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2次元フォトニック結晶円形欠陥レーザにおける周回光の回転方向制御に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23K26161
補助金の研究課題番号 23H01467 (2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2023)
応募区分一般
審査区分 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関大阪大学

研究代表者

近藤 正彦  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (90403170)

研究分担者 森藤 正人  大阪大学, 大学院工学研究科, 招へい准教授 (00230144)
梶井 博武  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (00324814)
丸田 章博  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (40252613)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2026年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2025年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード2次元フォトニック結晶 / 円形欠陥 / 周回光 / 回転方向 / 電子デバイス・機器
研究開始時の研究の概要

研究代表者は、革新的・独創的なブレークスルー技術となる2次元フォトニック結晶(2D PhC)を用いた究極の光モジュールを作製し、そこから光インターコネクトへ展開することを目指している。
本課題では、円形欠陥(CirD: Circular Defect in 2D PhC)共振器内の外周で発生するwhispering gallery mode(WGM)の周回光の回転方向制御に関する研究を行う。

研究実績の概要

現在、フォトニクスが、インターネット社会を支えている。しかし、実際に、信号処理を行っているのは電子機器であり、フォトニクスは、単に情報の伝送を行っているのみである。光は高速で無限の可能性を有するイメージを与えるが、光インターコネクトが近い将来ICT社会のアキレス腱となる可能性が高い。光インターコネクト用光モジュールは、要求仕様の緩い幹線系光通信の技術を転用して実現されてきたが、このアプローチは限界に達しており、発想の転換が必要である。
研究代表者は、革新的・独創的なブレークスルー技術となる2次元フォトニック結晶(2D PhC)を用いた究極の光モジュールを作製し、そこから光インターコネクトへ展開することを目指している。
本課題では、円形欠陥(CirD: Circular Defect in 2D PhC)共振器内の外周で発生するwhispering gallery mode(WGM)の周回光の回転方向制御に関する研究を行う。
具体的には、CirDレーザの共振器に副共振器を追加することで、WGM光の周回方向を制御し、左右の光導波路から出射される光の量に大きな比をつけることを目指している。
本年度は、シミュレーションにより、素子構造の最適化を検討した。また、レーザ試作に向けてプロセス技術の開発にも取り組んだ。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

シミュレーションでは、基礎に立ち戻って、素子の評価パラメーターの物理的意味を再認識し、適切で効率的な設計手法を検討した。
プロセス技術も、新構造素子の作製に向けて、先回りして要素技術を検討した。

今後の研究の推進方策

開発した素子設計手法やプロセス技術を適用して、実際にフォトニック結晶レーザを試作し、その特性を評価する。

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Improvement of Output Extraction Efficiency by Optimizing Edge Structure of Circular Defect in Photonic Crystal Laser2024

    • 著者名/発表者名
      Adachi Yuki、Sada Issei、Morifuji Masato、Kajii Hirotake、Maruta Akihiro、Kondow Masahiko
    • 雑誌名

      physica status solidi (a)

      巻: - 号: 13

    • DOI

      10.1002/pssa.202300579

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Room‐Temperature Continuous Wave Lasing of Circular Defect in 2D Photonic Crystal (CirD) Laser with AlOx Cladding Layers Fabricated by One‐Step Dry Etching2024

    • 著者名/発表者名
      Zuo Rubing、Kinoshita Ryosei、Ye Hanqiao、Kajii Hirotake、Maruta Akihiro、Kondow Masahiko
    • 雑誌名

      physica status solidi (a)

      巻: - 号: 13

    • DOI

      10.1002/pssa.202300576

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation into Oxidation Width of AlGaOx Cladding Layer for Circular Defect in 2D Photonic Crystal Laser2023

    • 著者名/発表者名
      Zuo Rubing、Ye Hanqiao、Kinoshita Ryosei、Kataguchi Munenari、Morifuji Masato、Kajii Hirotake、Maruta Akihiro、Kondow Masahiko
    • 雑誌名

      physica status solidi (a)

      巻: - 号: 13

    • DOI

      10.1002/pssa.202300556

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Room Temperature Continuous Wave Lasing of Circular Defect in Two-dimensional Photonic Crystal (CirD) Laser with an Upper AlOx Cladding Layer and a GaAs Contact Layer Fabricated by One-step Dry Etching2023

    • 著者名/発表者名
      Ryosei Kinoshita, Rubing Zuo, Hanqiao Ye, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta, and Masahiko Kondow
    • 学会等名
      Compound Semiconductor Week 2023 (CSW-2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of Output Extraction Efficiency by Optimizing the Edge Structure of Circular Defect in Photonic Crystal Laser2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Adachi, H. Muto, I. Sada, K. Kaichi, M. Morifuji , H. Kajii, A. Maruta, and M. Kondow
    • 学会等名
      Compound Semiconductor Week 2023 (CSW-2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation on AlGaOx Cladding Layers Oxidation Width of Circular Defect in Two-dimensional Photonic Crystal (CirD) Laser2023

    • 著者名/発表者名
      Rubing Zuo, Hanqiao Ye, Ryosei Kinoshita, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta, and Masahiko Kondow
    • 学会等名
      Compound Semiconductor Week 2023 (CSW-2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical intra-chip interconnects using 2 dimensional photonic crystal2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Kondow, Rubing Zuo, Hanqiao Ye, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta and Tetsuya Yagi
    • 学会等名
      The 5th Euro-Mediterranean Conference for Environmental Integration (EMCEI-2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ICT社会のエネルギー問題を解決するチップ内光インターコネクトの研究開発2023

    • 著者名/発表者名
      葉漢喬
    • 学会等名
      日本学術会議 総合工学委員会 ICO分科会 2023公開シンポジウム『光がもたらす未来社会』
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 2次元フォトニック結晶レーザの円形欠陥における AlGaOxクラッド層の酸化幅に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      左如氷、潟口宗誠、葉漢喬;、木下諒星、森藤正人、梶井博武、丸田章博、近藤正彦
    • 学会等名
      第84回応用物理学会 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Optimal range of AlGaOx cladding layer oxidation width of circular defect in two-dimensional photonic crystal (CirD) laser2023

    • 著者名/発表者名
      Rubing Zuo, Hanqiao Ye, Ryosei Kinoshita, Munenari Kataguchi, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta, and Masahiko Kondow
    • 学会等名
      42nd Electronic Materials Symposium (EMS-42)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Edge Structure Optimization for Improving Output Power of Circular Defect in Photonic Crystal Laser2023

    • 著者名/発表者名
      Yuki Adachi, Rintaro Maji, Yuto Kudo, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta, Jun Yamasaki, and Masahiko Kondow
    • 学会等名
      Photonic Device Workshop 2023 (PDW2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Wavelength properties of CirD (Circular Defect in 2D photonic crystal) Laser with aluminum oxide cladding layers having OLW (Orthogonal Lattice Waveguide) with air cladding layers2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Sato, Hikari Kubota, Yuki Adachi, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta, Jun Yamasaki, and Masahiko Kondow
    • 学会等名
      Photonic Device Workshop 2023 (PDW2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical Study on Light Output from Orthogonal Lattice Waveguide Edge in Circular Defect in Two-dimensional Photonic Crystal (CirD) Laser2023

    • 著者名/発表者名
      Hikari Kubota, Kazuki Sato, Yuki Adachi, Masato Morifuji, Hirotake Kajii, Akihiro Maruta, Jun Yamasaki, and Masahiko Kondow
    • 学会等名
      Photonic Device Workshop 2023 (PDW2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 大阪大学 大学院工学研究科 電気電子情報通信工学専攻 近藤研究室

    • URL

      http://www.e3.eei.eng.osaka-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2023-04-18   更新日: 2024-12-25  

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