多モード光干渉導波型光ラムメモリ素子の開発に成功

インターネット等で通信経路の切り替えを行うルーターに起因する消費電力は2015年頃には国内総発電量の9%にも到達すると予測されています。ルーターでは、電力の消費に大きく関与する光と電気信号の相互変換が行われます。国内の情報通信量は年率約40%で増え続けており、インターネットのエコ化のためには、光信号を電気信号に変換することなく、光のまま処理する全光ルーターの実現が期待されています。この実現には、光ランダムアクセスメモリ用の光ラムメモリ素子が必要で、その候補として双安定半導体レーザーなどの双安定デバイスが提案されています。しかしながら、双安定半導体レーザーを光ラムメモリ素子として機能させるためには、一定動作範囲内の設定電流駆動を必要としますが、その動作電流範囲は設定値の数%程度と極端に狭いため、個々の素子性能等のばらつきから集積化時に全素子を同一電流で駆動できず、また素子毎で独立した電流設定は事実上困難であり、実用化の大きな妨げになっていました。

光ラムメモリ素子の動作電流範囲を広げるためには、素子内の相互利得抑制効果を高める必要がありました。九州大学は、半導体レーザー等の能動光導波路中で生じる多モード光干渉現象に着目し、世界で初めて、この応用により異なるモードを同一の双安定半導体レーザーで発振させることに成功しました。これにより、これまでの課題であった、相互利得抑制効果を大きく得ることができる、多モード光干渉導波型光ラムメモリ素子を実現しました。今回の成果で、従来の10倍以上の動作電流範囲（対設定電流比100%以上）を実現したことによって、素子の性能ばらつきや経年劣化が生じても、全集積デバイスを同一電流駆動することが可能となり、光ラムメモリ素子の実用化へ大きく前進する成果が得られました。

今後、今回の成果による広い動作電流範囲を維持しつつ、更に小型化・低消費電力化を進めることで素子の高集積化を進め、数年後の実用化を目指します。

なお、本成果は、平成22年3月21日(日)から米国のサンディエゴで開催されている国際会議OFC（Optical Fiber Communication Conference：光ファイバー通信国際会議）にて、平成22年3月24日(水) (現地時間)に発表します。