半導体デジタル全光デバイスの特性解析と試作評価

半导体数字全光器件特性分析与样机评估

基本信息

批准号：
03F00214
负责人：
中野義昭
金额：
$ 0.38万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

InP系1.55μm帯多モード干渉結合器(multiple mode interference coupler ; MMI)型双安定半導体レーザ(bistable laser diode ; BLD)に基づく全光フリップフロップに関し研究を行い,特に分布ブラッグ反射鏡(distributed Bragg reflector ; DBR)を導入する検討を行った.分布ブラッグ反射鏡を導入した場合、全体の素子のサイズおよび、横モード抑圧比(side mode suppression ratio : SMSR)が重要になってくる.素子サイズを小さくするためには、高い屈折率コントラストを持つブラッグ反射鏡を設計する必要があるが、一方で、このような反射鏡を用いると横モード抑圧比が小さくなってしまう.数値計算による解析により、現行のリッジ導波路を用いた場合でも、ブラッグ反射鏡の屈折率コントラストを最適化することで、素子長1mm程度、横モード抑圧比30dB程度のデバイスが実現可能であることが分かった.これにより,従来の劈開端面を用いる同型光フリップフロップでは難しかった同一基板上への集積化が可能になり,フリップフロップを縦続接続して回路化することができる.DBRを適切に設計すると,所望の波長での単一モード出力が得られる.波長変換や波長多重出力も可能である.競合モードの抑制による高速スイッチングや光信号の単一方向性の確保も期待される.現在,双安定特性の観点からDBRミラーの最適設計シミュレーションを行ってる.最適デバイスパラメータが決定されれば,直ちに素子の試作に移行する予定である.

我们正在进行基于InP基1.55μm波段多模干涉耦合器（MMI）型双稳态激光二极管（BLD）的全光触发器的研究，特别是分布式布拉格反射器；在引入分布式布拉格反射器时，整体元件尺寸和边模抑制比（边模抑制比： SMSR）变得重要。为了减小元件尺寸，需要设计具有高折射率对比度的布拉格反射器，但另一方面，使用这样的反射器会导致横模抑制比变小。数值分析，即使使用当前的脊形波导，我们发现通过优化布拉格反射器的折射率对比度，也可以制造出元件长度约为1mm、横模抑制比约为30dB的器件。可以获得使用传统切割端面的相同类型的光纤。现在可以将触发器集成在同一基板上，这对于触发器来说是困难的，并且可以通过级联触发器来创建电路。如果DBR设计得当，可以获得所需波长的单模输出还可以进行波长转换和波长复用输出。竞争型号还期望通过抑制噪声来保证光信号的高速切换和单向性。目前，我们正在从双稳态特性的角度对DBR镜进行优化设计仿真。一旦确定了最佳器件参数，我们计划继续进行原型设备生产。