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| 講演名 | 2012-08-24 14:00 SiGe/Si細線導波路構造による省電力光スイッチ・可変光減衰器 ○関口茂昭・朱 雷・倉橋輝雄・河口研一・森戸 健（富士通研）  R2012-45 EMD2012-51 CPM2012-76 OPE2012-83 LQE2012-49 エレソ技報アーカイブへのリンク：EMD2012-51 CPM2012-76 OPE2012-83 LQE2012-49 |
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| 抄録 | （和） | シリコンプラットフォーム上のキャリアプラズマを利用した導波路型光アクティ ブデバイスの省電力化・小型化には，高効率なキャリア蓄積がキー となる．それを可能とする構造として，我々は，SiGe/Si細線導波路構 造を提案している．本提案構造は，SiGe/Siヘテロ構造のキャリア閉じ込め効果 により，キャリアプラズマを利用するデバイスにおいて，SiGeよりなる導波路 コア領域への高効率なキャリア注 入が実現できる．本報告では，我々の提案構 造について，数値シミュレーションにおけるその効果の検証と，実際に作製し た光スイッチおよび可変光減衰器(VOA)における小型，省電力動作，ならびに高 速動作特性について報告する．SiGe/Si細線導波路光スイッチにおいて，位相シ フタ長250\,$\mu$mと小型ながら，1.53\,mWの低消費電力でのス イッチング動 作および，高速駆動時において4.6\,ns以下の高速スイッチングを実現した．ま た，SiGe/Si導波路型VOAにおいて，従来のSi細線構造VOAと比較して，同じ素子 長において30--50\%の省電流化を実現した．これらの結果は，我々の提案する SiGe/Si構造が，シリコンプラットフォーム上のアクティブデバイスの小型化， 低電力化に有効であることを示した． |
| （英） | For active optical waveguide devices on silicon (Si)-platform, highly efficient carrier accumulation in the waveguide region is the key to realize energy-saving and compact devices. We proposed a silicon-germanium (SiGe) / silicon (Si) waveguide structure to achieve such a purpose. In the proposed structure, a type-I hetero-interface formed by SiGe and Si is expected to confine carriers effectively in the narrow-gap SiGe waveguide core. In this report, first we will investigate carrier accumulation effect of the structure by numerical simulation. And we will demonstrate low-power operation of a small-size optical switch and a variable optical attenuator (VOA) we fabricated. The fabricated Mach-Zehnder optical switch shows a low switching power of only 1.53\,mW with a compact phase shifter length of 250\,$\mu$m. The switching time of the optical switch is less than 4.6\,ns. The fabricated VOA shows a 30--50\% low-current operation compared to conventional Si waveguide VOA of the same device length. These results show that our proposed SiGe/Si waveguide structure holds promise for active devices with compact size and low operation power. |
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| キーワード | （和） | シリコンフォトニクス / シリコンゲルマニウム / ヘテロ構造 / キャリアプラズマ / 光スイッチ / 可変光減衰器 / / |
| （英） | silicon-photonics / silicon-germanium / heterostructure / carrier plasma / optical switch / variable optical attenuator / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 112, no. 184, LQE2012-49, pp. 115-120, 2012年8月. | |
| 資料番号 | LQE2012-49 | |
| 発行日 | 2012-08-16 (R, EMD, CPM, OPE, LQE) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | R2012-45 EMD2012-51 CPM2012-76 OPE2012-83 LQE2012-49 エレソ技報アーカイブへのリンク：EMD2012-51 CPM2012-76 OPE2012-83 LQE2012-49 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | LQE CPM EMD OPE R |
| 開催期間 | 2012-08-23 - 2012-08-24 |
| 開催地（和） | 東北大学電気通信研究所 |
| 開催地（英） | Tohoku Univ. |
| テーマ（和） | 光部品・電子デバイス実装技術・信頼性、及び一般 |
| テーマ（英） | |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | LQE |
| 会議コード | 2012-08-LQE-CPM-EMD-OPE-R |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | SiGe/Si細線導波路構造による省電力光スイッチ・可変光減衰器 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Silicon-germanium/silicon nano-wire waveguide for energy-saving optical switch and variable optical attenuator |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | シリコンフォトニクス / silicon-photonics |
| キーワード(2)（和/英） | シリコンゲルマニウム / silicon-germanium |
| キーワード(3)（和/英） | ヘテロ構造 / heterostructure |
| キーワード(4)（和/英） | キャリアプラズマ / carrier plasma |
| キーワード(5)（和/英） | 光スイッチ / optical switch |
| キーワード(6)（和/英） | 可変光減衰器 / variable optical attenuator |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 関口 茂昭 / Shigeaki Sekiguchi / セキグチ シゲアキ |
| 第1著者 所属（和/英） | 富士通研究所 (略称： 富士通研) Fujitsu Laboratories (略称： Fujitsu Labs.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 朱 雷 / Lei Zhu / シュ ライ |
| 第2著者 所属（和/英） | 富士通研究所 (略称： 富士通研) Fujitsu Laboratories (略称： Fujitsu Labs.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 倉橋 輝雄 / Teruo Kurahashi / クラハシ テルオ |
| 第3著者 所属（和/英） | 富士通研究所 (略称： 富士通研) Fujitsu Laboratories (略称： Fujitsu Labs.) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 河口 研一 / Kenichi Kawaguchi / カワグチ ケンイチ |
| 第4著者 所属（和/英） | 富士通研究所 (略称： 富士通研) Fujitsu Laboratories (略称： Fujitsu Labs.) |
| 第5著者 氏名（和/英/ヨミ） | 森戸 健 / Ken Morito / モリト ケン |
| 第5著者 所属（和/英） | 富士通研究所 (略称： 富士通研) Fujitsu Laboratories (略称： Fujitsu Labs.) |
| 第6著者 氏名（和/英/ヨミ） | / / |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2012-08-24 14:00:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | LQE |
| 資料番号 | R2012-45, EMD2012-51, CPM2012-76, OPE2012-83, LQE2012-49 |
| 巻番号（vol） | vol.112 |
| 号番号（no） | no.180(R), no.181(EMD), no.182(CPM), no.183(OPE), no.184(LQE) |
| ページ範囲 | pp.115-120 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2012-08-16 (R, EMD, CPM, OPE, LQE) |
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