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3次元フォトニック結晶による自然放出制御と点欠陥レーザ作製に関する研究

利用3D光子晶体进行自发发射控制和点缺陷激光制造的研究

基本信息

批准号：
02J01995
负责人：
小川新平
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究ではこれまでに、9層3次元フォトニック結晶に発光体と欠陥を導入した試料を作製することにより、完全フォトニックバンドギャップによる発光の減衰と、欠陥共振器による共振モードの制御を明らかにした。しかし、9層構造では欠陥共振器のQ値が100程度であり、レーザ発振には至らない。本年度は3次元フォトニック結晶を用いた点欠陥レーザの実現に向けて、非常に高いQ値(〜5000)が見込める17層構造の作製を行った。本研究においては、ウエハ融着法によりストライプ構造を積層することで多層化を行っている。そこで多層化した場合の融着条件を求めた。以下に得られた知見をまとめる・4層以上の多層化試料の場合、最高加熱温度(4層においては525℃)で加熱を行う前に、僅かに低い温度(4層においては475℃)で加熱することにより、より安定した界面状態を形成することが可能となり、歩留まりが向上した。・8層構造の融着条件を515℃・2時間であることを見出し、さらに、今回初めて8層積層構造に発光体を融着することに成功した。・最終的に、8層積層構造に発光体を融着した試料に別の8層積層構造を組み合わせることにより、17層3次元フォトニック結晶に発光体ならびに欠陥を導入した試料の作製に成功した。本試料は17層構造であるため、非常に大きな完全フォトニックバンドギャップ効果が期待される。よって欠陥モードにおいてはパーセル効果などの現象が予測され、今後発光特性を評価することにより、自然放出と誘導放出の境界が曖昧となるような零閾値レーザの実証が成されると考えられる。

In this study, the 9-layer, 3-D crystal light emitter was introduced into the sample, and the attenuation of light emission and the control of resonance of the resonator were investigated. The Q value of the resonator in the 9-layer structure is about 100 degrees. This year, the three-dimensional crystal structure is used in the construction of the 17-layer structure. In this study, the structural layers are layered.そこで多层化した场合の融着条件を求めた。In the case of multilayer samples with 4 or more layers, the highest heating temperature (525℃ for 4 layers) is before heating, and only the lowest temperature (475℃ for 4 layers) is before heating. The melting conditions of the 8-layer structure are 515℃·2 hours. In the final product, the light emitter in the 8-layer laminate structure was fused with the sample and the other 8-layer laminate structure was combined. The production of the sample with the 17-layer three-dimensional Fürstenck-type crystalline light emitter and the introduction of impurities was successful. This sample has a 17-layer structure and is extremely large. The phenomenon of light emission is predicted, the light emission characteristics are evaluated, the natural emission is induced, and the zero threshold value of light emission is verified.