テラビット級大容量光データリンクを可能とする多波長レーザアレー

多波长激光阵列可实现太比特级高容量光学数据链路

基本信息

批准号：
01J11551
负责人：
荒井昌和
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J11551/
关键词：
面発光レーザ波長分割多重選択成長 MOCVD

项目摘要

次世代の加入入者系やローカルエリアネットワーク(LAN)において10ギガビット/秒以上の高速化のためには,波長分割多重方式が有効であり,小型で2次元アレイ化が可能な多波長面発光レーザアレーが期待される.本研究では凹凸のある基板上に減圧有機金属気相成長法で面発光レーザを結晶成長することにより,共振波長をウェハ面内で変化させ,多波長集積化を目指している.今年度は実験的にパターン形状と波長シフト量を見積もり,そこから等波長間隔多波長面発光レーザアレイの設計を行った.共振波長のパターン幅依存性を調べ、これを基に20nm間隔のパターン基板を設計した.20nm間隔,6チャンネルのレーザを実現し,その制御性について検討した.また有機金属成長法での境界層内の気相拡散モデルによる波長制御のシミュレーションを行い,このモデルによるパターン基板上の波長制御の設計指針を明らかにした.これらに必要なパラーメータを実験とのフィッティングで求め,より複雑なパターンの設計に対応するため,3次元に計算領域を拡大した,新しいパターン基板の設計を行った.発振波長20nm間隔,10チャネルを想定して180nmの波長範囲で線形に波長を変化させるパターンを設計した.この結果から,平坦な部分に溝,リッジを用いた場合と同じ程度の波長範囲をもつレーザアレーを作製することが初めて可能となった.このように,複雑なパターンを用いた場合の膜厚変化が予測でき,波長域拡大,高密度集積,波長制御性向上などに有効なツールになると考えられる.以上のように多波長面発光レーザアレイの基礎検討を行い,テラビット級大容量光データリンク実現の可能性を示した.

波分复用对于在下一代用户系统和局域网（LAN）中实现10 Gbit/s或更高的速度是有效的，并且多波长表面发射技术是紧凑的并且可以形成二维激光阵列。在这项研究中，通过使用低压有机金属气相外延在不平坦的基板上生长表面发射激光器的晶体，我们的目标是改变晶片平面内的谐振波长并实现多波长集成。今年，我们通过实验估计了图案形状和波长偏移量，并设计了等波长间隔的多波长面发射激光器阵列。我们研究了谐振波长的图案宽度依赖性，并在此基础上，我们设计了图案化基板设计了间距为20 nm的6通道激光器，并利用有机金属生长方法中的边界层气相扩散模型对其波长控制进行了模拟。，我们利用该模型阐明了图案化基板上的波长控制的设计指南。通过实验和拟合确定了这些所需的参数，并将计算域扩展到了三个维度以适应更复杂的图案的设计。新的图案化基板。假设有 10 个振荡波长间隔为 20nm 的通道，我们设计了一种在 180nm 波长范围内线性改变波长的图案。根据这个结果，首次可以制造与在平坦部件上使用凹槽和脊时具有相同波长范围的激光阵列。通过这种方式，可以预测使用复杂图案时薄膜厚度的变化。相信它将成为扩大波长范围、高密度集成、提高波长可控性的有效工具。如上所述，我们对多波长面发射激光器阵列进行了基础研究，并探讨了实现太比特级的可能性。级高容量光学数据链路。