| 研究課題/領域番号 |
19K04522
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
金高 健二 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (50356911)
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| 研究分担者 |
裏 升吾 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 教授 (10193955)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 光集積回路 / 光導波路 / 導波モード共鳴 / 波長フィルタ / グレーティング / 光共振器 |
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| 研究実績の概要 |
１．はじめに 薄膜光導波路に設けられた周期構造により、空間中の伝播光と光導波路中の伝播光（導波モード光）が結合して生じる導波モード共鳴（Guided-Mode Resonance : GMR）が、その特異な狭帯域波長特性により世界的に研究が盛んになっている。これまで実証されているGMR素子はほとんどが狭帯域反射特性を示すものであるが、波長フィルタや分光等の応用には狭帯域透過特性が求められることも多い。本研究の目的は、狭帯域透過特性を示すGMR素子の実現可能性を、理論的・実験的に探求・実証することである。
２．素子の設計 透明基板を用いる場合、GMRが起こる波長（共鳴波長）でのみ強い反射がおこり、それ以外の波長では通常のフレネル反射となるため、狭帯域透過特性は得られない。狭帯域透過を得るためには共鳴波長以外では反射する必要があるため、反射性基板を用いる。本年度は、反射率設計に自由度があり損失も少ない誘電体多層膜を反射性基板として検討した。GMR素子としては、我々の研究グループが考案した、導波路共振器をGMR素子と集積した新形態の素子（Cavity-Resonator-Integrated GMR Filter：CRIGF）を用いて設計した。誘電体多層膜基板とCRIGFを積層集積することで、ピーク透過率70%、波長選択幅0.1nmの素子が得られることをシミュレーションにより確認した。
３．デバイス作製と特性評価 誘電体多層膜の作製には、膜厚や屈折率の精密制御が必要であるため外注した。この誘電体多層膜基板の上に後工程としてCRIGFを作製するため、誘電体多層膜の熱履歴耐性や温湿度等の耐環境性について検証を行った。誘電体多層膜の成膜方法によっては、後工程プロセスに耐えられない膜質もあることを明らかにした。
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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
初年度は主に、新規構造素子の設計と、実際に作製する際に問題になるであろうプロセス上の課題の確認を行った。これらの知見が得られた事で、来年度以降も計画通りに研究が遂行可能であると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
新規構造の素子の基本設計を行ったので、今後はこの検討を基に素子の作製と動作検証に向けた検討を進める。また、今回とは違う構造の素子についても検討・設計を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
素子作製のための材料や部品の購入、情報収集等のために予算を使用した。
しかし、本年度は本格的に素子作製する前のプロセス確認段階が主であったために残額が生じた。次年度は、素子の作製と評価のための材料や光学部品を購入する。あわせて、これまでに得られた成果について国内外の学会で発表を行う。
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