積層マイクロリング共振器を用いた波長選択性デバイス

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13026210
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 國分 泰雄 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60134839)
• Keywords: 光集積化 / 3次元集積化 / マイクロリング共振器 / クロスグリッド配置 / 波長フィルタ / 透過帯域平坦化 / 中心波長制御 / トリミング

Research Abstract

次世代フォトニックネットワークとして期待される波長アクセスネットワークには,波長にアドレスを対応させて経路制御を行うため,波長を自在にルーティングするデバイス(Add/Dropフィルタ)は必須である.本研究では,Add/Dropフィルタとして報告者らが開発した積層型マイクロリング共振器フィルタのさらなる高性能化と大規模集積化の達成を目指している.3年間の本格研究の初年度では,まずフィルタ中心波長の高精度設定,制御技術の開発と,それを応用したフィルタアレイの共振波長間隔の狭間隔化,および透過帯域平坦化を行った.
この波長フィルタは,リング半径を数十μmまで超小型化したマイクロリング共振器を網目状に構成したバスライン導波路の交点上に積層配置することによって高密度集積化を可能にした狭帯域Add/Drop波長フィルタである.また,このフィルタを網目状に配置することによって高密度な多チャネルAdd/Dropフィルタアレイを実現できる.しかしながら,これまでは中心波長の高精度制御はリング半径の微細な制御で行ってきたため,フォトマスクの製作精度の限界(50nm)から各フィルタのチャネル間隔は5.7nmが限界であった.そこで紫外線照射によるトリミング技術を用いてフィルタの中心波長を制御し,チャネル間隔を0.5nmまで微細化することに成功した
また,透過帯域平坦化については,リング共振器を3個積層化した3次直列結合共振器を提案してその設計・製作技術を開発し,素子を試作した結果,FSRを26nmに拡大し,また-10dB帯域幅に対する-1dB透過帯域幅の比を従来よりも約3倍(0.57)に拡大して透過帯域特性の平坦化を実証した.

Research Products

• [Publications] Yuji Yanagase, Shuichi Suzuki, Yasuo Kokubun, Sai Tak Chu: "Triple series vertically coupled microring resonator filter for pass band flattening and expansion of FSR"Jpn.J.Appl.Phys.. 41, 2A. L141-L143 (2002)
• [Publications] Yasuo Kokubun, Takashi Kato, Sai Tak Chu: "Box-like response of microring resonator filter by stacked double-ring geometry"IEICE Trans.on Electronics. E85-C, 4(4月号掲載予定). (2002)
• [Publications] S.Suzuki, Y.Hatakeyama, Y.Kokubun, S.T.Chu: "Precise control of wavelength channel spacing of microring resonator Add/Drop filter array"IEEE/OSA J.Lightwave Technology. 20, 4(4月号掲載予定). (2002)
• [Publications] H.Haeiwa, H.Nakashima, Y.Kokubun, A.Masaki, T.Toyooka: "Precise Formation of Fine Pits on Birefringent Film for Multi-level Optical Data Storage"Jpn J.Appl.Phys.. 41, 7B(7月号掲載予定). (2002)