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多層膜型フォトニック結晶への電気光学材料の導入による光学特性可変化技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17760271
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関群馬大学

研究代表者

三浦 健太  群馬大学, 工学部, 助手 (40396651)

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 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2006年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2005年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード酸化亜鉛 / フォトニック結晶 / スパッタ / 光導波路 / 非線形光学効果 / 導波路
研究概要

本研究は,スパッタ法により作製される酸化亜鉛(ZnO)薄膜とフォトニック結晶(Photonic Crystal : PhC)型光導波路とを組み合わせ,ZnOの非線形光学特性を利用した新規光機能素子を実現することを目的としている。平成18年度は,ZnOスパッタ膜の結晶性向上と光導波路化,およびPhCを付与することによる擬似位相整合型の高効率第二高調波発生(SHG)素子の試作を行なった。まず,スパッタ条件の最適化を進めることによって,作製したZnO膜によるSHG効果が確認でき,結晶性の良好なZnO膜をコアとするスラブ型光導波路を形成できた。これに波長810nmのパルスレーザ光を入射させたところ,出射光から波長405nm付近の成分が観測され,SHG効果により波長を1/2に変換することができた。更に,このZnO導波路上にフォトレジストで構成される1次元PhC構造(周期約1.08μm)を付与したところ,約28%の半波長成分の出力強度向上が確認できた。昨年度は6%程度の出力向上にとどまっていたことから,本研究は確実に進展していると言える。
また,光導波路技術の基礎的検討として,感光性ポリシランから鳴る導波路型光スイッチの試作も行なっている。紫外露光のみで基板面内方向のコア/クラッド構造を形成可能で,従来の石英系光スイッチに比ベシンプルな工程で作製できる。マッハツェンダー干渉計(MZI)型を基本構造とし,Y分岐部分は,低損失なアンテナ結合型を採用している。今回は,ビーム伝搬法(BPM)を用いたシミュレーションにより,昨年度に試作した光スイッチのレイアウトを基に,導波路の分岐部分,曲がり部分の構造の最適化を試みた。その結果,本光スイッチの全損失を0.2dB以下に抑えられる可能性が示された。従来の構造では,全損失の計算値は3.4dBであり,この設計で光スイッチを作製すれば,高性能化が期待できる。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (14件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] シリコンイオンを注入した石英板からの青色発光帯の観測2007

    • 著者名/発表者名
      三浦健太, 種村豪, 花泉修, 山本春也, 高野勝昌, 杉本雅樹, 吉川正人
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌C vol.J90-C,no.8(印刷中)

    • NAID

      110007379922

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Ge/SiO_2 photonic crystal multi-channel wavelength filters for short wave infrared wavelength2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Ohtera, K.Miura, T.Kawashima
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics vol.46,no.4A

      ページ: 1511-1515

    • NAID

      10018900734

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of annealing temperature on optical amplification in SiO_2 thin films containing silicon nanocrystals2006

    • 著者名/発表者名
      C.Chaudhari, O.Valle, K.Miura, O.Hanaizumi
    • 雑誌名

      Photonics India 2006

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Fabrication and evaluation of Si:SiO_2 thin films for light emission devices2006

    • 著者名/発表者名
      K.Miura, O.Hanaizumi
    • 雑誌名

      The 2nd International Symposium on Development of Silicon-based Functional Materials

      ページ: 33-33

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Si:SiO_2共スパッタ膜の発光起源の一検証とデバイス応用の検討2006

    • 著者名/発表者名
      三浦健太, 松本敏明, 武井修, 加藤裕司, 種村豪, 星野ひとみ, 花泉修
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 vol.106,no.347

    • NAID

      10018437796

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 自己クローニング型フォトニック結晶の波長フィルターへの応用2006

    • 著者名/発表者名
      大寺康夫, 井上喜彦, 三浦健太, 川上彰二郎
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 vol.106,no.347

    • NAID

      110005717579

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] RFスパッタリングによるアモルファスSi/SiO_2超格子構造の作製とその発光特性2006

    • 著者名/発表者名
      加藤 裕司, 種村 豪, 星野 ひとみ, 三浦 健太, 花泉 修
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 vol.105,no.606

      ページ: 35-39

    • NAID

      110004665130

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] a-Si/SiO_2超格子における紫外域発光の観測2006

    • 著者名/発表者名
      加藤 裕司, 種村 豪, 星野 ひとみ, 山外 一徳, 三浦 健太, 花泉 修
    • 雑誌名

      春季応用物理学関係連合講演会講演予稿集

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 自己クローニング型フォトニック結晶導波路の低損失化2005

    • 著者名/発表者名
      三浦 健太, 大寺 康夫, 大久保 博行, 佐藤 尚, 阿久津 直人, 日景 正広, 石野 直人, 川嶋 貴之, 川上 彰二郎
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌C vol.J88-C, no.4

      ページ: 243-252

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Optical add-drop multiplexers based on autocloned photonic crystals2005

    • 著者名/発表者名
      M.Shirane, A.Gomyo, K.Miura, Y.Ohtera, H.Yamada, S.Kawakami
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Selected Areas in Communications vol.23, no.7

      ページ: 1372-1377

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Loss reduction of photonic crystal waveguide fabricated by the autocloning technology2005

    • 著者名/発表者名
      K.Miura, Y.Ohtera, H.Ohkubo, T.Sato, N.Akutsu, M.Hikage, N.Ishino, T.Kawashima, S.Kawakami
    • 雑誌名

      Electronics and Communications in Japan, Part 2 vol.88, no.11

      ページ: 10-20

    • NAID

      210000186223

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Blue-light emission from sputtered Si:SiO_2 films without annealing2005

    • 著者名/発表者名
      K.Miura, O.Hanaizumi
    • 雑誌名

      The first international symposium on development of silicon-based functional materials

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Al_2O_3をコアに用いた可変光導波路の検討2005

    • 著者名/発表者名
      大寺 康夫, 小貫 哲平, 三浦 健太
    • 雑誌名

      電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 含ケイ素機能性材料の開拓(3):アニールなしで青色発光するSiナノクリスタル薄膜の作製と評価2005

    • 著者名/発表者名
      三浦 健太, 花泉 修
    • 雑誌名

      第10回ケイ素化学協会シンポジウム要旨集

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] 青色発光石英部材の製造方法及び発光素子2007

    • 発明者名
      花泉 修, 三浦 健太,他3名
    • 権利者名
      群馬大学, 日本原子力研究開発機構
    • 産業財産権番号
      2007-080148
    • 出願年月日
      2007-03-26
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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