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自己クローニング型フォトニック結晶を用いた偏光分離素子と光システム応用

自克隆光子晶体偏振分离装置及光学系统应用

基本信息

批准号：
12555093
负责人：
佐藤尚
金额：
$ 4.1万
依托单位：
Tohoku University
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

フォトニック結晶とは、屈折率の異なる材料を光の波長の1/2程度の周期で配列した多次元周期構造である。フォトニック結晶の光学特性の1つである伝搬特性の偏波や伝搬方向に対する強い依存性(異方性)を利用し、我々研究グループが発見した自己クローニング法により作製することで、フォトニック結晶の実用的なデバイス応用を行なう。本研究では、自己クローニング型2次元フォトニック結晶からなる偏光分離素子と偏波選択回折格子を開発する。(1)偏光分離素子の特性改善素子の全損失を0.1dB以下にするためには、膜の吸収損失は0.02dB/μm以下が要求される。堆積した膜をスパッタエッチングしても、ダメージによる損失増加が起こらないようなプロセス条件を探索する。SiO2膜堆積の際にH2ガスを5%混入することにより、低損失、低屈折率膜を得られることが分かった。また微小な損失を測定するための測定方法を開発し、0.001dB/μm以下の精度を実現した。(2)可視光用フォトニック結晶の複屈折率の評価可視域(400〜700nm)で動作するフォトニック結晶の作製プロセスを検討した。材料にはTa_2O_5とSiO_2を用いた。特にTa_2O_5については高屈折率、低吸収、低分散となるプロセス条件を確立した。さらに2次元フォトニック結晶を自己クローニング法により作製し、入出射光の偏波状態の変化から複屈折率を測定した。厚さ2μm(10周期積層)で1/2波長の位相差を実現し、フォトニック結晶の優位性を示した。

The フォトニック crystal is a material, the refractive index is different and the material is a 1/2 wavelength of light, and the periodic arrangement is a multi-dimensional periodic structure. The optical properties of the フォトニック crystallization の1つである伝Transfer characteristics のpolarization wave や伝Transfer direction に対するstrong いdependence (isotropy) をutilization し、I 々 research The research is done by oneself The とで, the フォトニック crystallized の実, the なデバイス応, and the を行なう. In this study, we developed our own 2D フォトニック crystallized polarized light separation element and polarized wave selector using a folded lattice. (1) The characteristics of the polarized light separation element are improved, and the total loss of the element is less than 0.1dB, and the absorption loss of the film is less than 0.02dB/μm. Stacked film filmこらないようなプロセスconditionsをExplorationする. The SiO2 film is deposited with a 5% H2 filter mixed with a low-loss, low-refractive index film. The measurement method of micro-loss measurement is open and the accuracy is less than 0.001dB/μm. (2) The visual range (400~700nm) of the complex refractive index of visible light can be measured by the use of Fiberglass crystals. Materials are Ta_2O_5 and SiO_2. The special Ta_2O_5 high refractive index, low absorption, and low dispersion conditions have been established. The 2-dimensional フらトニック crystal is manufactured by its own クローニング method and the polarization state of the incident and emitted light is changed and the complex refractive index is measured. The thickness of 2μm (10-cycle stacking), the phase difference of 1/2 wavelength, and the superiority of Fukurota crystal are shown.