| 研究課題/領域番号 |
18H01479
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
高橋 和 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20512809)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
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| キーワード | ラマンレーザ / 高Q値ナノ共振器 / シリコンフォトニクス / 誘導ラマン散乱 / シリコンラマンレーザ / 高Q値微小共振器 / フォトニック結晶 / 誘導ラマン / シリコンレーザ / 微小共振器 / シリコンラマンレーザー / ナノ共振器 |
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| 研究成果の概要 |
実用的なナノ共振器シリコンラマンレーザの開発に向けて研究した。インコヒーレント光によるナノ共振器からのラマン散乱スペクトルとコヒーレント光によるスペクトルを比較した。ラマンレーザ発振に期待が持てる結果が得られたが、インコヒーレント光では発振に十分な量の光を共振器内に注入できなかった。目的達成には発振閾値を下げる必要がある。そこで機械学習により設計Q値を高めたナノ共振器、閾値を半減できる短波長帯ラマンレーザ、ヘテロ反射ミラー付きラマンレーザを開発した。予期しない成果として、インコヒーレント光で励起されたシリコンナノ共振器による空間電荷センサ開発が有望な応用であることを実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
実用的なシリコンレーザ開発は科学者の夢である。シリコンラマンレーザは、唯一の室温連続発振するシリコンレーザである。研究代表者が開発したシリコンラマンレーザは、インテルが開発したレーザの1万分の１以下のエネルギー閾値と装置サイズを持つ。半世紀の間、全てのラマン増幅デバイスは、レーザ光を誘導ラマン利得の発生に用いてきたが、シリコンのラマンバンド幅は狭い。広帯域ラマン利得の発生が応用では重要である。そこで、インコヒーレント光を用いる手法を、高品質サンプルと、顕微分光測定により調べた。本研究が目指す広帯域でレーザ発振するシリコンラマンレーザチップは、IT技術の大幅な省エネ化と高速化をもたらすだろう。
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