光導波路端面に製作したナノ周期構造による高効率結合素子および光フィルタ

使用在光波导端面制作的纳米周期结构的高效耦合元件和光学滤波器

• 批准号: 18710116
• 负责人: 金森 義明
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 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-18710116/
• 关键词: マイクロ・ナノデバイス; 応用光学; 光フィルタ; ナノ周期構造; 光通信

光通信システムにおいて、光集積回路(光IC)チップと光ファイバの結合損失が問題となる。サブ波長格子は入射波長よりも小さいナノ周期構造であり、高効率な入出力カプラ、位相板、反射防止フィルタ、偏光フィルタ、バイナリーレンズなどが提案されている。本研究では光ICの入出力ポートとなる光導波路端面にサブ波長格子を製作し、光通信システムの光利用効率の向上を目指した素子の開発を目的とする。本年度は、昨年度に製作した冶具を用いて基板端面へのナノインプリントリソグラフィを行い、光導波路端面にサブ波長格子を製作した。はじめに、安価なガラス基板端面へパターニングの実験を行い、パターニング精度や均一性を評価した。テーパ状サブ波長構造を用いて、400〜900nmの波長域で99%以上の高い透過率を示す構造を設計した。構造の光学特性はRigorous Coupled-Wave Analysisを用いた計算プログラムで行い、ナノインプリントリソグラフィに用いた樹脂の屈折率は屈折率測定装置により測定した値を用いた。計算結果より、モールドは周期400nm、高さ900nmのテーパ形状二次元サブ波長構造として設計された。パターンはサブ波長格子であり光学顕微鏡で評価するのは困難であるので走査電子顕微鏡にて形状評価を行った。次に、光導波路基板端面へのサブ波長格子の形成を行った。実験を進めると同時に冶具の改良を行った。冶具で重要な点は、光導波路基板端面とモールド面との平行度であり、ナノインプリント装置自体のプレス面の平行度は完全でないため、平行度調整機構と圧力測定フィルムにより高精度な平行出しを行った。光導波路基板端面へ製作したサブ波長格子を介して光導波路へ光を結合させ、光透過特性の評価を行い、光利用効率の高い素子の開発に成功した。最後に、本研究の総括を行った。

Optical communication システムにお て て, optical integrated circuit (optical IC)チップと optical ファ が バ <s:1> combination loss が problem となる. サ ブ wavelength grid は incident wavelength よ り も small さ い ナ ノ cycle structure で あ り な into output, high working rate カ プ ラ, phase plate, reflection to prevent フ ィ ル タ, polarized フ ィ ル タ, バ イ ナ リ ー レ ン ズ な ど が proposal さ れ て い る. This study で は IC の into the light output ポ ー ト と な る optical wave road face に サ ブ を し making, optical communication wavelength grid シ ス テ ム の light using the working rate の upward を refers し た element child の open 発 を purpose と す る. は this year, yesterday's annual に し た smelting equipment を with い て substrate face へ の ナ ノ イ ン プ リ ン ト リ ソ グ ラ フ ィ を い, optical wave way end に サ ブ を wavelength grid production し た. は じ め に, Ann 価 な ガ ラ ス substrate face へ パ タ ー ニ ン グ の be 験 を い, パ タ ー ニ ン グ や uniformity precision を review 価 し た. テ ー パ shape サ ブ wavelength for を い て, 400 ~ 900 nm wavelength の domain で 99% の い high transmittance を を す structure design in し た. Tectonic の optical properties は Rigorous Coupled Wave Analysis - を with い た computing プ ロ グ ラ ム で い, ナ ノ イ ン プ リ ン ト リ ソ グ ラ フ ィ に with い た resin の inflectional rate は inflectional rate measurement device に よ り determination し た numerical を with い た. Calculation results よ り, モ ー ル ド は cycle is 400 nm, 900 nm さ の テ ー パ shape secondary yuan サ ブ wavelength structure と し て design さ れ た. パ タ ー ン は サ ブ wavelength grid で あ り optical 顕 micromirror で review 価 す る の は difficult で あ る の で walkthrough electronic 顕 micromirror に て shape evaluation 価 を line っ た. The に and the end face of the optical waveguide subgrade plate へ サブ the サブ wavelength lattice <e:1> form を rows った. Experiments: を to めると and に to improve を to った. Smelting equipment で important な は, optical wave board face と モ ー ル ド surface と の parallelism で あ り, ナ ノ イ ン プ リ ン ト device of autologous の プ レ ス surface の parallelism は completely で な い た め, parallel adjusting mechanism と pressure measurement フ ィ ル ム に よ り high-precision な parallel out し を line っ た. Optical wave board face へ making し た サ ブ を wavelength grid dielectric し へ て optical wave road light を combination さ せ, light transmittance の review 価 を line い, light use of high rate of unseen の い element の open 発 に successful し た. Finally, に, in this study, 総 is included in the を line った.

项目成果

基板側面へのインプリントリソグラフィと回折格子の製作

基板侧面压印光刻和衍射光栅的制造

• 发表时间: 2008
• 作者: Yoshiaki Kanamori;Yoshiaki Kanamori;金森義明
• 通讯作者: 金森義明

Polymer microstructure generated by laser stereo-lithography and its transfer to silicon substrate using reactive ion etching

激光立体光刻生成的聚合物微结构及其使用反应离子蚀刻转移到硅基底上

• 发表时间: 2007
• 期刊: Microsystem Technologies 13
• 作者: Yoshiaki Kanamori

Fabrication of transmission color filters using silicon subwavelength gratings on quartz substrates

• DOI: 10.1109/lpt.2006.883208
• 发表时间: 2006-09-01
• 期刊: IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS
• 影响因子: 2.6
• 作者: Kanamori, Yoshiaki;Shimono, Masaya;Hane, Kazuhiro
• 通讯作者: Hane, Kazuhiro