自立サブ波長格子を用いた光通信用可変フィルタ

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.

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.