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本研究では、状態維持電力が不要で低消費電力動作の可能性を有する強誘電性液晶とシリコン導波路上に形成した複合共振器を用いた波長可変フィルタ、さらに、それらを1チップ内に集積化した集積形波長可変フィルタアレイの開発および動作実証を目指し、本年度は基本要素となる複合共振器形波長可変フィルタの開発を行った。複合共振器形波長可変フィルタの実現のために、次の2段階に分けて研究を遂行した。
(a)複合共振器導波路の設計および製作技術の確立
共振器ミラーを形成するエッチング溝形成技術のプロセスを改善し、300nm以下の溝幅を形成する技術を確立した。得られた微細加工技術を波長可変フィルタのベースとなる複合共振器導波路の設計・製作プロセスに反映させ、透過特性における消光比の増大、透過帯域の平坦性の向上を実現した。
(b)複合共振器形波長可変フィルタの製作・評価
本研究では、液晶層の厚さを薄くすることにより、動作に必要な液晶内の印加電界強度を維持しながら低電圧動作の実現することを狙っている。このために、本研究では、マルチターゲットスパッタ装置を導入し、複合共振器導波路上の微小な領域に対して選択的に強誘電性液晶の配向を精密かつ均一に制御する技術の確立を行った。
また、本研究を遂行中に、グレーティングを形成したシリコン導波路に強誘電性液晶を装荷した強誘電性液晶装荷グレーティングシリコン導波路を着想し、試作素子を用いて、波長選択動作の原理的な実証を得ることが出来た。以上の成果は、本研究が目指す集積形波長可変フィルタアレイの開発に向けた着実な進展を示しており、また、シリコンフォトニクスの分野においても新たな動的機能を実現する手法として貢献できるものと考えられる。
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