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自己クローニング型フォトニック結晶導波路からなる高効率・小型光増幅器の開発

开发由自克隆光子晶体波导组成的高效紧凑光学放大器

基本信息

批准号：
18040001
负责人：
三浦健太
金额：
$ 2.56万
依托单位：
Gunma University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

我々は,エルビウム(Er)による発光を増強する効果を持つシリコンナノ結晶(Si-nc)と,群速度の制御が可能なフォトニック結晶導波路とを融合させることにより,高効率なEr系光増幅デバイスの実現を目指している。今回は,その基礎検討として,まずSi-ncの光増幅特性の向上を目指し,Si-ncスパッタ膜へのEr導入,(2)イオン注入法によるSi-ncの形成,及びSi-ncスパッタ膜への周期構造の加工を試みた。Siイオン注入によって形成されるSi-ncは,赤色から近赤外域の発光し,かつ100cm^<-1>というIII-V族半導体に匹敵するほどの大きな光利得が観測されていることから,光増幅デバイス用材料としての応用が期待できる。今回我々は,溶融石英基板にSiイオンを注入し,その後1100℃〜1250℃でアニール処理を行うことで,波長400nm付近をピークとする青色発光が発現することを新たに見出した。今後,光利得の評価を行っていく予定である。また,Si-nc薄膜にErをドープすることで,波長1.5μm帯において高効率な光増幅作用が得られることが知られている。そこで我々は,SiとSiO_2,及びEr_2O_3を同時スパッタしてErのドープを試み,空気中で550℃のアニール処理後,Arレーザ(波長488nm)での励起により波長1.5μm帯に発光ピークを確認した。現在,光増幅効率の向上のため,作製条件の最適化を進めている。更に,我々が作製するSi-ncスパッタ膜とフォトニック結晶との融合に向けた初期検討として,二重干渉露光法とECRエッチングにより,二次元周期構造の加工を試みた。作製した周期構造の格子周期は,AEM観察を行った結果,設定値800nmに対し800〜820nm程度であることが確認でき,ほぼ狙い通りであった。

I 々は, エルビウム (Er) による発を raised strong light する unseen fruit を hold つシリコンナノ crystallization (Si - nc) と, group velocity の suppression が may なフォトニック crystallization guided wave road とを fusion させることにより, high rate of unseen な Er department of light raised デバイスの be presently を refers している. Today back to は, その beg と based 検して, まず Si - rights of nc の light feature の upward を refers し, Si - nc スパッタ membrane への Er import, (2) イオン injection method による Si - nc の formation, and び Si - nc スパッタ membrane へのの processing cycle structure を try みた. Si イオン injection によって form される Si - nc は, red から nearly bare outland の発し light, かつ 100 cm ^ < 1 > という III - V semiconductor に match するほどの big きな light gains が観 measuring されていることから, rights of light デバイス materials としての応 with が expect できる. Today to my 々は, melt Shi Yingji plate に Si イオンを injection し, その after 1100 ℃ ~ 1250 ℃ でアニール処 Richard を line うことで, wavelength of 400 nm paying nearly をピークとする cyan light 発が発 now することを new たに see out した. In the future, Kwong Lai-tak will conduct 価を, って, く and である. また, Si - nc membrane に Er をドープすることで, wavelength of 1.5 microns 帯において high working rate な light rights of action がられることが know られている. そこで I 々は, Si と SiO_2, and び Er_2O_3 を simultaneously スパッタして Er のドープをみ, empty 気で 550 ℃ のアニール処 principle, Ar レーザ (488 nm) wavelength での wound up により wavelength of 1.5 microns 帯に発 light ピークを confirm した. Now, the amplitude-increasing efficiency <s:1> moves upward ため, and the condition <s:1> optimization を advances to めてるるる. More に, I 々が cropping する Si - nc スパッタ membrane とフォトニック crystallization とにの fusion to けた early beg と検して, double dry involved dew light method と ECR エッチングにより, secondary yuan の processing cycle structure を try みた. Cropping した cycle tectonic cycle はの grid, AEM 観 examine を line った results, set nt 800 nm にし seaborne degree of 800 ~ 820 nm であることが confirm でき, ほぼ previously い tong りであった.