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巨大磁気光学効果を示す磁性フォトニック結晶を用いた薄膜アイソレータに関する研究

利用具有巨磁光效应的磁性光子晶体薄膜隔离器的研究

基本信息

批准号：
12555089
负责人：
井上光輝
金额：
$ 5.95万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

1次元磁性フォトニック結晶(1D-MPC)ベースの薄膜光アイソレータデバイス実現を究極的な目的として、理論・実験の両面から詳細な研究を行い、以下の結論を得た。(1)1D-MPC形成法従来我々は、1D-MPC形成法として光パルス熱処理法を用いてきたが、この手法では薄膜試料形成面積が小さく、アイソレータへの応用上具合が悪かった。この難点を克服する方策として、高耐熱特性を有するガラス基板を薄膜試料基板に用いることで一般的な電気炉での熱処理で良好な特性を示す1D-MPCが得られることを見出した。(2)45度偏光面回転磁性ガーネット層を1層のみ含む1D-MPCについて、偏光面回転角45度を実現する多層構造を厳密な理論解析から見出した。この薄膜構造は極めて多数の誘電体多層膜を必要とし、動作波長帯域が狭く、また現実的な作成の観点から困難であることを結論した。(3)デュアルキャビティ1D-MPC上記(2)の難点のない1D-MPCとして、薄い磁性ガーネット層を2層含む1D-MPCの動作を厳密な理論解析から詳細に調べた。その結果、膜構造を最適化し、1D-MPCを伝播する左右円偏波の光の位相をうまく制御することで、45度を超える極めて大きな偏光面回転が実現できることを見出した。(4)動作帯域の拡大上記(3)で実現される1D-MPCの動作帯域は10nm程度以下の狭帯域特性であり、広帯域化が望まれる。この観点から1D-MPCの誘電体多層構造を理論解析から調べたところカスケード的に動作帯域を拡大する手法を見出した。上記の研究成果を踏まえ、現在実際の素子形成を行っている。特に、上記1D-MPCを実現するには膜厚制御が極めて重要であることから、薄膜形成法自体にも検討を加えている。

1D Magnetism and Crystallization (1D-MPC) thin film optical properties are studied in detail for the ultimate purpose, theory and implementation. The following conclusions are obtained. (1) The 1D-MPC formation method and the 1D-MPC formation method are used to form a thin film sample with a small area and a small area. This difficulty is overcome by the method and the high heat resistance of the substrate. The substrate is used in the general electric furnace and the heat treatment is good. (2)45 The theoretical analysis shows that the polarization plane has a multi-layer structure with a polarization angle of 45 degrees. The thin film structure is very difficult to fabricate because of the narrow wavelength range of most dielectric multilayer films. (3)1D-MPC (2) is the most difficult part of 1D-MPC, and the thin magnetic layer is composed of two layers containing 1D-MPC. The result is that the film structure is optimized, and the phase of the polarized light is controlled by the 1D-MPC. (4)The operation band of the 1D-MPC is smaller than 10 nm in the narrow band characteristic, and the wide band is expected. A theoretical analysis of the dielectric multilayer structure of 1D-MPC is presented. The results of the above research have been recorded, and the formation of elements has been carried out in the present. In particular, the above 1D-MPC implementation is very important for film thickness control, and the film formation method itself is discussed.