| Project/Area Number |
17K19078
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Field |
Applied physics and engineering and related fields
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川原村 敏幸 高知工科大学, システム工学群, 教授 (00512021)
谷川 智之 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (90633537)
上向井 正裕 大阪大学, 工学研究科, 助教 (80362672)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | 非線形光学 / 波長変換素子 / 第二高調波発生 / 窒化物半導体 / モノリシック / 微小共振器 / ワイドギャップ半導体 / GaN / 量子光学 / モノリシック微小共振器 / モノリシック集積 / モノリシック共振器 |
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| Outline of Final Research Achievements |
In this project, a novel monolithic microcavity wavelength converter with a simple structure and an easy fabrication process was demonstrated, which breaks the conventional notion of the nonlinear optics, the requirement for the birefringence and polarization inversion. A monolithic microcavity made by a deep etching of a single c-axis-oriented GaN film enables us to enhance the electric field strength of the fundamental wave, and a realization of a phase matching between fundamental wave and second harmonic wave by a fine tuning of the phase change upon reflection from the cavity reflector totally eliminates the special structure such as a periodic polarization inversion. Here we succeeded in the fabrication of the world smallest wavelength converter with a length of 10 um and the demonstration of wavelength conversion for the first time.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で原理実証したモノリシック微小共振器型波長変換デバイスは、従来の「複屈折性や分極反転が必須」という波長変換素子の既成概念を覆す、結晶工学・量子光学分野における画期的な提案であり、これにより非線形光学材料の選択肢が劇的に広がる。またそのサイズは通常強誘電体のバルク非線形光学結晶の場合の1/10000という世界最小サイズであり、近い将来実現する光量子コンピュータなどの光集積システムへの応用が期待される。
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