周期構造型および導波路型偏波変換・制御デバイスの開発

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22560350
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 法政大学
• 研究代表者: 山内 潤治 法政大学, 理工学部, 教授 (50174579)
• 研究分担者: 柴山 純 法政大学, 理工学部, 准教授 (40318605)
• 研究協力者: 若林 佑 法政大学, 大学院理工研究科, 博士後期課
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 光デバイス / 偏波変換器 / 表面プラズモン / 周期構造

研究概要

導波路型および周期構造型の偏波変換・制御デバイスを解析し得る、効率のよい数値解法として、陽解法と陰解法に基づく有限差分時間領域法を金属膜のような分散性媒質を含む際にも取り扱えるように拡張した。構築した解法に基づき、周期構造型偏波変換器の動作メカニズムを明らかにした。また、導波路型偏波変換器を広帯域に動作させる手法を考案した。結果として、波長1.3μmから1.65μmの広帯域に渡って、15dB以上の消光比、0.5dB以下の挿入損を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] 埋め込み型空気コアナノ導波路を用いた短軸長偏波変換器 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山内潤治、橋本貴、若林佑、中野久松
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌C 巻: vol.J96-C
  • URL: http://search.ieice.org/bin/index.php-category=C&lang=J&curr=1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Short waveguide polarization converter operating over a wide wavelength range (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Wakabayashi, J. Yamauchi, and H.Nakano
  • 雑誌名: IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology 巻: vol.31, no.10 ページ: 1544-1550
  • DOI: DOI:10.1109/JLT.2013.2253445
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simplified algorithms for the full-vectorial ADI-BPM using a fundamental scheme (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Shibayama, A. Yokomizo, J. Yamauchi, and H. Nakano
  • 雑誌名: IEEE Photonics Technology Letters 巻: vol.25, no.2 ページ: 147-150
  • DOI: DOI:10.1109/LPT.2012.2230159
  • 査読あり
• [雑誌論文] 近似的 にエアリービームを発生する直交及び1/4 円弧形状からなる移相素子の FDTD 解 析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山内潤治、大野朋美、中野久松
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌C 巻: vol.J95-C、 no.9 ページ: 187-194
  • URL: http://search.ieice.org/bin/index.php-category=C&lang=J&vol=J95-C&num=9&abst=
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient implementation of frequency-dependent3D LOD-FDTD method using fundamental scheme (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Shibayama, T. Hirano, J. Yamauchi, and H. Nakano
  • 雑誌名: IET Electronics Letters 巻: vol.48, no.13 ページ: 774-775
  • DOI: DOI:10.1049/el.2012.1462
  • 査読あり
• [雑誌論文] Frequency- dependent formulations of a Drude- critical points model for explicit and implicit FDTD methods using the trapezoidal RC technique (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Shibayama, K. Watanabe, R. Ando, J.Yamauchi, and H. Nakano
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Electronics 巻: vol.E95-C, no.4 ページ: 725-732
  • DOI: DOI:10.1587/transele.E95.C.725
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reformulation of the ADI-BPM using a fundamental scheme (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Shibayama, A. Yokomizo, J. Yamauchi, and H. Nakano
  • 雑誌名: IEICE Electronics Express 巻: vol.9, no.5 ページ: 365-370
  • DOI: DOI:10.1587/elex.9.365
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient LOD-BOR-FDTD implementation based on a fundamental scheme (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Shibayama, T. Oikawa, J. Yamauchi,and H. Nakano
  • 雑誌名: IEEE Photonics Technology Letters 巻: vol.24, no.10 ページ: 957-959
  • DOI: DOI:10.1109/LPT.2012.2190502
  • 査読あり
• [雑誌論文] 無反射コーティングを付加した積層型偏 光子及び偏光分離素子の波長特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 若林佑、小林勇介、山内潤治、中野久松
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌C 1245185GD009 vol.J94-C, no.12 巻: vol.J94-C, no.12 ページ: 520-529
  • URL: http://search.ieice.org/bin/index.ph p-category=C&lang=J&vol=J94-C&num=12&abst=
  • 査読あり
• [雑誌論文] A locally one-dimensional finite difference time domain method for the analysis ofa periodic structure at oblique incidence (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Wakabayashi, J. Shibayama, J.Yamauchi, and H. Nakano
  • 雑誌名: Radio Science 巻: vol.46 ページ: 9
  • DOI: DOI:10.1029/2011RS004730
  • 査読あり
• [雑誌論文] TE波 若しくはTM波を選択的に透過する導波路型偏光子の数値解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山内潤治、中野朋浩、中野久松
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌C 巻: vol.J94-C, no.9 ページ: 229-236
  • URL: http://search.ieice.org/bin/index.php-category=C&lang=J&vol=J94-C&num=9&abst=
  • 査読あり
• [雑誌論文] Minimum loss condition of a bent rectangular tube waveguide (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Yamauchi, T. Nakano, S. Harada, and H. Nakano
  • 雑誌名: IEEE Photonics Technology Letters 巻: vol.23, no.16 ページ: 1133-1135
  • DOI: DOI:10.1109/LPT.2011.2157674
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Shibayama, R. Ando, J. Yamauchi, and H. Nakano
  • 雑誌名: IEEE Photonic Technology Letters 巻: vol.23, no.15 ページ: 1070-1072
  • DOI: DOI:10.1109/LPT.2011.2154361
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 3-D LOD-FDTD method for the wideband analysis of optical devices (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Shibayama, R. Ando, J. Yamauchi, and H. Nakano
  • 雑誌名: Journal of Lightwave Technology 巻: vol.29, no.11 ページ: 1652-1658
  • DOI: DOI:10.1109/JLT.2011.2138680
  • 査読あり
• [雑誌論文] A beam-propagationmethod using both electric and magnetic fields (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Nito, T. Oda, S. Takase, J. Yamauchi, and H. Nakano
  • 雑誌名: IEEE Photonics Technology Letters 巻: vol.23 ページ: 429-431
  • DOI: DOI:10.1109/LPT.2011.2107572
  • 査読あり
• [雑誌論文] A TM-pass/TE-stop polarizerbased on a surface plasmon resonance (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Wakabayashi, J. Yamauchi, and H.Nakano
  • 雑誌名: Advances in OptoElectronics 巻: vol.2011, 867271 ページ: 6 pages
  • DOI: DOI:10.1155/2011/867271
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of plasmonic waveguides and gratings using implicit finite-difference methods (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Shibayama, J. Yamauchi, and H.Nakano
  • 雑誌名: Advances in OptoElectronics 巻: vol.2011,287284 ページ: 6 pages
  • DOI: DOI:10.1155/2011/287284
  • 査読あり
• [学会発表] Frequency-dependent LOD-FDTD simulation of THz sensing (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Shibayama, N. Sasaki, J. Yamauchi, and H. Nakano
  • 学会等名: Progress in Electromagnetic Research Symposium
  • 発表場所: Taipei,Taiwan
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] Analysis of plasmonic devices using the frequency-dependent fundamental 3D-LOD-FDTD method (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Shibayama, T. Hirano, Y.Wakabayashi, J. Yamauchi, and H. Nakano
  • 学会等名: Progress in Electromagnetic Research Symposium
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] 表面プラズモンを用いた光ナ ノ共振器・アンテナ・ブラックホール (2013)
  • 著者名/発表者名: 山内潤治
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岐阜大学
  • 年月日: 2013-03-20
• [学会発表] FDTD analysis of a metal grating structure at oblique incidence using the TRC technique (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Wakabayashi, J. Yamauchi, and H.Nakano
  • 学会等名: Asia PacificMicrowave Conference
  • 発表場所: Kaohsiung, Taiwan
  • 年月日: 2012-12-06
• [学会発表] Efficient time-domain techniques for the wideband analysis of plasmonic antennas (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Shibayama, J. Yamauchi, and H.Nakano
  • 学会等名: International Conference on Wireless Information Technology and Systems
  • 発表場所: Maui, Hawaii
  • 年月日: 2012-11-14
• [学会発表] Transmission characteristics of a thin metal film sandwiched between dielectric gratings (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Wakabayashi, T. Fukui, J. Yamauchi, and H. Nakano
  • 学会等名: International Symposium on Antennas and Propagation
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2012-10-31
• [学会発表] 広帯域に動作する導波路型偏 波変換器 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山内潤治
  • 学会等名: 電子情報通信学会ソサイエテ ィ大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] Wide band analysis of a stop band filter and a resonator at THzfrequencies (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Shibayama, Y. Uchizono, J. Yamauchi, and H. Nakano
  • 学会等名: International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications
  • 発表場所: Cape Town, South Africa
  • 年月日: 2012-09-05
• [学会発表] High-gain characteristics of a slightly flared dielectric tube antenna (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Yamauchi, H. Sato, and H. Nakano
  • 学会等名: IEEE Antennas and Propagation Symposium
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2012-07-12
• [学会発表] Three-dimensional periodic LOD-FDTD method with a fundamental scheme (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Wakabayashi, J. Yamauchi, and H.Nakano
  • 学会等名: Integrated Photonics Research, Silicon, and Nano-Photonics
  • 発表場所: Colorado Springs, USA
  • 年月日: 2012-06-18
• [学会発表] Polarization converters using opticalnano-waveguides (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Yamauchi, T. Hashimoto, Y.Wakabayashi, and H. Nakano
  • 学会等名: Integrated PhotonicsResearch, Silicon, and Nano-Photonics
  • 発表場所: Colorado Springs, USA
  • 年月日: 2012-06-18
• [学会発表] Three-dimensional analysis of a surface plasmon resonance waveguide sensor for detecting material absorption (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Shibayama, A. Yokomizo, J. Yamauchi, and H. Nakano
  • 学会等名: Progress in Electromagnetic Research Symposium
  • 発表場所: Kuala Lumpur, Malaysia
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] BPM and FDTD analyses ofa metal-insulator-metal type terahertz waveguide (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Shibayama, Y. Uchizono, J. Yamauchi, and H. Nakano
  • 学会等名: Progress in Electromagnetic Research Symposium
  • 発表場所: Kuala Lumpur, Malaysia
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] 数値シミュレーションによる 光デバイス設計 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山内潤治
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合 大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] Numerical analysis of a cigar antenna (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Yamauchi, H. Harada, and H. Nakano
  • 学会等名: International Symposium on Antennas and Propagation
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2011-10-28
• [学会発表] FDTD analysis of a metal grating structure at oblique incidence (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Wakabayashi, J. Yamauchi, and H.Nakano
  • 学会等名: International Symposium on Antennas and Propagation
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2011-10-27
• [学会発表] Analysis of a gap plasmonic waveguide using the frequency- dependent 3-D LOD-FDTD method (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Shibayama, R. Ando, J. Yamauchi, and H. Nakano
  • 学会等名: The11th International Conference onNumerical Simulation of Opto-electronic Devices
  • 発表場所: Rome, Italy
  • 年月日: 2011-09-05
• [学会発表] Technique for improving the implicit BOR-FDTD method based on the locally one-dimensional scheme (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Shibayama, T. Oikawa, J. Yamauchi, and H. Nakano
  • 学会等名: 13th International Symposium on Microwave and Optical Technology
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2011-06-22
• [学会発表] Analysis of periodic structures at oblique incidence using an LOD-FDTD method (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Wakabayashi, J. Shibayama, J.Yamauchi, and H. Nakano
  • 学会等名: Integrated Photonics Research, Silicon and Nano Photonics
  • 発表場所: Toronto, USA
  • 年月日: 2011-06-13
• [学会発表] ビーム伝搬解析の最近の動向(III) (2011)
  • 著者名/発表者名: 山内潤治
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-03-17
• [学会発表] Power-conserving beam-propagation method for photonic device simulation (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Yamauchi, Y. Nito, and H. Nakano
  • 学会等名: Workshop on Simulation and Modeling of Emerging Electronics
  • 発表場所: Hong Kong
  • 年月日: 2010-12-07
• [備考] 学術研究データベース
  • URL: http://kenkyu-web.i.hosei.ac.jp/Profiles/12/0001152/profile.html