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2010 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  京都大学, 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、具体的な研究対象として、(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の2点を設定している。
(A)に関しては、平成21年度までは、共振器に隣接する導波路を一本とした構造において、捕獲・放出現象に関する詳細な検討を行ってきたが、平成22年度は、捕獲と放出を別のポートとするため、共振器近傍に二本の導波路を導入した構造について検討を行った。この系において、共振器とそれぞれの導波路との結合の強さを独立に制御することで、4psのパルスを共振器に最大で320ps以上保持可能なこと、さらに、任意のタイミングで出力用導波路に放出可能なことを示唆する結果を得ることに成功した。将来的には、これをアレイ化して更なる多機能化をもたせることも可能となると期待できる。
(B)に関しては、平成21年度までに、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、波長変換現象が生じることを実証した。平成22年度には、導波路近傍に、ナノ共振器を配置した系を形成し、動的波長変換動作を行うことにより、信号光と制御光のタイミングが一致するパルスのみを選択的に共振器に結合・放射させることが可能なことを示すことに成功した。これとあわせて、フォトニック結晶導波路のもつ分散関係を利用し、さらに新しい機能を生み出すことをも試みた。導波路の一部の屈折率を動的に変化すると、その部分が導波帯から禁制帯に変化するため、導波路中に瞬時に反射鏡を生成することが可能になるものと期待される。本研究では、この現象を利用して、フォトニック結晶導波路中に光パルスをそのまま閉じ込めることが可能になることを理論予測するとともに、その基礎実証、すなわち、動的反射鏡形成の実験的実証にも成功した。

  • Research Products

    (37 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (27 results) Book (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Symmetrically glass-clad photonic crystal nanocavities with ultrahigh quality factors2011

    • Author(s)
      B.S.Song, S.W.Jeon, S.Noda
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 36 Pages: 91-93

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On-the-fly Wavelength conversion of photons by dynamic control of photonic waveguides2010

    • Author(s)
      J.Upham, Y.Tanaka, T.Asano, S.Noda
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 3 Pages: 062001(1-3)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Glass-embedded two-dimensional silicon photonic crystal devices with a broad bandwidth waveguide and a high quality nanocavity2010

    • Author(s)
      S.W.Jeon, J.K.Han, B.S.Song, S.Noda
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 18 Pages: 19361

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic light-matter interactions in a photonic crystal nanocavity2010

    • Author(s)
      M.Burresi, T.Kampfrath, D.van Oosten, J.C.Prangsma, B.S.Song, S.Noda, L.Kuipers
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 105 Pages: 123901

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reflectance measurement of two-dimensional photonic crystal nanocavities with embedded quantum dots2010

    • Author(s)
      W.C.Stumpf, T.Asano, T.Kojima, M.Fujita, Y.Tanaka, S.Noda
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 82 Pages: 075119

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 光子系・機械系にバンドギャップを有するフォトニック結晶の検討2011

    • Author(s)
      田中良典, Kang Dongyeon, 浅野卓, 野田進
    • Organizer
      2011年春季 第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川県厚木市
    • Year and Date
      2011-03-27
  • [Presentation] 誘電体フォトニック結晶共振器・金属スプリットリング共振器結合系における磁界相互作用2011

    • Author(s)
      李潤植, 宋奉植, 野田進
    • Organizer
      2011年春季 第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川県厚木市
    • Year and Date
      2011-03-27
  • [Presentation] マルチステップヘテロ共振器によるQ値増大の検討2011

    • Author(s)
      田口裕樹, 瀬古口洋, 高橋和, 田中良典, 浅野卓, 野田進
    • Organizer
      2011年春季 第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川県厚木市
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] 導波路を介した結合光ナノ共振器の動的結合制御(II)2011

    • Author(s)
      佐藤義也, 田中良典, 浅野卓, 野田進
    • Organizer
      2011年春季 第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川県厚木市
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] フォトニック結晶ナノ共振器の高Q値化の設計指針2011

    • Author(s)
      中村達也, 浅野卓, 野田進
    • Organizer
      2011年春季 第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川県厚木市
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] 高Q値ヘテロ構造ナノ共振器を用いたラマンレーザ素子の設計2011

    • Author(s)
      寺脇了, 千原賢大, 高橋和, 野田進
    • Organizer
      2011年春季 第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川県厚木市
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] ヘテロ構造ナノ共振器の高エネルギーモードからのラマン散乱スペクトル2011

    • Author(s)
      千原賢大, 寺脇了, 高橋和, 野田進
    • Organizer
      2011年春季 第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川県厚木市
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] Dynamic control of photonic crystals2010

    • Author(s)
      T.Asano, S.Noda
    • Organizer
      Photonics Global Conference 2010 (PGC2010)
    • Place of Presentation
      Suntec City, Singapore(招待講演)
    • Year and Date
      2010-12-14
  • [Presentation] Observation of strong coupling between distant photonic nanocavities2010

    • Author(s)
      Y.Sato, Y.Tanaka, J.Upham, Y.Takahashi, T.Asano, S.Noda
    • Organizer
      The 23rd Annual Meeting of the IEEE Photonics Society
    • Place of Presentation
      Denver, USA
    • Year and Date
      2010-11-10
  • [Presentation] Recent Progress in Manipulation of Photons by Photonic Crystals2010

    • Author(s)
      S.Noda
    • Organizer
      The 23rd Annual Meeting of the IEEE Photonics Society
    • Place of Presentation
      Denver, USA(招待講演)
    • Year and Date
      2010-11-08
  • [Presentation] Recent Progress in Photonic Crystals-Dynamic Control of Light and Novel Photonic Crystal Lasers2010

    • Author(s)
      S.Noda
    • Organizer
      9th International Conference on Photonic and Electromagnetic Crystal Structures (PECS-IX)
    • Place of Presentation
      Granada, Spain(招待講演)
    • Year and Date
      2010-09-30
  • [Presentation] A glass-embedded photonic crystal nanocavity with ultrahigh quality(Q) factor2010

    • Author(s)
      B.S.Song, S.W.Jeon, S.Noda
    • Organizer
      9th International Conference on Photonic and Electromagnetic Crystal Structures (PECS-IX)
    • Place of Presentation
      Granada, Spain
    • Year and Date
      2010-09-27
  • [Presentation] Pulse selection by on-the-fly wavelength conversion in 2D photonic crystals2010

    • Author(s)
      T.Asano, J.Upham, Y.Tanaka, S.Noda
    • Organizer
      2010 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2010)
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2010-09-23
  • [Presentation] Recent Progress in Manipulation of Photons by Photonic Crystals2010

    • Author(s)
      S.Noda
    • Organizer
      36th International Conference on Micro & Nano Engineering (MNE2010)
    • Place of Presentation
      Genova, Italy(招待講演)
    • Year and Date
      2010-09-20
  • [Presentation] ガラス埋め込みシリコンフォトニック結晶共振器・金属スプリットリング共振器の結合系2010

    • Author(s)
      宋奉植, 李潤植, 野田進
    • Organizer
      2010年秋季 第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎県長崎市
    • Year and Date
      2010-09-17
  • [Presentation] 高Q値フォトニック結晶光ナノ共振器の動作波長域の拡大(2)2010

    • Author(s)
      寺脇了, 千原賢大, 高橋和, 野田進
    • Organizer
      2010年秋季 第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎県長崎市
    • Year and Date
      2010-09-17
  • [Presentation] 格子定数シフトを変化させたマルチヘテロ構造光ナノ共振器によるQ値の増大2010

    • Author(s)
      田口裕樹, 高橋和, 浅野卓, 野田進
    • Organizer
      2010年秋季 第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎県長崎市
    • Year and Date
      2010-09-17
  • [Presentation] 光ナノ共振器結合系を利用した機械振動制御2010

    • Author(s)
      田中良典, Kang Dongyeon, 浅野卓, 野田進, Warwick Bowen
    • Organizer
      2010年秋季 第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎県長崎市
    • Year and Date
      2010-09-17
  • [Presentation] マルチヘテロ構造光ナノ共振器のラマンレーザ応用2010

    • Author(s)
      千原賢大, 寺脇了, 高橋和, 浅野卓, 野田進
    • Organizer
      2010年秋季 第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎県長崎市
    • Year and Date
      2010-09-16
  • [Presentation] 導波路を介した結合ナノ共振器の動的結合制御2010

    • Author(s)
      佐藤義也, 田中良典, Jeremy Upham, 浅野卓, 野田進
    • Organizer
      2010年秋季 第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎県長崎市
    • Year and Date
      2010-09-15
  • [Presentation] 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-捕獲・保持の損失に関する検討-2010

    • Author(s)
      田中良典, Jeremy Upham, 藤田有, 佐藤義也, 浅野卓, 川本洋輔, 野田進
    • Organizer
      2010年秋季 第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎県長崎市
    • Year and Date
      2010-09-15
  • [Presentation] Recent Progress of Manipulation of Photons by Photonic Crystals2010

    • Author(s)
      S.Noda
    • Organizer
      The 10th International Workshop on Nonlinear Optics and Excitation Kinetics in Semiconductors (NOEKS10)
    • Place of Presentation
      Paderborn, Germany(招待講演)
    • Year and Date
      2010-08-18
  • [Presentation] フォトニック結晶の現状と将来展望2010

    • Author(s)
      浅野卓、野田進
    • Organizer
      Fundamental Physics Using Atoms 2010
    • Place of Presentation
      大阪府豊中市(招待講演)
    • Year and Date
      2010-08-07
  • [Presentation] Manipulation of Photons by Photonic Crystals : Recent Progress and New Trends2010

    • Author(s)
      S.Noda
    • Organizer
      iNow 2010
    • Place of Presentation
      Beijing, China(招待講演)
    • Year and Date
      2010-08-03
  • [Presentation] Recent Progress of Manipulation of photons by photonic crystals2010

    • Author(s)
      S.Noda
    • Organizer
      Eramua Mundus Summer Course in Photonics 2010
    • Place of Presentation
      Edinburgh, UK(招待講演)
    • Year and Date
      2010-06-25
  • [Presentation] Recent Progress of Manipulation of photons by photonic crystals2010

    • Author(s)
      S.Noda
    • Organizer
      International Conference on Nanophotonics
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Japan(招待講演)
    • Year and Date
      2010-06-01
  • [Presentation] Control of Thermal Radiation by Intersubband Transitions in Quantum Wells and Two-Dimensional Photonic Crystals2010

    • Author(s)
      M.De Zoysa, T.Asano, Y.Minato, S.Noda
    • Organizer
      The Conference on Lasers and Electro-Optics and the International Quantum Electronics Conference 2010
    • Place of Presentation
      San Jose, USA
    • Year and Date
      2010-05-16
  • [Book] フォトニックナノ構造の最近の進展2011

    • Author(s)
      野田進(監修)
    • Total Pages
      276
    • Publisher
      シーエムシー出版
  • [Book] フォトニックナノ構造の最近の進展 第1章「フォトニック結晶の進展」2011

    • Author(s)
      野田進(分担執筆)
    • Total Pages
      28
    • Publisher
      シーエムシー出版
  • [Book] フォトニックナノ構造の最近の進展 第3章第1節「フォトニックナノ共振器の進展」2011

    • Author(s)
      浅野卓、野田進(分担執筆)
    • Total Pages
      13
    • Publisher
      シーエムシー出版
  • [Book] フォトニックナノ構造の最近の進展 第3章第2節「Q値の動的制御とストッピングライト」2011

    • Author(s)
      田中良典、野田進(分担執筆)
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      シーエムシー出版
  • [Remarks]

    • URL

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

URL: 

Published: 2012-07-19  

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