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フォトニック結晶による光子保持の研究

光子晶体的光子保留研究

基本信息

批准号：
17760042
负责人：
浅野卓
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は2次元フォトニック結晶スラブ中の超高Q値点欠陥共振器の光子寿命測定と、点欠陥共振器への光パルスの導入・保持法の確立を目指して研究を行った。(1)昨年度作製した世界最高レベルの点欠陥共振器(Q値"100万)に対して、300ps程度の光パルスを結合させ、その後の共振器からの放射光強度の時間変化を測定した。光子寿命として最大で1ns程度のものを測定することに成功し、ナノ秒レベルの光子保持が可能であることを実証した。(2)光パルスの導入・保持法として、共振器と外部との結合の動的変化を検討した。結合を変えるには、共振器に併設した導波路の片端に完全反射面を設けたとき、そこから反射されて共振器に戻ってくる光の位相に応じて共振器と導波路の等価的な結合が変化することを利用した。反射光の位相を0からπまで変化させると、結合の大きさが反射がない場合の2倍から0倍までの間で変化する。理論計算の結果、反射光の位相を0に調整して導波路と共振器の結合を強くした状態で光パルスを導波路から入射し、共振器にパルスが入ったタイミングで反射光の位相をπに変化させることで、光パルスを効率よく共振器に導入し、かつ、その後共振器から逃さないようにできることが分かった。(3)Siスラブをもちいて上述の構造を作製し、実験を行った。反射位相の制御手法としては、ピコ秒程度の制御光パルスを導波路部分に吸収させてキャリアを生成し、そのプラズマ効果で屈折率を下げて伝搬位相を変化させる方法をもちいた。制御光パルス強度を反射位相がπ変化する量に設定し、それに同期させてピコ秒程度の信号光パルスを導波路から共振器に入射した。そのとき、共振器から上方の空間への放射パワーが増加する様子が観測された。これは、共振器に効率的に信号光パルスが導入され、かつ、その後入射導波路側に戻らなくなったたためであり、これにより結合の動的制御による光パルスの導入・保持の基本動作が実証できた。以上の成果により、本研究では光子保持デバイス実現のための基礎を築くことができた。

This year, we will conduct research on photon lifetime measurement of ultra-high Q point defect resonators in two-dimensional crystals and establishment of optical path introduction and retention methods for point defect resonators. (1)Last year, the world's highest point of radiation resonator (Q value "1 million) was manufactured to measure the time variation of radiation intensity from the resonator at the level of 300ps. The measurement of photon lifetimes up to 1ns is successful, and photon retention is possible. (2)The introduction and retention of light into the resonator and the transformation of the external coupling are discussed. The combination of the resonator and the waveguide is made by setting up a perfect reflection surface at the plate end of the waveguide. The combination of the resonator and the waveguide is made by setting up a perfect reflection surface at the plate end of the waveguide. The phase of the reflected light is changed from 0 to π, and the phase of the reflected light is changed from 0 to 2 in the case of combination. Theoretical calculation results, phase adjustment of reflected light, waveguide and resonator combination, strong state of light, waveguide incident, resonator incident, phase change of reflected light, optical efficiency, resonator introduction, resonator exit, resonator exit. (3)Si The above structures are controlled and implemented. The method of controlling the phase of reflection is to control the phase of light in a certain degree. Control the intensity of the reflected light and the amount of the reflected light. The radiation from the space above the resonator increases. This is the basic operation of introducing and maintaining the signal light of the resonator efficiency. The results of this study are based on photon retention.