2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of plasmonic metal-waveguide networks
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16K14253
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
福田 光男 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50378262)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 表面プラズモン / 導波路 / 光回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、表面プラズモンを信号キャリアとする平面ネットワーク（クロストークの小さな表面プラズモン導波路の交差技術や合分波技術の開発及びMOSFET等の電子デバイスが接続されたネットワーク）の実現である。本目的に向け、平成29年度は以下を実施した。
（1）3種類の構造（Au膜上のSiO2ストライプ形導波路、Si基板上のSiO2/Auストライプ形導波路、およびSi基板上のAuストライプ形導波路）を有する表面プラズモン導波路について、表面プラズモンの伝播特性を明らかにし、Au膜上のSiO2ストライプ形導波路が最も低損失であることを求めた。さらに、同サイズの電気配線と比較し、伝播長が数百μｍ以下であれば、電気配線より低損失であることをシュミレーションにより明らかにした。数百μｍの伝播長は表面プラズモンネットワークを構成するのに十分な長さであることを、既に開発済みの各種表面プラズモンデバイスの実験データに基づいて、明らかにした。
（2）基本動作が実験的に確認されていた1.31および1.55μm帯の表面プラズモンの波長多重用合分波器をネットワークへ展開するための接続技術の検討を行った。合波器と分波器は、金属表面上に形成されたSiO2ストライプ形導波路((1)の項で記述）により、容易に接続できること、CMOS互換プロセスにより合分波器と導波路を一体形成可能であることを実験的に明らかにした。これらの検討により、CMOS互換プロセスを用いて一体成形可能なナノ／マイクロスケールの表面プラズモン回路において、合波器と分波器による波長多重ネットワーク構成の基礎が確立できた。
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