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2012 年度 実績報告書

高非線形光導波路を用いた広帯域光発生の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23760043
研究機関東北大学

研究代表者

北 智洋  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40466537)

キーワードZnO / TiO2 / 光導波路 / 自己位相変調 / 二次高調波発生
研究概要

最終年度においては、以下の3点に関して検討を行った。
1. 高い光学非線形性を有するZnOとイオン液体界面に生じる電気二重層を利用することで、ZnOに非常に強い電界を印加し、電解誘起二次高調波発生(EFISH)の測定を試みた。ZnOは、二次高調波発生の起源である二次の非線形光学定数、EFISHの起源である三次の非線形光学定数、共に高い値を持つため外部電界によって二次高調波発生を制御できる新規非線形光学デバイス実現への可能性を有する。メーカーフリンジ測定系の感度不足のため明確なEFISHの観測はできなかったが、外部電界印加による新たな位相整合手法を提案することができた。
2. TiO2フォトニック結晶導波路における自己位相変調効果の増大については、構造を最適化することで広帯域なスローライトを実現できる事を示した。平面波展開法を用いて、7 nm程度の動作波長帯域と20程度の群屈折率を持つフォトニック結晶導波路を設計した。作製においては、メタルマスク、ドライエッチング条件等の最適化により直径100~200 nm程度のホール構造を持つTiO2フォトニック結晶構造を精度良く作製できることを示した。
3. 量子光学への応用を目的としてTiOチャネル導波路の分散制御について検討した。波長800nm付近で異常分散となる構造の作製に成功した。本構造は、TIO2導波路の新たな可能性を示すものである。今後は、フォトニック結晶ファイバー中でしか観測できなかった現象を微小な導波路チップ上で実現するために海外研究機関との共同研究を推進していく。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Nonlinear optical photonic crystal waveguide with TiO2 material2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Uchijima, Tomohiro Kita, Hirohito Yamada
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE photonicWEST

      巻: 8626 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1117/12.2002005

  • [雑誌論文] Anomalous localization modes in Bragg-grating based on high index-difference waveguide2013

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Kita; Koji Uchijima; Hirohito Yamada
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE photonicWEST

      巻: 8629 ページ: 42-48

    • DOI

      10.1117/12.2003724

  • [雑誌論文] Analysis of Phase Matching Conditions for Generating Second Harmonic in ZnO Channel Waveguides2012

    • 著者名/発表者名
      Yuta Taira , Tomohiro Kita, Edgar Yoshio Morales Teraoka, and Hirohito Yamada
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 51 ページ: 04DG04-1 4

    • DOI

      10.1143/JJAP.51.04DG04

    • 査読あり
  • [学会発表] Anomalous localization modes in Bragg-grating based on high index-difference waveguide2013

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Kita
    • 学会等名
      SPIE PhotonicWEST
    • 発表場所
      サンフランシスコ(アメリカ)
    • 年月日
      20130203-20130206
  • [学会発表] Nonlinear optical photonic crystal waveguide with TiO2 material2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Uchijima
    • 学会等名
      SPIE PhotonicWEST
    • 発表場所
      サンフランシスコ(アメリカ)
    • 年月日
      20130203-20130206
  • [学会発表] TiO2 photonic crystal waveguide for nonlinear optical applications2012

    • 著者名/発表者名
      Koji Uchijima
    • 学会等名
      平成24年度電気関係学会東北支部連合大会
    • 発表場所
      秋田県立大学
    • 年月日
      20120831-20120831

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公開日: 2014-07-24  

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