| 研究課題/領域番号 |
15K06003
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| 研究機関 | 茨城工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
弥生 宗男 茨城工業高等専門学校, 国際創造工学科, 准教授 (90331983)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 磁性フォトニック結晶 / 光サーキュレータ / シリコンフォトニクス |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，2次元磁性フォトニック結晶を用いた平面導波路型光サーキュレータの実験実証を行うことを目的として，有限要素法による計算機シミュレーションを用いた構造設計と，シリコンフォトニクス技術を用いたプロトタイプ作製および微小光デバイスの偏光分光測定によるデバイス特性評価を目指している．
計算機シミュレーションによる構造設計においては，2次元モデル計算により網羅的に構造を変化させ，より低損失・高アイソレーションの構造探索を行った．3次元モデル計算では，これまでメモリ容量などの問題から計算を進めづらい状況があったが，計算環境の改善によりある程度大きなモデルでも計算を進められるようになった．これにより，2次元モデル計算での知見を生かし，3次元モデルを用いて系統的に構造を変化させながら構造変化に対する特性変化の計算を進めた．この結果の一部は国際学会(Magnetics and Optics Research International Symposium, MORIS2018)において発表した．3次元モデルでは，光導波デバイス部分以外に基板および表面部の空気(真空)を含めたモデルとなっている．デバイス厚と導波波長との関係から伝搬モードが限定されること，また穴径や磁性体径などの構造寸法とデバイス厚との関係で，光伝搬が2次元モデル計算の結果とは異なり光サーキュレータとして十分に動作しない場合があることがわかった．デバイス厚が厚くなるとアスペクト比が大きくなりデバイス加工が困難となるため，必要最小限の厚さとなるよう計算を進めている．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
これまで計算困難であった3次元モデル計算が進捗するようになったが，当初の計画より遅れており光サーキュレータプロトタイプ作製に至っていないことから，このような進捗評価とした．
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| 今後の研究の推進方策 |
光サーキュレータのシリコンフォトニクス技術によるプロトタイプ作製を最優先として，3次元モデル計算による構造設計を進め必要なデバイス厚を見出し，デバイス作製および特性測定を行う．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
シリコンフォトニクスプロセスの加工外注のために確保指定が額および学会発表機会が想定より少なかったために次年度使用額が生じた．研究期間を延長し3次元モデル計算を早急に行い，デバイス構造を確定させた上で加工外注を行う．またこのデバイス作製およびその特性についての学会発表，論文投稿を行う．
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