クロック同期全光フリップ・フロップを用いたデジタル光集積回路

采用时钟同步全光触发器的数字光集成电路

基本信息

批准号：
12J08524
负责人：
財津優
金额：
$ 1.15万
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：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の今年度の成果として, まず上記ハーフリッジ型PCの断面構造の最適化を数値計算によって行った. ハーフリッジ構造のリッジ側にウェットエッチングによって作製できる(lll)結晶面の傾斜を導入することにより, TE/TM変換率が90%以上となるような幅方向のトレランス(許容誤差)を従来の100nm程度から210nmまで増加できることを示した. 本成果を国際学会OECC-PS2013 (2013年7月, 京都)において発表し, Best Student Awardを受賞した. また, 本内容を含めた発表を電子情報通信学会2013年ソサイエティ大会(依頼講演)にて行い, 2013年度の同学会エレクトロニクスソサイエティ学生奨励賞を受賞した.次に, ハーフリッジ型PCがモノリシック集積に適合することを示すため, 能動光素子であるInP半導体光アンプ(semiconductor optical amplifier : SOA)とのモノリシック集積を実証した, オフセット量子井戸法を用いてSOAとPCを同一基板に集積する形で作製し, 特性評価を行った. 通常では量子井戸構造を用いたSOAはTEモードにしか光利得をもたないが, TEモードで増幅された光をPCによってTMモードへと変換することで, 出力としてTMモードの強度がSOAの注入電流に比例する, すなわち見かけ上ではTMモードが増幅されたような特性を得ることに成功した. 同時に, 同一チップ内でPCを有していない導波路からはTEモードが増幅されており, PCを用いて1枚のチップからTE・TM両モードを出力することに成功した. この結果から, 偏波多重PICの実現において最大の課題であったPCと光能動素子とのモノリシック集積を, InP材料系において初めて実証した. 本結果の報告は国際学会ECIO-MOC2014 (2014年6月開催予定)の招待講演において報告する予定である.さらに, ハーフリッジ型PCを導波路型位相変調器と組み合わせた偏波変調器の提案を行った-従来の研究ではTE光をTM光に変換することだけが着目されてきたが, PIC内部で任意の偏波へと自由に変調ができようになれば, PICに偏波制御という新たな機能を付加することができ, PICの応用可能性の拡大が期待できる. 電気光学(electro-optic : EO)効果を用いた位相変調器を用いてTE/TM間の位相差を電気的に変調することで, 導波路内で偏波の電気的変調が可能であることを示した.

作为这项研究的结果，我们首先进行了数值计算，以优化上述半脊型PC的横截面结构。引入了可以通过湿法蚀刻在半脊型PC的脊侧制造的倾斜晶面（III）。通过这样做，表明实现90%以上的TE/TM转换率的宽度方向的公差可以从传统的大约100nm增加到210nm。该成果在国际会议OECC-PS2013（2013年7月，京都）上发表并获得了最佳学生奖，并且在IEICE 2013学会会议（特邀报告）上进行了包含此内容的演讲，并获得了2013年电子学会奖。学生鼓励奖。接下来，为了证明半脊PC与单片集成兼容，演示了与有源光学器件 InP 半导体光放大器 (SOA) 的单片集成。使用偏移量子阱方法在同一基板上制造 SOA 和 PC，并评估它们的特性。通常，SOA 使用量子阱。井结构仅在TE模式下具有光学增益，但通过使用PC将TE模式下放大的光转换为TM模式，我们成功地获得了作为输出的TM模式的强度与SOA注入电流成正比的特性，即，TM模式看起来被放大。同时，我们成功地获得了以下特性： TM 模式似乎被放大了 TE 模式被放大，我们成功地使用 PC 从单个芯片输出 TE 和 TM 模式，从这个结果我们意识到 PC 和 TM 模式是最大的挑战。在实现偏振复用PIC、与光有源器件的单片集成中，这是首次在InP材料系统中得到证明，该结果将在国际会议ECIO-MOC2014（预定于2014年6月举行）的邀请报告中报告。此外，将使用半脊型PC。作为波导型相位调制器，我们提出了一种组合偏振调制器 - 以前的研究仅集中于将 TE 光转换为 TM 光，但我们希望能够将其自由调制为 PIC Ba 内的任何偏振， PIC 中可以添加一种称为偏振控制的新功能，这有望扩大 PIC 的应用可能性。我们表明，通过电调制波导之间的相位差，可以实现波导内偏振的电调制。