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マイクロリング共振器を利用した集積化テラヘルツ光源のシステム検討

研究課題

研究課題/領域番号 17K06410
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構

研究代表者

古澤 健太郎  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 主任研究員 (40392104)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード光マイクロリング共振器 / テラヘルツ / 窒化シリコン / 微小光共振器 / 非線形光学効果 / 電子デバイス・機器 / 光源技術
研究成果の概要

本研究は、高Q値導波路型光マイクロリング共振器を活用した新しいタイプのテラヘルツ波光源を実現し、その周波数安定性を評価することを目的とした。窒化シリコン(SiN)光導波路作製技術の向上に取り組み、hot-wire CVD法を用いた高Q値リング共振器の作製・評価を行った。また、マイクロコムを発生して得られる光ビート信号を単一走行キャリアフォトダイオード(UTC-PD)に入射することで0.3 THzまでのテラヘルツ波を発生し、その周波数安定性をマイクロ波基準を参照可能な測定手法で評価した。これらから、通信や高周波計測に有用な小型狭線幅なテラヘルツ光源の実現に向けた基盤技術となる成果が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

CMOSコンパチブルな材料であるSiNを用いた高Q値微小光共振器デバイスを実現するための作製技術は高温堆積法に限られており、応力によるデバイスの自発的損傷などの課題があった。低温堆積法を用いた低応力デバイスの作製は、作製プロセスを簡便化できるだけでなく、デバイスの信頼性の向上にも寄与できると考えられる。また、100 mW以下の励起光パワーで発生したマイクロコムのビート信号を利用することで高効率なテラヘルツ発生を実証し、狭線幅のテラヘルツ信号が発生できることを示した。これらの成果から、将来の高精度高周波計測技術に供する小型テラヘルツ光源を開発していく上で重要な知見が得られた。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] 光基準信号伝送を利用した微小光共振器の分散測定2020

    • 著者名/発表者名
      古澤健太郎、諸橋功、長野重夫、熊谷基弘、関根徳彦、笠松章史
    • 学会等名
      電子情報通信学会 第5回光ファイバ応用技術研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 窒化シリコンリング型光共振器からハイパーパラメトリック発振の観測2019

    • 著者名/発表者名
      古澤健太郎、 関根徳彦、 笠松章史、 鵜澤佳徳
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Microcomb light source for terahertz measurement2019

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Furusawa and Norihiko Sekine
    • 学会等名
      Philippine-Japan Conference on Photonics and Optical Materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hot-wire CVD based SiN films for linear and nonlinear photonics device applications2018

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Furusawa, Yoshimi Yamashita, Kanna Aoki, Norihiko Sekine, Akifumi Kasamatsu, Yoshinori Uzawa
    • 学会等名
      Advanced Solid-state Lasers 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] cat-CVD法によるSiN膜を用いた光リング共振器の光学特性2018

    • 著者名/発表者名
      古澤健太郎、山下良美、青木画奈、関根紀彦、笠松章史、鵜澤佳徳
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロリング共振器を用いた光周波数コム光源の開発~小型テラヘルツ波光源に向けて~2018

    • 著者名/発表者名
      古澤健太郎
    • 学会等名
      第18回ミリ波サブミリ波受信機ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 導波路型微小光共振器における光周波数コム発生の閾値検討2017

    • 著者名/発表者名
      古澤健太郎, 関根徳彦, 笠松章史, 鵜澤 佳徳
    • 学会等名
      第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Microring resonator based frequency comb sources for compact continuous-wave THz generators2017

    • 著者名/発表者名
      K. Furusawa, N. Sekine, A. Kasamatsu, and Y. Uzawa
    • 学会等名
      42 International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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