InGaAs/InAlAs五層非対称結合量子井戸の作製と光変調器への応用

摘要

1.55μm帯用InGaAs/InAlAs五層非対称結合量子井戸(FACQW)における電界屈折率効果およびマッハ?ツェンダー(MZ)光変調器?光スイッチへの適用について検討を行った。 電界屈折率効果にっいては,価電子帯構造の非放物線性も考慮した詳細な解析を行うとともに,実際のpin構造のi層が薄い場合の内蔵電界を考慮し、最大の屈折率電界係数dn/dFが得られる電界強度を実際の動作電界領域である-30～-60kV/cmヘシフトさせ,大きな屈折率電界係数dn/dFが得られる電界の範囲を大幅に拡大した構造を見出した。 この構造では,1.55μm付近で100nm以上の広波長域にわたり大きな電界誘起屈折率変化が得られる。その屈折率電界係数dn/dFは4.4×10^cm/kV程度と期待される。 多重FACQWの光吸収電流測定を行い,理論予測と同様の吸収係数変化特性が得られることを確認した.このInGaAs/InAlAs FACQWをマッハ?ツェンダー光変調器や2×2光スイッチに適用すれば,動作電圧を0.1～0.2V程度まで低減することが可能であると見積もられる。