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2014 年度 実績報告書

電流による表面プラズモン変調器の創製

研究課題

研究課題/領域番号 25630147
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

福田 光男  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50378262)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード表面プラズモン / 光変調 / 光デバイス / 光回路
研究実績の概要

平成25年度にセットアップした装置および設計・作製したデバイスを用いて、電流が流れている金属導波路を伝播した表面プラズモンから変換した伝播光の光ヘテロダイン検波実験を行なった。平成25年度の実験では測定系の機械的および電気的不安定に起因した表面プラズモンの強度変動が大きかったため、レーザの駆動電源を低雑音の電流源へ変更、測定系の機械的振動の抑制等の方策を施すことにより、測定時の機械的な揺らぎおよび電気的な雑音の低減を行なった。さらに、実験に用いるデバイスの高周波特性向上に向け、電極パターンを改善し、金属薄膜中を高周波電流が導通する構造を開発した。これらの 改良を加えた実験系およびデバイスを用いて表面プラズモンの電流による変調を検討した。その結果、導波路の電流密度を増加させるとビートスペクトルのピークが僅かに変化する傾向が見られたが、未だにビートスペクトルの強度変動が大きく、確証を得るまでには至っておらず、測定系の低雑音化を継続している。
一方、本実験を通じて、電気信号と表面プラズモンの相互作用は通常の集積回路では無視できるレベル以下であることを明らかにし、集積回路の電気配線が表面プラズモン導波路として使用できることを明らかにした。これらについて、IEEE/OSA J. Lightwave Tech.等で発表した。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Schottky-type surface plasmon detector with nano-slit grating using enhanced resonant optical transmission2014

    • 著者名/発表者名
      A. Takeda, T. Aihara, M. Fukuhara, Y. Ishii, M. Fukuda
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 116 ページ: 084313

    • DOI

      10.1063/1.4894150

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Surface-Plasmon Waveguides as Transmission Lines for Optical Signal and Electrical Bias2014

    • 著者名/発表者名
      M. Fukuhara, M. Ota, A. Takeda, T. Aihara, H. Sakai, Y. Ishii, M. Fukuda
    • 雑誌名

      IEEE/OSA J. Lightwave Tech.

      巻: 32 ページ: 3888–3893

    • DOI

      10.1109/JLT.2014.2357801

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 多モード干渉を利用した表面プラズモンポラリトン交差導波路2015

    • 著者名/発表者名
      太田雅,福原誠史,住村あさひ,伊藤基,相原卓磨,石井佑弥,福田光男
    • 学会等名
      2015年 第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [学会発表] 表面プラズモンを 介した光ビート信号による電子回路の動作2015

    • 著者名/発表者名
      酒井宏基,岡久真也,相原卓磨,福原誠史,石井佑弥,福田光男
    • 学会等名
      2015年 第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [学会発表] Directional excitation of surface plasmons using a plasmonic crystal2014

    • 著者名/発表者名
      Yu Kimura, Takuma Aihara, Yuya Ishii, Mitsuo Fukuda
    • 学会等名
      ISTS2014
    • 発表場所
      台湾、台北市
    • 年月日
      2014-11-19 – 2014-11-21
  • [学会発表] 表面プラズモン導波路の電気的分離と光信号伝達の検討2014

    • 著者名/発表者名
      福原 誠史,太田 雅,相原 卓磨,酒井 宏基,木村 優,武田愛弓,石井 佑弥,福田 光男
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-26
  • [学会発表] Coherent signal operation of surface plasmon and electronic integrated circuit2014

    • 著者名/発表者名
      T. Aihara, H. Sakai, A. Takeda, M. Fukuhara, M. Ota, Y. Kimura, Y. Ishii, M. Fukuda
    • 学会等名
      Int. conf. Near-Field Optics, Nanophotonics, Related Techniques
    • 発表場所
      米国、ソルトレーク市
    • 年月日
      2014-08-31 – 2014-09-04
  • [学会発表] Surface plasmon polariton diffraction structure to combine a low-loss waveguide and a Schottky-type detector2014

    • 著者名/発表者名
      Masashi Ota, Masashi Fukuhara, Hiroki Sakai, Yu Kimura, Takuma Aihara, Yuya Ishii, Mitsuo Fukuda
    • 学会等名
      Int. conf. Near-Field Optics, Nanophotonics, Related Techniques
    • 発表場所
      米国、ソルトレーク市
    • 年月日
      2014-08-31 – 2014-09-04
  • [学会発表] Optical Signal Transmission through Plasmonic Waveguide under Applied Electrical Bias2014

    • 著者名/発表者名
      M. Fukuhara, T.Aihara, M. Ota, H. Sakai, Y. Kimura, Y. Ishii, M. Fukuda
    • 学会等名
      IEEE OMN 2014
    • 発表場所
      英国、グラスゴー市
    • 年月日
      2014-08-17 – 2014-08-21
  • [学会発表] Integration of Plasmonic Device with Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors2014

    • 著者名/発表者名
      H. Sakai, T. Aihara, M. Fukuhara, M. Ota, Y. Kimura, Y. Ishii, M. Fukuda
    • 学会等名
      IEEE OMN 2014
    • 発表場所
      英国、グラスゴー市
    • 年月日
      2014-08-17 – 2014-08-21
  • [学会発表] 導波路を伝搬した表面プラズモン信号によるMOSFETの直流および交流動作2014

    • 著者名/発表者名
      酒井 宏基,相原 卓磨,武田 愛弓,福原 誠史,太田 雅,木村 優,石井 佑弥,福田 光男
    • 学会等名
      電子情報通信学会 電子デバイス研究会
    • 発表場所
      東大生産研
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-29
  • [学会発表] ナノスリットを有するショットキー型表面プラズモン検出器の感度向上2014

    • 著者名/発表者名
      武田 愛弓,相原 卓磨,福原 誠史,石井 佑弥,福田 光男
    • 学会等名
      2014年 電気学会 マイクロマシン・センサシステム研究会
    • 発表場所
      東大生産研
    • 年月日
      2014-05-27 – 2014-05-28
  • [学会発表] 検出器構造を有する低損失表面プラズモン導波路2014

    • 著者名/発表者名
      太田 雅,福原 誠史,酒井 宏基,相原 卓磨,石井 佑弥,福田 光男
    • 学会等名
      2014年 電気学会 マイクロマシン・センサシステム研究会
    • 発表場所
      東大生産研
    • 年月日
      2014-05-27 – 2014-05-28
  • [備考] 豊橋技術科学大学 フォトニクス研究グループ(福田研究室+石山研究室)

    • URL

      http://www.photon.ee.tut.ac.jp/

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公開日: 2016-06-01  

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