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オンチップ集積された光ナノ共振器系における動的制御に基づく光操作

Research Project

Project/Area Number 18J23217
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Optical engineering, Photon science
Research InstitutionKyoto University
Research Fellow 仲代 匡宏  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywordsフォトニック結晶 / 光ナノ共振器 / 共振器結合系 / 光回路 / 光電子集積化 / p-i-n構造
Outline of Annual Research Achievements

最大1000万のQ値を達成しているシリコン系フォトニック結晶共振器において,より高度な動的制御を実現するために,共振器と電気的機構からなる系の実現を進めている.動的制御の実証に先駆けて,今年度はデバイスの構造設計および作製プロセスについて重点的に研究を進めた.
その結果,機械学習を利用して設計された単一共振器構造について実験的な評価を通してその性能を実証した上で,この共振器が3つ結合した共振器結合系および,マイクロヒーターとpinダイオードが同時集積されたデバイスについて作製プロセスを確立した.SOI(silicon on insulator)上に作製したサンプルについて基本的な特性を評価したところ,結果としてQ値150万程度の共振器結合系を実現するとともに,マイクロヒーターおよびpinダイオードに関しても良好な特性が得られた.また,動的に共振波長を制御することにも成功した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

単一共振器同様の性能には至らないが,電気的制御機構を有するフォトニック結晶共振器結合系としては世界最高性能のものを実現できた.

Strategy for Future Research Activity

共振波長の動的制御をさらに発展させて,共振器結合系における光操作の実証を進めるとともに,共振器結合系としての構造最適化や,プロセスの更なる改善を通して共振器Q値の向上を目指す.

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(6 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Statistical evaluation of Q factors of fabricated photonic crystal nanocavities designed by using a deep neural network2020

    • Author(s)
      Nakadai Masahiro、Tanaka Kengo、Asano Takashi、Takahashi Yasushi、Noda Susumu
    • Journal Title

      Appl. Phys. Express

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 012002-012002

    • DOI

      10.7567/1882-0786/ab5978

    • NAID

      210000157742

    • ISSN
      1882-0778, 1882-0786
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ヒーター及びp-i-n構造を同時集積したフォトニック結晶共振器の作製2020

    • Author(s)
      仲代 匡宏, 井上 和輝, 浅野 卓, 野田 進
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 電気的制御機構を有するフォトニック結晶の作製のためのプロセス評価2019

    • Author(s)
      仲代 匡宏, 浅野 卓, 野田 進
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒーター及びp-i-n接合を同時集積したフォトニック結晶共振器の作製2019

    • Author(s)
      仲代匡宏, 浅野卓, 野田進
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 動的光操作に向けた共振器Q値500万の共振器結合系の設計2018

    • Author(s)
      仲代匡宏, 浅野卓, 野田進
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Design of a high-Q coupled nanocavity system for dynamic photon manipulations2018

    • Author(s)
      M. Nakadai, T. Aasano, S. Noda
    • Organizer
      The 8th international symposium on photonics and electronics convergence - advanced nanophotonics and silicon device systems- (ISPEC2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2021-01-27  

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