マイクロメカトロニクス技術を利用した機能性フォトニック結晶素子の研究

利用微机电一体化技术的功能光子晶体器件研究

• 批准号: 16760036
• 负责人: 岩本 敏
• 金额: $ 1.92万
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760036/
• 关键词: フォトニック結晶; マイクロマシン; 光導波路; 光微小共振器; チューナビリティ; 光スイッチ; 光変調器; チューナビリティー

昨年度、微小電気機械システム(MEMS)構造を集積化した2次元フォトニック結晶スラブ線欠陥導波路を作製し、その透過率を変調することに成功した。この成果は論文として発表した。しかしながら複雑な作製プロセスのため歩留まりが非常に悪いことが問題であった。今年度、作製プロセス、特にフォトニック結晶上のMEMS構造リリースプロセスの改善を行い、歩留まり向上の見通しを得ることができた。またMEMS制御フォトニック結晶微小共振器の実現を目指した設計を進め、これまで採用してきた可動平板に変えて、可動フォトニック結晶スラブを用いることで高性能化が図れることを示した。可動フォトニック結晶スラブを採用することにより、Q値の劣化を2割程度に抑えつつ共鳴波長を大きく(波長1550nm近傍で約60nm)変化させることができる。現在、本構成の素子作製を進めている。さらに、複数のフォトニック結晶スラブを用いた再構築可能な3次元光回路の概念を提案し、基礎的構成として3枚の2次元フォトニック結晶スラブにMEMS機構を導入し、3次元的な光路切り替えが実現できることを数値計算により示した。本方式は複雑な3次元フォトニック結晶の設計を用いる必要がなく、これまでのMEMS集積化フォトニック結晶素子の作製技術の延長で実現可能であることから、3次元微小光回路として有望な構成と期待できる。今後、本構造の設計および作製も進める予定である。

Last year, small electric 気 mechanical シ ス テ ム (MEMS) constructing を set product し た 2 dimensional フ ォ ト ニ ッ ク crystallization ス ラ ブ line owe 陥 し, the guided wave road を cropping そ の transmittance を - adjustable す る こ と に successful し た. <s:1> the results of と papers と て published た た. After し か し な が ら 雑 な cropping プ ロ セ ス の た め step left ま り が very に 悪 い こ と が problem で あ っ た. This year, as a system of プ ロ セ ス, に フ ォ ト ニ ッ ク の MEMS structure on crystallization リ リ ー ス プ ロ セ ス の improve を い, step left ま り の see upward flux し を have る こ と が で き た. ま た MEMS suppression フ ォ ト ニ ッ ク crystallization of tiny resonator の be presently を refers し た design を into め, こ れ ま で using し て き た movable flat に - え て, movable フ ォ ト ニ ッ ク crystallization ス ラ ブ を with い る こ と で high-performance が 図 れ る こ と を shown し た. Movable フ ォ ト ニ ッ ク crystallization ス ラ ブ を using す る こ と に よ り, Q numerical の degradation is を 2 cut に え suppression つ つ resonance wavelength を big き く (wavelength of 1550 nm about alongside で roughly 60 nm) - the さ せ る こ と が で き る. Now, the composition of this particle is を further めて る る. さ ら に, plural の フ ォ ト ニ ッ ク crystallization ス ラ ブ を with い た build な maybe three yuan again light circuit の concept proposed を し, the composition of と し て three の 2 dimensional フ ォ ト ニ ッ ク crystallization ス ラ ブ に MEMS を import し, three yuan な light path for cutting り え が be presently で き る こ と を the numerical computing に よ り shown し た. This way after は 雑 な 3 dimensional フ ォ ト ニ ッ ク crystallization を の design with い る necessary が な く, こ れ ま で の MEMS set product change フ ォ ト ニ ッ ク crystal element system technology の extend で の son may be presently で あ る こ と か ら tiny light circuit, three dimensional と し て is expected to be な constitute と expect で き る. In the future, the design and production of this structure will be further determined by める and である.

项目成果

Advances in photonic crystals with MEMS and/or semiconductor quantum dots (Invited)

MEMS 和/或半导体量子点光子晶体的进展（特邀）

• 发表时间: 2006
• 期刊: Laser Physics 16・2
• 作者: Satoshi Iwamoto;Yasuhiko Arakawa
• 通讯作者: Yasuhiko Arakawa

Fabrication of MEMS-integrated photonic crystal waveguide and demonstration of its switching operation

MEMS 集成光子晶体波导的制造及其开关操作演示

• 发表时间: 2005
• 期刊: International Symposium on Photonic and Electromagnetic Crystal Structures (発表予定)
• 作者: M.Kitamura;S.Iwamoto;Y.Arakawa;S.Iwamoto et al.;S.Iwamoto et al.
• 通讯作者: S.Iwamoto et al.

Observation of micro-mechanically controlled optical switching in photonic crystal line-defect waveguide

光子晶体线缺陷波导中微机械控制光开关的观察

• 发表时间: 2006
• 期刊: Applied Physics Letters 88・1
• 作者: S.Iwamoto;S.Ishida;Y.Arakawa;M.Tokushima;A.Gomyo;H.Yamada;A.Higo;H.Toshiyoshi;H.Fujita
• 通讯作者: H.Fujita

Enhanced light emission from an organic photonic crystal with a nanocavity

具有纳米腔的有机光子晶体的增强光发射

• 发表时间: 2005
• 期刊: Applied Physics Letters 87・15
• 作者: M.Kitamura;S.Iwamoto;Y.Arakawa
• 通讯作者: Y.Arakawa

Observation of 1.55-μm light emission from InAs quantum dots in photonic crystal microcavity

光子晶体微腔中 InAs 量子点 1.55 μm 光发射的观察

• 发表时间: 2005
• 期刊: Jpn.J.Appl.Phys. Vol.44, no.4B(印刷中)
• 作者: 岩本敏;荒川泰彦;S.Iwamoto et al.
• 通讯作者: S.Iwamoto et al.