光回路における放射波利用技術の研究

本研究最終年度にあたる本年度は放射波を有効に利用する手段として、1.1:Nの光導波路間を高効率で接続できる光位相板技術、2.アンテナ結合機構を基礎とした光分岐・合波技術、3.光デバイスのレンズレス化が可能な光ファイバ埋込技術、の確立を図った。その結果、各項目について以下の成果を得た。1.前年度に開発した設計手法に基づき、1:2分岐を発展させ1:4の光分岐位相板を試作した。この結果設計通りの良好な分岐特性を有する位相板が得られ、より複雑な1:N分岐実現の見通しを得た。試作にあたっては、理論式に基づきCADシステムを駆使し、これにより高精度電子ビーム露光装置をコントロールしてレジストをパターン化した。2.これまでの研究でアンテナ結合の基本的機構が明らかになったため、これを応用するための材料面(化合物半導体薄膜の成長)、加工技術(ECR-RIEによる導波路加工)からのアプローチを行なった。この結果、InP系材料の良好な二重ヘテロ構造(キャリア注入利用デバイス)の実現、三層マスク法による石英系導波路の微細加工技術を確立した。また強誘電体材料を用いてマッハツェンダー型光スイッチを試作し良好な特性を得た。3.前年度見い出した石英系ファイバのドーパント拡散効果を利用してビーム拡大ファイバを実現した。これによって光ファイバ埋込デバイスの有効性を実証することが出来た。さらにこれを応用したレンズレスのインライン型アイソレータを試作した結果、アイソレーションが40dB以上の良好な特性が得られた。

本研究最終年度にあたる本年度は放射波を有効に利用する手段として、1.1:Nの光導波路間を高効率で接続できる光位相板技術、2.アンテナ結合機構を基礎とした光分岐・合波技術、3.光デバイスのレンズレス化が可能な光ファイバ埋込技術、の確立を図った。その結果、各項目について以下の成果を得た。1.前年度に開発した設計手法に基づき、1:2分岐を発展させ1:4の光分岐位相板を試作した。この結果設計通りの良好な分岐特性を有する位相板が得られ、より複雑な1:N分岐実現の見通しを得た。試作にあたっては、理論式に基づきCADシステムを駆使し、これにより高精度電子ビーム露光装置をコントロールしてレジストをパターン化した。2.これまでの研究でアンテナ結合の基本的機構が明らかになったため、これを応用するための材料面(化合物半導体薄膜の成長)、加工技術(ECR-RIEによる導波路加工)からのアプローチを行なった。この結果、InP系材料の良好な二重ヘテロ構造(キャリア注入利用デバイス)の実現、三層マスク法による石英系導波路の微細加工技術を確立した。また強誘電体材料を用いてマッハツェンダー型光スイッチを試作し良好な特性を得た。3.前年度見い出した石英系ファイバのドーパント拡散効果を利用してビーム拡大ファイバを実現した。これによって光ファイバ埋込デバイスの有効性を実証することが出来た。さらにこれを応用したレンズレスのインライン型アイソレータを試作した結果、アイソレーションが40dB以上の良好な特性が得られた。