| 研究課題/領域番号 |
26420331
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
金高 健二 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 無機機能材料研究部門, 主任研究員 (50356911)
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| 研究分担者 |
裏 升吾 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (10193955)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 光集積回路 / 光導波路 / 導波モード共鳴 / グレーティング / 光共振器 / 波長フィルタ / ミラー |
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| 研究実績の概要 |
1.はじめに 情報処理システムの高性能化・省電力化のため、光電子融合回路の実用化が急務である。高密度光配線の集積実装技術を構築することは、実用化に向けた重要課題の一つである。本研究の目的は、面発光レーザから高密度光配線へ信号導波光を結合する実装手法として新規な光集積素子を提案・検討し、理論的・実験的に実証することである。
2.素子作製と動作検証 導波モード共鳴フィルタ（GMRF）の開口サイズの微小化を目指し、分布ブラッグ反射器ペアで構成する光導波路共振器内にGMRFを集積した、共振器集積導波モード共鳴フィルタ（CRIGF）を提案し基本動作を実証している。本年度は、昨年度からひき続き、CRIGFと金属ミラーとを集積した共振器集積導波モード共鳴ミラー（CRIGM）を試作し評価を行った。昨年度明らかになった、ノッチフィルタリング特性を示す構造を実験的に明らかにするため、CRIGFと金属ミラー間の光学距離（バッファ層厚）をテーパー状に変化させた素子を試作し、素子特性のバッファ層厚依存性を明らかにした。次に、CRIGFにおいては、共振器内のGMRF位置が素子特性に大きく影響することが実験的にわかった。この位置制御により、より挟帯域な素子の実現が可能であり、外部共振器ミラーに応用すれば、波長ロック機能の向上が期待できる。
3.理論検討と動作シミュレーション 検討しているCRIGFやCRIGMといった素子動作を解析する手法はなく、これまでは無限長の周期構造に利用される厳密結合波解析法(RCWA) と膨大な解析リソースを必要とする時間領域有限差分(FDTD)法から類推するのみであった。本研究において、時間領域のモード結合理論と空間領域のモード結合理論とを統合し、新たな時空間モード結合理論に基づく解析モデルを構築した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
研究当初に予測していた「反射率は高いままで反射位相だけが共鳴波長付近で急峻に変化する」という素子はまだ実現できておらず、当初計画より少し遅れている。しかし、ノッチフィルタリング特性を示す原因の究明は着実に進展している。また、外部共振器ミラーとして望ましい、より挟帯域な特性が実現可能な構造・方式を新たに提案できた。さらに、新たな理論解析モデルを構築したので、素子設計と特性予測の精度・効率の向上が期待できる。これらの知見が得られた事で、来年度は計画通りに研究が遂行可能であると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
CRIGMがノッチフィルタリング特性を示す動作原理を理論的・実験的に明らかにする事ができたので、今後はこの検討を基に反射率低下の無い素子の作製と動作検証に向けた検討を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
素子の作製と評価のための材料、部品の購入や、研究成果の公表のために予算を使用した。
来年度も、今年度と同程度以上の予算が必要であると判断したため残額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
素子の作製と評価のための材料や光学部品を購入する。また、本研究で得られた成果について国内外の学会で発表する。
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