2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of hybrid plasmonics-photonics devices
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20K04609
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| Research Institution | Anan National College of Technology |
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Principal Investigator |
岡本 浩行 阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 教授 (60390506)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 堅三 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 准教授 (00501826)
鎌田 隼 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 研究員 (90850751)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ハイブリッドプラズモニック導波路 / self-imaging |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、シリコン光導波路とトレンチ型プラズモニック導波路を組み合わせたハイブリッドプラズモニック導波路を利用したハイブリッドプラズモニック波長選択素子の開発を目的とする。ハイブリッドプラズモニック波長選択素子の開発のためには、ハイブリッドプラズモニック導波路を利用した波長選択を行う原理である導波光と表面プラズモンポラリトンのself-imagingについて評価を実施する必要がある。そのため、まずハイブリッドプラズモニック導波路の作成を実施し、波長1300 nmの光を入射してハイブリッドプラズモニック導波路内のself-imagingについて実験により評価を行った。昨年度までに実施していた時間領域差分法による評価からは、導波光と表面プラズモンポラリトンの干渉により発生するビート長は2100nm程度であることが明らかになっている。そのため、作製するハイブリッドプラズモニック導波路の長さについては1000～2000 nmの範囲で異なる長さのハイブリッドプラズモニック導波路を複数個作製した。
昨年度までに実施したシミュレーション結果から明らかになっている出力強度と導波路の長さの関係について実験により確認できた。実験では波長1300 nmの光を作製したハイブリッドプラズモニック導波路に入射し、出力ポートにおける光強度を確認した。その結果、ビート長の0.75倍程度の長さのハイブリッドプラズモニック導波路の出力強度は、ビート長の0.5倍、1.0倍の長さのハイブリッドプラズモニック導波路の出力強度と比較すると8dB程度低下することを確認した。これにより、ハイブリッドプラズモニック導波路内で生じる導波光と表面プラズモンポラリトンとの干渉によるself-imagingを確認することができた。この現象を利用することで、ハイブリッドプラズモニック波長選択素子の開発が可能であると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究で開発を行うことを目的としているハイブリッドプラズモニック波長選択素子の原理であるハイブリッドプラズモニック導波路内で発生する現象について、実験により確認できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度においてハイブリッドプラズモニック波長選択素子の原理となる現象を実験により確認できた。今後は、この現象を活用した素子の開発を進める予定である。ハイブリッドプラズモニック導波路の長さを制御することと、さらに作製過程における設計構造とのずれについては損失の増大につながることから、設計構造と作製した構造のずれを低減するよう高い精度による構造作製方法の検討を実施予定である。
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| Causes of Carryover |
令和3年度は、ハイブリッドプラズモニック導波路の作製及び作製した導波路の実験による原理確認の実施を行っており、材料の購入や実験装置について新たな購入が発生しなかった。
さらには、研究成果の発表（構造の作製及び評価結果）についても国内学会にオンラインによる参加が1回しかできなかったため、旅費などを使用する機会がなかった。
令和4年度は、令和3年度に実験により確認できた原理について、この原理を応用したデバイスの作製や評価に必要となる装置などを購入する予定である。さらには、学術講演会などについて現地での開催が増えてくると考えられるため、これまでの研究成果発表を活発に実施する予定であり旅費などについても使用する。
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