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強誘電体周期分極反転構造を用いた電気光学デバイスに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 13J00309
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
研究機関大阪大学

研究代表者

井上 敏之  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード強誘電体 / 電気光学 / ニオブ酸リチウム / 光変調器 / 周期分極反転構造 / 変調器
研究実績の概要

電気光学(EO)特性に優れ、高い光損傷耐性を示すMgO添加LiNbO3およびLiTaO3における短周期分極反転構造の作製技術の確立とEOデバイスへの応用を目指した。
0.2mm厚MgO添加LiNbO3に周期3.6μmの分極反転構造作製を行った。電子ビーム描画により周期3.6μmのAl波板電極構造を形成した。-z面上にSiO2絶縁層を堆積し、Au一様電極を堆積した。結晶を150℃に加熱した状態で単一パルス電圧を印加し分極反転を行ったところ、高品質な周期分極反転構造が作製できた。作製した周期分極反転構造を用いてEO偏光変換型光変調器を構成した。デバイス出射後の水平・垂直偏光パワーの変調器印加電圧依存性を調べたところ、印加電圧が2.6kVのときに偏光変換効率が最大(90%)となり、変調器の波長受容幅の測定値は0.7nmは計算値0.6nmとよく一致した。
0.5mm厚MgO添加LiTaO3に周期7.5μmの分極反転構造の作製を試みた。結晶+z面上に周期7.5μmのAl波板電極構造を形成し、-z面上にAu一様電極を堆積した。550℃の酸素雰囲気中で8時間の結晶アニーリングを行った後に電圧印加分極反転を行うことにより、周期分極反転構造の一様性を改善できることを当研究室において見出した。作製した周期分極反転構造を用いてEOブラッグ偏向型光変調器を構成した。透過光・回折光パワーの印加電圧依存性を調べたところ、印加電圧が110Vのときに回折光パワーが最大(透過光パワーが最小)となり、最大回折効率97%が得られた。レーザ光入射角度受容幅(半値全幅)の測定値0.16°は計算値0.15°とよく一致した。
以上により、高光損傷耐性強誘電体結晶における周期分極反転作製技術が確立でき、デバイス応用可能性が実証できた。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Fabrication of MgO:LiNbO<SUB>3</SUB> Domain Inverted Structures with Short Period and Application to Electro-Optic Bragg Deflection Modulator2014

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue and T. Suhara
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: E97.C 号: 7 ページ: 744-748

    • DOI

      10.1587/transele.E97.C.744

    • NAID

      130004519135

    • ISSN
      0916-8524, 1745-1353
    • 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] High-performance electro-optic polarisation conversion type modulator for short-wavelength light using periodically poled MgO:LiNbO32014

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue and T. Suhara
    • 雑誌名

      Electronics Letters

      巻: 50 号: 22 ページ: 1622-1624

    • DOI

      10.1049/el.2014.2848

    • 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] Fabrication of MgO : LiNbO_(3) domain inverted structures with short period and application to electro-optic Bragg deflection modulator2014

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue and T. Suhara
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mgo : LiNbO_3周期分極反転構造覚気光学ブラッグ偏向型1次元空間光変調器2013

    • 著者名/発表者名
      井上 敏之, 栖原 敏明
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌C

      巻: J96-C ページ: 47-54

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] MgO(8mol%)添加LiTaO3周期分極反転構造を用いた電気光学ブラッグ偏向型光変調器2015

    • 著者名/発表者名
      井上敏之, 栖原敏明
    • 学会等名
      レーザ・量子エレクトロニクス研究会1月研究会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2015-01-29 – 2015-01-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] High performance electro-optic polarization conversion type modulator for short-wavelength light using periodically poled MgO:LiNbO32014

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue and T. Suhara
    • 学会等名
      The 17th European Conference on Integrated Optics and the 19th MicroOptics Conference (ECIO-MOC 2014)
    • 発表場所
      Nice (France)
    • 年月日
      2014-06-24 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of MgO : LiNbO_(3) domain inverted structures with short period and application to electro-optic Bragg deflection modulator2013

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue and T. Suhara
    • 学会等名
      CLEO-PR&OECC/PS2013
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府京都市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 表面活性化接合Mgo : LiNbO_3/SiO_2/Au/LiNbO_3薄板導波路における1μm級周期分極反転構造の作製2013

    • 著者名/発表者名
      藤本拓也, 井上敏之, 栖原敏明
    • 学会等名
      第74回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府京田辺市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Electro-optic polarization conversion type modulator for short-wavelengthlight using periodically poled MgO : LiNbO_32013

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue and T. Suhara
    • 学会等名
      The 18th Microoptics Conference
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 栖原研究室

    • URL

      http://ioe.eei.eng.osaka-u.ac.jp/HP/index_japan.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 栖原研究室ホームページ

    • URL

      http://ioe.eei.eng.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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