2000 Fiscal Year Annual Research Report
フォトニック結晶超小型光波回路の解析理論の開発と構造設計
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12650034
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
小柴 正則 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40101521)
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| Keywords | フォトニック結晶 / フォトニックバンドギャップ / フォトニック結晶光導波路 / フォトニック結晶光波回路 / 有限要素法 / ビーム伝搬法 / 光導波路解析 / 時間領域解析 |
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| Research Abstract |
フォトニック結晶(photonic crystal : PC)超小型光波回路の解析理論を開発し,光波回路の構成に必要な曲がりや分岐など,個々の回路素子の特性を明らかにしたうえで,光波回路としての最適構造を探索することを目的として研究を進め,本年度は,下記に示すとおり,PCのバンド計算,PC光導波路の導波モード計算,およびPC光波回路の伝送特性計算のための解析理論を開発することに成功した.
1.PC光波回路は,PCに特有のフォトニックバンドギャップ(photonic band gap : PBG)による光波の閉込めの現象を利用して構成されるので,まずPBGの正確な評価が必要である.ここでは,周波数領域有限要素法に基づくPCのバンド計算法を新たに開発し,正方格子型,三角格子型,ハニカム格子型,カゴメ格子型など,種々のPCのバンド構造を系統的に調査した.
2.PBGが正確に評価できたとして,次にPC光波回路の最も基本的な構成要素であるPC光導波路のPBG内における導波モード特性を知る必要がある.ここでは,周波数領域有限要素法に基づくPC光導波路の導波モード計算法を新たに開発し,二,三の導波路構造について,その単一モード条件を明らかにした.
3.PC光波回路は,単一モードPC光導波路を基準とした各種の回路部品を組み合わせて構成される.ここでは,こうした回路部品の広帯域な伝送特性評価のための時間領域有限要素ビーム伝搬法を新たに開発し,PC光方向性結合器を用いた光合分波回路の構成法を考案した.
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Masanori Koshiba: "Time-Domain Beam Propagation Method and Its Application to Photonic Crystal Circuits"Journal of Loghtwave Technology. 18・1. 102-110 (2000)
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[Publications] Yasuhide Tsuji: "Guided-Mode and Leaky-Mode Analysis by Imaginary Distance Beam Propagation Method Based on Finite Element Scheme"IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 6・1. 163-169 (2000)
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[Publications] Yasuhide Tsuji: "Finite Element Beam Propagation Method with Perfectly Matched Layer Boundary Conditions for Three-Dimensional Optical Wavequides"International Journal of Numerical Modeing : Electronic Networks, Devices and Fields. 13・1. 115-126 (2000)
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[Publications] Yasuhide Tsuji: Journal of Lightwave Technology. 18・4. 618-623 (2000)
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[Publications] Masanori Koshiba: "Curvilinear Hybrid Edge/Nodal Elements with Triangular Shape for Guided-Wave Problems"Journal of Lightwave Technology. 18・5. 737-743 (2000)
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[Publications] Takashi Yasui: "Beam Propagation Analysis of Quasi-Phase Matched Second Harmonic Generation Devices"IEEE Transactions on Magetics. 36・4. 1871-1875 (2000)
