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カーボンナノチューブを利得媒体とするフォトニック結晶共振器レーザーの開発

以碳纳米管为增益介质的光子晶体谐振激光器的研制

基本信息

批准号：
26870167
负责人：
嶋田行志
金额：
$ 2.58万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

直接遷移型バンド構造を有する半導体的単層カーボンナノチューブは光通信波長帯で発光を示す。本研究ではこのナノチューブと共振器とを光結合させて室温でレーザー発振することを目指している。このためには１）ナノチューブ試料における光利得を高める工夫と２）共振器の局在道はモードと共振器モードをナノチューブの吸収・発光のそれぞれに同調させることを提案している。研究の初年度はナノビーム共振器において孤立架橋ナノチューブと光結合させることに成功し、ナノチューブ発光の８５％近くをナノビーム共振器に取り込ませることに成功した。一方で、シリコンフォトニック結晶共振器においてはフォトニックバンドギャップ外にある局在導波路モードをフォトニックバンドギャップ内にある共振器モードが空孔サイズ、格子定数などの設計値に応じて意のままに制御できることを世界で初めて示した。これらは、ナノチューブが１）ナノ光源として有力であり２）シリコンフォトニック結晶などの共振器構造と極めて相性が良いことを強く支持する結果である。初年度の結果を基に、幾つかのカイラル指数のナノチューブを狙って共振器構造を作成し、さらに飛躍的に光結合効率を高められることを今後実証していきたい。

The direct migration type semiconductor structure has a single layer of light emission in the optical communication wavelength band. In this study, we have investigated the effects of optical coupling on resonance at room temperature. 1) The optical gain of the resonator is high, 2) The absorption of the resonator is high, and the optical gain of the resonator is high. In the initial year of the study, the isolated bridge was successfully used for light combination, and 85% of the light was successfully used for light combination. A crystal resonator is located outside the waveguide and inside the resonator. The resonator is located inside the waveguide and inside the lattice. The design value of the crystal resonator is determined by the number of holes. The design value of the crystal resonator is determined by the number of holes. The control value of the crystal resonator is the first in the world. 1) Light Source 2) Crystal Structure 3) Polarity 3) Strong Support 4) Results 5) The results of the first year show that the resonator structure has been created, and the light binding efficiency has been improved greatly.