Development of hybrid plasmonics-photonics devices

混合等离子体光子学器件的开发

• 批准号: 20K04609
• 负责人: 岡本 浩行
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Anan National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04609/
• 关键词: ハイブリッドプラズモニックデバイス; ハイブリッドプラズモニック導波路; self-imaging; 光デバイス・光回路; プラズモニクス; 電子デバイス・機器

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．2022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を実施した．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とした．また設計した構造の作製・評価を実施した．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．本研究で開発を行ったハイブリッド構造の応用として，光素子などと組み合わせることでデバイスサイズの大幅な微小化が可能となる．

The goal of this research is to develop a hybrid device using a hybrid waveguide that combines a Slicon optical waveguide with a Torrent-type prashock waveguide. In 2022, the design of the device structure will be implemented through digital analysis, and the analysis of the characteristics of the hybrid device and the design of the optimal device structure will be implemented. A part of the optical waveguide structure is made of metal. Design, construction, evaluation and implementation. The results of numerical analysis show that part of the guided wave in the communication wavelength domain (wavelength 1300nm) is transmitted in the optical waveguide in the vicinity of the wavelength domain. In this case, the self-imaging phenomenon of the guided wave and the surface reflection phenomenon appear. In this case, the self-imaging phenomenon appears. In this case, the specific wavelength of the guided wave and the surface reflection phenomenon appear. In this case, the influence of the self-imaging phenomenon is confirmed. The result of the test is the same as the result of the numerical analysis. This paper presents a new structure for wavelength control of several hundred nm. In this paper, we develop the application of photon-based structure, and make it possible to miniaturize photon-based structure.

项目成果

ハイブリッドプラズモニック素子の透過特性評価

混合等离子体装置的传输特性评估

• 发表时间: 2021
• 作者: 岡本浩行;鎌田隼;山口堅三;原口雅宣;岡本敏弘
• 通讯作者: 岡本敏弘

トレンチ型プラズモニック導波路を用いたハイブリッドプラズモニックデバイスの特性評価

使用沟槽型等离子体波导的混合等离子体器件的特性评估

• 发表时间: 2022
• 作者: 岡本 浩行;鎌田 隼;山口 堅三;原口 雅宣;岡本 敏弘
• 通讯作者: 岡本 敏弘

Design of a hybrid plasmonic waveguide device using a trench structure

• DOI: 10.1088/2399-6528/abb985
• 发表时间: 2020-09-01
• 期刊: JOURNAL OF PHYSICS COMMUNICATIONS
• 影响因子: 1.2
• 作者: Okamoto, Hiroyuki;Kamada, Shun;Okamoto, Toshihiro
• 通讯作者: Okamoto, Toshihiro