2003 Fiscal Year Annual Research Report
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15760028
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
浅野 卓 京都大学, 工学研究科, 講師 (30332729)
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| Keywords | フォトニック結晶 / 点欠陥共振器 / 光子寿命 / 光パルス / 時間領域制御 / 相互相関 |
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| Research Abstract |
本年度はフォトニック結晶点欠陥共振器の光子寿命を時間領域において直接的に測定することに成功した。
(1)まず現有のパルスレーザ(パルス幅1ps程度)を光源として、本補助金によって購入した光学部品を用い、点欠陥から放出された光を集めて相互相関計を用いて検出する実験系を構築した。また、得られた相互相関波形と入射レーザパルスの波形とを用いて逆畳み込みを行うことで光強度の時間変化をピコ秒以下の時間分解能で求める手法を確立した。
(2)試料としては厚さ0.25μmのSiスラブに三角格子状の空気穴をあけた二次元フォトニック結晶スラブを用いた。点欠陥としては結晶中に空気穴を三列直列に埋めることで形成したドナー型点欠陥および空気穴直径を2倍程度に大きくしたアクセプタ型欠陥の2種類を準備した。各欠陥の近傍には空気穴を一列埋めることで形成した線欠陥を設け、線欠陥からエバネッセント結合によって点欠陥に光を導入できる構造とした。これら2つの試料における点欠陥のQ値はそれぞれ3000程度および600程度であった。
(3)準備した2つの試料の線欠陥の端面から光パルスを導入して、点欠陥から自由空間に放出される光の時間変化を測定した。その結果、アクセプタ型欠陥においては入射パルスと点欠陥からの放出光の時間波形にはほとんど変化が無く、これに対してドナー型欠陥においては放出光の時間波形が入射波形に対して顕著に広がっていた。これらの波形を解析した結果、アクセプタ型点欠陥の光子寿命は1ピコ秒を大きく下回り、ドナー型点欠陥の光子寿命は3ピコ秒程度であることが分かった。
これらの成果を元に次年度においては欠陥形状の最適化によって光子寿命を長くするとともに、光非線形効果等を用いて能動的に光子寿命を制御すること試みる予定である。
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[Publications] T.Asano, M.Mochizuki, S.Noda, M.Okano, M.Imada: "A Channel Drop-Filter Using a Single Defect in a 2D Photonic Crystal Slab-Defect Engineering with respect to Polarization Mode and Ratio of Emissions from Upper and Lower Sides-"IEEE J.of Lightwave Technol.. Vol.21, No.5. 1370-1376 (2003)
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[Publications] T.Asano, B.-S.Song, Y.Tanaka, S.Noda: "Investigation of a channel-add/drop-filtering device using acceptor type point defects in a two-dimensional photonic crystal slab"Appl.Phys.Lett.. Vol.83, No.3. 407-409 (2003)
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[Publications] B.S.Song, S.Noda, T.Asano: "Photonic Devices Based on In-Plane Hetero Photonic Crystals"Science. Vol.300. 1537-1537 (2003)
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[Publications] Y.Akahane, T.Asano, B.S.Song, S.Noda: "High-Q Photonic nanocavity in a two-dimensional photonic crystal"Nature. Vol.425 No.6961. 944-947 (2003)
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[Publications] Y.Akahane, T.Asano, B.-S.Song, S.Noda: "Investigation of high-Q channel drop filters using donor-type defects in two-dimensional photonic crystal slabs"Appl.Phys.Lett.. Vol.83 No.8. 1512-1514 (2003)
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[Publications] H.Takano, Y.Akahane, T.Asano, S.Noda: "In-plane-type channel drop filter in a two-dimensional photonic crystal slab"Appl.Phys.Lett.. Vol.84, No.13. 2226-2228 (2004)
