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2次元フォトニック結晶円形欠陥レーザにおける周回光の回転方向制御に関する研究

Research Project

Project/Area Number 23K26161
Project/Area Number (Other) 23H01467 (2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023)
Section一般
Review Section Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

近藤 正彦  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (90403170)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森藤 正人  大阪大学, 大学院工学研究科, 招へい准教授 (00230144)
梶井 博武  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (00324814)
丸田 章博  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (40252613)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2027-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000)
Fiscal Year 2026: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Keywords2次元フォトニック結晶 / 円形欠陥 / 周回光 / 回転方向 / 電子デバイス・機器
Outline of Research at the Start

研究代表者は、革新的・独創的なブレークスルー技術となる2次元フォトニック結晶(2D PhC)を用いた究極の光モジュールを作製し、そこから光インターコネクトへ展開することを目指している。
本課題では、円形欠陥(CirD: Circular Defect in 2D PhC)共振器内の外周で発生するwhispering gallery mode(WGM)の周回光の回転方向制御に関する研究を行う。

Outline of Annual Research Achievements

現在、フォトニクスが、インターネット社会を支えている。しかし、実際に、信号処理を行っているのは電子機器であり、フォトニクスは、単に情報の伝送を行っているのみである。光は高速で無限の可能性を有するイメージを与えるが、光インターコネクトが近い将来ICT社会のアキレス腱となる可能性が高い。光インターコネクト用光モジュールは、要求仕様の緩い幹線系光通信の技術を転用して実現されてきたが、このアプローチは限界に達しており、発想の転換が必要である。
研究代表者は、革新的・独創的なブレークスルー技術となる2次元フォトニック結晶(2D PhC)を用いた究極の光モジュールを作製し、そこから光インターコネクトへ展開することを目指している。
本課題では、円形欠陥(CirD: Circular Defect in 2D PhC)共振器内の外周で発生するwhispering gallery mode(WGM)の周回光の回転方向制御に関する研究を行う。
具体的には、CirDレーザの共振器に副共振器を追加することで、WGM光の周回方向を制御し、左右の光導波路から出射される光の量に大きな比をつけることを目指している。
本年度は、シミュレーションにより、素子構造の最適化を検討した。また、レーザ試作に向けてプロセス技術の開発にも取り組んだ。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

シミュレーションでは、基礎に立ち戻って、素子の評価パラメーターの物理的意味を再認識し、適切で効率的な設計手法を検討した。
プロセス技術も、新構造素子の作製に向けて、先回りして要素技術を検討した。

Strategy for Future Research Activity

開発した素子設計手法やプロセス技術を適用して、実際にフォトニック結晶レーザを試作し、その特性を評価する。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Improvement of Output Extraction Efficiency by Optimizing Edge Structure of Circular Defect in Photonic Crystal Laser2024

    • Author(s)
      Adachi Yuki、Sada Issei、Morifuji Masato、Kajii Hirotake、Maruta Akihiro、Kondow Masahiko
    • Journal Title

      physica status solidi (a)

      Volume: - Issue: 13

    • DOI

      10.1002/pssa.202300579

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Room‐Temperature Continuous Wave Lasing of Circular Defect in 2D Photonic Crystal (CirD) Laser with AlOx Cladding Layers Fabricated by One‐Step Dry Etching2024

    • Author(s)
      Zuo Rubing、Kinoshita Ryosei、Ye Hanqiao、Kajii Hirotake、Maruta Akihiro、Kondow Masahiko
    • Journal Title

      physica status solidi (a)

      Volume: - Issue: 13

    • DOI

      10.1002/pssa.202300576

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigation into Oxidation Width of AlGaOx Cladding Layer for Circular Defect in 2D Photonic Crystal Laser2023

    • Author(s)
      Zuo Rubing、Ye Hanqiao、Kinoshita Ryosei、Kataguchi Munenari、Morifuji Masato、Kajii Hirotake、Maruta Akihiro、Kondow Masahiko
    • Journal Title

      physica status solidi (a)

      Volume: - Issue: 13

    • DOI

      10.1002/pssa.202300556

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Room Temperature Continuous Wave Lasing of Circular Defect in Two-dimensional Photonic Crystal (CirD) Laser with an Upper AlOx Cladding Layer and a GaAs Contact Layer Fabricated by One-step Dry Etching2023

    • Author(s)
      Ryosei Kinoshita, Rubing Zuo, Hanqiao Ye, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta, and Masahiko Kondow
    • Organizer
      Compound Semiconductor Week 2023 (CSW-2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Improvement of Output Extraction Efficiency by Optimizing the Edge Structure of Circular Defect in Photonic Crystal Laser2023

    • Author(s)
      Y. Adachi, H. Muto, I. Sada, K. Kaichi, M. Morifuji , H. Kajii, A. Maruta, and M. Kondow
    • Organizer
      Compound Semiconductor Week 2023 (CSW-2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation on AlGaOx Cladding Layers Oxidation Width of Circular Defect in Two-dimensional Photonic Crystal (CirD) Laser2023

    • Author(s)
      Rubing Zuo, Hanqiao Ye, Ryosei Kinoshita, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta, and Masahiko Kondow
    • Organizer
      Compound Semiconductor Week 2023 (CSW-2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optical intra-chip interconnects using 2 dimensional photonic crystal2023

    • Author(s)
      Masahiko Kondow, Rubing Zuo, Hanqiao Ye, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta and Tetsuya Yagi
    • Organizer
      The 5th Euro-Mediterranean Conference for Environmental Integration (EMCEI-2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ICT社会のエネルギー問題を解決するチップ内光インターコネクトの研究開発2023

    • Author(s)
      葉漢喬
    • Organizer
      日本学術会議 総合工学委員会 ICO分科会 2023公開シンポジウム『光がもたらす未来社会』
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 2次元フォトニック結晶レーザの円形欠陥における AlGaOxクラッド層の酸化幅に関する研究2023

    • Author(s)
      左如氷、潟口宗誠、葉漢喬;、木下諒星、森藤正人、梶井博武、丸田章博、近藤正彦
    • Organizer
      第84回応用物理学会 秋季学術講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Optimal range of AlGaOx cladding layer oxidation width of circular defect in two-dimensional photonic crystal (CirD) laser2023

    • Author(s)
      Rubing Zuo, Hanqiao Ye, Ryosei Kinoshita, Munenari Kataguchi, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta, and Masahiko Kondow
    • Organizer
      42nd Electronic Materials Symposium (EMS-42)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Edge Structure Optimization for Improving Output Power of Circular Defect in Photonic Crystal Laser2023

    • Author(s)
      Yuki Adachi, Rintaro Maji, Yuto Kudo, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta, Jun Yamasaki, and Masahiko Kondow
    • Organizer
      Photonic Device Workshop 2023 (PDW2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Wavelength properties of CirD (Circular Defect in 2D photonic crystal) Laser with aluminum oxide cladding layers having OLW (Orthogonal Lattice Waveguide) with air cladding layers2023

    • Author(s)
      Kazuki Sato, Hikari Kubota, Yuki Adachi, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta, Jun Yamasaki, and Masahiko Kondow
    • Organizer
      Photonic Device Workshop 2023 (PDW2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Theoretical Study on Light Output from Orthogonal Lattice Waveguide Edge in Circular Defect in Two-dimensional Photonic Crystal (CirD) Laser2023

    • Author(s)
      Hikari Kubota, Kazuki Sato, Yuki Adachi, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta, Jun Yamasaki, and Masahiko Kondow
    • Organizer
      Photonic Device Workshop 2023 (PDW2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 大阪大学 大学院工学研究科 電気電子情報通信工学専攻 近藤研究室

    • URL

      http://www.e3.eei.eng.osaka-u.ac.jp/index.html

    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2023-04-18   Modified: 2024-12-25  

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