SOI基板上温度無依存波長多重光回路に関する研究

SOI衬底上与温度无关的波长复用光路研究

• 批准号: 11J08863
• 负责人: 渥美 裕樹
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J08863/
• 关键词: 温度無依存波長フィルタ; シリコンフォトニクス; ベンゾシクロブテン(BCB); 環境耐性; 波長トリミング; スロット導波路

本年度は、デバイスのシステム応用に向けて重要な課題である環境耐性に関する評価、向上技術の開拓を行った。本研究で用いているポリマー材料であるベンゾシクロプテン(BCB)は、大気中の水分を吸収し屈折率が変化することが知られている。一般的にWDM通信においてはフィルタ波長を固定にする必要があり、吸湿性は大きな課題となる。今回、恒温恒湿器下での劣化試験を行った。また、吸湿保護技術としてフッ化樹脂であるCYTOP(旭硝子製)を検討した。CYTOP (CTL-809A)は、プラスチック光ファイバ材料として用いられるなど光学材料として実績があり、BCBの吸湿率0.2%以下と比較して、0.01%以下と防湿性に優れている。恒温恒湿下試験では温度30℃、湿度80%の恒温恒湿器内に投入し、吸湿による波長シフト時間依存性を評価した。その結果、いずれの構造においても吸湿による長波長シフトが観測されたが、BCBは150時間以降も波長シフトし続けるのに対し、CYTOPではおよそ0.15nm程度の波長シフトで飽和する結果が得られ、BCB埋め込み比べて波長シフト量は約1/4に改善した。また、昨年度確立した紫外線照射による波長トリミング技術に関しても、BCB上CYTOPの二重構造にする事で適用可能である事が分かった。さらに本年度は課題最終年度として、これまでの温度無依存波長フィルタに関わる技術を集積し、2重リング構造を用いた4波長の温度無依存WDMフィルタの試作を行った。波長トリミング前では共振波長のずれにより、波長フィルタ特性が得られなかったが、各リング共振器に所望量の照射を行う事で、各チャネルの切り分けを実現した。以上の成果をもちまして、WDM通信用温度無依存波長フィルタの実現に必要な要素技術の開発、それらを融合したデバイス開発一連のプロセスを確立し、本成果は工学上ならびに工業上、社会に大きく貢献するものと考えている。

This year は, デ バ イ ス の シ ス テ ム 応 with に to け て important topic な で あ る environment patience に masato す る line review 価, up technical の pioneering を っ た. This research で い て い る ポ リ マ ー material で あ る ベ ン ゾ シ ク ロ プ テ ン (BCB) は, large 気 の moisture を 収 し が inflectional rate - the す る こ と が know ら れ て い る. General に WDM communications に お い て は フ ィ ル タ wavelength を fixed に す る necessary が あ り, hygroscopicity は き な subject と な る. This time, under the constant temperature and humidity device, the で test for deterioration was conducted on the を line った. Youdaoplaceholder0, moisture absorption protection technology と てフッ てフッ chemical resin であるCYTOP(asahi glass)を検 discuss た. CYTOP (CTL - 809 - a) は, プ ラ ス チ ッ ク light フ ァ イ バ material と し て in い ら れ る な ど optical material と し て be performance が あ り, BCB の moisture absorption rate below 0.2% と compare し て moist, below 0.01% と に optimal れ て い る. Under constant temperature and humidity test で は temperature 30 ℃, humidity 80% の constant temperature and humidity in に input し, hygroscopic に よ る wavelength シ フ ト time dependency を review 価 し た. そ の results, い ず れ の tectonic に お い て も hygroscopic に よ る long wavelength シ フ ト が 観 measuring さ れ た が, BCB は 150 time to drop も wavelength シ フ ト し 続 け る の に し, seaborne CYTOP で は お よ そ degree of 0.15 nm wavelength の シ フ ト で saturated す る results ら が れ, BCB buried め 込 み than べ て wavelength シ フ は about 1/4 に ト quantity change A good name is た. ま た, establishment of yesterday's annual し た ultraviolet irradiation に よ る wavelength ト リ ミ ン グ technology に masato し て も, BCB CYTOP の double structure に す で る things may apply で あ る matter が points か っ た. さ ら に は topic finally this year's annual と し て, こ れ ま で の temperature without dependent wavelength フ ィ ル タ に masato わ る technology を set product し, 2 リ ン を グ structure with い た 4 no dependent WDM wavelength の temperature フ ィ ル タ の attempt を line っ た. Before wavelength ト リ ミ ン グ で は resonance wavelength の ず れ に よ り, wavelength フ ィ ル タ features が must ら れ な か っ た が, various リ ン グ resonator に promise quantity の irradiation を で う, each チ ャ ネ ル の り cutting points け を be presently し た. All above の を も ち ま し て, WDM communication temperature dependent wavelength フ ィ ル タ の be now に な elements necessary technical の 発, そ れ ら を fusion し た デ バ イ ス open 発 for の プ ロ セ ス し を established, this achievement は engineering on な ら び に industry, large social に き く contribution す る も の と exam え て い る.

项目成果

Simultaneous retrieval of fluidic refractive index and surface adsorbed molecular film thickness using silicon wire waveguide biosensors

• DOI: 10.1364/oe.20.026969
• 发表时间: 2012-11-19
• 期刊: OPTICS EXPRESS
• 影响因子: 3.8
• 作者: Atsumi, Yuki;Xu, Dan-Xia;Arai, Shigehisa
• 通讯作者: Arai, Shigehisa

Low Threshold Current Density Operation of a GaInAsP/Si Hybrid Laser Prepared by Low-Temperature N_2 Plasma Activated Bonding

低温N_2等离子体激活键合GaInAsP/Si混合激光器的低阈值电流密度工作

• DOI: 10.7567/jjap.52.060202
• 发表时间: 2013
• 期刊: Jpn. J. appl. Phys.
• 作者: Y. Hayashi;R. Osabe;K. Fukuda;Y. Atsumi;J. Kang;N. Nishiyama;S;Arai
• 通讯作者: Arai

幅広ギャップ構造を有する温度無依存BCB埋め込みSiスロット型リング共振器

宽间隙结构的温度无关 BCB 嵌入式硅开槽环谐振器

• 发表时间: 2011
• 作者: Yamada A;Inoue E;Deguchi-Tawarada M;Matsui C;Togawa A;Nakatani T;Ono Y;Takai Y.;渥美裕樹
• 通讯作者: 渥美裕樹

Minituarization of Exposure Area for Electron Beam Lithography using Proximity Effect Correction toward Si Optical Circuits

利用硅光路邻近效应校正实现电子束光刻曝光区域的小型化

• 发表时间: 2013
• 作者: Y. Atsumi;N. Taksatorn;Y. Miyamoto;N. Nishiyama;S. Arai
• 通讯作者: S. Arai

Differentiation between Changes in Liquid Refractive Index and Surface Adsorbed Molecular Thickness using SOI Wire Waveguide Ring Resonator Biosensor Arrays

使用 SOI 线波导环形谐振器生物传感器阵列区分液体折射率和表面吸附分子厚度的变化

• 发表时间: 2012
• 作者: Y. Atsumi;D-X. Xu;A. Delage;J. Schmid;M. Vachon;P. Cheben;S. Janz;N. Nishiyama;S. Arai
• 通讯作者: S. Arai