次世代光通信ノード用時空間変換型フォトニック回路の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350192
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 津田 裕之 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (90327677)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小原 實 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (90101998) ; 真壁 利明 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60095651) ; 神成 文彦 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40204804)
• Keywords: 時空間変換 / 光信号処理 / フェムト秒レーザ / 導波路ミラー / 反射光学系 / 光導波路 / ポリイミド

Research Abstract

反射型時空間変換光回路技術の確立
ビーム伝搬法とFDTD法によってシミュレーションの精度を高めてAWG(アレイ導波路回折格子)用N : N光結合回路の詳細設計を実施した。空間光学系と異なり導波路上では任意の曲線によるミラー形状を選択できる。新たに低収差ミラー形状の設計方法を確立してAWG回路設計に適用した。ポリイミド導波路を利用して回路を試作し、波長依存性の極めて少ない光回路を構成できることを実証した。ミラーによって生じる損失は、主としてミラーの垂直度に起因することを明らかにした。回折次数が51、導波路本数が510本の光信号処理用AWGの設計を行った。
高効率反射構造作製エッチング技術の確立
フェムト秒レーザによる光導波路材料のエッチング技術の研究を実施し、エッチング端面が平滑なアブレーション条件を明らかにした。現状では、ドライエッチング技術によるミラーの方が高反射であるが、空気中でエッチング可能であるため、ドライエッチングと同等の反射率まで改善できれば利用価値が高いと考えられる。集光レンズを含むフェムト秒パルス照射系の改良を進めており、新しい照射系を利用して高反射構造の検討を開始した。
応用フォトニック回路の検討
光導波路上に非常に長いメートル級の遅延導波路を設けるための、導波路ミラーを用いた光路変換導波路を考案し、ポリイミド導波路による回路を試作した。導波路の最小曲げ半径の1/5〜1/20の微小寸法での曲げ構成が可能であることを実証した。この遅延導波路を活用した光スイッチ及び光計測回路の検討を開始した。