オンチップ集積された光ナノ共振器間の結合形成と動的制御の実現

片上集成光学纳米腔之间的耦合形成和动态控制的实现

• 批准号: 14J03594
• 负责人: 鴻池 遼太郎
• 金额: $ 1.79万
• 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: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J03594/
• 关键词: フォトニック結晶; 光ナノ共振器; 時間反転操作; 面内p-i-n構造; 光回路; 光転送; 断熱的変化; 光電子集積化

フォトニック結晶は、光波長程度の微細構造によって光場を制御し、光を自在に操作することが可能と期待される人工結晶である。フォトニック結晶中に点欠陥を導入すると、その欠陥領域に光を強く閉じ込める光ナノ共振器が形成できる。光ナノ共振器は光を物質中に強く局在させることが可能であるため、光バッファメモリや、光と物質との相互作用を利用した量子デバイス等への応用が期待される。このような多彩な応用をもつ光ナノ共振器をチップ上に複数形成し、それらの間での光のやりとりを自在に制御できれば、複数ビットをもつ光バッファメモリや光パルスのルーティング等の新規光機能の実現が期待される。本研究では昨年度までに、物質内波長の100倍以上離れた光ナノ共振器間で自在なタイミングかつ高効率に光を転送する操作の提案および実証を行った。このような光操作を応用へと結びつけるためには、①より多彩な光操作の実現、および②多数共振器の同時制御が可能な方式の実現が必要となる。そこで本年度は、①より多彩な光操作の例として、光ナノ共振器に捕捉した光の時間反転操作の実証を行い、また②多数共振器の同時操作が可能な方式として、共振器結合系に対して面内p-i-n構造を導入し、電気パルスの印加による電気的な光操作を実証した。まず、①3つの共振器(A, C, B)を直列に結合させ、共振器Cに任意のタイミングで制御光パルスを照射することで、A, Bの間で行き来する光に対する時間反転操作を世界に先駆けて実証した。本成果により、光ナノ共振器を用いた多彩な光操作の一例を示すことができた。次に、②共振器Cに対して面内p-i-n構造を導入したデバイスを作製し、電圧パルス(3.5V, 3ns)の印加によりA, B間を行き来する光の遷移周波数 (結合強度) を動的制御することに成功した。本成果により大規模な応用に向けた基礎技術を実証することができた。

Because of the temperature and wavelength of light, the optical field is controlled, and the light is operated freely. It may be expected that the artificial crystal will work. In the structure of the crystal, there is a problem that the light intensity in the field is high and that the resonator is formed. In the light resonator, the power of the light is very strong. It is possible to make use of the quantum energy, the interaction between the light and the matter, and so on. The system is very colorful. On the resonator, the complex number is formed, and the system is easy to control. The multiplicator is sensitive to the light source, and the new optical machine is able to realize the performance. In this study, last year, the internal wave length of the optical resonator was more than 100 times higher than that of the optical resonator, and the optical transmission operation proposal was proposed. The optical operation system can detect the necessary noise in the same-time system by using the simulation results, the multi-color optical operation, and the simultaneous system of most resonators. This year, one million colorful optical operation procedures, optical resonator capture optical time reverse operation, optical resonator simultaneous operation, the combination of resonators is used to make the input of p-i-n, and the optical operation of electrical equipment is used to print and add the optical operation of the electronic computer. In-line resonator (A, C, B) resonator (A, C, B) in-line resonator (A, C, B) in-line resonator (A, C, B) resonator (A, C, B) in-line resonator (A, C, B) resonator (A, C, B) in-line resonator (A, C, B) resonator (A, C, B). In this paper, an example of multi-color optical operation is used to show the performance of the resonator. In the second and second resonator, the p-i-n in the resonator C terminal plane is used to control the movement of the optical wave number (combined strength). In the second and second resonator, the p-i-n in the second and second resonator is used to control the movement of the optical wave number (combined strength). In this paper, large-scale models are used to improve the effectiveness of the basic technology.

项目成果

3連結合光ナノ共振器系における光ラビ振動の動的反転操作の実証

三耦合光学纳米腔系统中光学拉比振荡动态反演的演示

• 发表时间: 2016
• 作者: 鴻池遼太郎;仲代匡宏;田中良典;浅野卓;野田進;阿部由美子;鴻池遼太郎，仲代匡弘，田中良典，浅野卓，野田進
• 通讯作者: 鴻池遼太郎，仲代匡弘，田中良典，浅野卓，野田進

離れた光ナノ共振器間の任意タイミングでの断熱的光転送の実現

在任意时间实现远距离光学纳米腔之间的绝热光学传输

• 发表时间: 2015
• 作者: Sun Yingying;Yamori Katsuya;and Kondo Seiji;鴻池遼太郎，中川遥之，仲代匡弘，田中良典，浅野卓，野田進;Sun Yingying;鴻池遼太郎，中川遥之，浅野卓，田中良典，野田進
• 通讯作者: 鴻池遼太郎，中川遥之，浅野卓，田中良典，野田進

結合共振器における制御共振器の正弦変調による光操作方式の検討

耦合谐振器受控谐振器正弦调制光学操控方法研究

• 发表时间: 2017
• 作者: 鴻池遼太郎;仲代匡宏;田中良典;浅野卓;野田進
• 通讯作者: 野田進

光共振器の結合系における幾何学位相制御のための光学系の検討

光学谐振腔耦合系统几何相位控制光学系统研究

• 发表时间: 2014
• 作者: R. Konoike;H. Nakagawa;T. Asano;Y. Tanaka;and S. Noda;孫英英・矢守克也・谷澤亮也;鴻池遼太郎，中川遥之，浅野卓，田中良典，野田進;Sun Yingying;鴻池遼太郎，浅野卓，田中良典，野田進
• 通讯作者: 鴻池遼太郎，浅野卓，田中良典，野田進

光ナノ共振器間の結合強度の動的制御 ―電気的制御の導入―

光学纳米腔之间耦合强度的动态控制-电气控制介绍-

• 发表时间: 2016
• 作者: R. Konoike;M. Nakadai;H. Nakagawa;Y. Tanaka;T. Asano;and S. Noda;阿部由美子;Sun,Y. & Yamori,K.;鴻池遼太郎，仲代匡宏，田中良典，浅野卓，野田進
• 通讯作者: 鴻池遼太郎，仲代匡宏，田中良典，浅野卓，野田進