2023 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 – 2025-03-31
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| Keywords | ハイブリッドプラズモニックデバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，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導波路を利用したハイブリッドデバイスを開発することが目的である．2023年度までにデバイス構造の設計を数値解析により実施し，ハイブリッドデバイスとしての特性の解析やデバイスとして最適な構造の設計，構造の作製を行った．構造はシリコン光導波路の一部に金属を蒸着することで，プラズモニック導波路とシリコン光導波路のハイブリッド化を行う構造である．数値解析の結果からは，通信波長域（波長1300nm）付近においてハイブリッド導波路内でシリコン光導波路内を伝搬する導波光の一部が表面プラズモンポラリトンに結合することで，導波光と表面プラズモンポラリトンが伝搬するハイブリッド導波路となる．この場合に導波光と表面プラズモンポラリトンのself-imaging現象が現れることを確認した．self-imaging現象が発生した場合，特定の波長はハイブリッド導波路を通過できず，反射することが分かっており，作製した構造を用いて実験的に評価することでself-imaging現象の影響を確認した．実験による検証の結果，数値解析結果と同じように特定の波長がハイブリッド導波路を通過できないことを確認した．これより，本研究で開発した構造は，数百nmのサイズで波長の制御ができることを明らかにした．
さらに2023年度からは，この特性を利用した光デバイスの設計・製作を開始した．デバイスサイズの大幅な微小化かつ低損失な特性を有する構造の開発を進めている．
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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
導波光と表面プラズモンポラリトンのself-imaging現象を活用したデバイスの作製が実施できており，2024年度は作製した構造の評価を実施することで本研究の目的であるハイブリッドデバイスの開発を実現できるため，順調に進展していると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度には作製したデバイス構造の評価を実施して，その成果を学会などで報告を行う予定である．
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| Causes of Carryover |
2023年度に予定していた国外での学会発表にcovid-19等の影響で参加できず，旅費などを使用することができなかった．さらに2023年度についてはデバイス評価で十分な結果が得られておらず，2024年度の評価結果などを学会発表等で報告する予定である．
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