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自己クローニング型フォトニック結晶導波路からなる高効率・小型光増幅器の開発

Research Project

Project/Area Number 18040001
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

三浦 健太  群馬大学, 工学部, 助手 (40396651)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 花泉 修  群馬大学, 工学部, 教授 (80183911)
Project Period (FY) 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥4,000,000 (Direct Cost: ¥4,000,000)
Fiscal Year 2006: ¥4,000,000 (Direct Cost: ¥4,000,000)
Keywordsフォトニック結晶 / シリコンナノ結晶 / スパッタリング / 光導波路 / 光増幅
Research Abstract

我々は,エルビウム(Er)による発光を増強する効果を持つシリコンナノ結晶(Si-nc)と,群速度の制御が可能なフォトニック結晶導波路とを融合させることにより,高効率なEr系光増幅デバイスの実現を目指している。今回は,その基礎検討として,まずSi-ncの光増幅特性の向上を目指し,Si-ncスパッタ膜へのEr導入,(2)イオン注入法によるSi-ncの形成,及びSi-ncスパッタ膜への周期構造の加工を試みた。
Siイオン注入によって形成されるSi-ncは,赤色から近赤外域の発光し,かつ100cm^<-1>というIII-V族半導体に匹敵するほどの大きな光利得が観測されていることから,光増幅デバイス用材料としての応用が期待できる。今回我々は,溶融石英基板にSiイオンを注入し,その後1100℃〜1250℃でアニール処理を行うことで,波長400nm付近をピークとする青色発光が発現することを新たに見出した。今後,光利得の評価を行っていく予定である。
また,Si-nc薄膜にErをドープすることで,波長1.5μm帯において高効率な光増幅作用が得られることが知られている。そこで我々は,SiとSiO_2,及びEr_2O_3を同時スパッタしてErのドープを試み,空気中で550℃のアニール処理後,Arレーザ(波長488nm)での励起により波長1.5μm帯に発光ピークを確認した。現在,光増幅効率の向上のため,作製条件の最適化を進めている。
更に,我々が作製するSi-ncスパッタ膜とフォトニック結晶との融合に向けた初期検討として,二重干渉露光法とECRエッチングにより,二次元周期構造の加工を試みた。作製した周期構造の格子周期は,AEM観察を行った結果,設定値800nmに対し800〜820nm程度であることが確認でき,ほぼ狙い通りであった。

Report

(1 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2007 2006

All Journal Article (6 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] シリコンイオンを注入した石英板からの青色発光帯の観測2007

    • Author(s)
      三浦健太, 種村豪, 花泉修, 山本春也, 高野勝昌, 杉本雅樹, 吉川正人
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌C vol.J90-C,no.8(印刷中)

    • NAID

      110007379922

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Ge/SiO_2 photonic crystal multi-channel wavelength filters for short wave infrared wavelength2007

    • Author(s)
      Y.Ohtera, K.Miura, T.Kawashima
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics vol.46,no.4A

      Pages: 1511-1515

    • NAID

      10018900734

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effect of annealing temperature on optical amplification in SiO_2 thin films containing silicon nanocrystals2006

    • Author(s)
      C.Chaudhari, O.Valle, K.Miura, O.Hanaizumi
    • Journal Title

      Photonics India 2006

    • Related Report
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  • [Journal Article] Fabrication and evaluation of Si:SiO_2 thin films for light emission devices2006

    • Author(s)
      K.Miura, O.Hanaizumi
    • Journal Title

      The 2nd International Symposium on Development of Silicon-based Functional Materials

      Pages: 33-33

    • Related Report
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  • [Journal Article] Si:SiO_2共スパッタ膜の発光起源の-検証とデバイス応用の検討2006

    • Author(s)
      三浦健太, 松本敏明, 武井修, 加藤裕司, 種村豪, 星野ひとみ, 花泉修
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告 vol. 106,no. 347

    • Related Report
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  • [Journal Article] 自己クローニング型フォトニック結晶の波長フィルターへの応用2006

    • Author(s)
      大寺康夫, 井上喜彦, 三浦健太, 川上彰二郎
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告 vol. 106,no. 347

    • NAID

      110005717579

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 青色発光石英部材の製造方法及び発光素子2007

    • Inventor(s)
      花泉 修, 三浦 健太, 他3名
    • Industrial Property Rights Holder
      群馬大学, 日本原子力研究開発機構
    • Industrial Property Number
      2007-080148
    • Filing Date
      2007-03-26
    • Related Report
      2006 Annual Research Report

URL: 

Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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