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多層膜型フォトニック結晶への電気光学材料の導入による光学特性可変化技術の研究

将电光材料引入多层光子晶体改变光学特性的技术研究

基本信息

批准号：
17760271
负责人：
三浦健太
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Gunma 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

本研究は,スパッタ法により作製される酸化亜鉛(ZnO)薄膜とフォトニック結晶(Photonic Crystal : PhC)型光導波路とを組み合わせ,ZnOの非線形光学特性を利用した新規光機能素子を実現することを目的としている。平成18年度は,ZnOスパッタ膜の結晶性向上と光導波路化,およびPhCを付与することによる擬似位相整合型の高効率第二高調波発生(SHG)素子の試作を行なった。まず,スパッタ条件の最適化を進めることによって,作製したZnO膜によるSHG効果が確認でき,結晶性の良好なZnO膜をコアとするスラブ型光導波路を形成できた。これに波長810nmのパルスレーザ光を入射させたところ,出射光から波長405nm付近の成分が観測され,SHG効果により波長を1/2に変換することができた。更に,このZnO導波路上にフォトレジストで構成される1次元PhC構造(周期約1.08μm)を付与したところ,約28%の半波長成分の出力強度向上が確認できた。昨年度は6%程度の出力向上にとどまっていたことから,本研究は確実に進展していると言える。また,光導波路技術の基礎的検討として,感光性ポリシランから鳴る導波路型光スイッチの試作も行なっている。紫外露光のみで基板面内方向のコア/クラッド構造を形成可能で,従来の石英系光スイッチに比ベシンプルな工程で作製できる。マッハツェンダー干渉計(MZI)型を基本構造とし,Y分岐部分は,低損失なアンテナ結合型を採用している。今回は,ビーム伝搬法(BPM)を用いたシミュレーションにより,昨年度に試作した光スイッチのレイアウトを基に,導波路の分岐部分,曲がり部分の構造の最適化を試みた。その結果,本光スイッチの全損失を0.2dB以下に抑えられる可能性が示された。従来の構造では,全損失の計算値は3.4dBであり,この設計で光スイッチを作製すれば,高性能化が期待できる。

In this study, we prepared ZnO thin films by using the Photonic Crystal : PhC optical waveguide and synthesized ZnO nonlinear optical properties. In 2018, the crystalline phase of ZnO film was changed upward, and the optical waveguide was changed. The second high wavelength generation (SHG) element of quasi-phase integration type was tested. In order to optimize the ZnO film conditions, it is confirmed that the ZnO film has good crystallinity and the optical waveguide is formed. The wavelength of 810nm and the wavelength of 405nm of the incident light are measured, and the wavelength of SHG is 1/2 of the wavelength. Furthermore, the ZnO waveguide is composed of a one-dimensional PhC structure (period about 1.08μm), and about 28% of the half-wavelength component of the output intensity is confirmed upward. Last year, the output of 6% was increased, and this study was indeed progressing. The basic research of optical waveguide technology is carried out in the light sensitive optical waveguide type test equipment. UV exposure and substrate in-plane direction of the structure can be formed, the quartz system optical system than the engineering process The basic structure of MZI type is adopted, and the Y-branch type is adopted. In this paper, we try to optimize the structure of the waveguide by using the BPM method. Last year, we tried to optimize the structure of the waveguide. As a result, the total loss of this optical fiber is less than 0.2dB. The structure of the new system, the calculation value of total loss is 3.4dB, the design of the optical system is controlled, and high performance is expected.