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金属/誘電体多層構造を用いた超小型分光素子の開発

Research Project

Project/Area Number 10J08612
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Microdevices/Nanodevices
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

亀田 信治  大阪府立大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords分光器 / サブ波長構造 / 回折光学素子 / フォトニック結晶 / スーパープリズム現象 / 波長多重通信 / 波長多重
Research Abstract

「内容」
本年度は,金属/誘電体多層構造を用いた導波型プリズムを実際に作製し,プリズムに光を入射させて,その射出角度および波長分散性を調べた.実験では,0次回折光が存在せず,1次回折光のみ射出されることや,波長変化に伴って射出角度が変化することが確かめられた.また,光が金属/誘電体多層構造を通過した際に起こる表面反射も含めたエネルギー損失について,実験で確かめるための光回路の構成を検討した.金属/誘電体多層構造を用いたレンズについても作製できており,その集光効率を確かめるための光回路構成について検討している.さらに,金属/誘電体多層構造の作製手法を応用して,アスペクト比が高い赤外線偏光素子の作製が可能であることが確かめられた。
「意義」
「研究の目的」に記述したようにシリコンフォトニクスへの応用を鑑みて金属/誘電体多層構造をSOI(Silicon On Insulator)基板上に作製し,「研究実施計画」通りプリズムの原理検証を行った.また,金属/誘電体多層構造の表面反射を含めたエネルギー損失を見積もることは,どの程度のサイズの素子なら実用化可能かということの判断材料となり,意義がある.
「重要性」
SOI基板上に作製した素子の原理検証をする手法を確立し,金属/誘電体多層構造を用いた波長分散素子がシリコンフォトニクスへ応用できる可能性が確かめられた.このような検証手法を確立する際に得られた知見のいくつかは,金属/誘電体多層構造を用いたプリズムだけでなく,同構造を用いたレンズ等の検証にも応用できる.

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2012 2011 2010

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Effective Medium Theory for Calculating Reflectance from Metal-Dielectric Multilayered Structure2012

    • Author(s)
      亀田信治、水谷彰夫、菊田久雄
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 51 Issue: 4R Pages: 42202-42210

    • DOI

      10.1143/jjap.51.042202

    • NAID

      40019231087

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Numerical study on a micro prism and micro lenses with metal-dielectric multilayered structures2010

    • Author(s)
      亀田信治、水谷彰夫、菊田久雄
    • Journal Title

      Journal of Optical Society of America A

      Volume: VOL.27 Pages: 749-756

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Wavelength-Dispersive Micro Prism with Periodic Metal Structure in a Silicon Slab-Waveguide2012

    • Author(s)
      S.Kameda, T.Otsuka, T.Morikawa
    • Organizer
      8th EOS Topical Meeting on Diffractive Optics 2012
    • Place of Presentation
      TU Delft, Netherlands
    • Year and Date
      2012-02-29
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 金属誘電体周期構造をもつ導波路型波長分散素子の作製2011

    • Author(s)
      大塚智辛, 森川拓真, 亀田信治, 水谷彰夫, 菊田久雄, 新宮原正三
    • Organizer
      日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics Japan 2011
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2011-11-29
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Effective Medium Theory for Calculating Reflectance from Metal-and-Dielectric Multilayered Structure2010

    • Author(s)
      亀田信治、水谷彰夫、菊田久雄
    • Organizer
      European Optical Society Annual Meeting 2010
    • Place of Presentation
      Parc Floral de Paris
    • Year and Date
      2010-10-29
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 金属/誘電体多層構造の表面反射率導出のための有効媒質理論2010

    • Author(s)
      亀田信治、水谷彰夫、菊田久雄
    • Organizer
      2010年秋季 第71回 応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学 文教キャンパス
    • Year and Date
      2010-09-14
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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