Fabrication and Lasing Operation of Semiconductor Two-Dimensional Photonic Crystals
半导体二维光子晶体的制备和激光操作
基本信息
- 批准号:10210203
- 负责人:
- 金额:$ 42.05万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
- 财政年份:1998
- 资助国家:日本
- 起止时间:1998 至 2001
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
High performance and large scale integration required for next era photonic networks are difficult to realize within the present technology. Photonic crystals (PCs) allow the extremely strong optical confinement by their multi-dimensional periodic structures, ultrahigh speed and efficient light emission, and large scale integration by the high density optical wiring. In this study, we investigated semiconductor two-dimensional (2D) PC lasers and related technologies. 2D PCs with an in-plane periodicity has a less effective light control, but enables the easier fabrication, compared with 3D PCs. The introduction of a point defectprovides the in-plane resonance, which results in the Purcell effect and the thresholdless lasing operation. The introduction of a line defect provides a small optical waveguide with sharp bends, which can be used for high density optical wiring. However, at the first stage of the PC research, the structure needed a high aspect ratio process of semiconductors and a low surface recombination velocity material. This restricted applications of PCs. In our early study, we employed InP-based materials with a slow surface recombination velocity, and fabricated the 2D crystal exhibiting a characteristic spontaneous emission. In addition, we achieved a world smallest laser by a similar microstructure in this material. Based on these results, we realized simple structures and processes of the 2D PC and obtained the room temperature lasing operation in this study. In addition, we studied some related technologies, i.e., a high extraction efficiency LEDs, line defect photonic crystal waveguides, superprism filter and optical deflector based on peculiar dispersion characteristics, third order nonlinear photonic crystals and high efficiency input/output interfaces.
在当前技术中,很难实现下一个时代光子网络所需的高性能和大规模集成。光子晶体(PC)允许其多维周期结构,超高速度和有效的光发射以及高密度光学接线的大规模整合。在这项研究中,我们研究了半导体二维(2D)PC激光器和相关技术。平面周期性的2D PC具有效率较低的光照控制,但与3D PC相比,可以更容易制造制造。点缺陷的引入呈现了平面内共振,从而导致滚珠效应和无阈值激光操作。线缺陷的引入提供了一个小的光学波导,并具有锋利的弯曲,可用于高密度光接线。但是,在PC研究的第一阶段,该结构需要高纵横比的高纵横比过程和低表面重组速度材料。 PC的限制应用。在我们的早期研究中,我们采用了具有缓慢的表面重组速度的INP基材料,并制造了具有特征性自发发射的2D晶体。此外,我们通过该材料中的类似微观结构实现了世界最小的激光器。基于这些结果,我们意识到了2D PC的简单结构和过程,并在本研究中获得了室温激光操作。此外,我们研究了一些相关的技术,即,基于特殊的分散特征,三阶非线性光子晶体和高效率输入/输出界面,基于特殊的分散特征,高萃取效率LED,线缺陷光子晶体波导,超级晶体滤波器和光学偏转器。
项目成果
期刊论文数量(64)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
馬場俊彦: "フォトニック結晶材料と応用技術"電子情報通信学会誌. 84・3. (2001)
马场俊彦:“光子晶体材料及其应用技术”电子信息通信工程师学会学报84・3。
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- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
M. Ariga, Y. Sekido, and T. Baba: "Low threshold GaInAsP lasers with semiconductor/air DBR fabricated by inductively coupled plasma etching"Jpn. J. Appl. Phys.. 39. 3406-3409 (2000)
M. Ariga、Y. Sekido 和 T. Baba:“通过电感耦合等离子体蚀刻制造的具有半导体/空气 DBR 的低阈值 GaInAsP 激光器”Jpn。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
T.Baba,M.Ikeda,et.al.: "Semiconductor 2D Photonic Crystals" Proc.Electronic Material Symposium. G1 (1998)
T.Baba,M.Ikeda,et.al.:“半导体二维光子晶体”Proc.Electronic Material Symposium。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
馬場俊彦: "フォトニック結晶-新しい光技術"超精密. 11. 47-51 (2001)
Toshihiko Baba:“光子晶体 - 新光学技术”超精密。 11. 47-51 (2001)
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- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
K. Aoki, H. T. Miyazaki, H. Hirayama, K. Inoshita, T. Baba, K. Sakoda, N. Shinya and Y. Aoyagi: "Microassembly of semiconductor three-dimensional photonic crystals"Nature Materials. 2. 117-121 (2003)
K. Aoki、H. T. Miyazaki、H. Hirayama、K. Inoshita、T. Baba、K. Sakoda、N. Shinya 和 Y. Aoyagi:“半导体三维光子晶体的微组装”《自然材料》。
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