Photonic crystal nanolasers and their applications

光子晶体纳米激光器及其应用

• 批准号: 19F19071
• 负责人: 馬場 俊彦
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19F19071/
• 关键词: トポロジカルフォトニクス; シリコンフォトニクス; 人工次元; ナノレーザ; フォトニック結晶; GaInAsP; バイオセンシング

当初，本研究フェローはGaInAsPフォトニック結晶ナノレーザーラベルフリーバイオセンサの調査を計画していた．しかし主に目指していた単一分子蛍光を用いたセンシングメカニズムの解明が，ナノレーザ基板からの不要な背景蛍光によって困難なことがわかった．そこで研究の方向をトポロジカルフォトニクスデバイスの作製と実証に軌道修正して実施した．トポロジカルフォトニクスはノーベル物理学賞を受賞したトポロジカル絶縁体を拡張する概念であり，光物性に様々な可能性をもたらす期待があり，本研究はその中でも実空間ではなく，周波数空間にトポロジーを展開する人工次元をシリコンフォトニクスにより実証することを目指した．まず本フェローはシリコンフォトニクスにより実現できるリング共振型変調器を設計し，約20GHzの整数倍の自由スペクトル領域をもつスペクトル列が得られる素子をCMOSファウンドリサービスを利用して製作した．ここでは変調のためにPN接合変調部を内蔵し，その他の部分は幅広導波路によって可能な限り内部損失を抑制した．このリングを20GHzで変調したところ，最大280GHzの範囲のスペクトル列が励振された．波長に対する時間領域の位相変化を測定することで，人工次元のバンドを評価したほか，波長を離調させることで人工的な電界印加効果を発現させ，さらに20GHzと40GHzを合波させて変調し，それらの位相を変えることで人工的な磁界印加も発現させた．従来の同様の人工次元は光ファイバ回路かニオブ酸リチウムを用いており，それよりも集積性に優れるシリコンフォトニクスで実証できた初めての例になる．

Originally, this research was carried out on the GaInAsP Fiber crystallization method.ノレーザーラベルフリーバイオセンサのinvestigation planしていた.しかし主に目 means していた単一molecule蛍光を用いたセンシングメカニズムのが, ナノレーザsubstrate からのな background light によって difficulty なことがわかった．そこで Research direction をトポロジカルフォトニクスデバイスの Production と実证にOrbit correction して実时时した．トポロジカルフォトニクスはノーベルPhysics Prize Award したトポロジカルThe concept of the absolute body is the same, the physical properties of light are the possibility and the expectation is the sameはその中でも実space ではなく, cycle number space にトポロジーを开するArtificial Dimension をシリコンフォトニクスにより実证することを Eye refers to した. The original design of the original resonance type modulator is an integer multiple of approximately 20GHz.の免费スペクトル区をもつスペクトル行が got られる素子をCMOS ファウンドリサービスをutilize して to make した．ここでは変管のためにPN joint 変adjusted part を内蔵し, そのhis part は広広guide wave path によってpossible なlimit り internal loss を suppression した.このリングを20GHz で変tuned したところ, maximum 280GHz のfan囲のスペクトル行がexcited された． Wavelength phase change measurement in the time domain, Artificial Dimension Phase Changing Measurement, Artificial Dimension Phase Changing Measurement, Wavelength Isolation Modulation, Artificial Electric Realm Inca The effect is as follows: 20GHz and 40GHz are combined and adjustedし, それらのphase を変えることでArtificial なMagnetic Realm Inka も発appears させた．従来の同様のArtificial Dimensionは光ファイバcircuitかニオブ acidリチウムを用いており, それよりもintegration property れるシリコンフォトニクスで実证できた开めての Example になる．

项目成果

Hydrogen Evolution on Nano-StructuredCuO/Pd Electrode: Raman Scattering Study

• DOI: 10.3390/app9245301
• 发表时间: 2019-12
• 期刊: Applied Sciences
• 作者: J. Juodkazytė;K. Juodkazis;I. Matulaitienė;B. Šebeka;I. Savickaja;A. Balčytis;Y. Nishijima;G. Niaura;S. Juodkazis

Metamaterial for Hydrogen Sensing

• DOI: 10.1021/acssensors.9b00980
• 发表时间: 2019-09-01
• 期刊: ACS SENSORS
• 影响因子: 8.9
• 作者: Beni, Takaaki;Yamasaku, Naoki;Nishijima, Yoshiaki
• 通讯作者: Nishijima, Yoshiaki

“Si CMOS ring resonator device for synthetic dimension photonics”

“用于合成维度光子学的Si CMOS环形谐振器装置”

• 发表时间: 2021
• 作者: Beni Takaaki;Yamasaku Naoki;Kurotsu Takuma;To Naoki;Okazaki Shinji;Arakawa Taro;Bal?ytis Armandas;Seniutinas Gediminas;Juodkazis Saulius;Nishijima Yoshiaki;Armandas Balcytis
• 通讯作者: Armandas Balcytis

Synthetic dimension photonics on a Si CMOS platform

Si CMOS 平台上的合成维度光子学

• 发表时间: 2021
• 作者: Beni Takaaki;Yamasaku Naoki;Kurotsu Takuma;To Naoki;Okazaki Shinji;Arakawa Taro;Bal?ytis Armandas;Seniutinas Gediminas;Juodkazis Saulius;Nishijima Yoshiaki;Armandas Balcytis;Armandas Balcytis
• 通讯作者: Armandas Balcytis