2013 Fiscal Year Annual Research Report
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23360033
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
浅野 卓 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30332729)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | SiC / フォトニック結晶 / 高Q値 / 超広帯域 / 波長分波 / 可視光 / 吸収損失 / 水素イオン打ち込み |
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| Research Abstract |
本年度は(a)光通信帯域におけるSiCフォトニック結晶共振器のさらなる低損失化、および(b)可視光広帯域で動作するSiCフォトニック結晶の実現に取り組んだ。以下にその成果の概要を示す。
(a)光通信帯域におけるSiCフォトニック結晶共振器のさらなる低損失化
昨年度Q値10,000程度の共振器を作製することに成功した。今年度はまず、フォトニック結晶導波路の横にドロップ効率の低い共振器を長手方向等間隔に配置して、共鳴光を入れた際のドロップ光強度を観測した。これにより、導波路端での結合のばらつきの影響を回避して、伝搬損失を正確に測定することが出来た(10/cm程度)。その結果、SiC材料の吸収損失が現状のQ値を決定していることが明らかになった。さらにフォトルミネッセンス測定によりSiCOI基板のみで光通信波長帯において多くの欠陥起因の発光が見られることがわかった。これは、SiCOI作製時に必須の水素イオン打ち込み工程によるものと考えられため、ダメージ回復のため1400℃程度の温度でアニーリングを行ったところ最大でQ値14000の試料が得られた。
(b)可視広帯域で動作するSiCフォトニック結晶の実現
光通信帯域可視広帯域で動作するフォトニック結晶を実現するために、格子定数を150nmから600nmと広い範囲に設定し、点欠陥共振器および導波路の作製を試みた。これまで培った技術を適用することにより、150nmの格子定数であっても良好なフォトニック結晶構造の作製に成功した。スーパーコンティニュアム光源を導波路に導入し、共振器からののドロップ光を分光器で観察した結果、それぞれ格子定数に応じて共鳴波長550nmから1450nm程度の超広帯域での多波長分波動作を実証することが出来た。分波波長と格子定数の関係はSiCの屈折率の波長依存性を考慮すると非常に良く一致した。
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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
当初の計画通り、Q値が10000程度に抑制されている原因を突き止め、Q値を向上させるための有力な知見を得ることが出来た。また格子定数150nmという微小なフォトニック結晶を作製し、波長550nmまでの可視光動作を達成することが出来た。、
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度突き止めたSiCOI基板の欠陥という問題を解決するため、高温アニーリング等の手法を検討し、SiCフォトニック結晶技術の基礎の向上をすすめる。それと同時に、広帯域性を活かした高調波発生等の新たな課題にも取り組む。
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