2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of hybrid photonic devices using low loss plasmonic wavelength selective elements
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17K06376
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| Research Institution | Anan National College of Technology |
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Principal Investigator |
岡本 浩行 阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 教授 (60390506)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原口 雅宣 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (20198906)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 光デバイス・光回路 / プラズモニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度にはまず開発するハイブリッドプラズモニックデバイス構造の設計を行った。設計では実効屈折率などを求め構造をサイズを設計し，設計した構造について有限領域差分法を用いて，ハイブリッド光デバイスとして動作することを確認した。
動作を確認できた構造についてハイブリッドプラズモニックデバイスの作製を電子ビームリソグラフィを用いて行った。作製では，ほぼ設計したとおりのサイズで作製できていることを走査電子顕微鏡により確認した。作製した構造はＳＯＩ基板上に作製したシリコン光導波路の一部に金を蒸着し，その部分をハイブリッドプラズモニックデバイスとした。また評価に利用するために導波路両端に45度の角度を有するミラーを作製し，入力光を入射しやすくかつ出力光を検出しやすくした。
評価では波長１３００ｎｍの近赤外光を用いてミラーに入射してシリコン光導波路に反射光を結合させた。結合した光はテーパー構造から幅５００ｎｍ，高さ３００ｎｍのシリコン光導波路内を伝搬し，ハイブリッドプラズモニックデバイスに結合し，出力される。実験ではハイブリッドプラズモニックデバイスからの出力光を光学顕微鏡により確認した。
実験の結果から，シミュレーションにより確認できていたハイブリッドプラズモニックデバイスの長さを制御することで，デバイスの出力強度を制御できることを確認した。これにより，設計したハイブリッドプラズモニックデバイスを光回路に組み込むことで光導波路からプラズモニック導波路への結合が容易かつ損失を低減した構造のハイブリッド光デバイスの開発が可能となる。
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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
本研究の目的であったハイブリッド光デバイスの作製及びその特性の評価は完了しており，おおむね順調に進行していると考えている。現在は，本研究により得られた成果をまとめて原著論文として論文誌への投稿に向けて準備を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，これまでに得られた成果であるハイブリッド光デバイス構造により出力光の制御に関する内容をまとめて原著論文として論文誌に投稿する予定である。
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| Causes of Carryover |
昨年度に開催予定であった学会などをコロナウィルスの影響で取りやめたため，旅費を予定通りに使用することができなかった。また，実験などが想定したよりもスムーズにすすんだため，材料費などの消耗品を購入する物品費に少しだけ余裕がでた。
次年度使用額はこれまでの研究成果をまとめ，学会での発表のための旅費及び国際論文誌に投稿するための英語論文の添削、オープンアクセスとするための経費として使用する予定である。
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