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半導体レーザーの開発と光接続ICの提案

  • 林 厳雄林 厳雄
 今日のIT革命を支える光ネットワーク技術、光記録技術の進展は、高信頼半導体レーザーの実現に拠るところが大きい。注入型半導体レーザーの誕生は、1962年に遡るが、低温(77K)パルス動作が可能なだけで、実用レベルからは程遠い状況が続いた。このような中で、林氏は、その当時Bell研究所のDirectorであった J. K. Galt氏の薦めで、半導体レーザーの室温連続発振を目指した。林氏は、共同研究者の M. B. Panish氏と結晶成長やデバイス構造に関し数多くの試行錯誤を繰り返し、その過程で、液相成長法で作ったAlGaAs/GaAsヘテロ接合界面が、フォトルミネッセンス測定で“よく光る(欠陥がほとんどない)”ことを発見した。これがきっかけになって、シングルヘテロ型半導体レーザーに到達し、さらに検討を重ねて、キャリア閉じ込めと光閉じ込めが共に優れたダブルヘテロ型構造で、半導体レーザーの室温連続動作に成功した。この結果、低損失ガラスファイバーの実現と相俟って、大容量光通信技術が実用化されるに到った。また、小型低価格レーザー光源の実現により、CD、DVDなどの新しい記録メディアが誕生した。
 林氏はその後、光接続技術を用いた超LSI、すなわち、光電融合集積技術の研究を展開した。この中で、マルチGHzクロック時代に深刻になるチップ間、チップ内の配線遅れとこれに伴う速度、消費電力の壁を突破するために、光接続並列プロセッサアーキテクチャや、3次元集積回路構造、これらを実現するための導波路方式光接続などの概念を精力的に提唱した。関連した材料プロセス技術に関しては、大口径高品質GaAs結晶技術や、Si基板上の格子不整合エピタキシー、真空一貫プロセスなどの先駆的な研究をリードし、新しい研究分野を開拓した。光接続技術は、エレクトロニクスにパラダイムシフトをもたらすもので、林氏の先駆的な研究成果をベースに、今後幅広い挑戦が続くものと期待される。
 林氏の半導体レーザー、先端エレクトロニクス分野における上述の功績は、内外から高く評価され、朝日賞(1986)、IEEE David Sarnoff賞(1988)、Marconi Fellowship賞(1993)など多くの表彰を受けた。また、林氏の人柄から、氏を中心に企業、大学の枠を超えてオプトエレクトロニクス研究者の輪ができたことは、わが国がこの分野で世界をリードし、国際的な人材を数多く輩出することにつながった。

 本研究の成果に対して、応用物理学会は、2000年、林 厳雄(光技術研究開発(株))に応用物理学会業績賞(研究業績)を贈った。

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キーワード

半導体レーザー、光接続IC、室温連続発振、大容量光通信、光記録、光電融合集積技術、光接続並列プロセッサアーキテクチャ、3次元集積回路構造、導波路方式光接続、光接続技術
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