| 講演名 | 2012-08-23 GaInAsP/InP半導体薄膜DFBレーザの電流注入動作と熱特性解析(光部品・電子デバイス実装技術・信頼性,及び一般) 土居 恭平, 進藤 隆彦, 二見 充輝, 雨宮 智宏, 西山 伸彦, 荒井 滋久, |
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| 抄録(和) | 我々は、オンチップ光インターコネクション用の光源として半導体薄膜(membrane)DFBレーザを提案してきた。半導体薄膜レーザでは、クラッド層に低屈折材料を用いた強い光閉じ込め効果により極低しきい値での動作が期待されている。これまでに、コア層厚450nm、共振器長300μmの半導体薄膜DFBレーザを試作し、しきい値電流値11mAの室温パルス発振を得た。しかし、室温連続動作には至っておらず、この原因を検討するため熱分布シミュレーションによる熱特性の解析を行った。その結果、試作した構造における熱抵抗値は1100K/Wと見積もられ、室温連続発振が困難であることが明らかとなった。そこで、将来的に極低しきい値動作が期待されるコア層厚150nmを有する半導体薄膜レーザについても同様の理論解析を行った。動作電流1mAにおいて熱抵抗値は7000K/Wと大幅に上昇するが、強い光閉じ込め効果に伴う極低しきい値動作が可能となるため、室温連続動作条件下で10Gbit/sのオンチップ光インターコネクションを行うのに十分な光出力を得られることを示した。 |
| 抄録(英) | We have proposed a semiconductor membrane distributed feedback (DFB) laser as a light source for on-chip optical interconnection. The membrane laser consisting of low refractive-index cladding layers is expected to operate with ultra-low threshold current due to its strong optical confinement effect. Up to now, we fabricated the device with the core layer thickness of 450 nm and the cavity length of 300 μm Although a threshold current of 11 mA was observed under RT-pulsed condition, a RT-continuous-wave (CW) operation wasn't achieved. Then, we theoretically investigated thermal characteristics of the membrane laser by using simulated temperature distribution. As a result, thermal resistance of the fabricated device was estimated to be 1100 K/W and it was confirmed that the RT-CW operation was very difficult. Next, the thermal characteristics of the membrane laser with the core layer thickness of 150 nm were calculated. Even though the thermal resistance was estimated to be 7000 K/W at a driving current of 1 mA, it was revealed that a RT-CW operation with a light output power required for 10 Gbit/s on-chip optical interconnection can be obtained. |
| キーワード(和) | 半導体薄膜レーザ / 横方向電流注入 / 強光閉じ込め / 熱特性解析 |
| キーワード(英) | semiconductor membrane laser / lateral current injection / strong optical confinement / thermal analysis |
| 資料番号 | R2012-29,EMD2012-35,CPM2012-60,OPE2012-67,LQE2012-33 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | R |
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| 開催期間 | 2012/8/16(から1日開催) |
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| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Reliability(R) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | GaInAsP/InP半導体薄膜DFBレーザの電流注入動作と熱特性解析(光部品・電子デバイス実装技術・信頼性,及び一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Current Injecting Operation and Thermal Analysis of GaInAsP/InP Membrane DFB Laser |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 半導体薄膜レーザ / semiconductor membrane laser |
| キーワード(2)（和/英） | 横方向電流注入 / lateral current injection |
| キーワード(3)（和/英） | 強光閉じ込め / strong optical confinement |
| キーワード(4)（和/英） | 熱特性解析 / thermal analysis |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 土居 恭平 / Kyohei DOI |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京工業大学理工学研究科電気電子工学専攻 Dept. of Electrical and Electronic Engineering Tokyo Institute of Technology |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 進藤 隆彦 / Takahiko SHINDO |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京工業大学理工学研究科電気電子工学専攻 Dept. of Electrical and Electronic Engineering Tokyo Institute of Technology |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 二見 充輝 / Mitsuaki FUTAMI |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 東京工業大学理工学研究科電気電子工学専攻 Dept. of Electrical and Electronic Engineering Tokyo Institute of Technology |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 雨宮 智宏 / Tomohiro Amemiya |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 東京工業大学量子ナノエレクトロニクス研究センター Quantum Nanoelectronics Research Center Tokyo Institute of Technology |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 西山 伸彦 / Nobuhiko NISHIYAMA |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 東京工業大学理工学研究科電気電子工学専攻 Dept. of Electrical and Electronic Engineering Tokyo Institute of Technology |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 荒井 滋久 / Shigehisa ARAI |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 東京工業大学理工学研究科電気電子工学専攻:東京工業大学量子ナノエレクトロニクス研究センター Dept. of Electrical and Electronic Engineering Tokyo Institute of Technology:Quantum Nanoelectronics Research Center Tokyo Institute of Technology |
| 発表年月日 | 2012-08-23 |
| 資料番号 | R2012-29,EMD2012-35,CPM2012-60,OPE2012-67,LQE2012-33 |
| 巻番号（vol） | vol.112 |
| 号番号（no） | 180 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
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