な研究成果は,以下の通りである.
凹凸のある基板上に減圧MOCVD法で面発光レーザを成長することにより,波長1.1から1.2μm帯高歪みGaInAs/GaAs量子井戸のパターン基板上への成長の検討および多波長面発光レーザアレイを実現した.有機金属気相成長法を用いた多波長光源一括生成技術を開拓し,広い波長範囲での波長制御を可能にするとともに,低しきい値2次元多波長アレイを実現した.また,高歪GaInAs量子井戸やGaInNAs材料の開拓により,GaAs基板上で1.3μm発光も可能になり,高速の単一モード光ファイバ伝送に適用できるような多波長面発光レーザも製作できるようになった.また,波長制御の観点から,MEMSを用いた波長掃引技術に着目し,MEMS構造と熱応力制御による絶対波長安定化や波長掃引技術の開拓も進め,波長温度無依存の面発光レーザや大きな連続波長掃引が可能な波長可変面発光レーザの基礎技術を確立した.

Research Products

• [Publications] N.Nishiyama, M.Arai, S.Shinada, M.Azuchi, A.Matsutani, T.Miyamoto, F.Koyama, K.Iga: "1.12 μm polarization controlled highly strained GaInAs vertical-cavity surface-emitting lasers on GaAs(311)B by metal organic chemical vapor deposition"Jpn.J.Appl.Phys. vol.40, no.5A. L437-L439 (2001)
• [Publications] M.Arai, N.Nishiyama, M.Azuchi, S.Shinada, A.Matsutani, F.Koyama, K.Iga: "GaInAs/GaAs single mode vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) array on GaAs (311)B"Trans.IEICE. vol.E84-C, no.3. 331-338 (2001)
• [Publications] N.Nishiyama, M.Arai, S.Shinada, M.Azuchi, T.Miyamoto, F.Koyama, K.Iga: "Highly strained GaInAs/GaAs quantum well vertical-cavity surface-emitting laser on GaAs (311)B substrate for stable polarization operation"IEEE J.Select.Top.Quantum Electron. vol.7, no.2. 242-248 (2001)
• [Publications] A.Murakami, S.Sekiguchi, T.Sakaguchi, T.Miyamoto, F.Koyama, K.Iga: "Proposal of optically pumped tunable surface emitting laser"Jpn.J.Appl.Phys. vol.40, no.9A/B. L935-L936 (2001)