次世代光アクセスネットワークのための温度無依存マイクロマシン波長可変光フィルタ

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K18086
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 中濱 正統 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (80768763)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 光フィルタ / マイクロマシン

Outline of Annual Research Achievements

本年度はマイクロマシン垂直共振器光フィルタの光学特性の理論計算に取り組んだ。
一般的なファブリ・ペロー型光フィルタは、入射光のスポットサイズに比べて十分な大きさを有するため、無限に広い反射鏡の対として単純化することが出来る。しかし提案するデバイス構造は微細なものであり、スポットサイズに近い反射鏡を有する。この場合はフィルタ内部における光の回折・散乱が顕著になる。前年度ではガウスビームを複数の波数ベクトルの平面波で展開する単純なモデルにより特性をモデリングした。今年度はより詳細な特性の把握のため、マクスウェル方程式をベースとしたFDTD法およびフィルムモードマッチング法により詳細な検討を行った。その結果、前述の平面波展開による1次元の単純化モデルであっても許容できる誤差の範囲内で特性の予測が可能であることを明らかにした。これによって、光学特性だけでなく機械的な動作特性についても、単純化した1次元モデルである程度正確に特性を予測できることを明らかにした。
さらに、実証のためのデバイスの製作方法についての検討を行った。提案するデバイスは微細なマイクロマシン構造を有するため、既存の半導体レーザの加工技術では実現不可能である。しかしこれまでの研究で得られた知見から、同様にマイクロマシン構造を有する波長可変面発光レーザの製作技術がおおよそ適用可能であることを確認した。共振機内のエアギャップの形成のための半導体の選択エッチングの条件など、より細かな条件出しが必要であるが、問題なく解決できると考えている。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

健康上の理由により、かかりつけ医の診断を受けて病気休暇および休職の状態にある。そのため理論計算の項目は遂行できているものの、その実証のための実験に取り組めていない。

Strategy for Future Research Activity

次年度ではまず、適切な光閉じ込めを与えるための構造を探索する。前年度のシミュレーション結果から得られた構造として、酸化狭窄構造の導入をした場合の光学特性の理論計算を行ったが、酸化層の層数およびその位置によっては散乱損失を増加させてしまい，その結果むしろフィルタ特性を悪化させてしまう事が確認された。そのため，より優れた構造を検討する必要がある. 続いてそのシミュレーション結果に基づいて実際に素子を製作し，その透過帯域の形状，挿入損失，および応答速度の評価を行う予定である.

Causes of Carryover

健康上の理由で医師から病気休暇・休職が必要であると判断されたため、予算の執行が出来なかった。
使用計画は前年度のものをそのまま引き継ぐ予定である。