Research on guided-mode resonance narrow bandpass filter

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K04522
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Kintaka Kenji 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (50356911)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 裏 升吾 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 教授 (10193955)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 光集積回路 / 光導波路 / 導波モード共鳴 / グレーティング / 波長フィルタ / 光共振器

Outline of Final Research Achievements

A guided-mode resonance filters (GMRFs) consists of a grating with sub-wavelength period and a thin-film waveguide, and couple an incident free-space wave and guided waves. We have proposed and investigated new types of GMRFs for realization of narrowband-pass filters. One consists of a GMRF integrated on a dielectric multilayer substrate, and utilize an interference effect in a vertical resonator. The other consists of a two-dimensional grating on a transparent substrate, and utilize a destructive interference between two orthogonal guided modes. We have also proposed and demonstrated narrowband retroreflectors consisting of a GMRF integrated in a waveguide cavity resonator on a dielectric multilayer substrate.

Free Research Field

光波工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

導波モード共鳴（GMR）に関する研究は、特に2000年代以降国内外で活発に実施されているが、反射型素子に関する研究がほとんどである。本研究では、数種類の新たな透過型GMR素子を考案し、理論実証した。どれも新規な構造であり、当該分野の発展に寄与するものと期待できる。さらに、本研究では特に、開口微小化を念頭に素子提案を行っており、少しづつ動作波長の異なるフィルタのアレイ集積化が容易であり、将来の超小型分光センサへの応用・実用化が期待できる。