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本年度は、様々な光集積回路を実現するために、Si細線光導波路と単一モード光ファイバーや半導体レーザ(LD)との光学結合について検討した。特にSOI基板上にLDチップをフリップチップ実装する方法について詳しく検討し、そのための光結合の方法や、光軸ずれに対するトレランスについても解析した。また、計算のみならず実験においても確認した。Si細線光導波路とLDとの結合においては、テーパー型のシンプルな光ビームスポットサイズ変換器を用いることで、3dB以下の光結合損失を十分な位置合わせトレランスにおいて実現できることが分かった。さらに、MZ干渉計型の熱光学光スイッチを試作し、スイッチング動作を実現した。前年度に見出した熱光学光スイッチの動作電流低減ためのヒーター構造やスイッチング応答時間短縮のためのデバイス構造について実験的にも確認した。さらに、ZnOによるワイドバンドギャップ半導体を用いたチャネル型光導波路を試作し、伝搬損失を実験的に見積った。さらにその光導波路に超短光パルスを入射させて、自己位相変調効果によるスペクトルブロードニングなどの非線形光学効果を確認した。さらに、Si細線光導波路の側壁に周期的な凹凸を設けることによりブラッグ反射型波長フィルタを試作し、透過スペクトルを測定した。凹凸の深さによって反射波長帯域は変化するが、その変化の仕方が、通常の光導波路とは異なり、High-ΔのSi細線導波路ならではの特異な現象が観測され、電磁界計算による結果とも比較した。その結果、Si細線光導波路のような超High-Δの光導波路には、一般的な(Low-Δ)の光導波路には無い物理が潜んでいることが分かった。
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