2016 Fiscal Year Annual Research Report
メタマテリアル構造を用いたTHz帯光変調デバイスの開発
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15H03994
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
村田 博司 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20239528)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塩見 英久 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00324822)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 高速光変調 / メタマテリアル / 電気光学効果 / マイクロ波フォトニクス / 走行時間効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．メタマテリアル構造を用いた新しい光変調デバイスの解析と設計（村田・塩見・学生）
昨年度の研究成果をベースにして、デバイスの構造について考究した結果、新しいデバイスとして、基板の表面と裏面に金属パターンを配置したCRLH線路構造を考案した。メタマテリアル構造を3次元化することになり、さらなる設計の自由度と電界増強が期待できることが判明した。3次元電磁界シミュレーターを用いて、詳細な解析を行い、その基本特性を明らかにした。さらに、光変調デバイスとしての動作解析・設計も行った。動作周波数は、プロトタイプとして 10GHz帯、動作光波長は1550nm（Cバンド）として設計を行った。また、無線信号のIQ成分の分離を行うための構成についても考究した。
２．試作・動作実験（学生・村田）
設計したメタマテリアル構造デバイスを試作して動作実験を行った。基板には z-cut ニオブ酸リチウムを用いた。分極反転構造の作製にはパルス電圧印加法を、光導波路の作製にはアニールプロトン交換法を用いた。メタマテリアル構造は、Al蒸着とリフトオフによりパターンニングをして作製した。3次元構造作製のために、ニオブ酸リチウム基板をベース基板（SiO2ガラス）に貼り合わせる構造として、それぞれの基板の表面にAlパターンを作製して精密な位置合わせをした後、貼り合わせた。試作したデバイスの光導波路に1550nm帯のレーザー光を入射した状態で上部から10GHz帯信号を照射したところ、明瞭な光変調サイドバンドを確認した。変調周波数帯域は、設計とおおむね一致した。偏波特性を設計通りであった。新しいタイプのメタマテリアル構造光変調デバイスの基本動作実証実験に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度の研究で、100GHz帯メタマテリアル構造光変調デバイスの試作・動作実験に成功した。今年度の研究では、これを高度化させた3次元メタマテリアル構造光変調デバイスの試作・動作実験に成功した。IQ成分分離の見通しも得られ、当初予定通りの成果が期待できる。おおむね順調だと言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、計画に沿って研究を推進する。
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Research Products
(2 results)
