Development of hybrid plasmonics-photonics devices
| Project/Area Number |
20K04609
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
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| Research Institution | Anan National College of Technology |
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Principal Investigator |
岡本 浩行 阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 教授 (60390506)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 堅三 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 准教授 (00501826)
鎌田 隼 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 研究員 (90850751)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | ハイブリッドプラズモニックデバイス / ハイブリッドプラズモニック導波路 / self-imaging / 光デバイス・光回路 / プラズモニクス / 電子デバイス・機器 |
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| Outline of Research at the Start |
近年の通信トラフィックの急増に対する対策であるネットワークの大容量化や省電力化を実現するために損失の低減が可能で,さらにデバイスサイズの微小化の実現が可能なハイブリッド波長選択素子の開発を行う．ハイブリッド波長選択素子を利用したハイブリッドデバイスは損失を低減できることで省電力化に貢献が可能であり,デバイスサイズの微小化によりネットワークの大容量化に貢献できる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，シリコン光導波路とトレンチ型プラズモニック導波路を組み合わせたハイブリッド導波路を利用したハイブリッドデバイスを開発することが目的である．2023年度までにデバイス構造の設計を数値解析により実施し，ハイブリッドデバイスとしての特性の解析やデバイスとして最適な構造の設計，構造の作製を行った．構造はシリコン光導波路の一部に金属を蒸着することで，プラズモニック導波路とシリコン光導波路のハイブリッド化を行う構造である．数値解析の結果からは，通信波長域（波長1300nm）付近においてハイブリッド導波路内でシリコン光導波路内を伝搬する導波光の一部が表面プラズモンポラリトンに結合することで，導波光と表面プラズモンポラリトンが伝搬するハイブリッド導波路となる．この場合に導波光と表面プラズモンポラリトンのself-imaging現象が現れることを確認した．self-imaging現象が発生した場合，特定の波長はハイブリッド導波路を通過できず，反射することが分かっており，作製した構造を用いて実験的に評価することでself-imaging現象の影響を確認した．実験による検証の結果，数値解析結果と同じように特定の波長がハイブリッド導波路を通過できないことを確認した．これより，本研究で開発した構造は，数百nmのサイズで波長の制御ができることを明らかにした．
さらに2023年度からは，この特性を利用した光デバイスの設計・製作を開始した．デバイスサイズの大幅な微小化かつ低損失な特性を有する構造の開発を進めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
導波光と表面プラズモンポラリトンのself-imaging現象を活用したデバイスの作製が実施できており，2024年度は作製した構造の評価を実施することで本研究の目的であるハイブリッドデバイスの開発を実現できるため，順調に進展していると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度には作製したデバイス構造の評価を実施して，その成果を学会などで報告を行う予定である．
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Report
(4 results)
Research Products
(5 results)
