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マイクロリング共振器によるノンブロッキング波長スイッチの研究

研究課題

研究課題/領域番号 16360031
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 応用光学・量子光工学
研究機関横浜国立大学

研究代表者

國分 泰雄  横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60134839)

研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
15,300千円 (直接経費: 15,300千円)
2005年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
2004年度: 9,700千円 (直接経費: 9,700千円)
キーワード光集積化 / 3次元集積化 / マイクロリング共振器 / クロスグリッド配置 / 波長フィルタ / 波長選択スイッチ / 非遮断性 / ノンブロッキング / 透過帯域平坦化 / 中心波長制御 / トリミング
研究概要

本研究では,次世代フォトニックネットワークにおいて,波長をアドレスとして自在なパス制御を実現するために不可欠な,ノンブロッキング波長選択スイッチの実現を目指した.このデバイスは,チューナブル波長フィルタの中心波長を変化させた時に他の波長チャネルを遮断(ブロック)せずに,新たな波長チャネルにドロップ波長(フィルタ中心波長)を切り替える新機能デバイスである.この新機能を実現するため,本研究では高次直列結合マイクロリング共振器の中心波長を個別に制御して,中心波長が全て一致したときにだけドロップポートにスペクトルピークが出現し(ON状態),中心波長をずらした状態ではスペクトルピークが消失して全波長チャネルがスルーポートに伝達される(OFF状態)原理を考案し,その基本動作の実証を目指した.
平成16年度には,広範囲な波長チューニングを実現するため,ポリマー材料をコアに用いた2次直列結合マイクロリング共振器フィルタの個々の共振器上にマイクロヒーターを集積化して,熱光学(TO)効果によって個別に中心波長を制御してノンブロッキング波長スイッチを実証したが,応答速度(〜2msec)と波長再現性(0.16nm)に問題があった.最終年度の平成17年度は,耐熱性に優れた誘電体材料(Ta_2O_5-SiO_2)を用いて同様の素子を製作し,クロストーク-20dB,消光比40dB,中心波長再現性0.01nm,応答速度15μsecと,いずれもポリマー材料よりも優れた特性を実証した。ただし,誘電体材料の熱光学係数はポリマーよりも1桁小さいため,FSRおよび波長選択範囲が狭くなる問題が残った.そこで,2種類の異なる半径の直列結合によるバーニャ効果を用いてFSRおよび波長選択範囲を約10倍の23nmに大幅に拡大して,また長波長側と短波長側の両方向への波長スイッチングも可能なることを実証した.

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (41件) 図書 (3件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Optimum arrangement of high-order series coupled microring resonator for crosstalk reduction2006

    • 著者名/発表者名
      Yuta Goebuchi, Tomoyuki Kato, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. vol.45(to be published)

    • NAID

      10017999797

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication of 1×2 Interleaver by Parallel-Coupled Microring Resonator2006

    • 著者名/発表者名
      Toshinobu Ito, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      Electonics and Communications in Japan, Part 2(John Wiley) vol.89, No.3

      ページ: 56-64

    • NAID

      110003207330

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fast and stable wavelength selective switch using double-series coupled dielectric microring resonator2006

    • 著者名/発表者名
      Yuta Goebuchi, Tomoyuki Kato, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      IEEE Photon.Technol.Lett. vol.18, no.3

      ページ: 538-540

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optimum coupling coefficient of second-order series coupled ring resonator for non-blocking wavelength channel switch2006

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Kato, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      EEE/OSA J.Lightwave Technology vol.24, no.2

      ページ: 991-999

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fbrication of 1×2 Interleaver by Parallel-Coupled Microring Resonator2006

    • 著者名/発表者名
      Toshinobu Ito, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      Electonics and Communications in Japan (John Wiley)(Translated from IEICE Trans.of Electronics, vol.J88-C, No.1, pp.13-21 (2005)) Part 2 vol.89, No.3

      ページ: 56-64

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fast and stable wavelength selective switch using double-series coupled dielectric microring resonator2006

    • 著者名/発表者名
      Yuta Goebuchi, Tomoyuki Kato, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      IEEE Photon.Technol.Lest vol.18, no.3

      ページ: 538-540

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optimum coupling coefficient of second-order series coupled ring resonator for non-blocking wavelength channel switch2006

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Kato, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      IEEE/OSA J.Lightwave Technology vol.24, no.2

      ページ: 991-999

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Spectrum response improvement of higher-order series coupled microring resonator filter by UV trimming2006

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Naganawa, Satoshi Ueno, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      IEEE Photon.Technol.Lett vol.17, no.10

      ページ: 2104-2106

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fast and stable wavelength selective switch using double-series coupled dielectric microring resonator2006

    • 著者名/発表者名
      Yuta Goebuchi, Tomoyuki Kato, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      IEEE Photon.Technol.Lett. vol.18, no.3,

      ページ: 538-540

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Spectrum response improvement of higher-order series coupled microring resonator filter by UV trimming2005

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Naganawa, Satoshi Ueno, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      IEEE Photon.Technol.Lett. vol.17, no.10

      ページ: 2104-2106

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optimum wavelength filter spectrum response in DWDM systems for ultimate spectral efficiency2005

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Suzuki, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      IEICE Trans.Commun. vol.E88-B, no.9

      ページ: 3649-3659

    • NAID

      110003223103

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Three-dimensional propagation analysis of coupling efficiency using segmentation and coupled mode theory for vertically coupled microring resonator filter2005

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Kato, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      IEEE/OSA J.Lightwave Technology vol.23, no.8

      ページ: 2549-2554

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Non-blocking wavelength channel switch using TO effect of double series coupled microring resonator2005

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Yamagata, Tomoyuki Kato, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      Electronics Letters vol.41, no.10

      ページ: 593-595

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Large UV sensitivity of SiON film and its application to center wavelength trimming of microring resonator filter2005

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ueno, Toshiki Naganawa, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      IEICE Trans.Electronics vol.E88C, no.5

      ページ: 998-1004

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Polarization Independent Tuning of Widely Tunable Vertically Coupled Microring Resonator by Thermo-Optic Effect2005

    • 著者名/発表者名
      Go Sekiguchi, Shunichi Yamagata, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. vol.44, no.4A

      ページ: 1792-1796

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Vertically Coupled Micro-Ring Resonator Filter for Integrated Add/Drop Node(Invited Paper)2005

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      IEICE Trans.on Electronics (Special Issue on Optical Signal-Processing Devices for Photonic Networks) vol.E88C no.3

      ページ: 349-362

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication technologies for vertically coupled microring resonator with multilevel crossing busline and ultra-compact ring radius2005

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Kokubun, Yutaka Hatakeyama, Masashi Ogata, Shuichi Suzuki, Nobuhiro Zaizen
    • 雑誌名

      IEEE J.Selected Topics in Quantum Electronics vol.11, no.1

      ページ: 4-10

    • NAID

      120000920833

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ultra-compact vertically coupled microring resonator with buried vacuum cladding structure2005

    • 著者名/発表者名
      Masashi Ogata, Yukihide Yoda, Shuichi Suzuki, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      IEEE Photon.Technol.Lett. vol.17, no.1

      ページ: 103-105

    • NAID

      120000920804

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Large UV sensitivity of SiON film and its application to center wavelength trimming of microring resonator filter2005

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ueno, Toshiki Naganawa, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Electronics vol.E88C, no.5

      ページ: 998-1004

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Polarization independent tuning of widely tunable vertically coupled microring resonator by thermo-optic effect2005

    • 著者名/発表者名
      Go Sekiguchi, Shunichi Yamagata, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys vol.44, no.4A

      ページ: 1792-1796

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Vertically Coupled Micro-Ring Resonator Filter for Integrated Add/Drop Node (Invited Paper)2005

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      IEICE Trans.on Electronics (Special Issue on Optical Signal-Processing Devices for Photonic Networks) vol.E88C, no.3

      ページ: 349-362

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ultra-compact vertically coupled microring resonator with buried vacuum cladding structure2005

    • 著者名/発表者名
      Masashi Ogata, Yukihide Yoda, Shuichi Suzuki, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      IEEE Photon.Technol.Lett vol.17, no.1

      ページ: 103-105

    • NAID

      120000920804

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Three-dimensional propagation analysis of coupling efficiency using segmentation and coupled mode theory for vertically coupled microring resonator filter2005

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Kato, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      IEEE/OSA J.Lightwave Technology vol.23,no.8

      ページ: 2549-2554

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Large UV sensitivity of SiON film and its application to center wavelength trimming of microring resonator filter2005

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ueno, Toshiki Naganawa, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      MICE Trans.Electronics vol.E88C, no.5

      ページ: 998-1004

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Polarization Independent Tuning of Widely Tunable Vertically Coupled Microring Resonator by Thermo-Optic Effect2005

    • 著者名/発表者名
      Go Sekiguchi, Shunichi Yamagata, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. vol.44, No.4A

      ページ: 1792-1796

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Ultra-compact vertically coupled microring resonator with buried vacuum cladding structure2005

    • 著者名/発表者名
      Masashi Ogata, Yukihide Yoda, Shuichi Suzuki, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      IEEE Photon.Techn.Lett. vol.17,No.1

      ページ: 103-105

    • NAID

      120000920804

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 並列結合マイクロリング共振器による1$times$2インターリーバの作製英文題目:Fabrication of 1$times$2 Interleaver by2005

    • 著者名/発表者名
      伊藤利展, 國分泰雄
    • 雑誌名

      電子情報通信学会和文論文誌C vol.J88-C, No.1

      ページ: 13-21

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Fabrication technologies for vertically coupled microring resonator with multilevel crossing busline and ultra-compact ring radius2005

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Kokubun, Yutaka Hatakeyama, Masashi Ogata, Shuichi Suzuki, Nobuhiro Zaizen
    • 雑誌名

      IEEE J.Selected Topics in Quantum Electronics vol.11,No.1

      ページ: 4-10

    • NAID

      120000920833

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Vertically Coupled Micro-Ring Resonator Filter for Integrated Add/Drop Node (Invited Paper)2005

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics (Special Issue on Optical Signal-Processing Devices for Photonic vol.E88C, No.3

      ページ: 349-362

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Polarization Independent Tuning of Widely Tunable Vertically Coupled Microring Resonator by Thermo-Optic Effect2005

    • 著者名/発表者名
      Go Sekiguchi, Shunichi Yamagata, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      Jpn.J.Applied Physics vol.44A(4月掲載予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Large UV sensitivity of SiON film and its application to center wavelength trimming of microring resonator filter2005

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ueno, Toshiki Naganawa, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      IEICE Trans.Electronics (Special Issue on OECC2004) vol.E88C, No.5(5月掲載予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Vertically Coupled Waveguide Bends and Branches for Photonic Gate Array Technology using Cross-Grid Architecture2004

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Kokubun, Atsushi Miura, Sumihiro Inokuchi
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. vol.43, no.12

      ページ: 8080-8084

    • NAID

      10014215993

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Vertically Coupled Microring Resonator Filter with Multilevel Crossing Busline Waveguide2004

    • 著者名/発表者名
      Takamitsu Hanai, Shuichi Suzuki, Yutaka Hatakeyama, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. vol.43, no.8B

      ページ: 5785-5790

    • NAID

      110003175871

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] UV Induced Refractive Index Change of SiN Film and Its Application to Center Wavelangth Trimming of Vertically Coupled Microring Resonator Filter2004

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Naganawa, Hirofumi Haeiwa, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. vol.43, no.8B

      ページ: 5780-5784

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Wide Range Tunable Microring Resonator Filter by Thermo-Optic Effect in Polymer Waveguide2004

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Yamagata, Yuji Yanagase, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. vol.43, no.8B

      ページ: 5766-5770

    • NAID

      10013529273

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Vertically coupled waveguide bends and branches for photonic gate array technology using cross-grid architecture2004

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Kokubun, Atsushi Miura, Sumihiro Inokuchi
    • 雑誌名

      Jpn.J.Applied Physics vol.43, no.12

      ページ: 8080-8084

    • NAID

      10014215993

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Wide Range Tunable Microring Resonator Filter by Thermo-Optic Effect in Polymer Waveguide2004

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Yamagata, Yuji Yanagase, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. vol.43, no.8

      ページ: 5766-5770

    • NAID

      10013529273

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Wide Range Tunable Microring Resonator Filter by Thermo-Optic Effect in Polymer Waveguide2004

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Yamagata, Yuji Yanagase, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      Jpn.J.Applied Physics Vol.43,No.8B

      ページ: 5766-5770

    • NAID

      10013529273

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] UV Induced Refractive Index Change of SiN Film and Its Application to Center Wavelangth Trimming of Vertically2004

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Naganawa, Hirofumi Haeiwa, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      Jpn.J.Applied Physics Vol.43,No.12

      ページ: 5780-5784

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Vertically Coupled Microring Resonator Filter with Multilevel Crossing Busline Waveguide2004

    • 著者名/発表者名
      Takamitsu Hanai, Shuichi Suzuki, Yutaka Hatakeyama, Yasuo Kokubun
    • 雑誌名

      Jpn.J.Applied Physics Vol.43,No.8B

      ページ: 5785-5790

    • NAID

      110003175871

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Vertically Coupled Waveguide Bends and Branches for Photonic Gate Array Technology using Cross-Grid Architecture2004

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Kokubun, Atsushi Miura, Sumihiro Inokuchi
    • 雑誌名

      Jpn.J.Applied Physics Vol.43,No.8B

      ページ: 8080-8084

    • NAID

      10014215993

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] Encyclopedic Handbook of Integrated Optics2005

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Ige, Yasuo Kokubun(編集および分担執筆)
    • 総ページ数
      507
    • 出版者
      CRC Press(Taylor & Francis Group)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] Encyclopedic Handbook of Integrated Optics2005

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Iga, Yasuo Kokubun(編集および分担執筆)
    • 総ページ数
      507
    • 出版者
      CRC Press (Taylor & Francis Group)
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 「研究成果報告書概要(欧文)」より

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Iga, Yasuo Kokubun
    • 出版者
      CRC Press (Taylor & Francis Group)
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 光導波路2005

    • 発明者名
      國分泰雄, 財前宣浩
    • 権利者名
      横浜国立大学
    • 産業財産権番号
      2006-071730
    • 出願年月日
      2005-03-15
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 導波路型偏光変換器2004

    • 発明者名
      國分泰雄, 豊岡武裕, 西村涼
    • 権利者名
      横浜国立大学, 新日本石油
    • 産業財産権番号
      2004-248971
    • 出願年月日
      2004-08-27
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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