副格子交換エピタキシーを用いた化合物半導体非線形光学デバイスの開発
【研究分野】応用光学・量子光工学
【研究キーワード】
非線形光学 / 波長変換 / 光パラメトリック効果 / 差周波発生 / 化合物半導体 / 分極反転 / 擬似位相整合 / 分子線エピタキシー / 疑似位相整合 / 光第2高調波発生 / 導波路型デバイス / 非線形工学
【研究成果の概要】
1.GaAs/AlGaAs非線形光学デバイスの性能予測と最適設計 DWDMフォトニックネットワークのOXC用波長変換デバイスを念頭において,1.55μm帯DFGデバイスの最適設計をおこなった。その結果,SHG規格化変換効率にして700%/W/Cm^2もの高効率でかつ偏波無依存の変換が達成でき,100mWのポンプ光入力に対して10mmのデバイスで約30%の効率が得られること,3dB帯域幅は40nmと十分実用的であることを示した。また,GaAsOPG・OPA・OPOは,QPM周期数μm〜十数μmで近赤外から14μmまでの波長領域で動作可能で,他の誘電体結晶ではアクセス不可能な赤外域で動作する画期的なデバイスが実現できることを示した。
2.GaAs/AlGaAs QPMデバイスの作製プロセス 副格子交換エピタキシーをデバイス品質の結晶成長技術としてほぼ完成させ,これと合わせてMBE, MOVPEによるドメインデューティ比保存成長条件の特定,CMPなどによる平坦化技術とともに,デバイス作製プロセスを開発した。
3.AlGaAs QPM DFG素子の作製と評価 プロトタイプデバイスとして,1.55μm帯DFGに対する3次QPM条件AlGaAsリッジ導波路デバイス(QPM周期6μm)を作製した。平坦化はウェットエッチングによっておこなった。QPM SHGが達成され,伝搬損失を考慮すると妥当な変換効率が得られた。CMPによる平坦化によって導波損失を低減し,かつ1次QPM条件を満足するデバイスを作製し,大幅に伝搬損失を低減できることが確認できている。現在,最適化した導波路デバイスでの波長変換実験を進めている。
4.GaAs QPM光パラメトリック素子 GaAs導波路型QPM光パラメトリック素子のプロトタイプを作製した。現在,作製した素子を用いてNd : YAGレーザポンプ光に対するパラメトリック蛍光の実験を進めている。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
黄 晋二 | 東京大学 | 大学院・工学系研究科 | 助手 | (Kakenデータベース) |
白木 靖寛 | 東京大学 | 大学院・工学系研究科 | 教授 | (Kakenデータベース) |
伊藤 良一 | 明治大学 | 理工学部 | 教授 | (Kakenデータベース) |
岡山 秀彰 | 沖電気 | 光エレクトロニクス研究所 | 研究員 |
徐 長青 | 沖電気 | 光エレクトロニクス研究所 | 研究員 |
XU Chang-Qing | Oki Electric Industry Co. Ltd., Optical Components Company, Researcher |
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【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1999 - 2001
【配分額】36,610千円 (直接経費: 35,200千円、間接経費: 1,410千円)