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2次元フォトニック結晶の動的変化を用いた光制御

研究課題

研究課題/領域番号 10J06206
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関京都大学

研究代表者

佐藤 義也  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2012年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードフォトニック結晶 / 共振器 / 動的屈折率変化 / 光共振器 / 強結合共振器 / 微弱コヒーレント光
研究概要

近年、2次元フォトニック結晶において、光の波長程度の微小領域に光を長時間(~数百万サイクル)蓄積させることができる光ナノ共振器が実現され、注目を集めている。このような高い光閉じ込め機能を有する光ナノ共振器間を自在に結合させつつその結合を動的に制御できれば、光パレス列の停止・再生操作などの高度な光操作が可能となり、光パケット通信実現に向けて強く望まれている光バッファメモリへの応用展開が期待できる。しかし、これまでは、共振器間を結合させるためには共振器間距離を数μm以下になるまで近接させなければならず、共振器間の結合を制御する余地がほとんど無かった。この課題を解決するために、本研究では、導波路を介した間接的な結合を利用することを提案し、83μmと大きく離れた2つの光ナノ共振器間の結合状態形成と、その結合状態の動的制御に成功している。本年度はこの導波路を介した結合共振器を多重結合させた構造を考え、実際に光パルスの停止操作が可能であるか検討した。具体的には、光信号パルスを閉じ込める共振器列の中間部に低周波側および高周波側へと離調させた制御用共振器を配置し、導波路により信号用・制御用共振器を交互に結合させた構造を考えた。この構造では制御用共振器を介して信号用共振器間が実効的に結合され、信号光パルスは信号用共振器を飛び移りながら伝搬できるようになる。この光パルスの伝搬速度は信号用共振器間の実効的な間接結合の強さにより決定される。ここで制御用共振器に屈折率変化を加えて離調量を変化させると、信号用共振器間の間接結合の強さを動的に変化させることができ、光パルスを停止させたり再生させたりすることが可能になる。この操作は複数光パルス列に対しても有効であり、パルスの順番を維持したまま光パルス列を停止・再生させることができる。従って、光バッファメモリへと直接的に展開することが可能となる。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Strong coupling between distant photonic nanocavities and its dynamic control2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshiya Sato, Yoshinori Tanaka, Jeremy Upham, Yasushi Takahashi
    • 雑誌名

      Nature Photonics

      巻: 6 号: 1 ページ: 56-61

    • DOI

      10.1038/nphoton.2011.286

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 中間2共振器を介した間接結合光ナノ共振器における動的結合制御の検討2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤義也
    • 学会等名
      応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛県 愛媛大学・松山大学
    • 年月日
      2012-09-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 3連結結合光ナノ共振器における動的結合制御2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤義也
    • 学会等名
      第59回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      東京都早稲田大学
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Formation and dynamic control of strong coupling between distant photonic nanocavities through a waveguide2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshiya Sato
    • 学会等名
      JSPS International Schooling on Silicon Photonics 2011
    • 発表場所
      京都府京都大学
    • 年月日
      2011-11-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 結合光ナノ共振器の動的制御の単一光子レベルでの実験2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤義也
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形県山形大学
    • 年月日
      2011-08-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 結合光ナノ共振器におけるラビ振動の反転動作2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤義也
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形県山形大学
    • 年月日
      2011-08-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 導波路を介した結合光ナノ共振器の動的結合制御(II)2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤義也
    • 学会等名
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2011-03-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Observation of Strong Coupling between Distant Photonic Nanocavities through a Waveguide2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤義也
    • 学会等名
      The 23rd Annual Meeting of the IEEE Photonics Society
    • 発表場所
      デンバー
    • 年月日
      2010-11-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 導波路を介した結合光ナノ共振器の動的結合制御2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤義也
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news6/2011/111212_1.htm

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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