フェムト秒レーザー加工による分散制御フォトニック光導波路

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350035
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 伊東 一良 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80113520)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西井 準治 産業技術総合研究所, 関西センター・光研究部門, リーダー(研究職) ; 渡辺 歴 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90314377)
• Keywords: フェムト秒レーザー / 加工 / 分散制御 / 光導波路 / 白色コンティニュアム光 / ボイド / ホール / シリカガラス

Research Abstract

本研究の目的は,本研究の目的は,50〜100MHzの高繰り返し白色コンティニュアム光を高効率に安定に発生させるため,直径数mm程度の長尺フォトニック結晶光導波路を,フェムト秒レーザー光パルスを用いてシリカガラス中に作製する光マイクロ加工の基盤技術を確立することである.本年度は,(1)ボイド・ホール生成過程の時間分解観測,(2)高開口数集光光学系によるボイド生成過程の時間空間解,(3)低分散フォトニック光導波路の設計と試及び評価を行う予定であった.本年度に得られた成果は下記のとおりである.
マイクロ空孔作製条件の検討
マイクロ空孔の直径は,入射エネルギーに依存しており,入射エネルギーを2μJから150μJ/pulseとさせることにより,直径2μmから50μmのマイクロ空孔を作製することができた。
マイクロ空孔の表面粗さの改善
マイクロ空孔作製時には,壁面には数十から数100nmオーダーの凹凸がある.この壁面粗さを改善するために,アニール処理を行い,粗さが改善することがわかった.
ガラス微粒子の作製
マイクロ空孔作製時に生成したガラス微粒子は,入射エネルギーを変化させることにより,さまざまな形状を有することがわかった。
低分散フォトニック光導波路の試作
ホールを2次元的に埋め込み,大きな屈折率差(0.5程度)を利用した長さ数百ミクロンのフォトニック導波路を試作した。導波を試みたが,散乱損失が大きかった。

Research Products

• [Publications] 渡辺 歴: "3次元マイクロ光デバイスの光加工"レーザー研究. 31・4. 276-281 (2003)
• [Publications] Yasunobu Iga: "Fabrication of micro-holes in silica glass by femtosecond laser pulses"Proceedings of SPIE. 5063. 129-132 (2003)