半導体光偏向器の波長分割光スイッチへの応用に関する研究

半导体光偏转器在波分光开关中的应用研究

基本信息

批准号：
13026223
负责人：
下村和彦
金额：
$ 22.91万
依托单位：
Sophia University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

アレイ導波路領域の片側のみにワイドマスクを配置した非対称なマスクパターンを用いた、MOVPE選択成長により、GaInAs/InP MQW構造アレイ導波路を作製した。非対称マスクにより、アレイ導波路の層厚が線形的に変化し、アレイ導波路両端において約1.3%の屈折率差を持つ階段型屈折率分布アレイ導波路の作製に成功した。また光学的にもアレイ導波路のPL波長が1344nmから1469nmまで変化していることを確認した。この階段型屈折率分布アレイ導波路を波長分割光スイッチに応用するにあたり、初期実験として回折像-入射波長依存性の測定を行い、波長1520〜1580nm,マスク幅=200mmにおいて約4.4゜の回折角差を得た。このときの屈折率差の推定値は,約1.4%であった。この実験により,階段型屈折率分布アレイ導波路の空気中伝搬での角度分散を確認した。さらに屈折率分布アレイ導波路に集光構造をもつスラブ導波路を集積した波長分波器を作製した。各アレイ導波路がローランド円上に配置するようスラブ導波路を設計し、アレイ導波路の選択成長後、エッチングによりスラブ導波路を形成した。出射導波路が4本となる波長分波器により、波長1518nm、1543nm、1563nm、1588nmにおいて明確な独立したピークを得た。これより、波長分波器のスペクトラム周期(FSR)は約100nmと見積もられ、約25nm間隔で4波長の分波が確認された。

GaInAs/InP MQW 结构阵列波导是通过 MOVPE 选择性生长制造的，使用不对称掩模图案，宽掩模仅放置在阵列波导区域的一侧。通过使用非对称掩模，阵列波导的层厚呈线性变化，成功制作了阵列波导两端折射率差约1.3%的阶梯型渐变折射率阵列波导。我们还通过光学手段确认了阵列波导的PL波长从1344nm变为1469nm。在将这种阶梯型渐变折射率阵列波导应用于波分光开关时，我们进行了初步实验来测量衍射图像对入射波长的依赖性，发现在波长为1520 至 1580 nm，掩模宽度为 200 mm。此时的折射率差的推定值为约1.4％。通过这个实验，我们证实了阶梯式渐变折射率阵列波导在空气传播中的角色散。此外，通过将具有光聚焦结构的平板波导集成到梯度折射率阵列波导中制造了波长解复用器。设计平板波导，将每个阵列波导排列在罗兰圆上，对阵列波导进行选择性生长后，通过刻蚀形成平板波导。使用具有四个输出波导的波长解复用器，在1518 nm、1543 nm、1563 nm和1588 nm波长处获得清晰的独立峰。据此，波长解复用器的光谱周期(FSR)估计为约100nm，并且确认四个波长以约25nm的间隔分离。