Study of fast spin control using waveguide for nonvolatile photonic devices

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K20440
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0302:Electrical and electronic engineering and related fields
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Toshiya Murai 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (10963936)
• Project Period (FY): 2022-08-31 – 2024-03-31
• Keywords: 光集積回路 / シリコンフォトニクス / 磁気光学 / 磁気記録

Outline of Final Research Achievements

In this study, a novel method to yield effective magnetic field using lightwave guiding in a waveguide was proposed. First observation of nonreciprocal light propagation due to magneto-optical effect was succeeded. Then the pump-probe method was performed to investigate the effect of light-induced magnetic field, which is the inverse Faraday effect (IFE).In the result, nonreciprocal effect due to light-induced magnetic field via the IFE was experimentally observed in the silicon waveguide on the magneto-optical garnet

Free Research Field

フォトニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

光集積回路の低消費電力化には不揮発光学素子が重要である。本研究は、磁化の不揮発性を利用した新規光素子の開拓を目指し、光導波路を介して超高速、低電力でスピン制御を可能にする逆ファラデー効果の観測に向けた実験を進め、その初期的観測に成功した。この手法に関する研究をさらに進めることで、不揮発磁気光学素子に加え、高速制御可能な光非相反性機能を含むこれまで実現できなかった新たな磁気光学デバイスを創出が可能になる。さらにはこの素子を組み込んだ光回路を利用した革新的な光演算の実現につながる。