2015 Fiscal Year Annual Research Report
次世代光通信方式のためのシリコンフォトニクス波長可変レーザーの研究
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25420312
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
北 智洋 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40466537)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田主 裕一朗 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90397985) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | シリコンフォトニクス / 量子ドット / 波長可変レーザ / 狭線幅レーザ / リング共振器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、シリコンフォトニクスを用いたレーザ光源の応用可能性を広げるために出力、波長帯域、発振線幅といった基本特性を向上させる事を目的としている。
これまでにInGaAsP量子井戸を活性層に持つ半導体光増幅器とシリコンフォトニクスを用いて作製した波長可変レーザにおいて99 nmの広い波長可変動作、100 kHz以下の狭線幅動作を達成し、光分割多重方式を基盤としたデジタルコヒーレント光通信システムにおいて有用な特性を持つ事を示してきた。しかしながら出力光強度は、40 mW程度が限界であり、シリコンフォトニクス特有の問題で高出力時のレーザ発振が不安定化し、更なる高出力化、狭線幅化を阻んでいる事が明らかになってきた。本年度は、シリコンの二光子吸収に起因した非線形光学効果に注目し、シリコンの非線形光学効果が波長可変フィルタの特性に与える影響を実験、理論の両面から検証した。その結果、高出力発振時のシリコンの非線形光学効果によって発振波長と強度が振動する現象が現れる事を見出した。シリコンの非線形光学効果を抑制するフィルタ構成や導波光の有効断面積を大きくする事で、より高出力なレーザ発振が可能である事が明らかになった。
また、量子ドット光増幅器とシリコンフォトニクス波長可変フィルタを組み合わせた構造においては、フィルタの特性を最適化する事で、8.8 THzの広い周波数範囲で波長をコントロールできる1.2 um帯用波長可変レーザの開発に成功した。
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