サブバンド間遷移の超高速光非線形性を集積化した全光信号処理デバイスに関する研究

集成子带间跃迁超快光学非线性的全光信号处理器件研究

基本信息

批准号：
13F03507
负责人：
秋本良一
金额：
$ 1.47万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、InGaAs/AlAsSb量子井戸におけるサブバンド間遷移（ISBT）に起因する超高速位相変調効果を用いた全光ゲートスイッチの研究開発を行っている。特に、超高速光位相変調効果が発現する光非線形光導波路と干渉計光回路などのパッシブな光回路を高光結合効率をもたせて集積化して、従来型と比較して小型かつ低エネルギー動作が可能な光ゲートスイッチデバイスを実現することを計画している。さらに集積型光スイッチを用いた超高速光信号処理動作の実証を計画している。このような小型光スイッチデバイス実現に向けて各種の集積化の要素技術を開発する必要がある。平成２７年度は、これまでハイブリッド集積化研究で開発してきたSi導波路等およびSiNのパッシブ部の要素技術を利用してセンシング等、光機能の高度化へ向けた光集積回路の応用研究を行った。TE/TMの両偏波を用いるISBT非線形導波路と干渉計等のSi導波路光集積回路とのハイブリッド集積化において、必要となるSi導波路偏波スプリッターを開発した。具体的には方向性結合器の結合部分を非対称スロット導波路とする新たな構造を提案し、その基本動作を実証した。SiN導波路による光集積回路の応用を実証した。すなわちリング共振器を用いた高Ｑ値屈折率センサーを開発した。導波路をペデスタル構造とすることにより、検出対象の液体と導波路もれ光との相互作用を増強し、感度を上げることに成功した。247nm/RIU(Refractive Index Unit)と比較的大きな検出感度が得られた。以上の成果は、国際誌２件において発表した。

在这项研究中，我们正在使用由INGAAS/AlassB量子井中的超频带过渡（ISBT）引起的超快相位调制效应对所有光门开关进行研究和开发。特别是，该公司计划集成被动光电电路，例如具有高速光学相位调制效果和具有高光学耦合效率的干涉仪的光学光相调制效果和干涉仪光电电路，以实现相比传统型号且能量操作较低的光学门开关设备。此外，我们计划使用集成的光学开关来演示超高速度的光信号处理操作。有必要开发各种集成元素技术来实现这种紧凑的光学开关设备。 2015年，我们对旨在改善光学功能的光学综合电路进行了应用研究，例如使用Si波导的元素技术和我们在混合整合研究中开发的被动sin零件进行传感。我们已经开发了一种Si波导极化分离器，这对于使用TE/TM极化和Si波导光学整合电路（例如干涉仪）的ISBT非线性波导的混合积分是必需的。具体而言，提出了一种新结构，其中定向耦合器的耦合部分是不对称的插槽波导，证明其基本操作。已经证明了光学整合电路与SIN波导的应用。换句话说，开发了使用环谐振器的高Q折射率传感器。通过使用波导作为基座结构，可以发现要检测到的液体与波导泄漏光之间的相互作用，并成功提高了灵敏度。获得了相对较大的检测灵敏度为247 nm/riU（折射率单位）。上述结果发表在两本国际杂志上。