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サブバンド間遷移の超高速光非線形性を集積化した全光信号処理デバイスに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 13F03507
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

秋本 良一  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 上級主任研究員 (30356349)

研究分担者 FENG JIJUN  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 外国人特別研究員
FENG Jijun  独立行政法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 外国人特別研究員
FENG Jijun  独立行政法人産業技術総合研究所, ネットワークフォトニクス研究センター, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2015年度: 200千円 (直接経費: 200千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード光集積回路 / シリコンフォトニクス / 窒化シリコン光導波路 / SiN導波路 / 超高速光スイッチ / 偏波スプリッター
研究実績の概要

本研究では、InGaAs/AlAsSb量子井戸におけるサブバンド間遷移(ISBT)に起因する超高速位相変調効果を用いた全光ゲートスイッチの研究開発を行っている。特に、超高速光位相変調効果が発現する光非線形光導波路と干渉計光回路などのパッシブな光回路を高光結合効率をもたせて集積化して、従来型と比較して小型かつ低エネルギー動作が可能な光ゲートスイッチデバイスを実現することを計画している。さらに集積型光スイッチを用いた超高速光信号処理動作の実証を計画している。このような小型光スイッチデバイス実現に向けて各種の集積化の要素技術を開発する必要がある。平成27年度は、これまでハイブリッド集積化研究で開発してきたSi導波路等およびSiNのパッシブ部の要素技術を利用してセンシング等、光機能の高度化へ向けた光集積回路の応用研究を行った。TE/TMの両偏波を用いるISBT非線形導波路と干渉計等のSi導波路光集積回路とのハイブリッド集積化において、必要となるSi導波路偏波スプリッターを開発した。具体的には方向性結合器の結合部分を非対称スロット導波路とする新たな構造を提案し、その基本動作を実証した。SiN導波路による光集積回路の応用を実証した。すなわちリング共振器を用いた高Q値屈折率センサーを開発した。導波路をペデスタル構造とすることにより、検出対象の液体と導波路もれ光との相互作用を増強し、感度を上げることに成功した。247nm/RIU(Refractive Index Unit)と比較的大きな検出感度が得られた。以上の成果は、国際誌2件において発表した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Asymmetric Silicon Slot Waveguide Assisted Polarizing Beam Splitter2016

    • 著者名/発表者名
      Jijun Feng, Ryoichi Akimoto, Heping Zeng
    • 雑誌名

      IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS

      巻: 28 号: 12 ページ: 1294-1297

    • DOI

      10.1109/lpt.2016.2541672

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] T-shape Suspended Silicon Nitride Ring Resonator for Optical Sensing Applications2015

    • 著者名/発表者名
      Feng Jijun, Ryoichi Akimoto
    • 雑誌名

      IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS

      巻: 27 号: 15 ページ: 1601-1604

    • DOI

      10.1109/lpt.2015.2432124

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Silicon nitride polarizing beam splitter with potential application for intersubband-transition-based all-optical gate device2015

    • 著者名/発表者名
      Jijun Feng, Ryoichi Akimoto
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 号: 4S ページ: 04DG08-04DG08

    • DOI

      10.7567/jjap.54.04dg08

    • NAID

      210000145021

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Vertically Coupled Silicon Nitride Microdisk Resonant Filters2014

    • 著者名/発表者名
      Jijun Feng, Ryoichi Akimoto
    • 雑誌名

      IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS

      巻: 26 号: 23 ページ: 2391-2394

    • DOI

      10.1109/lpt.2014.2358216

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] All-optical XOR logic gate using intersubband transition in III-V quantum well materials2014

    • 著者名/発表者名
      Jijun Feng, Ryoichi Akimoto, Shin-ichiro Gozu, Teruo Mozume
    • 雑誌名

      OPTICS EXPRESS

      巻: 22 号: 11 ページ: 12861-12868

    • DOI

      10.1364/oe.22.012861

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Intersubband All-Optical Logic Gate in InGaAs/AlAsSb Quantum Wells2014

    • 著者名/発表者名
      Jijun Feng, Ryoichi Akimoto, Shin-ichiro Gozu
    • 雑誌名

      Extended Abstracts of the 2014 International Conference on Solid State Devices and Materials, Tsukuba, 2014

      巻: - ページ: 492-493

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A high extinction ratio silicon nitride polarizing beam splitter2014

    • 著者名/発表者名
      Jijun Feng, Ryoichi Akimoto
    • 雑誌名

      Extended Abstracts of the 2014 International Conference on Solid State Devices and Materials, Tsukuba, 2014

      巻: - ページ: 480-481

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional silicon nitride polarization beam splitter2014

    • 著者名/発表者名
      Jijun Feng and Ryoichi Akimoto
    • 雑誌名

      IEEE Photnics Technolgy Letters

      巻: 26 号: 7 ページ: 706-709

    • DOI

      10.1109/lpt.2014.2303484

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] T-shape Suspended Silicon Nitride Microring Resonator Sensor2015

    • 著者名/発表者名
      Feng Jijun, Ryoichi Akimoto
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia 2015、第76回応用物理学会秋季学術講演会と共催
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Intersubband All-Optical Logic Gate in InGaAs/AlAsSb Quantum Wells2014

    • 著者名/発表者名
      Jijun Feng, Ryoichi Akimoto, Shin-ichiro Gozu
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2014)
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A high extinction ratio silicon nitride polarizing beam splitter2014

    • 著者名/発表者名
      Jijun Feng, Ryoichi Akimoto
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2014)
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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