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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面発光レーザ
光出射
面発光レーザ
半導体基板
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Innovation in VCSEL
（2006）
Industry
CDs
（1984～）
Marketing
（1980s）
Technical
Development
（1990）
Long Haul and
Under-Sea
Room Temp. CW
Hayashi-Panish
Alferov (1970)
（1999）
Gigabit
Ethernet
Single Mode
Laser
（1980）
GaAs
Room Temp. CW
Iga, Koyama
(19８８)
InP
Knowledge of
Induced Emission
（1962）
Internet/web
Mobile Phone
Storage
Equipments
（1976）
VCSEL
（1977）
（1917）
Einstein`s
Postulate
（1953）
Neumann`s
Prediction
GE、IBM、MIT
Initial
Demonstration
LongWavelengtgh
&
Single mode
VCSEL K. Iga
Rewrote by K. Iga, 2006.11
VCSEL Demo
After Genichi Hatagoshi, Toshiba Corporation
13 May 2005
9
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最初の連続発振したレーザー
Semiconductor DBR
Al0.1Ga0.9As
AlAs
T. Sakaguchi, F. Koyama, and K. Iga: Electron. Lett. 24 (1988)928.
First Room Temperature CW 1300nm
T. Baba, Y. Yogo, K. Suzuki, F. Koyama, and K. Iga: IEICE Trans. Electron. E76-C (1993)1423.
AlAs Oxidation
Top View
TEM image
Low refractive index 1.55
High resistance >MW
After N. Nishiyama, Doctoral Thesis, Tokyo Inst. of Tech., 2001
16 x 10 VCSEL Array
I th =0.3mA±0.02mA
Vth=1.6V±0.1V
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
超高速スパコン
地球シミュレータ
地球シミュレータ
VCSEL世界最速動作を実現
ﾉｰﾄﾞ
(OFC’06 OFA4)
スパコン構成（8CPU×32メモリ）
CPU
#0
CPU
#1
CPU
#7
CPU
#2
RCU IOP
Ibias=7 mA
Vmod=0.7 Vpp
メモリ#29
メモリ#30
メモリ#31
メモリ#0
メモリ#1
メモリ#2
メモリ#3
メモリ#4
メモリ#5
メモリ#6
電気配線 0.5Gbps/ch
E.R.=5.2 dB
PRBS:231-1
10ps
40倍速以上
が必要
25Gbps直接変調時のアイ開口
次世代スパコンの構成
次世代スパコンの構成
ペタフロップス級の性能実現へ
–3
10
PRBS:27-1
–4
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
光配線 20Gbps超
電気配線
LSI
Bit error rate
10
–5
Ibias = 7 mA
Vmod = 0.7 Vpp
10
–6
10
–7
10
–8
10
–9
10
–10
10
–11
10
–12
10
–12 –11 –10
E.R. = 5.2 dB
–9
–8
–7
GI50- MMF
~ 5m
Received power (dBm)
メモリ
VCSEL
PD
エラーフリー動作を確認
VCSEL by Ulm Photonics
VCSEL Color Printer/Copier
Writing with 32-VCSELs Array
2400 dpi
14 pages/min
DocuColor 1256 GA
VCSEL Array
Fuji Xerox Release 2003.8.14
http://www.fujixerox.co.jp/release/2003/0814_dc1256ga.html
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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