2012 Fiscal Year Annual Research Report
周期構造型および導波路型偏波変換・制御デバイスの開発
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22560350
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
山内 潤治 法政大学, 理工学部, 教授 (50174579)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柴山 純 法政大学, 理工学部, 准教授 (40318605)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 光デバイス / 偏波変換器 / 表面プラズモン / 周期構造 |
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| Research Abstract |
昨年度の後半において着想していたFundamental法の応用を実施した。陰解法に基づく３次元ＬＯＤ－ＦＤＴＤ法に適用し、ギャップ表面プラズモン導波路の解析に利用した。金属の分散性の表現には、これまで多用されるDrudeモデルに加えて、より実験値との整合のよい、Drude-Critical Pointsモデルでの定式化を行った。従来の陽的手法の計算時間を1とすると、ＬＯＤ－ＦＤＴＤで０．６２、Fundamental型ＬＯＤ－ＦＤＴＤで０．４３にまで短縮することに成功した。周期構造に対しても応用し、基板上に配置された金属グレーティングにおいて、実験値との良好の一致をみた。さらに傾斜入射時にも対応できるように拡張した。卍形状からなる平面キラルナノ周期構造を利用した偏波変換器に関しては、固有モード特性を算出するアルゴリズムを構築し、平面波励振時に生成されるモード形状と伝搬定数を明らかにした。
導波路型偏波変換器に関しては、Ｌ字型シリコン細線導波路と埋め込み型空気コアナノ導波路の２種類に関して、構造設計法を明らかにした。特に広帯域に渡る動作を得るために、変換器長を最適値からわずかに長くする手法を提案した。消光比特性は単峰性から双峰性に変わり15dB以上の消光比が、波長1.3μmから1.7μmに渡って維持されることを見出した。この時、挿入損0.5dB以内に抑えられることも明らかにした。シリコン細線導波路型では、対向する2か所の角を切り取るダブルカット構造を提案し、挿入損を劇的に（0.2dB以下）に減らすことに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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