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SiCフォトニックナノ共振器を用いた高度な光制御の研究

利用碳化硅光子纳米腔进行先进光学控制的研究

基本信息

批准号：
22KF0185
负责人：
浅野卓
金额：
$ 1.41万
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：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

SiC中のカラーセンターは、単一光子源やスピンフォトンインターフェースの実現に有望な量子発光体である。その中でも、ミリ秒単位の長いスピンコヒーレンスタイムを持つV2センターは非常に魅力的である。このV2カラーセンターは、通常のSiC基板ではc軸方向に双極子モーメントを持ち、917nmでゼロフォノン遷移を示すため、その自然放出や光による操作を増強するためには、917nmで動作するTM偏光のナノ共振器必要となる。これについては昨年度、2次元ロッド型PC層とホール型PC層からなるTE/TMの両偏光にフォトニックバンドギャップ(PBG)を有する2層フォトニック結晶(PC)スラブを用いることで実現可能であることを理論的に示した。また本年度は、この2層PCを作製するために、まずロッドを形成し、次にロッド層の下にホールを形成する2段階のエッチング方法を考案した。これによりSiCスラブに構造を作製し、白色光源（0.45～2μm）を用いて917nm付近のTEおよびTMのPBGを観察することに成功した。また、この2層PCに線欠陥導波路と光ナノ共振器を形成し、白色光源を用いて局在モードの探索を行ったが、白色光源では様々な波長の光が激しく散乱するため、モードを見つけることができなかった。そこでまず帯域の広い波長可変レーザーが使用できる光通信帯域で、本構造の導波路と共振器の動作をまず確認することを目指して、約2倍の大きさに構造を設計し直したうえで、2段階エッチング法に調整を加えることで、バルクSiC基板にこれを形成することに成功した。また、共振波長調整のためのマイクロヒータの作製条件を検討し、その形成に成功した。

The realization of a single photon source in SiC is expected to be a quantum emitter. In the middle, in the middle. This V2 polarization mode is necessary for a typical SiC substrate to operate in the c-axis direction as a dipole mode switch, a 917nm mode switch, and a TM polarized mode switch. This is a theoretical demonstration of the possibility of using a two-dimensional PC layer and a two-dimensional PC layer, such as TE/TM and PBG. This year, the two-layer PC system was tested. The SiC fiber structure was successfully manufactured and the white light source (0.45~2μm) was successfully detected by TE and PBG near 917nm. The two-layer PC line waveguide and optical resonator are formed, and the white light source is used in the exploration process. The white light source is used in the opposite wavelength of light excitation. The wavelength of the optical communication band can be changed for use. The operation of the waveguide and resonator of this structure can be confirmed. The structure of about 2 times larger than that of the optical communication band can be designed. The adjustment of the two-stage method can be added. The SiC substrate can be successfully formed. The resonance wavelength is adjusted and the operating conditions are discussed.