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2012 年度 実績報告書

プラズモン導波構造によるナノ光の制御

研究課題

研究課題/領域番号 21310082
研究機関徳島大学

研究代表者

原口 雅宣  徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (20198906)

研究分担者 岡本 敏弘  徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 助教 (60274263)
研究期間 (年度) 2009-04-01 – 2013-03-31
キーワードプラズモニクス / プラズモン導波路 / 微小共振器 / 変調器
研究概要

金属として銀を用いた導波路幅150nm程度の,V溝型およびトレンチ型,溝型のチャネル型プラズモン導波構に関して,1)Q値が高く作製しやすい微小共振器の作製,2)干渉計や方向性結合器の試作と特性評価,3)電気光学効果等を用いた変調器の試作と特性評価,4)プラズモンと通常の空間伝搬光の高効率光結合法の提案に取り組んだ.
1)に関しては,あらかじめ基板を加工して原型となる構造を作製し,その後表面に金属膜を作製して可能な限り金属膜の加工を行わない作製手法とすることで,共振器の高いQおよび導波路の低損失が再現性良く実現できることが明らかになった.2)に関して,試作と光学計測を行った結果,要求される制度に対して作製手法の最適化が不十分であったため,シミュレーションにより期待される水準の性能は得られなかったが,プラズモン導波路による干渉計や方向性結合器の動作の確認ができた.3)に関して,スラブ型プラズモンチャネル導波路についても電気光学効果を用いた変調器を作製し,その変調動作を検証した.その後,V溝型,トレンチ型,溝型のチャネル型プラズモン導波路と電気光学効果を用いた変調器の試作を試みたが,十分な精度での構造作製ができず変調動作の確認ができず,精度良い作製手法に改善の余地があることが示された.4)に関して,導波路端に45度傾斜をもつポートを作製することにより,簡便に伝搬光とプラズモンを変換する結合器とできることを確認した.シミュレーションと実験結果の比較により,空間伝搬光を集光した場合の励起効率は概算で5%程度以下と効率が低い一方で,プラズモンを空間に放射する場合は40%以上の効率があると見積もられた.

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Characteristics of Double-Plasmonic-Racetrack Resonator to Increase Quality Factor2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Okamoto et al
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: 20 ページ: 26-30

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of plasmonic racetrack resonators with a trench structure2012

    • 著者名/発表者名
      H. Okamoto, K. Yamaguchi, M.Haraguchi, T. Okamoto
    • 雑誌名

      Proc. of SPIE

      巻: 8547 ページ: 845723

    • DOI

      DOI:10.1117/12.929373

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental demonstration of plasmonic racetrack resonators with a trench structure2012

    • 著者名/発表者名
      H. Okamoto et al
    • 雑誌名

      Applied Physics B Laser and Optics

      巻: 108 ページ: 149-152

    • DOI

      10.1007/s00340-012-5081-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface Plasmon Polariton grating coupler on the Ti diffused LiNbO3 channel waveguide2012

    • 著者名/発表者名
      Shinpei Tanabe et al
    • 雑誌名

      World Academy of Science, Engineering and Technology

      巻: 71 ページ: 798-807

    • 査読あり
  • [学会発表] Fabrication of plasmonic racetrack resonators with a trench structure2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Okamoto et al
    • 学会等名
      The Sixth International Conference on Nanophotonics
    • 発表場所
      北京大学(China)
    • 年月日
      20120527-20120529
  • [学会発表] Development of a Sensing Device for Detecting Refractive Index Changes by Using a Plasmonic Resonator

    • 著者名/発表者名
      Zohary El Salah et al
    • 学会等名
      1st International Conference on Innovative Engineering
    • 発表場所
      Helnan Palestine Hotel (Egypt)
  • [学会発表] Stub structures in channel plasmonic waveguides

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Haraguchi et al
    • 学会等名
      The Second Japan-Korea Workshop on Digital Holography and Information Photonics
    • 発表場所
      徳島大学(徳島)
    • 招待講演
  • [学会発表] Surface Plasmon Polariton grating coupler on the Ti diffused LiNbO3 channel waveguide

    • 著者名/発表者名
      Shinpei Tanabe et al
    • 学会等名
      International Conference on Nanotechnology, Optoelectronics and Photonics
    • 発表場所
      NH Laguna Palace (Italy)
  • [学会発表] Development of plasmonic racetrack resonators with a trench structure

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Okamoto et al
    • 学会等名
      SPIE Optics & Photonics
    • 発表場所
      San Diego Convention Center (United States)
  • [学会発表] Surface Plasmon Polariton Grating Coupler on Piezoelectric Material Bonded with Conductive Si (100) Substrate

    • 著者名/発表者名
      Shinpei Tanabe et al
    • 学会等名
      12-th international Conference on Near-field Optics nanophotonics and Related Techniques
    • 発表場所
      Kursaal Conference Center (Spain)
  • [学会発表] High Q resonator in a V-groove waveguide

    • 著者名/発表者名
      Naohiro Kamon et al
    • 学会等名
      12-th international Conference on Near-field Optics nanophotonics and Related Techniques
    • 発表場所
      Kursaal Conference Center (Spain)
  • [学会発表] 単結晶ダイヤモンド基板上に作製された表面プラズモンポラリトン励起用回折格子型結合器の特性評価

    • 著者名/発表者名
      田邉 新平 他
    • 学会等名
      2012年秋季第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛)
  • [学会発表] プラズモン導波路に設置した連結スタブ共振器の作製法改善

    • 著者名/発表者名
      宮田 亨 他
    • 学会等名
      第 60 回応用物理学関係連合講演会講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学(神奈川)
  • [学会発表] V 字溝型構造を用いた小型波長分波器の開発

    • 著者名/発表者名
      岡出浩俊 他
    • 学会等名
      第 60 回応用物理学関係連合講演会講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学(神奈川)
  • [学会発表] ギャップ構造を用いたナノリングプラズモニック共振器の評価

    • 著者名/発表者名
      岡本浩行 他
    • 学会等名
      第 60 回応用物理学関係連合講演会講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学(神奈川)

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公開日: 2014-07-24  

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