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金属/誘電体多層構造を用いた超小型分光素子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 10J08612
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 マイクロ・ナノデバイス
研究機関大阪府立大学

研究代表者

亀田 信治  大阪府立大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
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)
キーワード分光器 / サブ波長構造 / 回折光学素子 / フォトニック結晶 / スーパープリズム現象 / 波長多重通信 / 波長多重
研究概要

「内容」
本年度は,金属/誘電体多層構造を用いた導波型プリズムを実際に作製し,プリズムに光を入射させて,その射出角度および波長分散性を調べた.実験では,0次回折光が存在せず,1次回折光のみ射出されることや,波長変化に伴って射出角度が変化することが確かめられた.また,光が金属/誘電体多層構造を通過した際に起こる表面反射も含めたエネルギー損失について,実験で確かめるための光回路の構成を検討した.金属/誘電体多層構造を用いたレンズについても作製できており,その集光効率を確かめるための光回路構成について検討している.さらに,金属/誘電体多層構造の作製手法を応用して,アスペクト比が高い赤外線偏光素子の作製が可能であることが確かめられた。
「意義」
「研究の目的」に記述したようにシリコンフォトニクスへの応用を鑑みて金属/誘電体多層構造をSOI(Silicon On Insulator)基板上に作製し,「研究実施計画」通りプリズムの原理検証を行った.また,金属/誘電体多層構造の表面反射を含めたエネルギー損失を見積もることは,どの程度のサイズの素子なら実用化可能かということの判断材料となり,意義がある.
「重要性」
SOI基板上に作製した素子の原理検証をする手法を確立し,金属/誘電体多層構造を用いた波長分散素子がシリコンフォトニクスへ応用できる可能性が確かめられた.このような検証手法を確立する際に得られた知見のいくつかは,金属/誘電体多層構造を用いたプリズムだけでなく,同構造を用いたレンズ等の検証にも応用できる.

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Effective Medium Theory for Calculating Reflectance from Metal-Dielectric Multilayered Structure2012

    • 著者名/発表者名
      亀田信治、水谷彰夫、菊田久雄
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 51 号: 4R ページ: 42202-42210

    • DOI

      10.1143/jjap.51.042202

    • NAID

      40019231087

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical study on a micro prism and micro lenses with metal-dielectric multilayered structures2010

    • 著者名/発表者名
      亀田信治、水谷彰夫、菊田久雄
    • 雑誌名

      Journal of Optical Society of America A

      巻: VOL.27 ページ: 749-756

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Wavelength-Dispersive Micro Prism with Periodic Metal Structure in a Silicon Slab-Waveguide2012

    • 著者名/発表者名
      S.Kameda, T.Otsuka, T.Morikawa
    • 学会等名
      8th EOS Topical Meeting on Diffractive Optics 2012
    • 発表場所
      TU Delft, Netherlands
    • 年月日
      2012-02-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 金属誘電体周期構造をもつ導波路型波長分散素子の作製2011

    • 著者名/発表者名
      大塚智辛, 森川拓真, 亀田信治, 水谷彰夫, 菊田久雄, 新宮原正三
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics Japan 2011
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2011-11-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Effective Medium Theory for Calculating Reflectance from Metal-and-Dielectric Multilayered Structure2010

    • 著者名/発表者名
      亀田信治、水谷彰夫、菊田久雄
    • 学会等名
      European Optical Society Annual Meeting 2010
    • 発表場所
      Parc Floral de Paris
    • 年月日
      2010-10-29
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 金属/誘電体多層構造の表面反射率導出のための有効媒質理論2010

    • 著者名/発表者名
      亀田信治、水谷彰夫、菊田久雄
    • 学会等名
      2010年秋季 第71回 応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学 文教キャンパス
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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