歪緩和バリア層に埋め込んだInAs量子ドットをもつGaAs/AlAs多層膜光共振器による面型全光スイッチ

摘要

共振器内での光カー効果を利用した面型全光スイッチとして機能するGaAs/AlAs多層膜光共振器を分子線エピタキシー法により作製した。共振器層には、高い非線形性と高速なキャリア緩和を実現できる歪緩和In_(0.35)Ga_(0.65)Asバリア層に埋め込んだInAs量子ドットを用いた。100fsの超短パルスレーザ光を用いたポンプ·プローブ法により、共振器モード（μ＝1.46μm）における時間分解光学測定を室温にて行った。共振器層に2層の量子ドットを挿入しているだけにもかかわらず、量子ドットの過飽和吸収効果による大きな透過率変化が明瞭に観測された。透過率変化の時間プロファイルは、格子歪緩和に起因した非幅射緩和過程による高速（～16ps）な緩和成分が支配的であった。この量子ドット共振器試料からの光カー信号は、量子ドットを有さないGaAsを共振器層とする試料に比較して60倍もの強度を示した。応答速度は1ps以下と超高速であり、共振器内の光子寿命で決定付けられていることがわかった。