共振器集積型導波モード共鳴デバイスに関する研究

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ガウシアンビーム入射に対するCRIGFの反射率改善を試みた。グレーティングカップラ(GC)結合係数をガウス分布化した共振器集積導波モード共鳴フィルタ(CRIGF)についての解析モデルを構築した。ガウス分布化のために、フィルファクタを徐々に変化させたGCを設計した。素子を作製し、光学実験により約10%の反射率改善を実証した。また本素子を光ファイバ端面に結合し、ファイバ光に対するフィルタ特性を実証した。CRIGFの光配線応用のために、チャネル導波路への集積を試みた。作製プロセスの複雑化を防ぐためにリッジ型導波路を設計し、反射特性を数値シミュレーションにより検証した。素子の試作、光学実験によりフィルタ特性を実証した。CRIGFの反射位相を算出するために、時間領域モード結合理論に基づく解析モデルを構築し、特性解析を行った。マイケルソン干渉計を利用した反射位相測定光学系を考案・構築した。光学実験により反射位相の大きな波長依存性を確認した。斜め入射対応化、アポダイズ化は、より優先度の高い以下の研究項目が発現したために、実施を見送った。CRIGFは導波路共振器を利用するので、応答速度算出や設計のために共振器の光子寿命の見積もりが重要である。測定したCRIGFの反射スペクトルからDBR共振器の共振器長を算出し、共振器長から光子寿命を見積もった。また共振器長ずれによる反射スペクトル変化を理論的・実験的に検討した。提案する導波光自励発振レーザのレーザ共振器ミラーとしてCRIGFを応用するためには、共鳴波長だけでなく周辺波長でも高反射率を得なくてはならないことを理論的に明らかにした。CRIGFに高反射層を集積することで反射スペクトルの狭帯域性の排除と反射位相変化を同時に実現する構造を提案した。金属反射膜を形成した基板上に光バッファ層を製膜し、さらにその上に導波路とCRIGFを集積した。素子を試作し、光学実験によって反射位相変化を実証した。