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導波路集積型超低エネルギーGeSi電界吸収型変調器

2008年7月1日 Nature Photonics 2, 7 doi: 10.1038/nphoton.2008.99

導波路集積型光変調器は、シリコン上でのエレクトロニクスとフォトニクスの集積化において、光信号をエンコードする際に極めて重要なデバイスである。自由キャリアプラズマの分散効果を利用したシリコン光変調器は、近年、著しい発展を遂げており、<f>40 <roman>Gbit</roman> <roman>s</roman>–1</f>の速度に達している。未解決の問題として、シリコン・マッハツェンダー干渉型変調器は大型でありエネルギー消費量が比較的大きいことや、シリコンマイクロリング変調器は製造誤差の影響を受けやすく、動作波長幅が<f>∼1 <roman>nm</roman></f>に限られていることなどがある。我々は、有効デバイス面積が<f>30 µ<roman>m</roman>2</f>と小さく、1,540 nmにおける消光比が10 dB、動作スペクトル域が1,539～1,553 nmで、ビット当りのエネルギー消費量が50 fJと非常に小さく、3 dBバンド幅が1.2 GHzというシリコン上の導波路集積型GeSi電界吸収型変調器を初めて実証した。このデバイスは、相補型金属酸化膜半導体（CMOS）回路を用いた高性能エレクトロニクス-フォトニクス集積化に利用する上で無類の利点がある。

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