自立サブ波長格子を用いた光通信用可変フィルタ

使用自支撑亚波长光栅的光通信可调谐滤波器

• 批准号: 06F06375
• 负责人: 羽根 一博
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06F06375/
• 关键词: グレーティング; MEMS; 可変格子; 電磁界解析

自立したシリコンのサブ波長格子を用いた,波長選択フィルタを設計し,試作した.サブ波長格子であるため,格子の構造と波長の共鳴効果により,共鳴波長について高い反射率と波長選択性が得られる.本研究では,理論的研究によるフィルタの設計と,シリコンマイクロマシニングによるナノファブリケーションを行い,試作デバイスについて測定・評価を行った.具体的には,1.5μm帯域において,共鳴効果が得られる,自立シリコン格子をSOIウエハから製作した.今回SOIウエハのシリコン基板をエッチングにより取り除くことに,初めて成功した.これにより,基板からのノイズ反射光がなくなり,コントラストの高い信号を得ることができた.格子の偏光特性を測定し,理論計算とのよい一致が得られた.自立したシリコン格子の周期を可変にするために,自立したサブミクロン周期のシリコン格子とMEMSアクチュエータを接続した構造を設計・試作した.特に周期の引き伸ばし構造を実現するため,蛇腹タイプの構造で設計・試作したデバイスについて,詳細に測定し,結果を評価した.蛇腹構造の接合はりの影響は大きくないことが示され,提案構造の有効性が示された.試作により,サブミクロンである周期の引き伸ばしに成功し,反射強度スペクトルの変化を測定することができた.共鳴により反射強度は大きいが,選択波長帯域が広いので,狭帯域化するために,理論計算を行った.格子のデューティー比を小さくすることと,格子断面形状を円形にすることで,狭帯域化できることを見出した,これらの結果に基づいて製作し,基本部分を確認することが出来た.以上の理論研究と実験研究により,目的の大部分を達成することができた.

Self-reliance し た シ リ コ ン の サ ブ を wavelength grid with い た, wavelength sentaku フ ィ ル タ を し design, attempt し た. サ ブ wavelength grid で あ る た め, grid の tectonic と の resonance wavelength unseen fruit に よ り, resonance wavelength に つ い て い high reflectivity と wavelength sentaku が it ら れ る. This study で は theory research に よ る フ ィ ル タ の design と シ リ コ ン マ イ ク ロ マ シ ニ ン グ に よ る ナ ノ フ ァ ブ リ ケ ー シ ョ ン を い, attempt デ バ イ ス に つ い て determination, evaluation of 価 を line っ た. Specific に は, 1.5 mu m 帯 domain に お い て, resonance fruit comes unseen が ら れ る, self-reliance シ リ コ ン grid を SOI ウ エ ハ か ら making し た. Today back SOI ウ エ ハ の シ リ コ ン substrate を エ ッ チ ン グ に よ り take り except く こ と に, early め て successful し た. こ れ に よ り, substrate か ら の ノ イ ズ reflected light が な く な り, コ ン ト ラ ス ト の high い signal を る こ と が で き た. Grid の を determination し polarization properties, theoretical calculation と の よ い consistent が must ら れ た. Self-reliance し た シ リ コ ン grid を の cycle can be - に す る た め に, self-reliance し た サ ブ ミ ク ロ ン cycle の シ リ コ ン grid と MEMS ア ク チ ュ エ ー タ を meet 続 し を た structure design, attempt し た. Special に cycle の lead き stretch ば し tectonic を be presently す る た め, snake belly タ イ プ で の structure design, attempt し た デ バ イ ス に つ い て, detailed に し, results を review 価 し た. The influence of the snake's ventral structure <s:1> joint and <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> is significant <e:1> くな くな くな とが とが とが shows され, and the proposed structure <s:1> is effective が shows された. Attempt に よ り, サ ブ ミ ク ロ ン で あ る cycle の lead き stretch ば し に し success, reflection intensity ス ペ ク ト ル の variations change を determination す る こ と が で き た. Resonance によ によ reflection intensity large 択 が が, select 択 wavelength band が broad で で で, narrow band localization するために, theoretical calculation を rows った. Grid の デ ュ ー テ ィ ー smaller than を さ く す る こ と と, grid section shape を has drifted back towards &yen; form に す る こ と で, narrow 帯 domain change で き る こ と を shows し た, こ れ ら の results に づ い て し, basic parts を confirm す る こ と が た. The above <s:1> theoretical research と practical research によ によ によ, the purpose of most of the <s:1> を has been achieved する する とがで とがで た た た.

项目成果

Rigorous reflectance performance analysis of Si3N4 self-suspended subwavelength gratings

• DOI: 10.1016/j.optcom.2006.09.028
• 发表时间: 2007-02
• 期刊: Optics Communications
• 影响因子: 2.4
• 作者: Jia-sheng Ye;Y. Kanamori;F. Hu;K. Hane

Micromachined surface emitting dye laser with a serf-suspended guided mode resonant grating

具有自悬浮导模谐振光栅的微加工表面发射染料激光器

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Opt. A: Pure Appl. Opt Vol. 9
• 作者: N.Matsuyama;Y.Kanamori;J-S.Ye;K.Hane
• 通讯作者: K.Hane

Narrow-bandwidth tunable bandstop filters with circularly cylindrical self-suspended silicon gratings

• DOI: 10.1016/j.ijleo.2009.01.026
• 发表时间: 2010-09
• 期刊: Optik
• 影响因子: 3.1
• 作者: Jia-sheng Ye;Y. Kanamori;F. Hu;K. Hane

Narrow-band tunable optical filters using the self-suspended subwavelength grating

使用自悬浮亚波长光栅的窄带可调谐光学滤波器

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Mod. Opt vol. 54
• 作者: J.S.Ye;Y.Kanemori;F.-R.Hu;K.Hane
• 通讯作者: K.Hane

Parametric optimization of narrow bandstop optical filters using the self-suspended subwavelength grating for TE polarization

使用用于 TE 偏振的自悬浮亚波长光栅对窄带阻光学滤波器进行参数优化

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Modern Optics 55
• 作者: Aneta Kowalska;Kaoru Yamamoto;Chikako Nakano;Mikio Uruichi;Kyuya Yakushi;J. Ye
• 通讯作者: J. Ye