マイクロマシン構造を用いた高速波長掃引可能な光フィルタアレイ

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555011
• 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)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 毅 富士ゼロックス, ニュービジネスセンター, 主管研究員
• Keywords: 光フィルタ / 波長多重 / 光通信 / マイクロマシン

Research Abstract

大容量光ファイバ伝送,あるいは光ネットワークの多機能化を実現するためには,異なる波長の光波を大規模に多重化する波長多重化技術の開拓が必須である.特に,テラビット級の大量情報を処理するノードでは,任意の波長の光を取り出したり,加えたりする光のAdd/Dropフィルタが不可欠である.本研究は,半導体のマイクロマシン構造体を用いて,広範囲な波長掃引機能,温度無依存特性,多波長素子の2次元アレイ化などの新しい機能を有するAdd/Drop光フィルタとそのアレイ実装技術の開拓を目指して研究を進めた.具体的な研究成果は,以下の通りである.
1.多層薄膜の熱膨張係数差を利用した温度無依存光共振器の設計手法を確立して.波長の温度係数を従来の半導体光共振器に比べて,1/100以下に低減できる可能性を示した.
2.有機金属気相成長装置を用い,温度無依存のGaAs材料べースの光フィルタ用ウェハの成長を行い,これを用いてマイクロマシン構造を試作し.温度係数として0.01nm/Kという半導体光共振器としては,世界最低値を実現し,温度無依存の半導体光フィルタの可能性を実証した.
3.熱応力を用いた新しい波長可変フィルタを試作し,駆動電圧5V以下で約20nmの波長掃引を実現し,駆動電圧を大幅に低減可能なマイクロマシン型光フィルタの基礎を確立した.
4.マイクロマシンフィルタとマイクロレンズとの組み合わせによるAdd/Dropフィルタの構成法を提案した.高分解能と低クロストークを実現するための構造について検討を進め,特に光ビームのスポットサイズの重要性を指摘した.

Research Products

• [Publications] T.Amano, F.Koyama, N.Nishiyama, A.Matsutani, K.Iga: "Temperature insensitive micromachined GaAlAs/GaAs vertical cavity wavelength filter"Trans. IEICE. vol.E84-B, no.5. 1304-1310 (2001)
• [Publications] T.Miura, F.Koyama, Y.Aoki, A.Matsutani, K.Iga: "Hollow optical waveguide for temperature-insensitive photonic integrated circuits"Jpn. J. Appl. Phys.. vol.40, no.7A. 4920-4921 (2001)
• [Publications] 青木 泰彦, 島田 裕二, 小山 二三夫, 伊賀 健一: "マイクロオプティカルベンチによる2次元並列光インターコネクトモジュール構成法"電子情報通信学会論文誌. vol.J84-C, no.9. 807-813 (2001)