2001 Fiscal Year Annual Research Report
光波長域にバンドギャップをもつ半導体3次元フォトニック結晶の開発
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10210205
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
野田 進 京都大学, 工学研究科, 教授 (10208358)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 宗継 産業技術総合研究所, 光技術部, 研究員
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| Keywords | フォトニック結晶 / 完全バンドギャップ / 3次元結晶 / 2次元結晶 / 光デバイス / 輻射場制御 / 欠陥エンジニアリング / 半導体レーザ |
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| Research Abstract |
本計画研究では、独自のマイクロマシーン技術を用いて光波長域にバンドギャップをもつ半導体3次元フォトニクス結晶を開発することを第一の目的とし、併せて、開発した結晶に発光体等を埋め込むことで、輻射場の制御の様子を系統的に調べることを目的としている。本年度の成果は、以下のように纏めることができる。a)前年度までに、光通信域での完全バンドギャップフォトニック結晶を実現することに成功しているが、今年度は、世界で初めて、完全3次元結晶への発光体の埋め込みに成功した。この際、各種(極薄構造やストライプ形状)の発光体の埋め込みを行い、バンドギャップ効果により、自然放出が抑制可能なことを示唆する結果を得た。b)これらの3次元完全結晶の研究は、2次元フォトニック結晶の研究をも加速し、昨年度、新たに発明した面出力型の波長分波デバイスにおいて、点欠陥の形状を様々に制御することにより、欠陥周波数がチューニング可能であること、偏光が自在に制御可能なこと等を示すことにも成功した。c)さらに、2次元結晶の研究ではアクティブ型のデバイスの研究も加速した。研究代表者の提案する2次元フォトニック結晶レーザにおいて、今年度、新たに、ユニットセルの構造を真円から楕円を用いることを提案し、理論および実験から、単一縦・横モードのみならず、偏光までも制御可能なことを示した。この成果は、米国科学誌サイエンスにも掲載され、その結果、様々なメディアでも取り上げられ、大きな注目を集めることが出来た。招待講演も、国内外併せて、35件以上行った。
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[Publications] S.Noda, et al.: "Polarization Mode Control of Two-Dimensional Photonic Crystal Laser by Unit Cell Structure Design"Science. 293・5532. 1123-1125 (2001)
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[Publications] A.Chutinan, M.Mochizuki, M.Imada, S.Noda: "Surface-emitting channel drop filters using single defects in two-dimensional photonic crystal slabs"Applied Physics Letters. 79・17. 2690-2692 (2001)
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[Publications] S.Ogawa, K.Tomoda, S.Noda: "Effects of structural fluctuations on three dimensional photonic crystals operating at near-infrared wavelengths"Journal of Applied Physics. 91・1. 513-515 (2002)
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[Publications] S.Noda, M.Imada: "2D Photonic Crystal Surface-Emitting Laser Using Triangular-Lattice Structure (Invited Paper)"IEICE Trans. Electron.. E85-C・1. 45-51 (2002)
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[Publications] M.Yokoyama.K.Akimoto, M.Imada, S.Noda: "Wafer Fusion Condition for GaAs/AIGaAs System and Its Application to Laser Diode"Japanese Journal of Applied Physics. 40. L847-L849 (2001)
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[Publications] A.Chutinan, M.Okano, S.Noda: "Wider bandwidth with high transmission through waveguide bends in two-dimensional photonic crystal slabs"Applied Physics Letters. 80・10. 1698-1700 (2002)
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[Publications] S.Noda (one of authors) Edited by Costas M.Soukoulis: "Photonic Crystals and Light Localization in the 21th Century (Nato Science Series)"Kluwer Academic Publisher. 605 (2001)
