2013 Fiscal Year Research-status Report

マイクロ空洞共振器を用いた波長選択スイッチに関する研究

Research Project

Project/Area Number	25820020
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	前田悦男東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60644599)
Project Period (FY)	2013-04-01 – 2015-03-31
Keywords	マイクロ・ナノ加工 / 光スイッチ / 屈折率
Research Abstract	本研究の目的は、マイクロスケールの空洞共振器アレイと液晶を用いた、Q 値の高い光通信用波長選択スイッチを実現することである。空洞共振器は、電波の領域における共振器として用いられてきた。これまでは、光の領域における空洞共振器を、簡便なプロセスで作ることが困難であった。本研究では、フォトリソグラフィを用いた新しいプロセスによって、マイクロ空洞共振器アレイを実現する。試作したマイクロ空洞共振器アレイの反射光特性と、液晶の屈折率偏光依存性とを組み合わせることで、Q 値の高い光通信用波長選択スイッチに応用する。本研究は高性能・低価格な光スイッチデバイスの実現に貢献する。今年度の目標は、マイクロ空洞共振器アレイの設計および現象の解明および高アスペクト比なマイクロ空洞共振器アレイの試作であった。現象については、光学シミュレーションを用いて評価を行った。試作については、実績のあるシリコン基板上に金からなるマイクロ空洞共振器アレイを試作し、光学特性を評価した。現在のところ、光学シミュレーション結果と同傾向の反射率データが得られている。今後、基板材料を石英等の可視光を透過する材料に変更し、それに伴う試作条件について精査する必要がある。これまでに得た結果は、IEEE NEMS 2014にて発表される。次年度は、液晶や屈折率整合液を用いて、基板材料（石英等）と外部媒質の屈折率を一致させ、均質媒質中に金のマイクロ空洞共振器アレイが固定された構造を実現する予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason シリコン基板を用いたマイクロ空洞共振器アレイの光学シミュレーション結果と実験結果はほぼ一致している。実験には、エリプソメータを用いた反射率測定を行った。今後、石英基板を用いた場合、特性が十分に再現可能であるかどうかが課題である。
Strategy for Future Research Activity	次年度は、液晶や屈折率整合液を用いて、基板材料（石英等）と外部媒質の屈折率を一致させ、均質媒質中に金のマイクロ空洞共振器アレイが固定された構造を実現する予定である。石英基板を用いた試作プロセスと屈折率整合条件等の部分において条件の精査が必要である。
Expenditure Plans for the Next FY Research Funding	消耗品購買の残余として155円が発生した。消耗品の購買に充てる予定である。