2005 Fiscal Year Annual Research Report
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16560035
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
桑村 有司 金沢大学, 自然科学研究科, 講師 (10195612)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 実 金沢大学, 自然科学研究科, 教授 (80110609)
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| Keywords | 光変調器 / 平面型光変調器 / フランツ・ケルディッテシュ効果 / スマートピクセル / 並列光情報処理 / 光コンピュータ |
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| Research Abstract |
並列光情報処理はその構想ができてから久しいが,実用化には至っていない.一番の理由は論理演算に用いる空間光変調パネルが存在しないことであり,本研究は光透過型でかつ平面型の光変調パネルの開発を目指してきた。本光変調器は半導体pin接合を20組以上積層し、積層面に垂直に入射した光を電圧印加で透過、遮断する平面型光強度変調器である。光強度変調は多数のi-GaAs層中に電界を加え,光吸収係数を変えて行なっている。p型とn型層は多数のi-GaAs層に電界を加えるための導電層であり,左右に在るp型とn型の電極層から電圧を加える独自の素子構造である。素子構造は液相結晶成長法を利用して作製しているが,各層の理想的な不純物濃度や層厚を実現するための成長技術を確立して素子作製を行った。光変調パネルを実現するために,1素子寸法の小型化,低消費電力動作と消光比の更なる向上を目指した。1素子の小型化については,50μm×50μmまで小型化できた。特性改善については左右に在るp型とn型電極層のキャリヤ濃度(従来の1×10^<18>cm^<-3>のオーダーから1×10^<17>cm^<-3>のオーダーへ1ケタ下げた)を最適化することで,pn接合に対する逆方向耐電圧を-12V(従来-5V程度)まで高くして,逆方向漏れ電流を抑えた。その結果,1画素当りの消費電力を0.1mW(従来の1/10まで低減)まで低減することができた。また,多層膜厚を最適化して作製した素子の消光特性は,10Vの印加電圧で10dBの消光比まで改善できた。
一方,光駆動方式の変調素子開発については,個別に作製した光ヘテロバイポーラトランジスタと上記光変調器を接続して光-光制御特性の動作確認を行い,数百μWの制御光でバイアス光強度を1/4程度まで自由に調整できることを実験的に確かめたが,光変調パネルの試作までには至らなかった。
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