テラヘルツフォトニック導波路の作製とテラヘルツコンポーネントへの応用

太赫兹光子波导的制备及其在太赫兹器件中的应用

• 批准号: 18686056
• 负责人: 田邉 匡生
• 金额: $ 14.39万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18686056/
• 关键词: テラヘルツ; フォトニック結晶; GaP; 光導波路; フォノン・ポラリトン; フォノン

テラヘルツ(THz)波発生のひとつとして、既に多様な光源が存在する近赤外領域における波長がわずかに異なる2種類の近赤外光を非線形光学結晶において光混合することにより、その周波数の差に相当する第3の光としてTHz波を発生させる方法がある。本研究はGaPを導波路に形づくることによりTHz波だけでなくフォノンも閉じ込め、周波数変換効率を高めるなどTHz波発生における機能性を高めることを目的としてきた。具体的には、下記の2項目を実施した。 (1) 「GaP結晶に対して数10〜数100μmというテラヘルツスケールのフォトニック構造(3次元)を形成できる加工技術の開発」 (2) 「フォトニック導波路構造を有するGaP結晶からのTHz波発生機構の解明」半絶縁性GaP基板に対して数100ミクロンサイズの導波路構造をフォトリソグラフィーおよび前年度に構築した誘導結合型プラズマ反応性イオンエッチング(ICP-RIE)装置を用いて作製した。エッチングマスクとしKMPRフォトレジスト(数十μm)、エッチングガスとしてAr/Cl_2を用いた。コイル電源出力(周波数:13.56MHz)、バイアス電源出力(周波数:1MHz)およびプロセス真空度をそれぞれ100W、20〜30Wおよび〜4mTorrとしている。直径90μm、深さ200μmの空気円柱をはじめとする様々なフォトニック周期構造を形成した。プロセス条件を検討するために、プラズマの分光測定およびエッチングダメージ評価を行った。THz波発生の励起光源としては、Nd:YAGレーザおよび光パラメトリック発振器、クロムフォルステライトレーザを用いた。発生するTHz波の周波数位置はGaP導波路の実効的屈折率が構造により異なるため、それぞれの導波路構造に対応する位相整合条件に依存する。THz波発生出力はフォトニック導波路の透過特性を反映する。

The optical density spectrum (THz) wave is very sensitive, and both the multi-beam light source and the multi-beam light source exist in the near-infrared field. The optical wave length of the near-infrared field is similar to that of the near-red light source. The optical properties of the non-circular optical properties of the near-red external light, the optical hybrid optical wave, and the wave number difference of the optical cycle are similar to those of the third optical wave. The THz wave generation method is very effective. In this study, GaP waves are in the shape of THz waves, and the frequency of THz waves is higher than that of normal waves. The specific information and the following two items will be implemented in different ways. (1) the number of GaP results is 10 ~ 100 μ m. (3-dimensional) is the beginning of the process technology. (2) there is an explanation of the "semi-conductor GaP substrate temperature" (100 μ m) of the GaP substrate temperature of 100 μ m. In the previous year, the equipment used in the previous year was used as a tool for the purpose of improving the effectiveness of the ICP-RIE device. I don't know what to do. I don't know what to KMPR. I don't know what to do with ar

项目成果

THz Generation From GaP Rod-Type Waveguides

• DOI: 10.1109/lpt.2006.890098
• 发表时间: 2007-03
• 期刊: IEEE Photonics Technology Letters
• 影响因子: 2.6
• 作者: 著者 Tanabe;Nishizawa Tadao;Jun-Ichi Suto;Ken Saito;K. Kyosuke;Oyama Tomoyuki;Yutaka;Jun-Ichi Nis

Fabrication and Characterization of GaP Photonic Crystals for Terahertz Wave Application

用于太赫兹波应用的 GaP 光子晶体的制造和表征

• 发表时间: 2007
• 期刊: Materials Transactions 48
• 作者: Zhou;Murayama;Nesbit;Kyosuke Saito;齊藤恭介;K. Saito;Kyosuke Saito
• 通讯作者: Kyosuke Saito