表面プラズモン金属導波路ネットワークの開発

• 研究課題/領域番号: 16K14253
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 福田 光男 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50378262)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 表面プラズモン / 光回路 / 光配線 / 光デバイス / 導波路 / マイクロ・ナノデバイス / フォトニックネットワーク

研究成果の概要

本研究の目的は、表面プラズモンを信号キャリアとする金属配線網の実現である。本目的に向けて、構造が単純で損失の小さな表面プラズモン金属導波路構造とその作製技術を確立した。さらに、本導波路構造を有する単一モード金属導波路の交差部へ多モード干渉計（MMI）を導入することにより、クロストークの低減された表面プラズモン金属導波路の平面交差配線を実現した。本交差構造を表面プラズモン合分波器へ展開し、1.31および1.55 μmの波長帯で動作する構造の極めて単純な合波器と分波器の可能性を実験的に示すことができた。これらの技術開発により、表面プラズモン金属配線網の基礎を確立できた。

研究成果

• [雑誌論文] Passive Plasmonic Demultiplexers Using Multimode Interference (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Kotaro、Tonooka Yuta、Ota Masashi、Ishii Yuya、Fukuda Mitsuo
  • 雑誌名: Journal of Lightwave Technology 巻: 36 号: 10 ページ: 1979-1984
  • DOI: 10.1109/jlt.2018.2797281
  • 査読あり
• [雑誌論文] Guiding Properties of 1.31-and 1.55-μm-Wavelength Surface Plasmon Polaritons on Striped Waveguides on Silicon and Their Wavelength-Selective Detection (2017)
  • 著者名/発表者名: Okahisa Shinya、Nakayama Kotaro、Nakayama Yutaro、Ishii Yuya、Fukuda Mitsuo
  • 雑誌名: Journal of Lightwave Technology 巻: 35 号: 13 ページ: 2702-2711
  • DOI: 10.1109/jlt.2017.2697977
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasmonic and electronic device-based integrated circuits and their characteristics (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Sakai, S. Okahisa, Y. Nakayama, K. Nakayama, M. Fukuhara, Y. Kimura, Y. Ishii, M. Fukuda
  • 雑誌名: Solid-State Electronics 巻: 125 ページ: 240-246
  • DOI: 10.1016/j.sse.2016.07.001
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Low-return-loss plasmonic multiplexer with tapered structure (2016)
  • 著者名/発表者名: Asahi Sumimura, Masashi Ota, Kotaro Nakayama, Motoki Ito, Yuya Ishii, Mitsuo Fukuda
  • 雑誌名: IEEE Photonics Technology Letters 巻: 28 号: 21 ページ: 2419-2422
  • DOI: 10.1109/lpt.2016.2597878
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Multimode interference devices comprising dielectric-stripe-based-integrated plasmonic circuits (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Ota and M. Fukuda
  • 学会等名: EMN Optoelectronics Meeting 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Plasmonic Signal Inverter using Multimode Interferometer (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuta Tonooka, Asahi Sumimura, Kotaro Nakayama, Ryo Watanabe, Masashi Ota, Yuya Ishii and Mitsuo Fukuda
  • 学会等名: The 8th International Conference on Surface Plasmon Photonics (SPP8)
  • 国際学会
• [学会発表] Asymmetric Bow-tied Plasmonic Demultiplexer Using Multimode Interference (2017)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Nakayama, Asahi Sumimura, Masashi Ota, Ryo Watanabe, Takahiro Furuki, Yuya Ishii, Mitsuo Fukuda
  • 学会等名: the 8th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics (META'17)
  • 国際学会
• [学会発表] 表面プラズモンポラリトンを用いた合分波器および信号反転器の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中山昂太郎，住村あさひ，外岡悠汰，太田雅，石井佑弥，福田光男
  • 学会等名: 電子情報通信学会電子デバイス研究会（名古屋大、5月）
• [学会発表] 信号伝送速度とエネルギー損失からみたプラズモニック配線と電気配線の比較 (2017)
  • 著者名/発表者名: 外岡悠汰，井上智陽，太田雅，石井佑弥，福田光男
  • 学会等名: 電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会（沖縄、12月）
• [学会発表] Guiding Properties of 1.31 and 1.55 μm wavelength Surface Plasmon Polaritons and Wavelength-Selective Guiding (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Okahisa, K. Nakayama, Y. Nakayama, Y. Ishii, and M. Fukuda
  • 学会等名: 11th IEEE Nanotechnology Materials and Devices Conference(NMDC2016)
  • 発表場所: Toulouse, France
  • 年月日: 2016-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] Surface Plasmon Multiplexer employing Multimode Interferometer (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Sumimura, K. Nakayama, M. Ota, Y. Ishii, and M. Fukuda
  • 学会等名: 11th IEEE Nanotechnology Materials and Devices Conference(NMDC2016)
  • 発表場所: Toulouse, France
  • 年月日: 2016-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] Plasmonic Demultiplexer Based on Multimode Interference Effects (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Nakayama, A. Sumimura, M. Ota, M. Fukuhara, Y. Ishii, M. Fukuda
  • 学会等名: The 14th International Conference on Near-Field Optics, Nanophotonics and Related Techniques (NFO-14)
  • 発表場所: Hamamatsu, Japan
  • 年月日: 2016-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] Behavior of surface plasmon polaritons on multi-plasmonic waveguides (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakayama, S. Okahisa, Y. Ishii, M. Fukuda
  • 学会等名: 2016 International Conference on Optical MEMS and Nanophotonics
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2016-07-31
  • 国際学会
• [備考] Photonics Laboratory
  • URL: http://www.photon.ee.tut.ac.jp
• [備考] Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ
  • URL: http://www.photon.ee.tut.ac.jp/