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空間的に分離されているため個々のドット内に注入された電子・正孔はお互いに影響を与えることなくほぼ独立に振る舞う。これによって複数の波長を同時に発生させる光源を1つの量子ドットチップで実現できるようになる[16]。このような複数波長を同時かつ安定に発生することは従来の技術では困難であったが、この特徴を活かすことで、2波長発振レーザがこのヘテロジニアス集積QDレーザにより実現されることとなる。図12は2波長発振スペクトルでリング共振器上のマイクロヒータに電力を印加した際の離調特性を示したものである。図に示したとおり、良好な2波長発振動作を実証することができた。このときの差周波はヒータ電力約2～25 mWで、約20 ～200 GHzであった。また、TO効果を用いているため、2つの発振波長の離調周波数は連続的に変化・制御させることが可能である。今後はさらに発振線幅の低減、差周波間隔・2波長ピークレベルの安定化や、アレイ集積化による多チャンネル化、変調器や光機能素子の集積などにより、更なる高機能化が期待される。以上、ヘテロジニアス集積2波長発振QDレーザは非常に小型で多チャンネル化、低コスト化が期待でき、またQDの特性としての温度安定に非常に高いという点から駆動電子回路や信号処理用LSI等の各種電子回路との実装した場合もその発生する熱の影響を受けにくいと考えられ、その潜在的な特性の高さが期待できる。図13に本技術の期待される将来像を示した。ミリ波・テラヘルツ波生成素子として特に生産ライン等におけるIoT・センサネットワークでは非常に多くのデバイスが必要とされ、高速・大容量、低コストとともに熱特性の高さも重要であると考えられるため、このようなところに本技術が適用されるのではないかと考えられる。また、5Gの先と位置付けられているBeyond 5Gの無線リンクにおける無線基地局や、データセンタネットワークにおける建屋間、ラック間の高速無線通信等にも応用されるのではないかと期待される。まとめ本稿では、光電子融合プラットフォームとして、将来のアクセスネットワークにおける光と電子技術の融合の方向性と、その一例としてヘテロジニアスデバイス技術による2波長発振QDレーザについてその良好な特性を示した。今後、SiフォトニクスPICsやQD光デバイスのヘテロジニアス集積技術により、更に高機能な小型高密度集積・光電子融合デバイスを用いることで、高速・大容量なアクセスネットワークの実現が期待される。謝辞本研究の一部は総務省の「電波資源拡大のための研究開発による委託研究」により実施されたものである。【参考文献【1T. Kita, N. Yamamoto, A. Matsumoto, T. Kawanishi, and H. Yamada, “Heterogeneous quantum dot/silicon photonics-based wavelength-tun-able laser diode with a 44 nm wavelength-tuning range,” Jpn. J. Appl. Phys., vol.55, p.04EH11, 2016.2T. Kita, N. Yamamoto, T. Kawanishi, and H. Yamada, “Ultra-compact wavelength-tunable quantum-dot laser with silicon-photonics double ring filter,” Appl. Phys. Express, vol.8, pp.062701-1–062701-4, 2015.3E. Timurdogan, Z. Su, C. V. Poulton, M. J. Byrd, S. Xin, R.-J. Shiue, B. R. Moss, E. S. Hosseini, and M. R. Watts, “AIM Process Design Kit (AIMPDKv2.0): Silicon Photonics Passive and Active Component Libraries on a 300mm Wafer,” Proc. OFC2018, M3F.1, 2018.4T. Shi, T.-I Su, N. Zhang, C.-Y. H0ong, and D. Pan, “Silicon Photonics Platform for 400G Data Center Applications,” Proc. OFC2018, M3F.4, 2018.5R. Li, D. Patel, E. E.-Fiky, A. Samani, Z. Xing, Y. Wang, and D. V. Plant, “56 Gb/s DAC-less and DSP-free PAM-4 Using A Silicon Photonic Dual-drive Michelson Interferometric Modulator,” Proc. OFC2018, W4D.1, 2018.6N. Yamamoto, K. Akahane, T. Kawanishi, H. Sotobayashi, H. Fujioka, and H. Takai, “Broadband light source using modulated quantum dot structures with sandwiched sub-nano separator (SSNS) technique,” Phys. Status Solidi C, vol.8, no.2, pp.328–330, 2011.7N. Yamamoto, K. Akahane, T. Kawanishi, R. Katouf, and H. Sotobayashi, “Quantum Dot Optical Frequency Comb Laser with Mode-Selection Technique for 1-µm Waveband Photonic Transport System,” Jpn. J. Appl. Phys., vol.49, p.04DG03, 2010.8N. Yamamoto, K. Akahane, T. Umezawa, and T. Kawanishi, “Monolithically integrated quantum-dot optical modulator with semiconductor optical amplifier for 1.3-μm waveband error-free 10-km-long transmission,” Proc. OFC2015, WA2.24, 2015.9K. Akahane, N. Yamamoto, and M. Tsuchiya, “Highly stacked quantum-dot laser fabricated using a strain compensation technique,” Appl. Phys. Lett., vol.93, p.041121, 2008.10A. Matsumoto, K. Akahane, T. Sakamoto, T. Umezawa, A. Kanno, and N. Yamamoto, “Dynamic characteristics of 20-layer stacked QD-SOA with strain compensation technique by ultrafast signals using optical frequency comb,” Phys. Status Solidi A, vol.214, no.3, pp.1600557-1–1600557-6, 2017.11A. Matsumoto, K.Akahane, T. Umezawa, and N. Yamamoto, "Extremely stable temperature characteristics of 1550-nm band, p-doped, highly stacked quantum-dot laser diodes," Jpn. J. Appl. Phys., vol.56, pp.04CH07-1–04CH07-5, 2017.12A. Matsumoto, K. Akahane, S. Matsui, Y. Akashi, T. Umezawa, N. Yamamoto, Y. Matsushima, H. Ishikawa, and K. Utaka, "Thermally Stable Ar-Implantation-Induced Intermixed Quantum Dot Laser Diode in High-Temperature Region," Proc. CLEO/Europe-EQEC 2017, CB-4.5, 2017.13A. Matsumoto, K. Akahane, T. Umezawa, N. Yamamoto, H. Yamada, and T. Kita, “Demonstration of 1-µm-band Si- Photonics- Based Quantum Dot Heterogeneous Tunable Laser,” Proc. CLEO2018, JTu2A.15, 2018.14T. Umezawa, K. Akahane, N. Yamamoto, A. Kanno, and T. Kawanishi, “Highly Sensitive Photodetector Using Ultra-High-Density 1.5-μm Quantum Dots for Advanced Optical Fiber Communications,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron., vol.20, p.3801907, 2014.15A. Kanno, K. Inagaki, I. Morohashi, T. Sakamoto, T. Kuri, I. Hosako, T. Kawanishi, Y. Yoshida, and K. Kitayama, “40 Gb/s W-band (75–110 GHz) 16-QAM radio-over-fiber signal generation and its wireless transmission,” Opt. Express, vol.19, no.26, pp.B56–63, 2011.16K. Akahane, N. Yamamoto, A. Kanno, K. Inagaki, T. Umezawa, T. Kawanishi, T. Endo, Y. Tomomatsu, and T. Yamanoi, “Stable Two-Mode Emission from Semiconductor Quantum Dot Laser,” Appl. Phys. Express, 6454-1　光電子融合プラットフォーム