半導体光変調器・光スイッチ

2022.08.26 By 横浜国立大学 大学院工学研究院 知的構造の創生部門 荒川 太郎

物理学

研究概要

化合物半導体量子ナノ構造とその高性能光デバイスヘの応用について研究を行っています。特に、巨大な電界誘起屈折率変化が期待される特殊な量子井戸(ポテンシャル制御量子井戸)の理論的検討、実験的検証、超高速光変調器、光スイッチ、バイオセンサー・ガスセンサーヘの展開に力を入れております。理論的解析からデバイスの設計・作製まで手がけております。

アドバンテージ

従来の技術では、電圧による材料の屈折率変化の制御には主に電気光学効果(ポッケルス効果)が用いられてきました。しかし、半導体においてはその効果は小さく、動作電圧やデバイス長が長くなってしまうという欠点がありました。ここで、我々の技術を用いれば、その1~2桁以上の大きな屈折率変化を得ることが期待され、コンパクトで低電圧動作の光制御デバイスや多値変調等様々なシステムヘの応用が可能です。

事例紹介

下記の半導体光デバイスの動作実証・提案を行っております

  • ・超高速・低電圧半導体量子井戸光変調器・光経路スイッチ
  • ・光無線(ROF)用光変調器
  • ・機械学習を用いた光デバイスの設計
  • ・微小リングレーザを用いた全光ロジック回路
  • ・高感度シリコン微小リングバイオセンサ、水素ガスセンサ

相談に応じられるテーマ

半導体光変調器・光スイッチ

光学式高感度バイオセンサ、ガスセンサ

主な所属学会

応用物理学会

電子情報通信学会

米国電気電子学会(IEEE

主な論文

Proposal of Highly Efficient Quantum Well Microring Resonator-Loaded Optical Phase Modulator Integrated with Antenna-Coupled Electrodes for Radio-over-Fiber』「Photonics 2021, vol. 8, no. 22021

 

InGaAs/InAlAs multiple-quantum-well optical modulator integrated with planar antenna for millimeter-wave radio-over-fiber system』「Opt. Express vol. 28, no. 82020

 

Hitless wavelength-selective switch with quadruple series-coupled microring resonators using multiple- quantum-well waveguides』「Opt.Express,vol.21, no.18, 208372020

 

Switchable All-Optical Flip-Flop and Inverter Operations in Quantum Well Microring Laser』「J. Lightwave Technol., vol. 38, no. 15, 3950-39582020

主な著書

「光エレクトロニクスとその応用」(分担執筆)オーム社 2011.5

「ドライ・ウエットエッチング技術全集(第28節を担当)」 技術情報協会 2009.3

Photonics Based on Wavelength Integration and Manipulation IPAP Books 2) 」The Institute of Pure and Applied Physics 2005.2(分担執筆,編集)

問い合わせ・詳細資料閲覧

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