フォトニック結晶面発光レーザーを用いたオンチップビーム整形

使用光子晶体表面发射激光器进行片上光束整形

• 批准号: 15F15364
• 负责人: 種村 拓夫
• 金额: $ 1.47万
• 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: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-11-09 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15F15364/
• 关键词: 半導体レーザ; プラズモニクス

本研究は、オンチップ光インターコネクト、光センシング、ビーム整形などへの新規応用に向けて、微小な半導体レーザを大規模な光集積回路上に集積する技術を開発することを目的とした。本研究提案当初に計画していたフォトニック結晶型構造の素子設計を進めると同時に、微小金属クラッドを用いたレーザ構造を併せて検討した。並行して、試作した素子の発光特性を高精度に評価するため、顕微フォトルミネッセンス測定系を改良した。具体的には、InP基板における光吸収を抑えるために、最適波長の励起光源を新たに導入し、さらに、共振器内部の発熱の影響を分離するために、パルス光励起を可能にする駆動回路を整備した。その結果、試作した素子の室温レーザ発振を観測することに成功した。さらに、独自に開発した微小共振器型レーザを電流駆動することで、高効率な発光を確認した。並行して、光導波路に結合した微小レーザの数値解析を行い、共振Q値を制御するための新規設計を提案し、数値シミュレーションにより、その有効性を実証した。これらの成果をさらに発展させることで、多数の微小光源を相互に接続した高密度光集積回路が実現できると期待される。

这项研究的目的是开发一种将微型半导体激光器集成到大规模光学集成电路上的技术，用于片上光学互连、光学传感和光束整形等新应用。在我们继续进行本研究计划之初计划的光子晶体型结构的器件设计的同时，我们还考虑了使用微金属包层的激光器结构。与此同时，我们改进了显微光致发光测量系统，以高精度评估原型器件的发光特性。具体来说，我们引入了具有最佳波长的新激发光源，以抑制 InP 基板中的光吸收，并添加了能够进行脉冲光激发的驱动电路，以隔离谐振器内部发热的影响。结果，他们成功地观察到了原型设备的室温激光振荡。此外，通过用电流驱动自主开发的微腔激光器，我们确认了高效的发光。同时，我们对耦合到光波导的微型激光器进行了数值分析，提出了一种控制谐振 Q 值的新设计，并通过数值模拟证明了其有效性。预计通过进一步发展这些成果，将有可能实现许多微观光源互连的高密度光集成电路。

项目成果

カプセル型波長スケール金属共振器レーザの試作と室温パルス発振

胶囊型波长级金属谐振器激光器和室温脉冲振荡原型

• 发表时间: 2017
• 作者: 肖イ; リチャード・テイラー; 虞伝慶; 種村拓夫; 中野義昭
• 通讯作者: 中野義昭

Room-temperature capsule-shaped wavelength-scale metal-clad laser with enhanced side mode suppression

增强边模抑制的室温胶囊型波长级金属包覆激光器

• DOI: 10.1063/1.5000246
• 发表时间: 2017
• 影响因子: 4
• 作者: Xiao Yi;Taylor Richard J. E.;Yu Chuanqing;Feng Kaiyin;Tanemura Takuo;Nakano Yoshiaki
• 通讯作者: Nakano Yoshiaki

Sub-wavelength metallic laser coupled to silicon-on-insulator waveguide with integrated optical feedback stub for Q factor enhancement

亚波长金属激光器耦合到绝缘体上硅波导，具有集成光学反馈短截线，可增强 Q 因子

• 发表时间: 2016
• 作者: K. Feng; C. Yu; M. Nishimoto; R. J. E. Taylor; T. Tanemura;Y. Nakano
• 通讯作者: Y. Nakano

Waveguide-coupled metal-clad cavity with integrated feedback stub

具有集成反馈短截线的波导耦合金属包覆腔

• DOI: 10.7567/jjap.56.082201
• 发表时间: 2017
• 影响因子: 1.5
• 作者: Feng Kaiyin;Nishimoto Masaya;Yu Chuanqing;Saylan Sueda;Taylor Richard J. E.;Tanemura Takuo;Nakano Yoshiaki
• 通讯作者: Nakano Yoshiaki

Room-temperature capsule-shaped wavelength-scale metal-clad laser operating at 1550 nm

工作波长为 1550 nm 的室温胶囊型波长级金属包覆激光器

• 发表时间: 2017
• 作者: Y. Xiao; R. J. E. Taylor; C. Yu; T. Tanemura;Y. Nakano
• 通讯作者: Y. Nakano