2001 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,個々の回路エレメントの特性を明らかにしたうえで,光波回路の最適構造を探索することを目的として研究を進め,下記の成果を得た.
1.フォトニック結晶光波回路の解析理論として,様々なフォトニック結晶構造に対応可能な有限要素法を基づく解析シミュレーション法を開発した.具体的には,バンド構造計算やフォトニック結晶光導波路の固有伝送モード計算のための周波数領域有限要素法,また,フォトニック結晶光波回路の伝送特性を広帯域にわたって評価するための時間領域ビーム伝搬法を新たに開発した.
2.フォトニック結晶光波回路の機能性を高めていくには,光波伝搬を制御するための様々な物理効果を積極的に導入する必要がある.ここでは,電気光学効果,音響光学効果,磁気光学効果,熱光学効果,非線形光学効果を駆使したフォトニック結晶光波回路を構成するための基礎となる解析理論を開発した.
3.フォトニック結晶光導波路方向性結合器と低損失直角曲がりを有効に利用した光合分波回路(Multiplexer-Demultiplexer:MUX-DEMUX)を提案し,その波長特性を予測した結果,2チャンネルのMUX/DEMUXでは,サブミリメートル程度の大きさで,高密度波長多重伝送向けの波長フイルタが実現可能であることを明らかにした.
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Kunimasa Saitoh: "Full-Vectorial Finite Element Beam Propagation Method with Perfectly Matched Layers for Anisotropic Optical Waveguides"Jounal of Lightwave Technology. 19・. 405-413 (2001)
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[Publications] Masanori Koshiba: "High-Performance Absorbing Boundary Conditions for Photonic Crystal Waveguide Simulations"IEEE Microwave and Wireless Components Letters. 11・4. 152-154 (2001)
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[Publications] Takashi Yasui: "Three-Dimensional Vector Beam-Propagation Method for Second Harmonic Generation Analysis"Journal of Lightwave Technology. 19・5. 780-785 (2001)
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[Publications] Kunimasa Saitoh: "Approximate Scalar Finite-Element Beam-Propagation Method with Perfectly Matched Layers for Anisotropic Optical Waveguides"Journal of Lightwave Technology. 19・5. 786-792 (2001)
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[Publications] Masanori Koshiba: "Wavelength Division Multiplexing and Demultiplexing with Photonic Crystal Waveguide Couplers"Journal of Lightwave Technology. 19・12. 1970-1975 (2001)
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[Publications] Masanori Koshiba: "Numerical Verification of Degeneracy in Hexagonal Photonic Crystal Fibers"IEEE Photonics Technology Letters. 13・12. 1313-1315 (2001)
