| Project/Area Number |
19K15470
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
Konoike Ryotaro 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (20807557)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | シリコンフォトニクス / 光集積回路 / リング光共振器 / 結合リング共振器 / プログラマブル光回路 / 光導波路 / リング共振器 / 結合共振器 |
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| Outline of Research at the Start |
光集積回路技術は、光情報通信、光センシング、量子情報処理などの様々な応用をもつ重要な技術である。従来の光集積回路は作製後にその内容を書き換えることが難しかった。一方で、動的な書き換えが可能な「プログラマブル光回路」が実現できれば、低コストな汎用光回路の実現、光回路の遠隔書き換えの実現、適応的な光回路生成など、従来にない光機能の実現が期待される。本研究では、結合リング共振器系を用いたプログラマブル光回路を提案し、Cバンドを超える広帯域な光導波の実証を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
Photonic integrated circuits (PICs) are of great importance in optical communication systems and photonic quantum information processing. Conventional PICs are difficult to be modified after the fabrication as they are fabricated through wafer processes. In this work, we demonstrate a re-writable programmable optical circuit based on two-dimensional coupled ring resonators. We have numerically calculated the system and designed 5 × 5 circuit on silicon platform. As a result, we demonstrated wideband operation and 1 × 2 optical switching operation based on the programmable optical circuit.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
光回路を動的に生成・消去するためには微小領域の屈折率を大きく変化させる必要があるため、従来の材料では実現が難しいといった課題がある。そこで、本研究では2次元的に結合したリング共振器系において、隣接するリング共振器を非共鳴とする際に生じるバンドギャップ状態を利用する。本バンドギャップ状態では光が系に入ることができない状態が形成されるが、その中にリング共振器が共鳴した領域を形成することで光導波路を形成可能と期待される。この原理に基づき広帯域かつ動的な書き換えが可能な光回路を実現することは、学術的に意義があると考えられる。
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