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本研究では、シリコン微細加工、ナノ構造銅メッキ技術を使って、SOI(Silicon On Insulator)基板のシリコン薄膜層に金属／誘電体多層構造をもつ微小プリズムを作製し、これが分光素子として機能することを確かめる研究を行ってきたが、2012年度はプリズムへの光入射を行うための高効率回折格子結合器の作製に取り組んだ。光導波路に対して光ファイバーを垂直に配置して高い結合効率を得るために、格子構造をサブ波長周期の三角穴配列にする結合器を設計・作製しことで、TE偏光入射で25%の結合効率が得られた。通常、光ファイバーを格子に対して傾けて配置することで高い結合効率を得る系が採用されるが、実用を考慮した場合、垂直入射での利用が求められる。二値の格子構造でありながら垂直入射に対して25%の結合効率は世界で最も高い値である。
一方、金属微細構造の作製技術を利用して、基板外部から光を入射する波長選択フィルタの基礎的な実験に取り組んだ。サブ波長の狭い開口に対して波長程度の深い金属構造が、入射角度に依存しない波長選択フィルタとして機能することは理論的には知られていた。しかし、実際の素子作製が容易でなく、その機能が検証されてこなかった。今回、ナノ構造銅メッキ技術を使って数mm角の広い面積で金属格子波長フィルタを作製し、波長選択特性が入射角度の依存しないことを実験で示した。
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