3次元サブミクロン構造フォトニック結晶の実験的理論的研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10044120
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 川上 彰二郎 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (10006223)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大寺 康夫 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (20292295) ; 佐藤 尚 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (30261572) ; 花泉 修 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (80183911)
• Keywords: フォトニック結晶 / 自己クローニング / 偏光分離素子 / 可視域 / 導波路 / 機能性材料 / CdS / TiO_2 / SiO_2

Research Abstract

1.偏光分離素子の高性能化
単位セル構造の最適化により,消光比,動作波長域,斜入射特性を改善した。また,ARコートにより反射損失を低減させることにより,挿入失敗を低減した。
2.可視域フォトニック結晶の創生
TiO_2/SiO_2を用いた可視域フォトニック結晶を作製した。さらに,これを用いて,複屈折性を利用した波長板や回析格子型偏光分離素子を試作し,作動を確認した。
3.バンドギャップ拡大の研究
自己クローニング法による変調杉綾と垂直孔形成により,完全バンドギャップが得られることを理論的に示した。さらに,これを実現するために反応性エッチングを含んだプロセスを提案し,原理的に可能であることを実験により示した。
4.新しい導波路構造の提案・設計・解析
新たに,格子定数・格子方位変調型の導波路構造を提案し,設計・解析を行い,その構造の有効性を確認した。これらは,自己クローニングのみで面内導波路が形成できるという利点を持つ。
5.機能性材料とフォトニック結晶の複合技術の開発研究
IIVI族及びIIIV族化合物半導体として,それぞれCdS,InGaAlAs系半導体を自己クローニング型フォトニック結晶と複合させるプロセスを開発し,発光特性の評価を行った。

Research Products

• [Publications] Y.Ohtera他: "Photonic Cvystal Polarization Splitters"Electronics Letters. 35・15. 1271-1272 (1999)
• [Publications] 佐藤尚他: "可視域透明材料からなるフォトニック結晶の作製"電子情報通信学会論文誌. J82-C-I・9. 572-573 (1999)
• [Publications] 花泉修他: "3次元フォトニック結晶へのCdSの取入れ"電子情報通信学会論文誌. J82-C-I・10. 606-607 (1999)
• [Publications] 川上彰二郎他: "オートクローニングによる三次元フォトニック結晶の作製"応用物理. 68・4. 424-425 (1999)
• [Publications] 川上彰二郎他: "フォトニック結晶の作製と光デバイスへの応用"応用物理. 68・12. 1335-1345 (1999)
• [Publications] 花見修: "3次元フォトニック結晶へのIIIV族化合物半導体活性層の埋込み"電子情報通信学会論文誌. J83-C-I・3. (2000)