2018 Fiscal Year Annual Research Report
Novel space optics using vertically curved silicon waveguides
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16H04359
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
榊原 陽一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 総括研究主幹 (40357091)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渥美 裕樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (30738068)
吉田 知也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (80462844)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | シリコンフォトニクス / 空間光学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年シリコンフォトニクスの空間光学への研究展開が活発化しているが、基板面から面外方向に光を取り出すために回折格子カプラを用いている。本研究は、研究実施者らが最近開発した立体湾曲シリコン導波路カプラ（エレファントカプラ）をアレー状に複数個並べて面外方向に光を取り出し、光ビームをステアリングする新しい素子の基盤的研究を遂行することを目的としている。エレファントカプラは回折格子カプラにない本質的特長（点光源性、低波長依存性、低偏光依存性）が期待でき、それによりビーム品質のよい独創的なステアリングデバイスが実現できると期待される。
本研究を進める過程で、光出射するエレファントカプラを逐次切り替え出射光をレンズでコリメート化すれば、当初想定していたフェーズドアレー方式を用いなくても簡明な駆動方式で優れたステアリング素子を実現可能であることに気づき、研究方針に変更を加えた。この新方式ではエレファントカプラから出射する光ビームの空間的広がり方を制御できる技術を確立することが重要であり、ビームウェスト幅が5マイクロメートル程度の擬ガウシアンビームを垂直出射するエレファントカプラの実現を目標に設定し、その作製技術の開発に取り組んだ。立体湾曲シリコン導波路の先端部を、長さ数マイクロメートルのうちに幅が数十nmまで漸減するような逆テーパ構造とし、その周囲を厚さ２～３マイクロメートル程度の酸化膜で等方成膜して頂部に微小レンズ構造を形成し、逆テーパ構造から放射した光を頂部レンズで集光して擬ガウシアンビーム化を目指す原理であるが、実験的にシリコン導波路を立体湾曲するイオン注入と酸化膜を追加デポするCVDのプロセス条件を調整することにより、湾曲部での放射損失を大幅に抑制することができた。さらにほとんど偏光依存性のない素子を作製できた。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(7 results)
