本集積モジュールを作製するには，紫外線硬化樹脂の3次元構造体加工が要求されます．この要求を満足する 微細加工技術として，紫外線硬化樹脂に数100フェムト秒の近赤外線パルス光を照射することで，集光スポットのみで材料が硬化する2光子吸収による高精度光造形があります．当研究室では将来的なオンチップ光通信の実現のために，この技術を用いることを検討しています．その一環として，Si基板上にハイブリッド実装したGaInAsP/InP横方向注入型（LCI）レーザ及び光検出器（レーザと同構造）間をPWBにより接続し，その際の特性を明らかにすることで，さらなる性能向上に向けて研究を行っています．

　波長1.55μmの光を伝搬する際，PWBの断面形状は新円かつ直径<1.0μmであることが有効的であるとわかっています．実際の形状ではアスペクト日が1ではありません(図2)．当研究室では，性能の向上に向けて，新円に近づくよう，工夫を凝らしています．

　本研究では，Si基 板上に樹脂接合したIII-V族化合物半導体薄膜レーザを用いています．化合物半導体を200 nm程度に薄くした後，上下を低屈折率誘電体で挟むことにより，活性層の光閉じ込め係数を通常の半導体構造に比べて3倍程度まで高めることができ，閾値と して1mA以下の低消費電力動作を可能としています．図3で示すように，PWBでのチップ間伝送を実現しています．

(1)Z. Gu, T. Amemiya, A. Ishikawa, Y. Atsumi, J. Kang, Y. Hayashi, J. Suzuki, E. Murai, T. Hiratani, N. Nishiyama, T. Tanaka, and S. Arai, “Investigation of Optical Interconnection by using Photonic wire bonding”, The 15th Int’l Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM 2014), Vilnius, Lithuanian, We2-O-1, Jun. 2014.

(1) Z. Gu, T. Amemiya, J. Suzuki, E. Murai, J. Kang, H. Takuo, N. Nobuhiko, and S. Arai, “Investigation of connecting method between Si/III-V by using photonic wire bonding”, Technical Meeting of IEICE, SiPH 2013, Tokyo, Japan, P-7, Nov. 2013.

(2) Z. Gu, T. Amemiya, A. Ishikawa, Y. Atsumi, J. Kang, T. Hiratani, Y. Hayashi, J. Suzuki, N. Nishiyama, T. Takuo, and S. Arai, “Optical Transmission between III-V Chips on Si by Using Photonic Wire Bonding”, Technical Report of IEICE, OPE2014, Tokyo, Japan, Dec. 2011.

(3) Z.Gu, T. Amemiya, A. Ishikawa, J. Kang, T. Hiratani, Y, Hayashi, J. Suzuki, N. Nishiyama, T. Tanaka, and S. Arai, “Optical Interconnection between III-V chips on Si by using Photonic Wire Bonding”, The 4th International Symposium on Photonics and Electronics Convergence, ISPEC2014, P-4, Nov. 2014.

(1) Z. Gu, T. Amemiya, A. Ishikawa, J. Suzuki, E. Murai, J. Kang, T. Hiratani, Y. Atsumi, N. Nishiyama, T. Takuo, and S. Arai, “Analysis of Transmission Characteristics between Si chips with Photonic Wire Bonding”, The 61th Spring Meeting, The Japan Society of Applied Physics and Related Societies, 17p-PA2-18, Kanagawa, Japan, Mar. 2014.

(2) Z. Gu, T. Amemiya, A. Ishikawa, J. Kang, T. Hiratani, Y. Hayashi, J. Suzuki, N. Nishiyama, T. Takuo, and S. Arai, “Optical interconnection between III-V chips on Si by using photonic wire bonding”, The 2014 IEICE Society Conf., C-4-13, Tokushima, Japan, Sept. 2014.