超広帯域光配線を用いた光・電子融合回路に関する基礎研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15206008
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 裏 升吾 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (10193955)
• 研究分担者: 金高 健二 (独)産業技術総合研究所, 光技術研究部門, 研究員 (50356911) ; 吉本 昌広 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (20210776) ; 廣木 彰 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (80346113)
• キーワード: 光インターコネクト / 集積光学 / 回折光学 / 光集積回路 / 光電子集積回路 / 光導波路 / グレーティングカップラ / 波長多重

研究概要

初年度はデバイス設計、作製システムの開発、基本素子の作製・評価を中心に研究を推進した。本年度得られた主な成果を以下に挙げる。
1)光導波路集積ボードの最適設計
開発フェーズを3つに分け、それぞれの実施目的に応じてデバイス構造を提案し、設計した。本年度は、波長アドドロップ機能を確認するための第一ステップデバイスを作製・評価し、設計手法の妥当性ならびに課題を明らかにした。
2)干渉露光システムの開発
集積素子の一つである分布ブラッグ反射素子は超精細な周期制御を必要とする。Lloydミラー構成の小型の干渉露光系と密着露光マスクアライナーを組み合わせて、新たなパターニングシステムを構築した。この作製システムを用いて、周期290nm、周期差0.1nm以下のグレーティングを集積できることを確認した。
3)波長ドロップ素子の作製・評価
TE_0伝搬導波モードとTE_1入出力導波モードで回折効率が一桁以上異なる集光グレーティングカップラおよびそれらTE_0モードとTE_1モードを波長選択的に結合する分布ブラッグ反射素子を電子ビーム直接描画リソグラフィを用いて集積し、空間光アドドロップ素子を作製した,面発光レーザの代わりに波長可変半導体レーザを用い、フォトダイオードの代わりにイメージセンサを用いて、デバイスの波長依存性を測定し、波長ドロップ特性を確認した。
4)干渉露光システムを用いたグレーティングの集積・評価
グレーティングカップラを集積した導波路基板に、開発した干渉露光システムを用いて分布ブラッグ反射素子を集積して、波長ドロップ素子を作製し、その基本特性を確認した。

研究成果

• [文献書誌] K.Kintaka, J.Nishii, Y.Imaoka, J.Ohmori, S.Ura, R.Satoh, H.Nishihara: "A guided-mode-selective focusing grating coupler"IEEE Photonics Technology Letters. 16・2. 512-514 (2004)
• [文献書誌] Mei Hamada, Taro Noritomo, Kenzo Nishio, Shogo Ura: "Integration of fine-tuned 0.28um period gratings for integrated-optic add/drop multiplexing"Technical Digest, Seventh International Symposium on Contemporary Photonics Technology. 97-98 (2004)
• [文献書誌] Shogo Ura, Kenji Kintaka, Ryohei Satoh, Hiroshi Nishihara: "Integrated-optic wavelength-division-add/drop device for broad-band chip-to-chip optical interconnects (Invited)"Conference Proceedings, 16th Annual Meeting IEEE LEOS. Vol.1. 177-178 (2003)
• [文献書誌] K.Yokota, R.Satoh, Y.Iwata, K.Fujimoto, S Ura, K.Kintaka: "Development of Au reflection film with high adhesion for optical interconnection between LSI chips"Technical Digest, 36th International Symposium on Microelectronics. 756-761 (2003)
• [文献書誌] M.R.Islam, A.Hiroki, M.Yamada: "Modeling and Analytical Calculation of Strain Induced by Gradual Variation of Composition in Bulk InxGal-xAs Mixed Crystal"Japanese Journal of Applied Physics. 48・3. 1088-1093 (2004)
• [文献書誌] K.Taguchi, M.Yoshimoto, J.Saraie: "Reduction of carbon impurity in silicon nitride films deposited from metalorganic source"Japanese Journal of Applied Physics. 43. L148-L150 (2004)
• [文献書誌] S.Ura, F.Okayama, K.Takegami, K.Nishio, H.Nishihara: "Compact Spectroscopic Imaging Device Using Planar Grating Lens"Japanese Journal of Applied Physics. (accepted). (2004)
• [文献書誌] Y.Imaoka, J.Ohmori, M.Hamada, S.Ura, K.Kintaka, R.Satoh, H.Nishihara: "Guided-mode-selective focusing grating coupler for optical add/drop multiplexing of free-space wave with guided waves"Tech.Digest. 9th Microoptics Conference. 376-379 (2003)
• [文献書誌] 栖原敏明, 裏升吾: "光デバイス精密加工ハンドブック -増補改訂版-(板生清、海野邦昭、大平文和、河西敏雄、西澤紘一、安永暢男、米津宏雄 編集):分担執筆"オプトロニクス社(東京). 522-529 (2004)
• [文献書誌] 裏升吾: "光回路実装技術ロードマップ(03年度版):分担執筆"エレクトロニクス実装学会光回路実装技術委員会(東京). 27, 56-58 (2003)