2007 Fiscal Year Annual Research Report
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07J02624
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
庄司 雄哉 Tokyo Institute of Technology, 大学院・理工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Keywords | 導波路型光アイソレータ / 非相反移相効果 / シリコン細線導波路 / シリコン導波路光アイソレータ / 磁気光学ガーネット / 表面活性化ボンディング / 広帯域動作 / 偏波無依存化 |
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| Research Abstract |
本研究課題の目的は、非相反移相効果を用いた導波路型光アイソレータの小型化、広帯域化、偏波無依存化を図ることである。小型化のために、シリコン細線導波路をベースとしたアイソレータを実現するために、シリコン導波路上へ磁気光学ガーネットを直接接合する技術を開発する必要がある。真空チャンバ中で二つの結晶表面を活性化し、真空を破らずに結晶同士を加熱・加圧することで異種結晶を接合する表面活性化ボンディング法を用いた。表面を活性化する処理は酸素プラズマを用い、250℃の雰囲気で5MPaの圧力を加えながら1時間加圧することによって、シリコン導波路上に磁気光学ガーネットを接合することに成功した。また、多モード干渉カプラの設計を行い、高い消光比を有するマッハツェンダ干渉計をシリコン・リブ導波路によって形成した。この導波路上に、表面活性化ボンディング法を用いて磁気光学ガーネットを直接接合し、シリコン導波路として初めて光アイソレータ動作実証に成功した。試作デバイスにて得られた最大のアイソレーションは、波長1559nmにおいて21dBであった。
さらに、位相変化の波長依存性を調整することにより、動作帯域の広帯域化を図った。ガーネットで導皮層を形成した干渉型光アイソレータで、波長1550nm帯において広帯域動作を実証した。
また、偏波無依存化については、TE-TMモード変換器がその特性実現に重要な要素となる。数値シミュレーションによって、導波路型モード変換器の設計を行い、基本構造を明らかにした。
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