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2009 Fiscal Year Annual Research Report

フォトニック結晶の動的制御と新機能の創出

Research Project

Project/Area Number 20226002
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

野田 進  Kyoto University, 工学研究科, 教授 (10208358)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 浅野 卓  京都大学, 工学研究科, 准教授 (30332729)
Keywordsフォトニック結晶 / 動的制御 / 光パルス停止 / 波長変換 / ダイナミクス
Research Abstract

本研究では、フォトニック結晶の特性を時間領域で動的制御することにより新しい学術分野の基礎を築くことを目指している。具体的な研究対象は、(A)光ナノ共振器のQ値の動的制御による光パルスの捕獲、保持および放出、(B)導波路モードの動的制御による光パルス制御である。昨年度実施したこれらの現象の基本動作の実証に引き続き、本年度は詳細な動作特性の理解を目指して研究を行った。
(A)に関しては、ナノ共振器と、それに平行する一列埋めの線欠陥導波路、導波路の片端に反射鏡を導入した構造を利用し、共振器と反射鏡間の導波路にキャリアを生成して屈折率を変化させることで反射光の位相を制御することで、ナノ共振器と導波路の結合Q値を変化させるという方法を利用している。本年度は、まず反射光の位相を様々な値に設定したときの現象について検討し、共振器への捕獲・放出の効率が位相により異なることを明らかにした。また、屈折率変化のために利用するキャリアによる光吸収についても検討を行い、特に共振器部分における吸収の影響が大きく、共振器部分に自由キャリアが生成されないように照射範囲を制御する必要があることがあることが明らかにした。
(B)に関しては、昨年度、導波路を光パルスが伝搬している最中に外部から制御光を照射して導波路の屈折率を変化させることにより、波長変換現象が確かに生じることを実証した。本年度は、波長変換現象の体系的な理解を目指した検討を行い、屈折率変化量と波長変換量が比例すること、群速度と波長変換効率が反比例することなどを明らかにした。

  • Research Products

    (37 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (32 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] A Polarization Diversity Two-Dimensional Photonic-Crystal Device2010

    • Author(s)
      Y.Tanaka, S.-I. Takayama, T.Asano, Y.Sato, S.Noda
    • Journal Title

      IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 16

      Pages: 70-76

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Resonant-wavelength tuning of a nanocavity by subnanometer control of a two-dimensional silicon-based photonic crystal slab structure2009

    • Author(s)
      B.S.Song, T.Nagashima, T.Asano, S.Noda
    • Journal Title

      Applied Optics 48

      Pages: 4899-4903

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design and demonstration of high-Q photonic heterostructure nanocavites suitable for integration2009

    • Author(s)
      Y.Takahashi, Y.Tanaka, H.Hagino, T.Sugiya, Y.Sato, T.Asano, S.Noda
    • Journal Title

      Optics Express 17

      Pages: 18093-18102

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum electrodynamics of a nanocavity coupled with exciton complexes in a quantum dot2009

    • Author(s)
      M.Yamaguchi, T.Asano, K.Kojima, S.Noda
    • Journal Title

      Physical Review B 80

      Pages: 155326-155335

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] フォトニック結晶による光制御技術の新展開(招待講演)2010

    • Author(s)
      野田進
    • Organizer
      公開シンポジウム「ナノ量子情報エレクトロニクスの新展開」
    • Place of Presentation
      東京都千代田区
    • Year and Date
      2010-03-29
  • [Presentation] マルチヘテロ構造光ナノ共振器の高エネルギーモード2010

    • Author(s)
      千原賢大, 寺脇了, 佐藤義也, 高橋和, 野田進
    • Organizer
      2010年春季 第57回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      平塚市
    • Year and Date
      2010-03-20
  • [Presentation] 窒素堆積・剥離によるナノ共振器-量子ドット結合系の結合状態制御2010

    • Author(s)
      中村達也, 浅野卓, 小島一信, W.Stumpf, 児島貴徳, 野田進
    • Organizer
      2010年春季 第57回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      平塚市
    • Year and Date
      2010-03-19
  • [Presentation] GaAs系フォトニック結晶ナノ結晶共振器のQ値の動的制御とストップライト-時間領域測定-2010

    • Author(s)
      J.Upham, 井上博揮, 田中良典, 小島一信, W.Stumpf, 浅野卓, 野田進
    • Organizer
      2010年春季 第57回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      平塚市
    • Year and Date
      2010-03-18
  • [Presentation] Si系2次元フォトニック結晶共振器のQ値の動的制御とストップライト-ナノ共振器と2つの導波路結合系におけるパルスの捕獲と放出-2010

    • Author(s)
      J.Upham, 藤田有, 佐藤義也, 田中良典, 浅野卓, 野田進
    • Organizer
      2010年春季 第57回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      平塚市
    • Year and Date
      2010-03-18
  • [Presentation] 導波路を介した光ナノ共振器の強結合動作の観測2010

    • Author(s)
      佐藤義也、田中良典、J.Upham、高橋和、浅野卓、野田進
    • Organizer
      2010年春季 第57回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      平塚市
    • Year and Date
      2010-03-18
  • [Presentation] Manipulation of Photons by Photonic Crystals(invited)2010

    • Author(s)
      S.Noda
    • Organizer
      3rd GCOE International Symosium on Photonics and Electronic Science and Engineering
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2010-03-12
  • [Presentation] フォトニック結晶共振器のQ値の動的制御による光の捕獲・解放2010

    • Author(s)
      田中良典, Jeremy Upham, 杉谷知昭, 浅野卓, 野田進
    • Organizer
      電子情報通信学会レーザ・量子エレクトロニクス研究会
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2010-01-28
  • [Presentation] 高Qフォトニック結晶Siナノ共振器の光デバイス応用2010

    • Author(s)
      高橋和、野田進
    • Organizer
      日本光学会関西講演会
    • Place of Presentation
      大阪市
    • Year and Date
      2010-01-20
  • [Presentation] Time-Resolved Observation of Stopping Optical Pulses by Dynamic Q Control of a Photonic-Crystal Nanocavity2009

    • Author(s)
      J.Upham, Y.Tanaka, T.Asano, S.Noda,
    • Organizer
      The 22nd Annual Meeting of the IEEE Photonics Society
    • Place of Presentation
      Belek-Antalya, Turkey
    • Year and Date
      2009-10-05
  • [Presentation] Photonic Crystals and Nanophotonics-Recent Progress and New Trends-(invited)2009

    • Author(s)
      S.Noda
    • Organizer
      Quantum Photonics Workshop
    • Place of Presentation
      Bristol, United Kingdom
    • Year and Date
      2009-09-16
  • [Presentation] 2次元フォトニック結晶共振器のQ値の動的制御-時間領域測定-2009

    • Author(s)
      J.Upham, Y.Tanaka, T.Asano, S.Noda
    • Organizer
      2009年秋季 第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山市
    • Year and Date
      2009-09-09
  • [Presentation] 2次元フォトニック結晶波長分合波デバイスにおける100GHz間隔波長多重動作(II)2009

    • Author(s)
      高橋和、佐藤羲也、田口裕樹、浅野卓、野田進
    • Organizer
      2009年秋季 第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山市
    • Year and Date
      2009-09-09
  • [Presentation] マルチヘテロナノ共振器における空気孔の半径・位置揺らぎの統計的見積もり2009

    • Author(s)
      田口裕樹、高橋和、佐藤羲也、浅野卓、野田進
    • Organizer
      2009年秋季 第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山市
    • Year and Date
      2009-09-09
  • [Presentation] 2次元フォトニック結晶における導波の路を介した結合共振器2009

    • Author(s)
      佐藤羲也, 田中良典, 浅野卓, 野田進
    • Organizer
      2009年秋季 第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山市
    • Year and Date
      2009-09-09
  • [Presentation] ナノ共振器-量子ドット結合系におけるパーセル効果の制御2009

    • Author(s)
      小島一信, Wolfgang Stumpf, 山口真, 児島貴徳, 中村達也, 浅野卓, 野田進
    • Organizer
      2009年秋季 第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山市
    • Year and Date
      2009-09-09
  • [Presentation] Optical Pulse Trapping into High-Q Photonic Crystal Nanocavity2009

    • Author(s)
      Y.Tanaka, T.Sugiya, J.Upham, Y.Takahashi, T.Asano, S.Noda
    • Organizer
      The Conference on Lasers and Electro-Optics and the Quantum Electronics/Pacific Rim 2009
    • Place of Presentation
      Shanghai, China
    • Year and Date
      2009-09-01
  • [Presentation] New Trends in Photonic Crystals(invited)2009

    • Author(s)
      S.Noda
    • Organizer
      The Conference in Lasers and Electro-Optics and the Quantum Electronics/Pacific Rim 2009
    • Place of Presentation
      Shanghai, China
    • Year and Date
      2009-08-30
  • [Presentation] High-Q Nanocavities in Two-Dimensional Photnic Crystal Slabs and their Dynamic Control(invited)2009

    • Author(s)
      T.Asano, S.Noda
    • Organizer
      International Workshop on Microcavities and Their Application
    • Place of Presentation
      Seoul, South Korea
    • Year and Date
      2009-08-28
  • [Presentation] Photonic Crystals and nanophotonics(invited)2009

    • Author(s)
      S.Noda
    • Organizer
      The 9th International Conference on Nanotechnology(IEEE NANO 2009)
    • Place of Presentation
      Genova, Italy
    • Year and Date
      2009-07-29
  • [Presentation] Recent Progress in Photonic Crystals-From Dynamic Control to Blue-Violet Lasers-(invited)2009

    • Author(s)
      S.Noda
    • Organizer
      The 18th Internatioal Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems(EP2DS-18)and the 14th International Conference on Modulated Semiconductor structures(MSS-14)
    • Place of Presentation
      Kobe, Japan
    • Year and Date
      2009-07-24
  • [Presentation] Dynamic Control of Q Factor of Nanocavity for Stopping of Light(invited)2009

    • Author(s)
      Y.Tanaka, J.Upham, Y.Takahashi, T.Asano, S.Noda
    • Organizer
      OSA The Slow and Fast Light Topical Meeting
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA
    • Year and Date
      2009-07-15
  • [Presentation] Fundamental properties and Q factor control of a nanocavity coupled with a waveguide including quantum dots2009

    • Author(s)
      K.Kojima., H.Inoue., W.Stumpf, T.Nakamura, M.Yamaguchi, T.Kojima, M.Fujita, T.Asano, S.Noda
    • Organizer
      第28回電子材料シンポジウム
    • Place of Presentation
      守山市
    • Year and Date
      2009-07-10
  • [Presentation] Investigation of catch and release of optical pulse using dynamic changing two-dimensional photonic crystal waveguides2009

    • Author(s)
      Y.Sato, Y.Tanaka, T.Asano, S.Noda
    • Organizer
      第28回電子材料シンポジウム
    • Place of Presentation
      守山市
    • Year and Date
      2009-07-10
  • [Presentation] Development of silicon-carbide based two-dimensional photonic crystals2009

    • Author(s)
      S.Yamada, B.S.Song, Y.Tanaka, T.Asano, S.Noda
    • Organizer
      第28回電子材料シンポジウム
    • Place of Presentation
      守山市
    • Year and Date
      2009-07-10
  • [Presentation] フォトニック結晶による光の操作(招待講演)2009

    • Author(s)
      野田進
    • Organizer
      第11回シリコンフォトニクス研究会
    • Place of Presentation
      東京都目黒区
    • Year and Date
      2009-07-04
  • [Presentation] New Trends in Photonic Crystals(invited)2009

    • Author(s)
      T.Asano, S.Noda
    • Organizer
      UK Semicondoctor 2009
    • Place of Presentation
      Sheffield, United Kingdom
    • Year and Date
      2009-07-01
  • [Presentation] New Trends in Photonic Crystals(invited)2009

    • Author(s)
      S.Noda, T.Asano
    • Organizer
      International Conference on Materials for Advanced Technologies 2009/Int'l Union of Materials Research Societies-International Conference in Asia 2009
    • Place of Presentation
      Singapore, Singapore
    • Year and Date
      2009-06-29
  • [Presentation] New Trends in Photonic Crystals(invited)2009

    • Author(s)
      S.Noda
    • Organizer
      Sir Mark Nanophotonics Down Under 2009 Device and Applications
    • Place of Presentation
      Melbourne, Australia
    • Year and Date
      2009-06-22
  • [Presentation] Increasing the Q Factor and Controlling the Resonant Wavelength of Photonic Crystal Nanocavities2009

    • Author(s)
      Y.Takahashi, T.Sugiya, S.Yamada, Y.Taguchi, T.Asano, S.Noda
    • Organizer
      The Conference on Lasers and Electro-Optics and the International Quantum Electronics Conference 2009
    • Place of Presentation
      Baltimore, USA
    • Year and Date
      2009-06-05
  • [Presentation] Silicon Photonic Crystals(invited)2009

    • Author(s)
      S.Noda
    • Organizer
      The 5th International Nanotechnology Conference
    • Place of Presentation
      Los Angeles, USA
    • Year and Date
      2009-05-20
  • [Presentation] Recent Progress in Photonic Crystals-From Dynamic Control to Blue-Violet Lasers-(invited)2009

    • Author(s)
      S.Noda
    • Organizer
      The 8th International Photonic & Electromagnetic Crystal Structures Meeting
    • Place of Presentation
      Sydney, Australia
    • Year and Date
      2009-04-06
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.qoe.kuee.kyoto-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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