下村研究室は光集積回路実現に関する研究を行っています。　　　▷English

• WDM: Wavelength Division Multiplexing (波長分割多重)

一本の光ファイバ内に波長の異なる光信号を同時に乗せることにより、高速・大容量通信を可能とする通信方式です。

• 半導体内の屈折率変化

半導体内の屈折率を制御するには、温度変化、電流注入、電界印加の方法があります。

	物理効果
温度変化	熱光学効果（Thermo-Optic effect)
電流注入	バンドフィリング効果（Burstain-Moss effect)
	プラズマ効果（Plasma effect）
	バンドギャップ縮小効果（Bandgap shrinkage）
電界印加	フランツ・ケルディッシュ効果（Franz-Keldysh）
	量子閉じ込めシュタルク効果（Quantum confined stark effect）

それぞれの方法には、以下の表のように動作速度、消費電力、波長依存性の長所、短所があります。

	動作速度	消費電力	波長依存性
熱光学効果	△	△	◎
プラズマ効果	○	△	◎
バンドフィリング効果	○	△	△
QCSE	◎	◎	△

• クラマース・クローニッヒの関係

半導体内の屈折率は複素数で表される複素屈折率になります。実部は通常の屈折率を表し、虚部は吸収を示す項になります。この実部と虚部は次の複素積分式で表されるクラマース・クローニッヒの関係で結ばれています。

半導体に電界を印加した場合、吸収端が長波長側に移動するフランツ・ケルディッシュ効果やQCSEが生じますが、これと同時に屈折率変化が生じています。波長軸上で表わすと下図のように吸収変化と屈折率変化が生じます。