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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Development of Semiconductor Microring Resonator-Based Polarization Switch

Research Project

Project/Area Number 15H03577
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

荒川 太郎  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40293170)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 國分 泰雄  横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60134839)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords光スイッチ / 偏光スイッチ / 微小共振器 / 電気光学効果
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,マイクロリング共振器と大きな電界誘起屈折率変化特性を有する半導体ポテンシャル制御量子井戸を融合した,小型・高速動作のマイクロリング偏光スイッチを提案し,その有用性を実証することを目的としている.
昨年度は,偏波制御の自由度を高めるため,ポテンシャル制御量子井戸をコア層とした偏波変調器用ダブルマイクロリング位相変調器を提案した.今年度は,さらに偏波制御性を高めるため,新しい構造を有するストークスベクトル変調器の提案を行った.ストークスベクトル変調器の基本要素として,ダブルリング位相変調器,マッハ・ツェンダー光強度スイッチ,TE/TMコンバータ,偏光コンバイナを新たに設計し,その実現可能性を示した.
ストークスベクトル変調器に必要な位相変調量を得るためのダブルマイクロリング共振器位相変調器を新たに設計し,通常の直線導波路位相変調器と比較して5倍の位相変化量の増大が可能であることを理論的に明らかにした.
素子作製技術の確立を昨年度に引続き行った.オール電子ビーム露光を用いた導波路,電極パターニングを試みているが,レジストパターンの面内均一性に問題があり,上部電極のリフトオフプロセスに不具合,および導波路パターンの狭窄化の問題が生じた.前者については,用いるレジストの変更,ダミーパターン配置によるパターン密度の均一性の向上を図り解決した.後者については,近接効果補正を用いて改善を行った.その結果,作製プロセスを確立するまでに至った.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (12 results)

All 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] Highly sensitive optical biosensor based on silicon-microring-resonator-loaded Mach-Zehnder interferometer2017

    • Author(s)
      Soichiro Yoshida, Shintaro Ishihara, Taro Arakawa, and Yasuo Kokubun
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 56 Pages: 04CH08 1-6

    • DOI

      10.7567/JJAP.56.04CH08

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 構造性複屈折を考慮した多幅多モード干渉計型偏波分離器の設計2017

    • Author(s)
      庄原大祐,盧柱享,荒川太郎
    • Journal Title

      電子情報通信学会和文論文誌, vol., no.5, pp. 259-260 (May 2017).

      Volume: J100-C Pages: 259-260

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improved Sensitivity of Microring Resonator-Loaded Mach-Zehnder Interferometer Biosensor2017

    • Author(s)
      Soichiro Yoshida, Shintaro Ishihara, Yoshiaki Nishijima, Yasuo Kokubun, and Taro Arakawa
    • Journal Title

      Sensors and Materials

      Volume: 29 Pages: 1241-1246

    • DOI

      10.18494/SAM.2017.1587

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] "Proposal of Waveguide-Type Polarization Switch Based on Microring Resonator2017

    • Author(s)
      Keita Suzuki, Tomoki Hirayama, Yasuo Kokubun, and Taro Arakawa
    • Journal Title

      IEICE Trans. Electron.

      Volume: E100-C Pages: 767-774

    • DOI

      10.1587/transele.E100.C.767

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Design of Wavelength Filter Based on Fourth-Order Microring Resonators with Different Radii Using Digital Filter Design Method2017

    • Author(s)
      Takuya Komatsubara, Yasuo Kokubun, and Taro Arakawa
    • Organizer
      The 24th Congress of Int'l Comission for Optics (ICO-24
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 32-Gbps Modulation of Single Silicon Microring Resonator-Loaded Mach-Zehnder Modulator2017

    • Author(s)
      Yuki Yabushita, Hiroki Takazawa, Yasuo Kokubun, and Taro Arakawa
    • Organizer
      croring Resonator-Loaded Mach-Zehnder Modulator,"
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Proposal of Quantum Well Polarization Modulator Based on Double Microring Resonator for Stokes Vector Modulation2017

    • Author(s)
      Tomoki Hirayama, Keita Suzuki, Yasuo Kokubun, and Taro Arakawa
    • Organizer
      22nd Microoptics Conf. (MOC) 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Design of TE/TM mode converter and phase modulator based on microring resonator for Stokes vector modulation2017

    • Author(s)
      Tomoki Hirayama, Taro Arakawa, and Yasuo Kokubun
    • Organizer
      6th Int. Symp. Material Sci. Technol. (MSST) 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Design of Single Microring Resonator-Loaded Mach-Zehnder Optical Modulator Based on Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well2017

    • Author(s)
      Kohei Morishita, Yasuo Kokubun, and Taro Arakawa
    • Organizer
      6th Int. Symp. Material Sci. Technol. (MSST) 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] オールパス型マイクロリング共振器偏波制御デバイスのための基礎検討2017

    • Author(s)
      平山智輝,荒川太郎
    • Organizer
      電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会
  • [Presentation] 導波損失を考慮した異径直列結合マイクロリング共振器波長フィルタのディジタルフィルタ設計手法2017

    • Author(s)
      小松原 拓也,國分 泰雄,荒川 太郎
    • Organizer
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 五層非対称結合量子井戸単一微小リング共振器マッハ・ツェンダー光変調器の変調特性解析と作製プロセスの検討2017

    • Author(s)
      森下航平,國分泰雄,荒川太郎
    • Organizer
      電子情報通信学会集積光デバイスと応用技術研究会

URL: 

Published: 2018-12-17  

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