| 研究課題/領域番号 |
17K19078
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
応用物理工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
片山 竜二 大阪大学, 工学研究科, 教授 (40343115)
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| 研究分担者 |
川原村 敏幸 高知工科大学, システム工学群, 教授 (00512021)
谷川 智之 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (90633537)
上向井 正裕 大阪大学, 工学研究科, 助教 (80362672)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 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: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 非線形光学 / 波長変換素子 / 第二高調波発生 / 窒化物半導体 / モノリシック / 微小共振器 / ワイドギャップ半導体 / GaN / 量子光学 / モノリシック微小共振器 / モノリシック集積 / モノリシック共振器 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では「複屈折性や分極反転が必須」という波長変換素子の既成概念にとらわれない、簡素な構造と作製工程を用い、構成部品を全て一体集積化したモノリシック微小共振器型波長変換素子を開発した。ｃ軸配向した窒化物半導体GaN薄膜を深堀りして形成されるモノリシック微小共振器構造を作製することで基本波の電界強度を増強し、かつ共振器鏡での反射位相変化を精密に制御し第二高調波の位相を調整することで、従来の強誘電体素子nにおける結晶方位の周期変調（分極反転）のような特殊な構造が一切不要となる。実際に、全長10 μmという世界最小サイズの波長変換素子の作製と、波長変換素子としての機能の実証に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で原理実証したモノリシック微小共振器型波長変換デバイスは、従来の「複屈折性や分極反転が必須」という波長変換素子の既成概念を覆す、結晶工学・量子光学分野における画期的な提案であり、これにより非線形光学材料の選択肢が劇的に広がる。またそのサイズは通常強誘電体のバルク非線形光学結晶の場合の1/10000という世界最小サイズであり、近い将来実現する光量子コンピュータなどの光集積システムへの応用が期待される。
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