シリコンナノ導波路による誘導ラマン増幅

• 研究課題/領域番号: 17656121
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 独立行政法人情報通信研究機構
• 研究代表者: NUNES Luis・Romeu 情報通信研究機構, 研究員 (80399542)
• 研究分担者: 植田 憲一 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 教授 (10103938) ; 土屋 昌弘 独立行政法人情報通信研究機構, 基礎先端部門光情報技術グループ, グループリーダー (50183869) ; 菅原 宏治 東京都立科学技術大学, 電子システム工学科, 助教授 (40270889) ; 笹川 清隆 独立行政法人情報通信研究機構, 基礎先端部門光情報技術グループ, 専攻研究員 (50392725)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円); 2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2005年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: シリコンフォトニクス / SOI導波路 / 誘導ラマン散乱

研究概要

シリコンナノ構造光導波路の伝播損失の原因は主に導波路の側壁の粗さである。低伝播損失を実現するために、ナノ構造加工プロセスを改善し導波路側壁の粗さの影響を少なくするために導波路の短面構造を300nmx300nmから480nmx220nmにした。導波路長は4mm,6mm,10mm,25mm,40mmを用意した、伝播損失は5dB/cm程度を得た。
シリコンナノ構造光導波路を利用して誘導ラマンレーザ構造を実現するため導波路の端面にRFスパッタで分布ブラッグ反射膜(DBR-Distributed Bragg reflectors)を成膜して共振器を作製する方法を用いる。反射膜の付け具合を高めるために導波路端面の面積を広がり、480nmx220nmの細線導波路から線形のアップテーパー構造を用いてテーパーの先は3μmx220nmになった。その構造はシリコンナノ構造光導波路と光ファイバーとの接合のために設計し、3μmのMFD(Mode Field Diameter)を用いた先球光ファイバーと接合する場合には損失は7dBを得られた。現在、反射膜生成を外部に依頼中である。
今後の課題は提案した構造のラマン利得を光通信用の波長で評価する。励起光源の波長が1390-1480nmの間の場合、シリコンのStokes波長は1500-1600nmであるため、励起光源は1470nmのCWで信号は1580nmで評価する。