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2019 年度 実績報告書

オンチップ集積された光ナノ共振器系における動的制御に基づく光操作

研究課題

研究課題/領域番号 18J23217
研究機関京都大学

研究代表者

仲代 匡宏  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
キーワードフォトニック結晶
研究実績の概要

最大1000万のQ値を達成しているシリコン系フォトニック結晶共振器において,より高度な動的制御を実現するために,共振器と電気的機構からなる系の実現を進めている.動的制御の実証に先駆けて,今年度はデバイスの構造設計および作製プロセスについて重点的に研究を進めた.
その結果,機械学習を利用して設計された単一共振器構造について実験的な評価を通してその性能を実証した上で,この共振器が3つ結合した共振器結合系および,マイクロヒーターとpinダイオードが同時集積されたデバイスについて作製プロセスを確立した.SOI(silicon on insulator)上に作製したサンプルについて基本的な特性を評価したところ,結果としてQ値150万程度の共振器結合系を実現するとともに,マイクロヒーターおよびpinダイオードに関しても良好な特性が得られた.また,動的に共振波長を制御することにも成功した.

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

単一共振器同様の性能には至らないが,電気的制御機構を有するフォトニック結晶共振器結合系としては世界最高性能のものを実現できた.

今後の研究の推進方策

共振波長の動的制御をさらに発展させて,共振器結合系における光操作の実証を進めるとともに,共振器結合系としての構造最適化や,プロセスの更なる改善を通して共振器Q値の向上を目指す.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Statistical evaluation of Q factors of fabricated photonic crystal nanocavities designed by using a deep neural network2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Nakadai, Kengo Tanaka, Takashi Asano, Yasushi Takahashi and Susumu Noda
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 13 ページ: 012002-1

    • DOI

      10.7567/1882-0786/ab5978

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ヒーター及びp-i-n構造を同時集積したフォトニック結晶共振器の作製2020

    • 著者名/発表者名
      仲代 匡宏, 井上 和輝, 浅野 卓, 野田 進
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 電気的制御機構を有するフォトニック結晶の作製のためのプロセス評価2019

    • 著者名/発表者名
      仲代 匡宏, 浅野 卓, 野田 進
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会

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公開日: 2021-01-27  

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