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サブバンド間遷移の超高速光非線形性を集積化した全光信号処理デバイスに関する研究

Research Project

Project/Area Number 13F03507
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Applied optics/Quantum optical engineering
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

秋本 良一  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 上級主任研究員 (30356349)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) FENG JIJUN  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 外国人特別研究員
FENG Jijun  独立行政法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 外国人特別研究員
FENG Jijun  独立行政法人産業技術総合研究所, ネットワークフォトニクス研究センター, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2015: ¥200,000 (Direct Cost: ¥200,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords光集積回路 / シリコンフォトニクス / 窒化シリコン光導波路 / SiN導波路 / 超高速光スイッチ / 偏波スプリッター
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、InGaAs/AlAsSb量子井戸におけるサブバンド間遷移(ISBT)に起因する超高速位相変調効果を用いた全光ゲートスイッチの研究開発を行っている。特に、超高速光位相変調効果が発現する光非線形光導波路と干渉計光回路などのパッシブな光回路を高光結合効率をもたせて集積化して、従来型と比較して小型かつ低エネルギー動作が可能な光ゲートスイッチデバイスを実現することを計画している。さらに集積型光スイッチを用いた超高速光信号処理動作の実証を計画している。このような小型光スイッチデバイス実現に向けて各種の集積化の要素技術を開発する必要がある。平成27年度は、これまでハイブリッド集積化研究で開発してきたSi導波路等およびSiNのパッシブ部の要素技術を利用してセンシング等、光機能の高度化へ向けた光集積回路の応用研究を行った。TE/TMの両偏波を用いるISBT非線形導波路と干渉計等のSi導波路光集積回路とのハイブリッド集積化において、必要となるSi導波路偏波スプリッターを開発した。具体的には方向性結合器の結合部分を非対称スロット導波路とする新たな構造を提案し、その基本動作を実証した。SiN導波路による光集積回路の応用を実証した。すなわちリング共振器を用いた高Q値屈折率センサーを開発した。導波路をペデスタル構造とすることにより、検出対象の液体と導波路もれ光との相互作用を増強し、感度を上げることに成功した。247nm/RIU(Refractive Index Unit)と比較的大きな検出感度が得られた。以上の成果は、国際誌2件において発表した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Asymmetric Silicon Slot Waveguide Assisted Polarizing Beam Splitter2016

    • Author(s)
      Jijun Feng, Ryoichi Akimoto, Heping Zeng
    • Journal Title

      IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS

      Volume: 28 Issue: 12 Pages: 1294-1297

    • DOI

      10.1109/lpt.2016.2541672

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] T-shape Suspended Silicon Nitride Ring Resonator for Optical Sensing Applications2015

    • Author(s)
      Feng Jijun, Ryoichi Akimoto
    • Journal Title

      IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS

      Volume: 27 Issue: 15 Pages: 1601-1604

    • DOI

      10.1109/lpt.2015.2432124

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Silicon nitride polarizing beam splitter with potential application for intersubband-transition-based all-optical gate device2015

    • Author(s)
      Jijun Feng, Ryoichi Akimoto
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 54 Issue: 4S Pages: 04DG08-04DG08

    • DOI

      10.7567/jjap.54.04dg08

    • NAID

      210000145021

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Vertically Coupled Silicon Nitride Microdisk Resonant Filters2014

    • Author(s)
      Jijun Feng, Ryoichi Akimoto
    • Journal Title

      IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS

      Volume: 26 Issue: 23 Pages: 2391-2394

    • DOI

      10.1109/lpt.2014.2358216

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] All-optical XOR logic gate using intersubband transition in III-V quantum well materials2014

    • Author(s)
      Jijun Feng, Ryoichi Akimoto, Shin-ichiro Gozu, Teruo Mozume
    • Journal Title

      OPTICS EXPRESS

      Volume: 22 Issue: 11 Pages: 12861-12868

    • DOI

      10.1364/oe.22.012861

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Intersubband All-Optical Logic Gate in InGaAs/AlAsSb Quantum Wells2014

    • Author(s)
      Jijun Feng, Ryoichi Akimoto, Shin-ichiro Gozu
    • Journal Title

      Extended Abstracts of the 2014 International Conference on Solid State Devices and Materials, Tsukuba, 2014

      Volume: - Pages: 492-493

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A high extinction ratio silicon nitride polarizing beam splitter2014

    • Author(s)
      Jijun Feng, Ryoichi Akimoto
    • Journal Title

      Extended Abstracts of the 2014 International Conference on Solid State Devices and Materials, Tsukuba, 2014

      Volume: - Pages: 480-481

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Three-dimensional silicon nitride polarization beam splitter2014

    • Author(s)
      Jijun Feng and Ryoichi Akimoto
    • Journal Title

      IEEE Photnics Technolgy Letters

      Volume: 26 Issue: 7 Pages: 706-709

    • DOI

      10.1109/lpt.2014.2303484

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] T-shape Suspended Silicon Nitride Microring Resonator Sensor2015

    • Author(s)
      Feng Jijun, Ryoichi Akimoto
    • Organizer
      JSAP-OSA Joint Symposia 2015、第76回応用物理学会秋季学術講演会と共催
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2015-09-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Intersubband All-Optical Logic Gate in InGaAs/AlAsSb Quantum Wells2014

    • Author(s)
      Jijun Feng, Ryoichi Akimoto, Shin-ichiro Gozu
    • Organizer
      International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2014)
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県)
    • Year and Date
      2014-09-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] A high extinction ratio silicon nitride polarizing beam splitter2014

    • Author(s)
      Jijun Feng, Ryoichi Akimoto
    • Organizer
      International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2014)
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県)
    • Year and Date
      2014-09-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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