Waveguide devices for the physics and applications of non-Hermitian Photonic systems

用于非厄米光子系统物理和应用的波导器件

• 批准号: 21K04927
• 负责人: 角屋 豊
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04927/
• 关键词: 非エルミート; フォトニクス; 導波路; テラヘルツ; non-Hermite; Photonics; Waveguide; Grating; Meta-surface

本研究の目的は，連続準位中束縛状態（Bound states in the continue; BIC）と例外点（Exceptional point; ExP）が共存するグレーティング結合導波路において，代表者らが理論的に発見した①２モードの反交差点で非Γ点BICが生じ，そのブランチが偏光やグレーティング厚さによってスイッチすること，②ExPが発生するグレーティング厚さが存在すること，③グレーティング厚さ依存性がグレーティング内のスリットにおけるファブリペロー（FP）共振で理解できること，等を実証することである．本年度は，周波数領域として昨年決定したTHz領域での実験に向けた準備を行った．THz領域では単層グレーティングでの実現が容易でないため，これに変わる手法として昨年度考案した２層グレーティングを想定した．具体的には，導波路層，および２層グレーティングの層間膜材料として，種々の厚さのシートが市販されており，かつ損失も低いポリイミドを採用することとした．さらに調査の結果，住友金属鉱山㈱からCu膜が成膜されているポリイミド（エスパーフレックス）が市販されていることがわかり，試供品の提供を受けた．現在グレーティングパターン形成を試みている．本年度はまた，測定に向けて時間領域THz分光エリプソメトリを構築した．さらに，実験を想定した具体的な設計を行った．種々に検討した結果，昨年想定していたグレーティング層間膜厚さではなく，上下グレーティングをずらすことでBIC点を制御できることが明らかになった．この上下グレーティングをずらす手法は，昨年度着想を得た２層金属グレーティングの高効率カプラ―への応用展開の中で見出したものである．従って①と③（実質）は理論上は確認された． ②のExPの存在に関しては，実部が縮退する条件があることは確認できたが，虚数部の一致が確認できていない．

The purpose of this study is to explore Bound states in the continue (BIC) and Exceptional point (BIC) in the continuous level. ExP) The coexistence of the coexistence of the waveguide combined with the guide wave, the representative of the らが theory of the に発见した①２モードのThe anti-crossing point is not the Γ point BIC is raw, and the polarized light is thick and thick. , ②ExPが発生するグレーティング thick さがexistent すること, ③グレーティング thick さdependence がグレーティング内のスリットにおけるファブリペロー(FP) Resonance でUnderstanding できること, Waiting を実证することである. This year, the frequency field was decided last year, and the THz field was prepared for the THz field. In the THz field, it is easy to use the simplest layer of the layer.に変わる Technique として Last year's test case した 2-layer グレーティングをscenario した. Specifically, the waveguide layer, the waveguide layer, the two-layer film material, the interlayer film material, and the thickness of the kindさのシートがmarket されており, かつloss もlow いポリイミドをadopt することとした. As a result of the investigation by Sumitomo Metal Co., Ltd., Sumitomo Metal Co., Ltd.エスパーフレックス) is a commercially available されていることがわかり, and the trial product is provided by the けた. Nowadays, グレーティングパターン is formed as a trial みている. This year, we will measure the time field THz spectroscopy of the time field and build the はまた.さらに, 実験をscenario, したspecific なdesign, った. The results of the research were determined last year, and the thickness of the interlayer film was determined last year.下グレーティングをずらすことでBICPointをcontrolできることが明らかになった．この上下グレーティングをずらすtechniqueは, I got the 2-layer metal グ for the purpose of last yearレーティングのHigh-efficiency カプラ―への応 use the unfolded の中で见出したものである．従って①と③（実性）はTheoretical confirmationされた. ②ExP's existence is closed, the condition is withdrawn, the condition is confirmed, and the imaginary part is consistent, the confirmation is confirmed.

项目成果

半導体表面で全反射している THz 波を取り出すための高効率グレーティング

用于提取在半导体表面全反射的太赫兹波的高效光栅

• 发表时间: 2021
• 作者: Monia Akter;Sohei Kohara;Shoki Nagai;Yoko Miyamoto;竹安隼哉，橋内優輝，西田宗弘，角屋豊
• 通讯作者: 竹安隼哉，橋内優輝，西田宗弘，角屋豊

非対称2層金属グレーティングによる全反射THz波の高効率取り出し

使用非对称两层金属光栅高效提取全反射太赫兹波

• 发表时间: 2021
• 作者: 小田京華，竹安隼哉，宮田滉平;西田宗弘，角屋豊
• 通讯作者: 西田宗弘，角屋豊

全反射光取り出し2層金属グレーティングの特性を支配する機構の分析

全内反射光提取两层金属光栅特性控制机理分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Shiojima Kenji;Kawasumi Yuto;Yasui Yuto;Kashiwagi Yukiyasu;Tamai Toshiyuki;竹安隼哉，西田宗弘，角屋豊
• 通讯作者: 竹安隼哉，西田宗弘，角屋豊

Metal-capped high-contrast-grating for efficient surface-extraction of THz waves generated by difference-frequency generation in quantum cascade lasers

金属盖帽高对比度光栅，用于有效表面提取量子级联激光器中差频产生产生的太赫兹波

• 发表时间: 2021
• 作者: Imabayashi Hiroki;Yasui Yuto;Horikiri Fumimasa;Narita Yoshinobu;Fukuhara Noboru;Mishima Tomoyoshi;Shiojima Kenji;Yutaka Kadoya
• 通讯作者: Yutaka Kadoya