2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of ultralow loss photonic crystals at 1-THz band
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17H01064
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
冨士田 誠之 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (40432364)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | テラヘルツ / フォトニック結晶 / 1 THz / 回路 / 集積 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
テラヘルツ波は，その発生・検出が困難であったため，ごく最近までは未開の電磁波であった．しかし，通信・センシングといったシステム応用につながる研究が特に0.3 THz帯を中心に最近進展しており，情報・通信分野における重要課題の一つであるといえる．しかし，現状のテラヘルツシステムは主に個別部品を定盤上に並べることで基礎実験がなされている段階であり，大幅な小型化を図るには，テラヘルツ平面集積回路デバイスの実現が不可欠である．本研究で着目するフォトニック結晶は，光の波長に近い大きさの周期を有する誘電体微細構造であり，光の自在な操作を可能にする人工材料として，注目を集めている．研究代表者らはこれまでに，0.3 THz帯において，エレクトロニクス回路の周波数極限に近づいている金属線路と比べ，2桁以上小さい極低損失の平面回路を実現してきた．本研究では，これまでに0.3 THz帯で実現してきたフォトニック結晶回路デバイスを微細化し，機能拡張をすることで未開の1 THz帯への展開を図っていく．
今年度は，フォトニック結晶の周期を76ミクロン，84ミクロン，92ミクロンと変化させた長さ1 cmの導波路を作製し，その伝搬帯域を本研究で構築してきた分光システムによって評価した．周期が小さいほど伝搬帯域が高周波化し，周期76ミクロンにて，1 THzを含む伝搬帯域が得られた．特に0.99 THzから1.03 THzの範囲にて，およそ0.1 dB/cmという1THz帯の中空導波管よりも一桁低い低損失性が得られた．このような低損失導波路の応用展開として，分光システムの光源側に変調器を，受信器としてダイオード検波器を導入することで，データ伝送実験を行った．その結果，1 Gbit/sの伝送速度での通信実験に成功し，1 THz帯におけるフォトニック結晶導波路の有用性を示すことに成功した．
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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