| 研究課題/領域番号 |
15360033
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用光学・量子光工学
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
菊田 久雄 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (10214743)
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| 研究分担者 |
市川 裕之 愛媛大学, 工学部, 助教授 (50274337)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
13,300千円 (直接経費: 13,300千円)
2005年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2004年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2003年度: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
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| キーワード | 光学フィルタ / 共鳴格子 / 電気光学効果 / 非線形光学 / サブ波長格子 / 回折格子 / 波長フィルタ / 共鳴反射 / 波長制御 / 光スイッチ |
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| 研究概要 |
スラブ導波路上にサブ波長の回折格子を設けて格子側または基板側から光波を入射すると、特定の波長で強い共鳴反射が生じる。これを利用して狭帯域の波長選択フィルタが実現できる。本研究では、強誘電体材料のスラブ導波層を用いて、電圧印可によって屈折率を変化させることで選択波長を制御できる素子の研究を行った。研究当初は導波層にニオブ酸リチウムを用いることを考えたが、素子設計を行うと実用的な波長選択幅が得られないことが分かった。そこで、サファイア基板(屈折率1.76)上にチタン酸ジルコン酸ランタン鉛(PLZT、屈折率2.54)の薄膜導波層を設け、ITiOの櫛形対向電極を回折格子にする構成を考案した。シミュレーションでは数Vの印可電圧で数nmの共鳴波長シフトが得られることを確かめた。なお、シミュレーションでは光学異方性が場所的に変化する場合の光波解析を行う必要があったが、市販の電磁場解析ソフトではこの取り扱いができないため、FDTD法をベースにした縦な解析プログラムを開発した。PLZT導波路の作製にはゾルゲル法を採用した。設計値の厚さ170nmを得るのに複数回のコートと焼結作業を繰り返す必要があり、成膜条件を探索することで、クラックのないPLZT導波層を得ることができた。櫛形対向電極の作製では、電極パターンを電子線描画の後、ITiOをスパッタしてリフトオフする方法を採った。この方法により3nmの波長半値全幅をもつ共鳴格子が作製された。しかし、リフトオフの工程で剥れたITiO片が櫛形対向電極の間に入り込むことで、電極間の短絡によって電圧印可が行えず、共鳴波長のシフトの確認に至らなかった。その他、リフトオフ工程を避けるために櫛形対向電極を利用しない新たなフィルタ構造の検討や、非線形光学効果を用いた光による共鳴波長制御の方法についても検討を行った。
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