【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.25】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23WS0035
利用課題名 / Title
1550 nm帯量子ドットレーザの高温・狭線幅動作と分布ブラッグ反射型レーザへの応用
利用した実施機関 / Support Institute
早稲田大学 / Waseda Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者）/Internal Use (by ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
量子効果デバイス/ Quantum effect device,フォトニクスデバイス/ Nanophotonics device,光デバイス/ Optical Device,電子線リソグラフィ/ EB lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
矢吹 諒太
所属名 / Affiliation
早稲田大学 基幹理工学部 電子物理システム学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
シームヘインサル
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
デジタルコヒーレント通信が普及しているが、そのための低消費電力、狭線幅、そして高温動作の波長可変光源への要求が一層高まっている。そのような背景の下、1550nm帯で動作する量子ドット(QD)レーザの波長可変光源への適用が期待されている。波長可変光源の一つとして分布ブラッグ反射型(DBR)レーザにおいては活性層に加えて受動導波路の形成が不可欠である。本稿では、組成混合技術(QDI)を用いたDBRレーザを作製し、低閾値単一モードCW 動作を実現したので報告する。
実験 / Experimental
実験に用いたQDウエハは、InP(311)B基板上に歪み補償技術を用いて成長したノンドープ20層1550nm帯InAs / InGaAlAs QD構造である。このQDウエハを用いて作製したDBRレーザは、QD領域を利得領域、QDI領域をDBR及び位相調整領域として用いた3領域構成となっている（図１）。DBR領域の１次回折格子はリッジ導波路側面にEBリソグラフィと１回のドライエッチングにより作製されている。受動領域においては電流注入により波長制御を行うことを想定して領域間で分離の上電極を形成している。
結果と考察 / Results and Discussion
作製した素子は、CW動作時において、動作のしきい値電流密度はJth = 1.35 kA/cmであった。また、CW動作時において単一モードスペクトルを得ることができ、単一モード発振におけるサイドモード抑圧比(SMSR)は25 dBであった。また、今回はノンドープQD層であるが、パルス電流において120℃までレーザ発振を確認することができた。今後は作製工程の改善により、単一モードの安定化をはかる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 3領域DBRレーザの測定結果
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本研究成果の一部は、国立研究開発法人情報通信研究機構の委託研究（JPJ012368C01301）及び文科省ARIM事業の支援を得て行われた。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Ryota Yabuki, Temperature-Insensitive pulse and 120℃ CW Operation of 1550nm-Band p-doped InAs/InGaAlAs Quantum Dot Lasers on InP(311)B Substrate, Optical Fiber Communication Conference (OFC) 2023, , Th2A.6(2023).
DOI: https://doi.org/10.1364/OFC.2023.Th2A.6
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件