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ナノメートル分極制御を用いた和周波光混合デジタルイメージ変換の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14350184
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・機器工学
研究機関静岡大学

研究代表者

皆方 誠  静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (80174085)

研究分担者 米山 賢史  静岡大学, 電子工学研究所, 助手 (60345808)
符 徳勝  静岡大学, 産業技術総合研究所, 研究員
鈴木 久男  静岡大学, 工学部, 助教授 (70154573)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
14,900千円 (直接経費: 14,900千円)
2004年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2003年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2002年度: 8,200千円 (直接経費: 8,200千円)
キーワードナノメートル分極制御 / 円電極 / 抵抗率 / LiNbO_3 / 反転閾値電圧 / 分極反転電流 / ダイシングソー加工 / リッジ型光導波路 / 電界強度比 / Full Cover Electrode法 / 円形電極 / 光照射分極反転 / マイクロドメイン / 核移動法 / LiTaO_3 / フォトンミキシング / デジタルイメージ変換
研究概要

本研究では、提案したデバイスの作製において重要となる分極制御技術と微細加工技術に関する研究を行った結果、以下の研究成果が得られた。
1)新規分極反転制御法の提案と実証:LiNbO_3(LN)結晶を用いた2μm以下の微小周期分極反転形成を目的として新しい円電極法を提案した。まず、理論解析を行った結果、結晶に点接触する円形電極形状が分極反転制御に有効であることが示唆された。つぎに、円電極法を実証するために2μm周期の円形電極を二光束干渉露光により作製し、電界印加分極反転実験を行った。その結果、厚さ500μmのLN結晶において、2μm周期の分極反転の作製に成功した。また、一部分ではあるが、0.15μmの極微小分極反転の作製に成功し、提案した円電極法の有効性を実証することができた。
2)結晶の抵抗率と分極反転特性との関係:本研究の目的である微小周期分極反転技術の確立を目指し、抵抗率ρを制御したLN結晶を用いて分極反転特性を調べた。具体的にはLN結晶の抵抗率を4桁低下させたBlack-LN結晶を用いて分極反転実験を行った結果、分極反転閾値Vthは100V程度であり、Vthはρ^<1/2>に比例することを見いだした。また、ドット状周期電極を作製して、電圧100Vを印加した結果、周期ドットパターンを均一に作製することができた。この結果から、結晶の抵抗率を制御することにより、従来と比較し1/100以下の印加電圧で微小周期反転構造を形成できることを明らかにした。
3)ダイシングソーを用いたリッジ型光導波路の作製:ブレードの回転速度および送り速度をそれぞれ30,000回転、0.3mm/秒の条件で行った時、幅5μm、深さ10-30μm、長さ50mmの平滑で断面凸状のリッジ形状が形成され、Tiを熱拡散した5μm x 5μm程度の矩形光導波路を作製することができた。作製した光導波路の挿入損失および伝搬損失をHe-Neレーザを用いて測定した結果、それぞれ1dB/cm、7dBであった。現時点での導波特性はまだ十分ではないが、加工条件の最適化により、長尺リッジ型光導波路作製の可能性を示すことができた。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2004 その他

すべて 雑誌論文 (13件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件) 文献書誌 (21件)

  • [雑誌論文] Linear and Nonlinear Optical Properties of Ag-As-Se Chalcogenide Glasses for All-Optical Switching2004

    • 著者名/発表者名
      Makoto Minakata et al.
    • 雑誌名

      Optics Letter 29

      ページ: 265-267

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optical and Structural Properties of Ag(Cu)-As_2Se_3 Chalcogenide Films pared by a Photodoping2004

    • 著者名/発表者名
      Makoto Minakata et al.
    • 雑誌名

      J.Non-Crystalline Solids 347

      ページ: 159-165

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High-Performance Optical Modulator with a Wide Center Electrode and Thin x-Cut LiNbO_3 Substrate -2004

    • 著者名/発表者名
      Makoto Minakata et al.
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Technology Letter 1

      ページ: 47-50

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 40Gb/s Backslot Type LiNbO_3 Opticl Modulator with a Low-driving-voltage of 2.8V2004

    • 著者名/発表者名
      Makoto Minakata et al.
    • 雑誌名

      Inter Academia 2004, Proc. 1

      ページ: 115-121

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] DC Drift free Optical Directional Coupler Switch - Proposal of Temperature Stabilizing Method and Principle Verification of Pyroelectric Effect2004

    • 著者名/発表者名
      Makoto Minakata et al.
    • 雑誌名

      JICAST2004, Proc.Nano-II 1

      ページ: 47-50

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formation of Small Size Domain Inversion using Circular Form FCE Method2004

    • 著者名/発表者名
      Makoto Minakata et al.
    • 雑誌名

      JICAST2004, Proc.Nano-III 1

      ページ: 59-62

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Linear and Nonlinear Optical Properties of Ag-As-Se Chalcogenide Gl asses for All-Optical Switching2004

    • 著者名/発表者名
      Makoto Minakata et al.
    • 雑誌名

      Optics Letter 29

      ページ: 265-267

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optical and Structural Properties of Ag(Cu)-As_2Se_3 Chalcogenide Films Prepared by Photodoping2004

    • 著者名/発表者名
      Makoto Minakata et al.
    • 雑誌名

      J.Non-Crystalline Solids 347

      ページ: 159-165

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High-Performance Optical Modulator with a Wide Center Electrode and Thin x-Cut LiNbO_3 Substrate-2004

    • 著者名/発表者名
      Makoto Minakata et al.
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Technology Letter 1

      ページ: 47-50

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] DC Drift free Optical Directional Coupler Switch -Proposal of Temperature Stabilizing Method and Principle Verification of Pyroelectric Effect2004

    • 著者名/発表者名
      Makoto Minakata et al.
    • 雑誌名

      JICAST2004, Proc.Nano-II 1

      ページ: 47-50

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formation of Small Size Domain Inversion using Circular Form FCE Method2004

    • 著者名/発表者名
      Makoto Minakata et al.
    • 雑誌名

      JICAST2004, Proc.Nano-II 1

      ページ: 59-62

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Linear and Nonlinear Optical Properties of Ag-As-Se Chalcogenide G asses for All-Optical Switching2004

    • 著者名/発表者名
      Makoto Minakata et al.
    • 雑誌名

      Optics Letter 29

      ページ: 265-267

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Optical and Structural Properties of Ag(Cu)-As_2Se_3 Chalcogenide Fils Prepared by a Photodoping2004

    • 著者名/発表者名
      Makoto Minakata et al.
    • 雑誌名

      J.Non-Crystalline Solids 347

      ページ: 159-165

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 光学材料ハンドブック、3.3 電子ビームによるマイクロドメイン反転法2004

    • 著者名/発表者名
      皆方 誠(分担執筆)
    • 総ページ数
      21
    • 出版者
      オプトロニクス社刊行
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] 光学材料ハンドブック、3.3電子ビームによるマイクロドメイン反転法2004

    • 著者名/発表者名
      皆方 誠(分担執筆)
    • 総ページ数
      21
    • 出版者
      オプトロニクス社刊行
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 像波長変換装置、前記装置の製造方法、および前記装置を用いた画像変換システム2004

    • 発明者名
      皆方 誠
    • 権利者名
      (財)浜松科学技術研究振興会
    • 産業財産権番号
      2004-098297
    • 出願年月日
      2004-03-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Minakata et al.: "40 Gb/s Backslot Type LiNO3 Optical Modulator with a Low-driving-voltage of 2.8V"Bulletin of The Research Institute of Electronics Shizuoka University. 37. 29-35 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Minakata et al.: "Study on Formation of Small Polarization Domain Inversion for High-Efficiency Quasi-Phase-Matched Second-Harmonic Generation Device"Japanese Journal of Applied Physics. 42. 4334-4339 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Yoneyama et al.: "Holographic Image Storage in Polymer Azobenzene Liquid Crystals"Molecular Crystals and Liquid Crystals. 400. 149-159 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 皆方 誠 他: "分極反転制御用レーザ露光装置の研究"静岡大学電子工学研究所研究報告. 37. 37-47 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 皆方 誠 他: "蛍光発光デバイス〜蛍光顕微鏡用解像度評価チャートの作製〜"静岡大学電子工学研究所研究報告. 37. 49-54 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 皆方 誠: "分極反転メカニズムと分極メモリ応用-電子ビームによるナノドメイン反転法-"レーザー研究. 32. 175-180 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Minakata et al.: "Packaged 40 Gb/s backslot type LiNbO_3 optical modulator with a low-driving-voltage 2.8V"SPIE SERIES. 4832. 26-36 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] D.S.Fu et al.: "Dielectric and piezoelectric properties of Pb(ZrTi)O3-Pb(MgNb)03 multi-layer thin films"Ferroelectrics. 270. 185-190 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Minakata et al.: "High-speed and low-driving-voltage x-cut LiNbO_3 optical modulator with two step backside slot"Electron.Lett. 38(10). 472-473 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Minakata et al.: "Low-driving-voltage 40 Gb/s modulator on x-cut LiNbO_3 wafer"J.Lightwave Technology. 20(6). 1221-1225 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 皆方 誠 他: "高性能SHGデバイス用微小分極反転形成法の研究"静岡大学大学院電子科学研究科研究報告. 23. 57-65 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Minakata et al.: "Formation of small size polarization domain inversion for high-efficient QPM-SHG device-proposal of full cover electrode method 2.8V"Ext.Abstract of 2002 Int.Conf.on Solid State Devices and Materials. 358-359 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Minakata: "Packaged 40 Gb/s backslot type LiNbO_3 optical modulator with a low-driving-voltage 2.8V"Proceeding SPIE in Boston, USA. 25-35 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Minakata et al.: "Design of low drive voltage for 40 Gb/s modulator on X-cut wafer"Proceeding CPT'02. E-18. 95-96 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Minakata et al.: "Proposal of full cover electrode method for formation of periodic-domain inversion"Proceeding of Joint Int.Conf.on Advanced Science and Technology. 475-478 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Minakata: "Packaged 40 Gb/s backslot type LiNbO_3 optical modulator with a low-driving-voltage of 2.8V"Proceeding of Joint Int.Conf.on Advanced Science and Technology. 495-498 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Yoneyama et al.: "Fluorescence-emission device -Fabrication of resolution chart for fluorescence"Proceeding of Joint Int.Conf.on Advanced Science and Technology. 499-502 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 皆方 誠, 他: "40 Gb/s Backslot Type LiNbO_3 Optical Modulator with a Low-driving-voltage of 2.8V"静岡大学電子工学研究所研究報告. 37. 29-35 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 皆方 誠, 他: "分極反転制御用レーザ露光装置の研究"静岡大学電子工学研究所研究報告. 37. 37-47 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 米山 賢史, 他: "-蛍光発光デバイス-蛍光顕微鏡用解像度評価チャート"静岡大学電子工学研究所研究報告. 37. 49-54 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Minakata et al.: "Study on formation of small polarization domain inversion for high-efficiency quasi-phase-matched second-harmonic generation device"Jpn.J.Appl.Phys.. (発表予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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