2020 Fiscal Year Annual Research Report
窒化シリコン系リング共振器によるオンチップ広帯域周波数もつれ光子対源の実現
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19J20968
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
杉浦 健太 京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | 四光波混合 / リング共振器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，昨年度に引き続き，オンチップ広帯域周波数もつれ光子対源の実現に向けて，(1)窒化シリコンリング共振器と(2)高屈折率コントラストドープガラスリング共振器の2つのデバイスを用いて研究を行ってきた．
(1)窒化シリコンリング共振器を用いた研究では，LIGENTEC社に作製していただいた窒化シリコンリング共振器を使用した．初めに，リング共振器の透過スペクトルを測定した．その結果，リング共振器の性能を示すQ値が100万程度であることが分かり，光子対生成のための十分な性能であることが分かった．次に，透過スペクトルから共振周波数を求め，リング共振器の分散を計算した．その結果，二次の分散は0.71 MHzであり，低分散なデバイスが実現できていることを確認した．このデバイスを用いて光子対生成実験を行い，発生帯域を測定した．確認された光子対の発生帯域は片側51.25 nm(両側:105.25 nm)で，知る限り同種のデバイスにおいて世界最高帯域である．
(2)高屈折率コントラストドープガラスリング共振器を用いた研究では，屈折率や導波路構造を調整した，より低分散なデバイスを用いて，広帯域光子対生成を試みた．その結果，上記の窒化シリコンリング共振器による発生帯域よりも広帯域で発生していることが割った．しかし，現在の実験系の測定可能な波長範囲よりも広帯域に光子対が発生しているため，現在，正確な帯域測定のために新たな実験系を構築中である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度は，窒化シリコンリング共振器を用いて，51.25 nmの帯域で光子対生成に成功した．この結果は，既報告を2倍位以上上回る，同種のデバイスにおいて世界最高帯域である．また，高屈折率コントラストドープガラスリング共振器に関して，さらなる広帯域化も可能なデータが取れていることに加え，論文が2本掲載され全体的に期待以上の成果を残すことができたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，高屈折率コントラストドープガラスリング共振器による光子対の発生帯域の正確な帯域測定を行い，より広帯域な光子対生成向けて研究を進めていく予定である．また，発生光子対の周波数操作等の発生光子対を用いた実験を行い，量子干渉を用いた原理検証実験に向けて研究を進めていく予定である．
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