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強誘電体周期分極反転構造を用いた電気光学デバイスに関する研究

Research Project

Project/Area Number 13J00309
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied optics/Quantum optical engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

井上 敏之  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords強誘電体 / 電気光学 / ニオブ酸リチウム / 光変調器 / 周期分極反転構造 / 変調器
Outline of Annual Research Achievements

電気光学(EO)特性に優れ、高い光損傷耐性を示すMgO添加LiNbO3およびLiTaO3における短周期分極反転構造の作製技術の確立とEOデバイスへの応用を目指した。
0.2mm厚MgO添加LiNbO3に周期3.6μmの分極反転構造作製を行った。電子ビーム描画により周期3.6μmのAl波板電極構造を形成した。-z面上にSiO2絶縁層を堆積し、Au一様電極を堆積した。結晶を150℃に加熱した状態で単一パルス電圧を印加し分極反転を行ったところ、高品質な周期分極反転構造が作製できた。作製した周期分極反転構造を用いてEO偏光変換型光変調器を構成した。デバイス出射後の水平・垂直偏光パワーの変調器印加電圧依存性を調べたところ、印加電圧が2.6kVのときに偏光変換効率が最大(90%)となり、変調器の波長受容幅の測定値は0.7nmは計算値0.6nmとよく一致した。
0.5mm厚MgO添加LiTaO3に周期7.5μmの分極反転構造の作製を試みた。結晶+z面上に周期7.5μmのAl波板電極構造を形成し、-z面上にAu一様電極を堆積した。550℃の酸素雰囲気中で8時間の結晶アニーリングを行った後に電圧印加分極反転を行うことにより、周期分極反転構造の一様性を改善できることを当研究室において見出した。作製した周期分極反転構造を用いてEOブラッグ偏向型光変調器を構成した。透過光・回折光パワーの印加電圧依存性を調べたところ、印加電圧が110Vのときに回折光パワーが最大(透過光パワーが最小)となり、最大回折効率97%が得られた。レーザ光入射角度受容幅(半値全幅)の測定値0.16°は計算値0.15°とよく一致した。
以上により、高光損傷耐性強誘電体結晶における周期分極反転作製技術が確立でき、デバイス応用可能性が実証できた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (5 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Fabrication of MgO:LiNbO<SUB>3</SUB> Domain Inverted Structures with Short Period and Application to Electro-Optic Bragg Deflection Modulator2014

    • Author(s)
      T. Inoue and T. Suhara
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Electronics

      Volume: E97.C Issue: 7 Pages: 744-748

    • DOI

      10.1587/transele.E97.C.744

    • NAID

      130004519135

    • ISSN
      0916-8524, 1745-1353
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] High-performance electro-optic polarisation conversion type modulator for short-wavelength light using periodically poled MgO:LiNbO32014

    • Author(s)
      T. Inoue and T. Suhara
    • Journal Title

      Electronics Letters

      Volume: 50 Issue: 22 Pages: 1622-1624

    • DOI

      10.1049/el.2014.2848

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fabrication of MgO : LiNbO_(3) domain inverted structures with short period and application to electro-optic Bragg deflection modulator2014

    • Author(s)
      T. Inoue and T. Suhara
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Electronics

      Volume: (印刷中)

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mgo : LiNbO_3周期分極反転構造覚気光学ブラッグ偏向型1次元空間光変調器2013

    • Author(s)
      井上 敏之, 栖原 敏明
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌C

      Volume: J96-C Pages: 47-54

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] MgO(8mol%)添加LiTaO3周期分極反転構造を用いた電気光学ブラッグ偏向型光変調器2015

    • Author(s)
      井上敏之, 栖原敏明
    • Organizer
      レーザ・量子エレクトロニクス研究会1月研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2015-01-29 – 2015-01-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] High performance electro-optic polarization conversion type modulator for short-wavelength light using periodically poled MgO:LiNbO32014

    • Author(s)
      T. Inoue and T. Suhara
    • Organizer
      The 17th European Conference on Integrated Optics and the 19th MicroOptics Conference (ECIO-MOC 2014)
    • Place of Presentation
      Nice (France)
    • Year and Date
      2014-06-24 – 2014-06-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabrication of MgO : LiNbO_(3) domain inverted structures with short period and application to electro-optic Bragg deflection modulator2013

    • Author(s)
      T. Inoue and T. Suhara
    • Organizer
      CLEO-PR&OECC/PS2013
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府京都市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 表面活性化接合Mgo : LiNbO_3/SiO_2/Au/LiNbO_3薄板導波路における1μm級周期分極反転構造の作製2013

    • Author(s)
      藤本拓也, 井上敏之, 栖原敏明
    • Organizer
      第74回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府京田辺市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Electro-optic polarization conversion type modulator for short-wavelengthlight using periodically poled MgO : LiNbO_32013

    • Author(s)
      T. Inoue and T. Suhara
    • Organizer
      The 18th Microoptics Conference
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] 栖原研究室

    • URL

      http://ioe.eei.eng.osaka-u.ac.jp/HP/index_japan.html

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 栖原研究室ホームページ

    • URL

      http://ioe.eei.eng.osaka-u.ac.jp/

    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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

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