| 研究課題/領域番号 |
15K04689
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
高田 和正 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (20359590)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 石英系導波路 / プレーナ光波回路 / フーリエ分光 / 干渉計 |
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| 研究実績の概要 |
（１）ＭＺＩアレイの設計と試作：３次元ビーム伝搬法（ＢＰＭ）を用いて石英系ＳＨΔ導波路型２入力４出力の９０°ハイブリッドカプラーを設計し、３２台のマッハ・ツｴンダー干渉計の後段にこのハイブリッドカプラーを搭載したＭＺＩアレイを試作した。当該ハイブリッドカプラーの透過中心波長を1550nmに設計したが、評価の結果、試作したカプラーの中心波長は50nm短波長側にシフトしたことが判明した。このような中心波長シフトの原因を解明するため、同じ導波路パラメータで作製した２ｘ２カプラーにおける分配比の波長依存性を測定したところ、当該カプラーにおいても、分配比の中心波長が短波長側に70nmシフトしていることが分かった。これらカプラーの波長特性をもとに再度ＢＰＭで解析した結果、波長シフトの原因として、作製時のエッチングレートが従来値と異なる可能性が高いことが判明した。この結果、再度、新たなエッチングレートをもとに次年度にて石英系ハイブリッドカプラーを再設計し、当該カプラーを搭載したＭＺＩアレイを試作する予定である。
（２）ＭＺＩアレイ分光器の特性向上：ＭＺＩアレイ分光器では、各ＭＺＩに固化された位相誤差の値をあらかじめ測定し、ＭＺＩ出力をこれら位相誤差データで補正した後に複素フーリエ変換を行う位相シフト法を採用している。今回、この位相シフト法に加えて、炭酸ガスレーザを各ＭＺＩに入射させ、このときのＭＺＩ出力変化から信号処理によりスペクトルを導出する方法を開発した。その結果、サイドローブのＲＭＳレベルはピークに対して0.3％近辺の値となり、ＭＺＩアレイ分光器でも実用に近いレベルまでサイドローブを低減できることを示した。
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| 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
試作した石英系導波路型ＭＺＩにおいては、中心波長がシフトしてしまい分光器として使用するには特性が不十分であった。しかしながら、試作品の評価とＢＰＭ解析の結果、波長シフトの主要因がエッチングレートの違いであることが判明し、次回の試作では、エッチングレートの違いを考慮してカプラーを設計する指針が得られているので、進捗度としては、おおむね順調と考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
今回判明したエッチングレートの値をもとに、再度石英系ハイブリッドカプラーを搭載したＭＺＩアレイを試作する。また、再度試作してもハイブリッドカプラーの特性が不十分である場合に備えて、位相が９０°シフトしたＭＺＩを並列に配置したことを特徴とするＭＺＩアレイを試作する。また、９０°ハイブリッドカプラーでは、４か所の集光点を発生させるためにスラブ導波路長が５ｍｍにも及ぶので、わずかなエッチングレートの違いによって、中心波長が大きくシフトしてしまうと考えられる、そこで、今後は、スラブ導波路長が短くて済む１２０°ハイブリッドカプラーをＢＰＭで設計し、これを搭載したＭＺＩアレイも試作し、特性の向上を図る。
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