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2012 Fiscal Year Annual Research Report

金属/誘電体ナノ周期構造による微小高感度分光プリズム

Research Project

Project/Area Number 22360031
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

菊田 久雄  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10214743)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 水谷 彰夫  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50400700)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords金属誘電体多層構造 / 分光プリズム / サブ波長格子
Research Abstract

本研究では、シリコン微細加工、ナノ構造銅メッキ技術を使って、SOI(Silicon On Insulator)基板のシリコン薄膜層に金属/誘電体多層構造をもつ微小プリズムを作製し、これが分光素子として機能することを確かめる研究を行ってきたが、2012年度はプリズムへの光入射を行うための高効率回折格子結合器の作製に取り組んだ。光導波路に対して光ファイバーを垂直に配置して高い結合効率を得るために、格子構造をサブ波長周期の三角穴配列にする結合器を設計・作製しことで、TE偏光入射で25%の結合効率が得られた。通常、光ファイバーを格子に対して傾けて配置することで高い結合効率を得る系が採用されるが、実用を考慮した場合、垂直入射での利用が求められる。二値の格子構造でありながら垂直入射に対して25%の結合効率は世界で最も高い値である。
一方、金属微細構造の作製技術を利用して、基板外部から光を入射する波長選択フィルタの基礎的な実験に取り組んだ。サブ波長の狭い開口に対して波長程度の深い金属構造が、入射角度に依存しない波長選択フィルタとして機能することは理論的には知られていた。しかし、実際の素子作製が容易でなく、その機能が検証されてこなかった。今回、ナノ構造銅メッキ技術を使って数mm角の広い面積で金属格子波長フィルタを作製し、波長選択特性が入射角度の依存しないことを実験で示した。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2013 2012

All Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Presentation] 台形穴回折格子を用いた光ファイバとSi光導波路の高効率垂直入射型結合器2013

    • Author(s)
      江藤洋平,水谷彰夫,菊田久雄
    • Organizer
      2013年春季 第60回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学、厚木市
    • Year and Date
      20130327-20130330
  • [Presentation] モデルを変更したRCWA法によるサブ波長周期構造の表面反射率算出2013

    • Author(s)
      水谷彰夫,亀田信治,菊田久雄
    • Organizer
      2013年春季 第60回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学、厚木市
    • Year and Date
      20130327-20130330
  • [Presentation] Subwavelength grating with tapered polygon holes for efficient vertical light coupling of TE polarized light.2012

    • Author(s)
      A. Mizutani, Y. Etou, H. Kikuta
    • Organizer
      IUMRS-International Conference on Electronic Materials (IUMRS-ICEM 2012)
    • Place of Presentation
      Pacifico Yokohama, Yokohama
    • Year and Date
      20120923-20120928
  • [Presentation] 角度非依存波長選択フィルタの実現に向けた埋め込み型金属微細構造2012

    • Author(s)
      南埜雄飛,水谷彰夫,濵髙真伍,菊田久雄
    • Organizer
      第73回応用物理学学術講演会
    • Place of Presentation
      愛媛大学、松山市
    • Year and Date
      20120911-20120914
  • [Presentation] 三角形穴回折格子を用いたSi光導波路と光ファイバの垂直入射型結合器2012

    • Author(s)
      江藤洋平,水野公博,水谷彰夫,菊田久雄
    • Organizer
      2012年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      富山大学、富山市
    • Year and Date
      20120911-20120914
  • [Presentation] Integrated-optic Subwavelength Triangle Array for Vertical Coupling between Optical Fiber and Si Waveguide2012

    • Author(s)
      A. Mizutani, K. Mizuno, Y. Etou, H. Kikuta
    • Organizer
      17th Opto-Electronics and Communications Conference (OECC2012)
    • Place of Presentation
      BEXCO, Busan, Korea
    • Year and Date
      20120702-20120706
    • Invited

URL: 

Published: 2014-07-24  

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