シリコンフォトニクス光集積回路の開拓

• 研究課題/領域番号: 18360033
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 水本 哲弥 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00174045)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 16,990千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 1,890千円); 2008年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2007年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2006年度: 8,800千円 (直接経費: 8,800千円)
• キーワード: 光集積回路 / シリコンフォトニクス / シリコン細線導波路 / 導波路型光アイソレータ / 磁気光学ガーネット / ダイレクトボンディング / 表面活性化接合 / シリコン集積回路 / 導波路型光サーキュレータ / 分布反射器 / グレーティング

研究概要

シリコン光集積回路を実現するための基礎として、シリコン導波路型光アイソレータと発光デバイスについて研究を実施した。特に、これらの光デバイスを形成するために必要な、磁気光学ガーネットやIII-V族化合物半導体をシリコン導波層上に接合するために、表面活性化接合法を開拓した。さらに、試作したシリコン導波路型光アイソレータにおいてアイソレーション21dBの良好な特性を実現し、発光デバイスを形成するための分布反射器をシリコン導波路上に形成した。

研究成果

• [雑誌論文] Magneto-optical isolator with silicon waveguides fabricated by direct bonding (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Shoji, T. Mizumoto, H. Yokoi, I-Wei Hsieh, and Richard M. Osgood, Jr.
  • 雑誌名: Applied Physics Letters vol.92 ページ: 71117-71117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magneto-optical isolator with silicon waveguides fabricated by direct bonding (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Shoji, T. Mizumoto, H. Ybkoi, I-Wei Hsieh, and Richard M. Osgood, Jr.
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 92 ページ: 71117-71117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wideband operation of Mach-Zehnder interferometric magneto-optical isolator using phase adjustment (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Shoji and T. Mizumoto
  • 雑誌名: Optics Express vol.15 ページ: 13446-13450
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polarization-independent magnetooptical waveguide isolator using TM-mode nonreciprocal phase shift (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Shoji, I-Wei Hsieh, Richard M. Osgood, Jr., and T. Mizumoto
  • 雑誌名: IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology vol.25, No.10 ページ: 3108-3113
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrawideband design of waveguide magneto-optical isolator operating in 1.31・m and 1.55・m band (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Shoji and T. Mizumoto
  • 雑誌名: Optics Express vol.15 ページ: 639-645
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wideband operation of Mach-Zehnder interferometric magneto-optical isolator using phase adjustment (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Shoji and T. Mizumoto
  • 雑誌名: Optics Express 15 ページ: 13446-13450
  • 査読あり
• [雑誌論文] (招待講演)異種結晶接合による光アイソレータとLD集積化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 水本
  • 雑誌名: レーザー学会学術講演会第27回年次大会
• [雑誌論文] Wideband design of nonreciprocal phase shift optical isolators using phase adjustment in Mach-Zehnder interferometers (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. Shoji and T. Mizumoto
  • 雑誌名: Applied Optics vol.45, No.27 ページ: 7144-7150
  • 査読あり
• [雑誌論文] Demonstration of interferometric waveguide optical isolator with a unidirectional magnetic field (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Yazaki, Y.Shoji, T.Mizumoto
  • 雑誌名: Technical Digest of the 12th Microoptics Conference (MOC'06), Seoul(Korea) ページ: 66-67
  • NAID: 110004719486
• [雑誌論文] Novel polarization-independent waveguide optical isolator employing nonreciprocal phase shift (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Shoji, T.Mizumoto
  • 雑誌名: Technical Digest of the 12th Microoptics Conference (MOC'06), Seoul(Korea) ページ: 82-83
• [雑誌論文] Wideband operation of magneto-optical isolator with phase adjusted Mach-Zehnder interferometer (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Shoji, T.Mizumoto
  • 雑誌名: 2006 IEEE LEOS Annual Meeting, Montreal(Canada)
• [雑誌論文] 一方向磁界印加形干渉光アイソレータの動作検証 (2006)
  • 著者名/発表者名: 矢崎, 庄司, 水本
  • 雑誌名: 2006年秋季第67回応用物理学会講演会
• [雑誌論文] 位相調整によるマッハツェンダー干渉型光アイソレータの広帯域化 (2006)
  • 著者名/発表者名: 庄司, 水本
  • 雑誌名: 2006年秋季第67回応用物理学会講演会
• [雑誌論文] 半漏れ型光アイソレータの試作・特性評価 (2006)
  • 著者名/発表者名: 水本, 斎藤, 武井
  • 雑誌名: 2006年秋季第67回応用物理学会講演会
• [雑誌論文] SOIグレーティング光導波路の製作 (2006)
  • 著者名/発表者名: 武井, 水本
  • 雑誌名: 2006年電子情報通信学会エレクトロニクスソサィエティ大会
• [雑誌論文] 半漏れ型光アイソレータの試作 (2006)
  • 著者名/発表者名: 水本, 斎藤, 武井
  • 雑誌名: 2006年電子情報通信学会エレクトロニクスソサィエティ大会 ページ: 206-206
• [雑誌論文] 非相反移相型光アイソレータの広帯域化の動作実証 (2006)
  • 著者名/発表者名: 庄司, 水本
  • 雑誌名: 2006年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ ページ: 207-207
• [学会発表] Optical isolator with SOI waveguide (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Mizumoto and Y. Shoji
  • 学会等名: 2009 Optical Fiber Communication Conference(OFC2009)
  • 発表場所: San Diego, California, OWV3(Invited)
  • 年月日: 2009-03-25
• [学会発表] (Invieted)Optical isolator with SOI waveguide (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Mizumoto, Y. Shoji
  • 学会等名: 2009 Optical Fiber Communication Conference(OFC2009)
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2009-03-25
• [学会発表] シリコン導波路型光サーキュレータの提案 (2008)
  • 著者名/発表者名: 武井, 佐々木, 桐田, 吉田, 水本
  • 学会等名: 電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会, 電子情報通信学会技術報告書
  • 発表場所: 東京(vol.108, OPE2008-136)(1-4)
  • 年月日: 2008-12-19
• [学会発表] シリコン導波路型光サーキュレータの提案 (2008)
  • 著者名/発表者名: 武井, 佐々木, 桐田, 古田, 水本
  • 学会等名: 電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-12-19
• [学会発表] Optical isolators for integrated photonics (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mizumoto
  • 学会等名: Photonics
  • 発表場所: New Delhi(2008, WC2-2)(Invited)
  • 年月日: 2008-12-17
• [学会発表] (Invited)Optical isolators for integrated photonics (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mizumoto
  • 学会等名: Photonics 2008
  • 発表場所: New Delhi, India
  • 年月日: 2008-12-17
• [学会発表] Waveguide optical isolators for integrated optics (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mizumoto, Y. Shoji, R. Takei, and K. Sakurai
  • 学会等名: Asia Optical Fiber Communications & Optoelectronic Exposition & Conference(AOE 2008)
  • 発表場所: Shanghai, China, SuQ1(Invited)
  • 年月日: 2008-11-02
• [学会発表] (Invited)Waveguide optical isolators for integrated optics (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mizumoto, Y. Shoji, R. Takei, K. Sakurai
  • 学会等名: Asia Optical Fiber Communications & Optoelectronic Exposition & Conference (AOE2008)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2008-11-02
• [学会発表] Low temperature direct bonding and its application to photonic devices (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mizumoto, R. Takei, Y. Shoji, and K. Sakurai
  • 学会等名: The 214th Meeting of Electrochemical Society, Fourth International Symposium on Integrated Optoelectronics
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii(2042)(Invited)
  • 年月日: 2008-10-15
• [学会発表] (Invited)Low temperature direct bonding and its application to photonic devices (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mizumoto, R. Takei, Y. Shoji, K. Sakurai
  • 学会等名: The 214th Meeting of Electrochemical Society
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2008-10-15
• [学会発表] Optical isolator for silicon-on-insulator circuits (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mizumoto and Y. Shoji
  • 学会等名: European Conference on Optical Communication(ECOC 2008)
  • 発表場所: Brussels, Belgium(Tu.4.C.1)(Invited)
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] (Invited)Optical isolator for silicon-on-insulator circuits (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mizumoto, Y. Shoji
  • 学会等名: European Conference on Optical Communication (ECOC 2008)
  • 発表場所: Brussels, Belgium
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] Si導波路光サーキュレータの提案 (2008)
  • 著者名/発表者名: 武井, 庄司, 水本
  • 学会等名: 2008年電子情報通信学会エレクトロニクスソサィエティ大会
  • 発表場所: 川崎(C-3-10)
  • 年月日: 2008-09-16
• [学会発表] Si導波路光サーキュレータの提案 (2008)
  • 著者名/発表者名: 武井, 庄司, 水本
  • 学会等名: 2008年電子情報通信学会エレクトロニクスソサィエティ大会
  • 発表場所: 明治大学, 川崎市
  • 年月日: 2008-09-16
• [学会発表] 非相反移相効果を用いたSi細線導波路型光サーキュレータの提案 (2008)
  • 著者名/発表者名: 武井, 庄司, 水本
  • 学会等名: 2008年秋季秋季第68回応用物理学会講演会
  • 発表場所: 名古屋(3-ZN-3)
  • 年月日: 2008-09-03
• [学会発表] Si導波路上への磁性ガーネット直接接合を用いた干渉型光アイソレータ (2008)
  • 著者名/発表者名: 庄司, 横井, I-Wei Hsieh, Richard M. Osgood, Jr., 水本
  • 学会等名: 2008年秋季秋季第68回応用物理学会講演会
  • 発表場所: 名古屋(3a-ZN-2)
  • 年月日: 2008-09-03
• [学会発表] 非相反移相効果を用いたSi線導波路型光サーキュレータの提案 (2008)
  • 著者名/発表者名: 武井, 庄司, 水本
  • 学会等名: 2008年秋季秋季第68回応用物理学会講演会
  • 発表場所: 中部大学, 名古屋市
  • 年月日: 2008-09-03
• [学会発表] シリコン導波路型光非相反デバイス (2008)
  • 著者名/発表者名: 水本, 庄司, 武井, 横井
  • 学会等名: 電子情報通信学会第9回シリコン・フォトニクス研究会
  • 発表場所: 仙台(SiPH2008- 11)(招待講演)
  • 年月日: 2008-07-19
• [学会発表] (招待講演)シリコン導波路型光非相反デバイス (2008)
  • 著者名/発表者名: 水本, 庄司, 武井, 横井
  • 学会等名: 電子情報通信学会第9回シリコン・フォトニクス研究会
  • 発表場所: 東北大学, 仙台市
  • 年月日: 2008-07-19
• [学会発表] Waveguide optical isolators fabricated by direct bonding (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mizumoto, Y. Shoji, and R. Takei
  • 学会等名: Indium Phosphide and Related Materials (IPRM'08)
  • 発表場所: Versailles, France(WA3.1-Inv)(Invited)
  • 年月日: 2008-05-28
• [学会発表] Integrated waveguide optical isolators : principle and history (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mizumoto and Y. Shoji
  • 学会等名: the 2008 Conference on Lasers and Electro-Optics(CLEO 2008), Symposium on Integrated Optical Isolators and Magneto-Optical Phenomena
  • 発表場所: San Jose, California(CThC1)(Invited)
  • 年月日: 2008-05-28
• [学会発表] (Invited)Waveguide optical isolators fabricated by direct bonding (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mizumoto, Y. Shoji, R. Takei
  • 学会等名: Indium Phosphide and Related Materials (IPRM'O8)
  • 発表場所: Versailles, France
  • 年月日: 2008-05-28
• [学会発表] Si導波路を用いた干渉型光アイソレータの動作実証 (2008)
  • 著者名/発表者名: 庄司, 横井, I-Wei Hsieh, Richard M. Osgood, Jr., 水本
  • 学会等名: 2008年電子情報通信学会総合全国大会
  • 発表場所: 北九州(C-3-29)
  • 年月日: 2008-05-18
• [学会発表] (Invited)Integrated waveguide optical isolators : principle and history (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mizumoto, Y. Shoji
  • 学会等名: the 2008 Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO 2008)
  • 発表場所: San Jose, USA
  • 年月日: 2008-05-08
• [学会発表] シリコン導波路を用いた非相反移相型光アイソレータ (2008)
  • 著者名/発表者名: 庄司, 横井, I-Wei Hsieh, Richard M. Osgood, Jr., 水本
  • 学会等名: 2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 日本大学、船橋
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] Si導波路を用いた干渉型光アイソレータの動作実証 (2008)
  • 著者名/発表者名: 庄司, 横井, I-Wei Hsieh, Richard M. Osgood, Jr., 水本
  • 学会等名: 2008年電子情報通信学会総合全国大会
  • 発表場所: 北九州市立大学、北九州市
  • 年月日: 2008-03-18
• [学会発表] Magneto-optical isolator with SOI waveguides (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Shoji, H. Yokoi, I-Wei Hsieh, Richard M. Osgood, Jr., and T. Mizumoto
  • 学会等名: 2008 Optical Fiber Communication Conference(OFC2008)
  • 発表場所: San Diego, California(OTuC8)
  • 年月日: 2008-02-26
• [学会発表] Magneto-optical isolator with SOI waveguides (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Shoji, H. Yokoi, I-Wei Hsieh, Richard M. Osgood, Jr., and T. Mizumoto
  • 学会等名: 2008 Optical Fiber Communication Conference (OFC2008)
  • 発表場所: San Diego, California, USA
  • 年月日: 2008-02-26
• [学会発表] Room-temperature direct bonding for integrated optical devices (2007)
  • 著者名/発表者名: R. Takei, K. Abe, and T. Mizumoto
  • 学会等名: IEEE LEOS Annual Meeting, Lake Buena Vista
  • 発表場所: Florida(TuD4)
  • 年月日: 2007-10-23
• [学会発表] Design of an ultra-wideband magneto-optical isolator operating in 1.31・m and 1.55・m (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Shoji and T. Mizumoto
  • 学会等名: IEEE LEOS Annual Meeting
  • 発表場所: Lake Buena Vista, Florida(TuC4)
  • 年月日: 2007-10-23
• [学会発表] Design of an ultra-wideband magneto-optical isolator operating in 1.31μm and 1.55μm (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Shoji and T. Mizumoto
  • 学会等名: IEEE LEGS Annual Meeting
  • 発表場所: Lake Buena Vista, Florida, USA
  • 年月日: 2007-10-23
• [学会発表] Room-temperature direct bonding for integrated optical devices (2007)
  • 著者名/発表者名: R. Takei, K. Abe and T. Mizumoto
  • 学会等名: IEEE LEGS Annual Meeting
  • 発表場所: Lake Buena Vista, Florida, USA
  • 年月日: 2007-10-23
• [学会発表] 非相反移相型光アイソレータの超広帯域設計 (2007)
  • 著者名/発表者名: 庄司, 水本
  • 学会等名: 2007年電子情報通信学会エレクトロニクスソサィエティ大会
  • 発表場所: 鳥取(C-3-70)(193)
  • 年月日: 2007-09-10
• [学会発表] 非相反移相型光アイソレータの超広帯域設計 (2007)
  • 著者名/発表者名: 庄司, 水本
  • 学会等名: 2007年電子情報通信学会エレクトロニクスソサィエティ大会
  • 発表場所: 鳥取大学、鳥取
  • 年月日: 2007-09-10
• [学会発表] 酸素プラズマによる表面処理を用いたInP-Si常温ダイレクトボンディング (2007)
  • 著者名/発表者名: 武井, 水本
  • 学会等名: 2007年秋季第68回応用物理学会講演会
  • 発表場所: 札幌(4-3-25)
  • 年月日: 2007-09-04
• [学会発表] 1.31-1.55・m帯で動作する超広帯域型光アイソレータの設計 (2007)
  • 著者名/発表者名: 庄司, 水本
  • 学会等名: 2007年秋季第68回応用物理学会講演会
  • 発表場所: 札幌(4-3-23)
  • 年月日: 2007-09-04
• [学会発表] 1.31-1.55μm帯で動作する超広帯域型光アイソレータの設計 (2007)
  • 著者名/発表者名: 庄司, 水本
  • 学会等名: 2007年秋季第68回応用物理学会講演会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-09-04
• [学会発表] 酸素プラズマによる表面処理を用いたInP-Si常温ダイレクトボンディング (2007)
  • 著者名/発表者名: 武井, 水本
  • 学会等名: 2007年秋季第68回応用物理学会講演会
  • 発表場所: 北海道工業大学、札幌
  • 年月日: 2007-09-04
• [学会発表] Wideband operation of magneto-optical isolator with phase adjusted Mach- Zehnder interferometer (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. Shoji and T. Mizumoto
  • 学会等名: 2006 IEEE LEOS Annual Meeting
  • 発表場所: Montreal, Canada(ThV2)
  • 年月日: 2006-11-02
• [学会発表] Wafer bonding of magneto-optic garnet and its application to integrated optical devices (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Mizumoto
  • 学会等名: The 210th Meeting of Electrochemical Society, Third International Symposium on Integrated Optoelectronics
  • 発表場所: Cancun, Mexico(1258)(Invited)
  • 年月日: 2006-10-31
• [学会発表] 非相反移相型光アイソレータの広帯域化の動作実証 (2006)
  • 著者名/発表者名: 庄司, 水本
  • 学会等名: 2006年電子情報通信学会エレクトロニクスソサィエティ大会
  • 発表場所: 金沢(C-3-85)
  • 年月日: 2006-09-22
• [学会発表] SOIグレーティング光導波路の製作 (2006)
  • 著者名/発表者名: 武井, 水本
  • 学会等名: 2006年電子情報通信学会エレクトロニクスソサィエティ大会
  • 発表場所: 金沢(CS-3-11)(S-46)
  • 年月日: 2006-09-21
• [学会発表] Integration of optical isolators and semiconductor lasers by wafer bonding (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Mizumoto, K. Sakurai, Y. Shoji, and H. Saito
  • 学会等名: Asia Pacific Optical Communications(APOC2006)
  • 発表場所: Gwangju, Korea(6352-90)(Invited)
  • 年月日: 2006-09-07
• [学会発表] 位相調整によるマッハツェンダー干渉型光アイソレータの広帯域化 (2006)
  • 著者名/発表者名: 庄司, 水本
  • 学会等名: 2006年秋季第67回応用物理学会講演会
  • 発表場所: 滋賀(29a-ZX-4)(1067)
  • 年月日: 2006-08-29
• [学会発表] Novel design of nonreciprocal phase shift optical isolators for wideband operation (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. Shoji and T. Mizumoto
  • 学会等名: the 11th Optoelectronics and Communications Conference(OECC 2006)
  • 発表場所: Kaoshung, Taiwan
  • 年月日: 2006-07-05
• [学会発表] シリコン導波路を用いた非相反移相型光アイソレータ (2005)
  • 著者名/発表者名: 庄司, 横井, I-Wei Hsieh, Richard M. Osgood, Jr., 水本
  • 学会等名: 2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 船橋(28p-ZG-12)
  • 年月日: 2005-05-28