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面発光レーザと 30 年
VCSEL30
伊賀健一 Kenichi Iga
東京工業大学長 President,
Tokyo Institute of Technology
[email protected]
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光出射
半導体基板
面発光レーザ
面発光レーザ
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Innovation in VCSEL
Einstein`sPostulate
（1917）
Neumann`sPrediction
（1953）
Internet/webMobile PhoneStorageEquipments
（1990）
Room Temp. CWHayashi-PanishAlferov (1970) Single Mode
Laser（1980）
Knowledge of Induced Emission
Industry
Marketing
Technical Development
Long Haul andUnder-Sea
CDs
（1980s）（1984～）
GaAsInP
（2006）
（1962）
GE、IBM、MITInitial Demonstration
（1976）
Long-Wavelengtgh&Single mode
Rewrote by K. Iga, 2006.11
VCSEL K. Iga
Room Temp. CWIga, Koyama(19８８)
Gigabit Ethernet
（1999）
VCSEL（1977）
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13 May 2005 9
VCSEL Demo
After Genichi Hatagoshi, Toshiba Corporation
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igakenichiノート注釈1979年ベル研究所滞在の頃
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igakenichiテキストボックス最初の連続発振したレーザー
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Semiconductor DBR
T. Sakaguchi, F. Koyama, and K. Iga: Electron. Lett. 24
(1988)928.
Al0.1Ga0.9As
AlAs
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First Room Temperature CW 1300nm
T. Baba, Y. Yogo, K. Suzuki, F. Koyama, and K. Iga: IEICE Trans.
Electron. E76-C (1993)1423.
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AlAs Oxidation
Top View TEM image
Low refractive index 1.55High resistance >MW
After N. Nishiyama, Doctoral Thesis, Tokyo Inst. of Tech.,
2001
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16 x 10 VCSEL Array
I =0.3mA±0.02mAV =1.6V±0.1Vth
th
After N. Nishiyama, Doctoral Thesis, Tokyo Inst. of Tech.,
2001
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LSIチップ間に超高速光インターコネクションを導入
超高速スパコン地球シミュレータ
超高速スパコン地球シミュレータ
CPU(LSI)とメモリ間を超高速光インターコネクションで接続
メモリ
#1メモリ
#2メモリ
#3メモリ
#4メモリ
#5メモリ
#6
メモリ
#29
メモリ
#30
CPU#0
CPU#1
CPU#2
メモリ
#31
CPU#7
RCU IOP
メモリ
#0
スパコン構成（8CPU×32メモリ）
LSI
メモリ
電気配線
光配線 20Gbps超
電気配線 0.5Gbps/ch
40倍速以上が必要
ペタフロップス級の性能実現へ
ﾉｰﾄﾞ
次世代スパコンの構成次世代スパコンの構成
VCSELVCSEL PDPD
10ps10ps
25Gbps直接変調時のアイ開口
Ibias=7 mA
Vmod=0.7 Vpp
E.R.=5.2 dB
PRBS:231-1
–12 –11 –10 –9 –8 –7
10–3
10–6
10–5
10–8
10–7
10–10
10–12
Received power (dBm)
Bit
err
or
rate
10–4
10–9
10–11
–12 –11 –10 –9 –8 –7
10–3
10–6
10–5
10–8
10–7
10–10
10–12
Received power (dBm)
Bit
err
or
rate
10–4
10–9
10–11
PRBS:27-1
Ibias = 7 mA
Vmod = 0.7 Vpp
E.R. = 5.2 dB
GI50- MMF
~ 5m
エラーフリー動作を確認
VCSEL世界最速動作を実現 (OFC(OFC’’0606 OFA4)OFA4)
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VCSEL by Ulm Photonics
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VCSEL Color Printer/Copier Writing with 32-VCSELs Array
2400 dpi 14 pages/min
VCSEL Array DocuColor 1256 GA
Fuji Xerox Release 2003.8.14
http://www.fujixerox.co.jp/release/2003/0814_dc1256ga.html
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むすび
デバイス工学 という 科学
面発光レーザと平板マイクロレンズをもとに実践
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2007POCSlide.pdfProgressofPhotonics.pdfProgress of Photonics
