2006 Fiscal Year Annual Research Report
光導波路端面に製作したナノ周期構造による高効率結合素子および光フィルタ
| Project/Area Number |
18710116
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
金森 義明 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10333858)
|
|---|
| Keywords | マイクロ・ナノデバイス / 応用光学 / 光フィルタ / ナノ周期構造 / 光通信 |
|---|
| Research Abstract |
実験に使う光導波路基板の選定を行った。光導波路基板は、シリコン光導波路のような高屈折率系光導波路と、プラスチックやガラス光導波路のような低屈折率系光導波路がある。シリコン光導波路はまだ研究段階で実用化されてなく、導波路断面積も小さいため、サブ波長格子を断面積に合わせて作りこむのが難しい。一方、低屈折率系光導波路は実用化されておりチップも入手可能であるので低屈折率系を選定した。ナノインプリントリソグラフィーの工程で200度弱程度まで加熱されるのでガラス製の光導波路を選定した。
ナノインプリントリソグラフィーは基板平面へのパターニング技術なので基板端面へのパターニングは対応していない。基板端面にパターニングするために、専用冶具を設計および製作した。また、プレス圧力の条件も一般的なものと異なるため、必要な圧力範囲を試算した。
基板端面へ転写するためのモールド作りの条件出しを行った。モールドは2cm角のシリコン基板である。シリコン基板上にレジストを塗布し、電子線描画装置によりサブ波長格子を形成する。その後、高速原子線加工装置によりシリコンをエッチングすることでモールドを製作する。本年度は電子線描画装置の露光量や描画線幅の条件出し、高速原子線加工装置のエッチング速度や断面形状の測定評価を行った。その結果、設計寸法と同程度の形状を持つモールドを得ることが出来た。モールドの評価は、光を垂直上方向から照射し、その反射スペクトルを計測することでも行った。サブ波長格子が形成されていると特定の波長を反射する反射型カラーフィルタのような光学特性が得られる。光学特性の結果、サブ波長格子の形状に依存した色特性を得ることが出来た。光学特性は周期構造中の電磁界の厳密解析が可能なRigorous Coupled-Wave Analysis法に基づく理論計算との比較を行い、実験値との良好な一致を得ることが出来た。
|
Research Products
(1 results)
