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CMOSフォトニック結晶スローライトデバイスとその応用

Research Project

Project/Area Number 13J00176
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Microdevices/Nanodevices
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

石倉 徳洋  横浜国立大学, 工学府, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsシリコンフォトニクス / スローライト / チューナブルスローライト / フォトニック結晶導波路 / 光相関計 / CMOS互換プロセス
Research Abstract

本研究ではこれまでのフォトニック結晶導波路(PCW)スローライトデバイスとシリコンCMOSプロセス利用を発展させ、これまでの基礎研究レベルでは考えられなかった大規模・高密度・高機能な光集積を実現する。それによって、次世代光ネットワークで重要となる高度な光信号処理や光計測システムの実現を目指した。本年度は以下の3つの点で大きな成果を挙げた。
1. 「CMOSプロセスを用いて製作したデバイスの統括的な特性評価」では、PCWに加えて光ファイバ接続のためのスポットサイズ変換器や光配線として利用されるシリコン細線導波路などを総合的に評価した。このようなコンポーネントは10年以上、個別に研究が進められてきたが、網羅的にまとめた文献は私が知る限り存在しなかった。そこで、これらの設計概要や特性評価結果をまとめた。
2. 「二光子吸収光検出器」は、これまでにPCWスローライトで増強された二光子吸収キャリアの光検出器を実証していた。しかし、前述のシリコン細線導波路とPCWの光結合率が低く、検出器の最低感度を制限していた。そこでシミュレーションにより微細構造を調整することで、結合率を2倍以上向上できる可能性を示し、初期実験でその効果を確認した。この成果は1とともに学術論文への投稿の準備を進めている。
3. 「オンチップ光相関計」は、高速光信号の時間波形を計測する光集積デバイスである。製作していたデバイスの測定方法を再度検討することにより、この種の計測器に求められる波形の定量的な評価が可能となり、基礎的な動作が実証された。この成果は2とともに、国際会議を含めた学術発表会で報告した。2014年3月の春季応用物理学会では、成果が高く評価され、ポスター発表件数の上位5%に相当するPoster Awardノミネート最終候補に選出された。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(1 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (18 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Photonic crystal slow light devices fabricated by CMOS-compatible process2013

    • Author(s)
      T. Baba, H. C. Nguyen, N. Ishikura, K. Suzuki, M. Shinkawa, R. Hayakawa, and K. Kondo
    • Journal Title

      IEICE Electronics Express

      Volume: 10 Issue: 10 Pages: 20132002-20132002

    • DOI

      10.1587/elex.10.20132002

    • NAID

      130003364866

    • ISSN
      1349-2543
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      2013 Annual Research Report
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  • [Journal Article] High-speed delay tuning of slow light in pin-diode incorporated photonic crystal waveguide2013

    • Author(s)
      R. Hayakawa, N. Ishikura, H. C. Nguyen, and T. Baba
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 38 Issue: 15 Pages: 2680-2682

    • DOI

      10.1364/ol.38.002680

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  • [Presentation] オンチップ光相関計(III)□構造最適化□2014

    • Author(s)
      石倉徳洋, 馬場俊彦
    • Organizer
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      相模原
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      応用物理学会春季講演会
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      相模原
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    • Author(s)
      伊藤寛之, 寺田陽祐, 石倉徳洋, 馬場俊彦
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      応用物理学会春季講演会
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      相模原
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      応用物理学会春季講演会
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      相模原
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      田村卓也, 石倉徳洋, 近藤圭祐, 馬場俊彦
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      応用物理学会春季講演会
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      相模原
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      石倉徳洋, 馬場俊彦
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      電子情報通信学会シリコンフォトニクス研究会
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      東京
    • Year and Date
      2013-10-18
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      伊藤寛之, 石倉徳洋, 馬場俊彦
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      電子情報通信学会シリコンフォトニクス研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2013-10-18
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      衣笠駿, 石倉徳洋, 馬場俊彦
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      電子情報通信学会シリコンフォトニクス研究会
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      東京
    • Year and Date
      2013-10-18
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      N. Ishikura, R. Hayakawa, N. Yazawa, and T. Baba
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      N. Ishikura and T. Baba
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      Tokyo (Japan)
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      石倉徳洋, 馬場俊彦
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  • [Presentation] High-speed slow-light tuning in pin-diode-incorporated photonic crystal waveguide2013

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      R. Hayakawa, N. Ishikura, H. C. Nguyen, and T. Baba
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      CLEO-PR & OECC/PS
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      Kyoto (Japan)
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      H. Ito, N. Ishikura, and T. Baba
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      CLEO-PR & OECC/PS
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      Kyoto (Japan)
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      2013 Annual Research Report
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    • Author(s)
      H. Ito, N. Ishikura, and T. Baba
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      Int. Sympo. Photon. Electron. Convergence
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      Tokyo (Japan)
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  • [Presentation] High-speed delay tuning in Si photonic crystal slow light device with p/n junction2013

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      S. Kinugasa, N. Ishikura, and T. Baba
    • Organizer
      Int. Sympo. Photon. Electron. Convergence
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      Tokyo (Japan)
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  • [Presentation] 三角型マイクロリング共振器を用いたシリコンフォトニクス波長合分波器2013

    • Author(s)
      伊藤寛之, 石倉徳洋, 馬場俊彦
    • Organizer
      応用物理学会秋季講演会
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      京田辺
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  • [Presentation] 高濃度ドープ領域チャープ構造を導入した電気制御Siフォトニック結晶スローライトデバイスによる可変遅延の拡大2013

    • Author(s)
      衣笠駿, 石倉徳洋, 早川涼, 馬場俊彦
    • Organizer
      応用物理学会秋季講演会
    • Place of Presentation
      京田辺
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 長さ30μmのSiフォトニック結晶導波路光変調器における10Gbps変調2013

    • Author(s)
      寺田陽祐, H. C. Nguyen, 矢澤直哉, 石倉徳洋, 渡邊友彦, 馬場俊彦
    • Organizer
      応用物理学会秋季講演会
    • Place of Presentation
      京田辺
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  • [Remarks] 横浜国立大学馬場研究室 ホームページ

    • URL

      http://www.baba-lab.ynu.ac.jp/babalabj.htm

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      2013 Annual Research Report

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

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