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)

概要

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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。
一般社団法人電子情報通信学会の論文
2012-08-16