フォトニック結晶高Q値共振器のセンシング応用

光子晶体高Q值谐振器的传感应用

• 批准号: 09F09284
• 负责人: 野田 進
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09F09284/
• 关键词: フォトニック結晶; 共振器; センシング; Q値

フォトニック結晶は、光の波長程度の周期的屈折率分布をもつ光材料であり、様々な光制御の可能性から注目を集めている。研究代表者は、これまでに、波長の3乗程度の微小領域に3.5ナノ秒を超える長い時間光を閉じ込めることの可能な高Q値光ナノ共振器や、フォトニック結晶のバンド構造の特異点(バンド端)における大面積共振作用を用いた、数百μm四方の範囲にわたって単一縦横モードで発振可能な面発光レーザの実現などを実現してきた。本研究では、このようなフォトニック結晶の特徴を利用したセンシング応用を目指した研究を行った。ナノ共振器を利用したセンシングでは、昨年度までに液体中で動作するフォトニック結晶の測定を行い、液体中においても、自由空間への放射損失が小さく、100万以上のQ値が実現できることを明らかにした。本年度、液体中でフォトニック結晶試料を測定するための測定系の構築を行い、液体(アセトン)中でフォトニック結晶共振器の特性を評価することにも成功しており、高Q値ナノ共振器を用いたセンシングのための基礎を築くことができたといえる。また、本年度新たに、フォトニック結晶バンド端による面発光レーザを用いた新たなセンシング応用への展開の検討を行った。研究代表者は、高出力なレーザや出射方向を制御可能なレーザ素子などを実験的に実現することに成功しているが、これらのレーザの動作の解析については、様々な手法が検討されていたものの、計算量や精度の面で課題を有していた。最近、また大面積に対する解析が可能な2次元結合波理論が提案されたものの、計算精度は不十分であった。本研究では、より厳密な2次元結合波理論を構築するべく、従来無視していた高次成分の寄与の効果、フォトニック結晶の面垂直方向の電磁界分布や構造分布の効果を取り込み、フォトニック結晶の周期性が厚さ方向に不均一な構造(斜め孔や円錐台形状孔など)にも拡張することにも成功した。

The distribution of the refractive rate of the cycle of the optical wave length and the optical wave length of the optical material and the possibility of the optical system pay close attention to the temperature. The representative of the research, the temperature, the wave length, the degree of temperature, the degree of micro-field, 3.5 min, the long-term optical radiation, the long-term optical emission, the high-Q optical emission, the optical resonance, the crystal structure, the characteristic point (the terminal), the large surface resonator, the laser, the resonator, the resonator. It is possible to see the surface light and light in the square range of hundreds of μ m. The purpose of this study is to analyze the results of the study. The purpose of this study is to use the target to study the behavior. The microwave resonator is used to determine the temperature of the line, the temperature in the liquid, the radiation loss in the free space, and more than 1 million of the temperature in the liquid, the temperature in the liquid and the temperature in the liquid last year. This year, the performance of the crystal resonator in the liquid is very good. This year, the characteristics of the crystal resonator in the liquid (in the liquid), the temperature in the liquid, the temperature, the temperature and the temperature. For the first time, this year's new year, this year's election results show that you will be able to use the new information to expand the performance of the market. The representative of the research, the high-output equipment, the direction of fire, and the accuracy of calculation. Recently, it is possible to combine the two-dimensional wave theory with the wave theory, and the calculation accuracy is not very good. In this study, the two-dimensional distribution of electromagnetic field in the vertical direction of the crystal plane, the distribution of electromagnetic field in the vertical direction of the crystal surface, the distribution of electromagnetic field in the vertical direction of the crystal surface, the distribution of the electromagnetic field in the vertical direction of the crystal surface, the distribution of the electromagnetic field in the vertical direction, The results show that the periodic thickness direction is not uniform (oblique hole and table-shaped hole) and that the thickness is successful.

项目成果

2次元フォトニック結晶レーザの結合波理論による解析VII-空気孔の対称性と放射係数-

利用耦合波理论分析二维光子晶体激光器七-气孔的对称性和辐射系数-

• 发表时间: 2011
• 作者: Chao Peng;梁永;酒井恭輔;岩橋清太;野田進
• 通讯作者: 野田進

次元フォトニック結晶レーザの結合波理論による解析VI-非Γ点モードの解析

利用耦合波理论分析三维光子晶体激光器VI-非Γ点模式分析

• 发表时间: 2011
• 作者: 梁永;Chao Peng;酒井恭輔;岩橋清太;野田進
• 通讯作者: 野田進

Improved coupled-wave theory for two-dimensional photonic-crystal surface emitting lasers

二维光子晶体表面发射激光器的改进耦合波理论

• 发表时间: 2011
• 作者: C.Peng;Y.Liang;K.Sakai;S.Iwahashi;E.Miyai;S.Noda
• 通讯作者: S.Noda

2次元フォトニック結晶レーザの結合波理論による解析II-高次結合波モデルと垂直放射係数-

利用耦合波理论分析二维光子晶体激光器II - 高阶耦合波模型和垂直辐射系数 -

• 发表时间: 2010
• 作者: 梁永;Chao Peng;酒井恭輔;岩橋清太;宮井英次;大西大;國師渡;野田進
• 通讯作者: 野田進

Air-hole design in a vertical direction for high-power two-dimensional photonic-crystal surface-emitting lasers

高功率二维光子晶体面发射激光器垂直方向气孔设计

• 发表时间: 2010
• 期刊: Journal of the Optical Society of America B-Optical Physics
• 影响因子: 1.9
• 作者: S.Iwahashi;K.Sakai;Y.Kurosaka;S.Noda
• 通讯作者: S.Noda