ピコ秒動作のシリコン製超高速全光スイッチングデバイス

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DNニュース

2005年11月14日

ピコ秒動作のシリコン製超高速全光スイッチングデバイス

　
　情報通信研究機構(NICT)は、ナノ細線型シリコン光導波路の二光子吸収現象を利用してスイッチング動作を行う超高速全光デバイスを開発した。波長特性と偏光特性に優れ、通信波長帯1.55μmでピコ(p)秒の全光スイッチ動作を検証した。

　シリコンを光デバイスに用いるフォトニクス素子の研究が注目を集めている。しかし自由キャリア吸収に支配される従来型シリコン全光スイッチは、スイッチング速度が自由キャリアの存在時間(寿命)とされる100ピコ秒程度となる。そのため、超高速光ネットワークで必要とされるピコ秒動作は実現不可能と考えられ、これまで超高速応用は試みられることはなかった。

　今回NICTは、細線型シリコン光導波路における高速な二光子吸収現象を動作原理とする新しいシリコン全光デバイスを開発した。同デバイスでは、シリコン細線の断面寸法をnm領域として光を微小領域に強く閉じ込め、二光子吸収が効率的に生ずる条件を設定している。これにより、従来に比べ数十倍の高速性を実現したほか、高速波長変換機能も確認できた。

　今後はさらに高速化を目指し、ピコ秒以下の動作の実現を検討していく。また100Gbpsを上回る超高速光システムへの応用も目指すという。

後半年間、同システムの効果を実地検証し、工程管理や自動発注機能などへの機能拡張も予定している。

ナノ細線型シリコン光導波路の概念図(左)、開発したデバイスの顕微鏡写真(右)

全光スイッチ動作確認実験の結果：上図では13ピコ秒動作が示され、
下図は毎秒50ギガビットのデータ信号列を16nmだけ波長変換した結果

連絡先：

研究内容に関する問い合わせ先情報通信研究機構基礎先端部門
光情報技術グループ TEL 042-327-5789

参　　考：

情報通信研究機構(プレスリリース)