積層マイクロリング共振器を用いた波長選択性デバイス

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次世代フォトニックネットワークとして期待される波長アクセスネットワークには,波長にアドレスを対応させて経路制御を行うため,波長を自在にルーティングするデバイス(Add/Dropフィルタ)は必須である.本研究では,Add/Dropフイルタとして報告者らが開発した積層型マイクロリング共振器フィルタのさらなる高性能化と大規模集積化の達成を目指して来た.3年間の本研究の最終年度では,理論面では高密度波長多重光通信における極限符号効率の解明を行い,それに必要な最適フィルタ特性を解明した.実験面では,ポリマー材料をコアに用いたマイクロリング共振器を試作して,熱光学効果による波長9.4nmにわたる広範囲なチューナブル化を実現した.また,従来のクロスグリッド状バスライン導波路の交差部において散乱損失が発生することが大規模集積化の問題であり,昨年度の本研究でバスライン導波路の立体交差構造を実現する新技術を開発したが,SiO_2クラッドによってリング共振器を埋め込むために屈折率差が低下して,曲げ放射損失が発生することが問題であった.そこで新たに,マイクロリング共振器の側面に真空クラッドを残してSiO_2によって埋め込む新しい製作技術を開発した.そしてSiO_2クラッド埋め込みマイクロリング共振器を製作し,その曲げ放射損失が従来よりも1桁低減出来ることを実証した.また,この技術によって微小半径リング共振器の製作が可能になり,リング半径を従来の10μmから5μmにした微小半径リング共振器を製作して,共振波長間隔31nmを実現した.この共振波長間隔は,半導体マイクロリング共振器も含めて世界で最も大きな記録である.また,次世代光集積回路としてクロスグリッドバスライン導波路の交差部への基本要素のレイアウト設計によって任意の光制御機能を実現する光ゲートアレイを提案し,その基本要素の積層分岐素子を実証した.