2023 Fiscal Year Annual Research Report
Waveguide devices for the physics and applications of non-Hermitian Photonic systems
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21K04927
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
角屋 豊 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 教授 (90263730)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | non-Hermite / Photonics / Waveguide / Grating / Meta-surface |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，連続準位中束縛状態（Bound states in the continue; BIC）と例外点（Exceptional point; ExP）が共存するグレーティング結合導波路において，代表者らが理論的に発見した①２モードの反交差点で非Γ点BICが生じ，そのブランチが偏光やグレーティング厚さによってスイッチすること，②ExPが発生するグレーティング厚さが存在すること，③グレーティング厚さ依存性がグレーティング内のスリットにおけるファブリペロー（FP）共振で理解できること，等を実証することである．昨年度までに，(1) THz領域での実験に用いるための２層金属グレーティングを考案し，2層の相対位置をずらして非対称な構造にすることで特性が大きく変化することを見出し，この構造での①と③を理論的に示した．(2)素子作製方法を検討した．(3)新たな展開として，THz波光源高出力化のための２層金属グレーティングの活用を考案した．本年度の実施内容は次の通り．(a)Cu薄膜付きポリイミド（市販品）を用いた多層金属グレーティング作製方法を確立し，上記(3)の原理検証実験を行った．ほぼ予想どおりに２層金属グレーティングが機能していることを確認した．(b)グレーティングの層数を3層にすることで，カプラの非対称性が増し，(3)の場合に100%近い取り出しが可能であることを見出した．(c)導波路カプラ測定のためのTHz時間領域分光エリプソメータを構築した． (d)上記(b)の構造において，伝搬モード選択性を有する導波路カプラが実現できることを見出した．これは目的の②と関係しており，ExPで伝搬モード選択的なカプラができるとの報告がある．本研究の実験の準備は完了しており，(d)を踏まえた統一的な実験を実施することが重要である．
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