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On-chip modulation of optical signals using plasmonic induced phase transitions for realizing all-optical circuitry

研究課題

研究課題/領域番号 17K18867
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 電気電子工学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

J・J Delaunay  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (80376516)

研究分担者 松井 裕章  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (80397752)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワードナノ光学 / 全光スイッチ / プラズモニクス / ナノ構造 / 光デバイス / ナノ材料 / plasmonics / all-optical switching
研究成果の概要

本研究の目的は実装面積とエネルギー消費を抑えた集積化オンチップデバイスで光学信号を光で制御することである。このような光学的手法による光学信号の高速変調を実現するために、強相関金属酸化物相転移材料の時間ダイナミクスについて分析を行った。これにより、制御光がテラヘルツ帯の周波数において効率良く信号光を調整することができ、制御光の光度に対し線型に信号光を調整できることを示した。また、このとき微小ではあるが、望ましくない遅れて変調された成分も存在している。ここで調べられた材料を用いた微細な光制御の光学変調器の設計を提案し、消光比の最適化を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

The large all-optical modulation reported enables to modulate light using light and achieve all-optical information processing. All-optical information processing is superior to conventional electronic devices because light can have superior modulation speeds and can propagate without loss.

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] On-Chip Monolithically Fabricated Plasmonic-Waveguide Nanolaser2018

    • 著者名/発表者名
      Ho Ya-Lun、Clark J. Kenji、Kamal A. Syazwan A.、Delaunay Jean-Jacques
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 18 号: 12 ページ: 7769-7776

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.8b03531

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Narrowband thermal emission from Tamm plasmons of a modified distributed Bragg reflector2018

    • 著者名/発表者名
      Wang Zhiyu、Clark J. Kenji、Ho Ya-Lun、Vilquin Bertrand、Daiguji Hirofumi、Delaunay Jean-Jacques
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 113 号: 16 ページ: 161104-161104

    • DOI

      10.1063/1.5048950

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Narrowband Thermal Emission Realized through the Coupling of Cavity and Tamm Plasmon Resonances2018

    • 著者名/発表者名
      Wang Zhiyu、Clark J. Kenji、Ho Ya-Lun、Vilquin Bertrand、Daiguji Hirofumi、Delaunay Jean-Jacques
    • 雑誌名

      ACS Photonics

      巻: 5 号: 6 ページ: 2446-2452

    • DOI

      10.1021/acsphotonics.8b00236

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Engineering graphene and TMDs based van der Waals heterostructures for photovoltaic and photoelectrochemical solar energy conversion2018

    • 著者名/発表者名
      Li Changli、Cao Qi、Wang Faze、Xiao Yequan、Li Yanbo、Delaunay Jean-Jacques、Zhu Hongwei
    • 雑誌名

      Chemical Society Reviews

      巻: 47 号: 13 ページ: 4981-5037

    • DOI

      10.1039/c8cs00067k

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Plasmonic Hot-Carriers in Channel-Coupled Nanogap Structure for Metal?Semiconductor Barrier Modulation and Spectral-Selective Plasmonic Monitoring2018

    • 著者名/発表者名
      Ho Ya-Lun、Tai Yi-Hsin、Clark J. Kenji、Wang Zhiyu、Wei Pei-Kuen、Delaunay Jean-Jacques
    • 雑誌名

      ACS Photonics

      巻: xx 号: 7 ページ: 2617-2623

    • DOI

      10.1021/acsphotonics.7b01307

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Optically Pumped Hybrid Plasmonic-Photonic Waveguide Modulator using the VO2 Metal-Insulator Phase Transition2017

    • 著者名/発表者名
      JK Clark, YL Ho, H Matsui, JJ Delaunay
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Journal

      巻: 10 号: 1 ページ: 4800109-4800109

    • DOI

      10.1109/jphot.2017.2784429

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Plasmonic nanochannel structure for narrow-band selective thermal emitter2017

    • 著者名/発表者名
      Wang Zhiyu、Clark J. Kenji、Huang Li-Chung、Ho Ya-Lun、Delaunay Jean-Jacques
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 110 号: 25 ページ: 251102-251102

    • DOI

      10.1063/1.4989692

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Optically pumped hybrid plasmonic-photonic waveguide modulator using the VO2 metal-insulator phase transition2019

    • 著者名/発表者名
      (59)J. Kenji Clark, Ya-Lun Ho, Hiroaki Matsui, Jean-Jacques Delaunay
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Surface Plasmon Photonics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photodetection of Narrowband Spectral Response in Hybrid Plasmonic Nanochannel Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Ya-Lun Ho, Li-Chung Huang, JJ Delaunay
    • 学会等名
      The 8th conference on surface plasmon photonic (SPP8)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Narrow-Band Plasmonic Thermal Emitter Using Plasmonic Nanochannel Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Z. Wang, J. K. Clark, Y.-L. Ho, and J.-J. Delaunay
    • 学会等名
      22nd Microoptics Conference
    • 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: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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