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薄膜光機能素子と光導波路のモノリシック集積法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 02452174
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 電子機器工学
研究機関横浜国立大学

研究代表者

國分 泰雄  横浜国立大学, 工学部, 助教授 (60134839)

研究分担者 泉谷 昭二  横浜国立大学, 工学部, 助手 (90203059)
研究期間 (年度) 1990 – 1991
研究課題ステータス 完了 (1991年度)
配分額 *注記
7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
1991年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1990年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
キーワード光集積回路 / 分波 / 多層膜 / 垂直面 / 光検出器 / 光導波路 / モノリシック / スパッタ
研究概要

光集積回路においては,基本要素である光導波路の外にも様々な光機能素子が集積化されるが,一般に光素子はその機能に応じて様々な材料が用いられるので,異種材料の集積法が必要不可欠になる.その一構成法として,報告者は本研究の開始前に,基板に設けた段差の垂直面へ多層膜フィルタを選択的にモノリシックに形成する方法を開発し,光検出器と多層膜フィルタを集積化した分波・受光集積素子を試作してその基本動作を確認した.しかしながら,基板底面が平坦ではないので光導波路をモノリシックに集積化できず,また,垂直面上に形成した膜の屈折率と膜厚の製作精度が不十分なため,製作した素子の分波波長特性が設計値からずれており,高性能デバイスが得られていなかった.
そこで本研究では,まず基板に垂直段差面を形成する際のエッチング条件を検討し,段差底面の平坦化を達成して光導波路のモノリシック集積化に成功した.さらに,垂直面選択成膜法によって形成された膜の膜厚制御精度の検討のため,簡単な2層膜フィルタを設計し,誘電体多層膜フィルタ,光検出器および光導波路を集積化した分波・受光モノリシック集積素子を試作した.そして,この集積素子の分波・受光特性を測定し,波長フィルタ特性を得てその基本的動作を確認するとともに,分波中心波長の設計値と実測値の差から,垂直面上の膜厚制御精度を見積もった.次に,これまでの高周波スパッタ装置を用いた垂直面選択成膜法では,垂直面上の膜の上部に鋭い傾斜面が現れる点と,基板段差面の上部の角がエッチングされて変形するという問題があった.そこで本研究の後半では,2つのイオン源を用いたイオンビ-ムスパッタ装置を用いて,この問題の解決を試みた.その結果,1台のイオン源でイオンビ-ムスパッタ成膜を行い,もう1台のイオン源を基板へ垂直に照射することで,基板垂直面へ選択的に薄膜を形成することに成功した.

報告書

(3件)
  • 1991 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1990 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (14件)

  • [文献書誌] 馬場 俊彦,國分 泰雄: "Scattering loss of antiresonant reflecting optical waveguides" IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology. 9. 590-597 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田村 修一,馬場 俊彦,國分 泰雄: "Selective formation of dielectric films on vertical surface of substrate for photonic integrated circuits" IEEE Journal of Quantum Electronics. 28. (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 馬場 俊彦,國分 泰雄: "Dispersion and radiation loss characteristics of antiresonant reflecting optical waveguidesーnumerical results and analytical expressionsー" IEEE Journal of Quantum Electronics. 28. (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Yamaguchi, Y. Kokubun and K. Sato: ""Low loss spot size transformer by dual tapered wave guides (DTW-SST)"" J. Light wave Tech.8, No. 4. 587-594 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Baba and Y. Kokubun: ""High efficiency light coupling from antiresonant reflecting optical wave guide to integrated photodetector by using antireflecting layer"" Appl. Opt.29, No. 18. 2781-2792 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Baba and Y. Kokubun: ""Scattering loss of antiresonant reflecting optical wave guides"" IEEE/OSA J. Light wave Tech.9, No. 5,. 590-597 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tamura, T. Baba and Y. Kokubun: ""Selective formation of dielectric films on veritical surface of substrate for photonic integrated circuits"" IEEE J. Quantum Electron. 28, No. 7. (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Baba and Y. Kokubun: ""Dispersion and radiation loss characteristics of antiresonant reflecting optical wave guides - numerical results and analytical expressions -"" IEEE J. Quantum Electron. 28, No. 7. (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 馬場 俊彦,國分 泰雄: "Scattering loss of antiresonant reflecting optical waveguides" IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology. 9. 590-597 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 田村 修一,馬場 俊彦,國分 泰雄: "Selective formation of dielectric films on vertical surface of substrate for photonic integrated circuits" IEEE Journal of Quantum Electronics. 28. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 馬場 俊彦,國分 泰雄: "Dispersion and radiation loss characteristics of antiresonant reflecting optical waveguidesーnumerical resulls and analytical expressionsー" IEEE Journal of Quantum Electronics. 28. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 山口 直明,國分 泰雄,佐藤 和喜: "Low loss spot size transformer by dual tapered waveguides (DTWーSST)" Journal of Lightwave Technology. 8. 587-594 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 馬場 俊彦,國分 泰雄: "High efficiency light coupling from antiresonant reflecting optical waveguide to integrated photodetector by using antireflecting layer" Applied Optics. 29. 2781-2792 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 馬場 俊彦,國分 泰雄: "Scattering loss of Antiresonant Reflecting Optical Waveguides" Journal of Lightwave Technology. 9,5月号. (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書

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公開日: 1990-04-01   更新日: 2016-04-21  

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