アモルファスSiを利用した光導波路一体型カンチレバーの製作

非晶硅光波导集成悬臂梁的制作

• 批准号: 10135203
• 负责人: 羽根 一博
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10135203/
• 关键词: アモルファスSi; 光導波路; カンチレバー; プローブ

非伝播性のエバネッセント波から伝播性の光に変換するために、近接場顕微鏡においては尖ったファイバープローブや微細加工プローブが用いられる。よく用いられるファイバープローブに比較して、微細加工プローブの特徴はプローブに多機能を付加できるSiデバイスとの集積化が可能であることである。SiO_xN_y,Si_3N_4やSiO_2などの材料が従来、導波路材料として用いられている。一方、アモルファスシリコン(α-Si)は結晶Siデバイスとの製造互換性をもった興味ある材料であるが、導波路の材料としてはあまり用いられてこなかった。α-Siは0.82μm以上の波長の光に対して吸収が激減し、ほとんど透明になる。一方、結晶Siは1.1μm以上の赤外光において透明である。0.82μm-1.1μmの波長領域に対してα-Siは透明媒質として働き、結晶Siは吸収材料として働く。また、この領域には高出力GaAlAs半導体レーザの波長が含まれている。α-Siが高い屈折率(3.6)を持つことから微小領域に光を閉じこめることが期待でき、クラッドの材料として多くの選択が可能となる。これらのことより、本研究ではα-Siを用いて導波路型カンチレバーを製作した。半導体レーザを全反射角でプリズムに入射し発生させたエバネッセント波により、プリズム表面に近付けたα-Siカンチレバーを照射し、その様子を光学顕微鏡により観察した。反りのためカンチレバー中を伝播する光がカンチレバーの中央から漏れ出ているのが見られた。広いカンチレバーの方が先端が三角型のカンチレバーよりも明るい光出力が得られた。α-Siカンチレバーからの光の放射を観測することで基本的な導波特性を確認した。次にSiフォトダイオードや半導体レーザなどとの集積化を試みる。

Non 伝 sowing の エ バ ネ ッ セ ン ト wave か ら 伝 sowing の optical に variations in す る た め に, near field 顕 micromirror に お い て は pointed っ た フ ァ イ バ ー プ ロ ー ブ や microfabrication プ ロ ー ブ が with い ら れ る. よ く with い ら れ る フ ァ イ バ ー プ ロ ー ブ に compare し て, micro machining プ ロ ー ブ の, 徴 は プ ロ ー ブ に function を pay more add で き る Si デ バ イ ス と の set product change が may で あ る こ と で あ る. The SiO_xN_y,Si_3N_4やSiO_2な <s:1> <s:1> <s:1> materials が従 are used, and the materials for the guided wave path と <s:1> て are used in られて られて る る. Party, ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン (alpha Si) は crystalline Si デ バ イ ス と の manufacturing interchangeability を も っ た tumblers あ る material で あ る が, guided wave の material と し て は あ ま り with い ら れ て こ な か っ た. α-Si <s:1> 0.82μm or higher <s:1> wavelength <e:1> light に is が absorbable to て て and <s:1> and ほとん <s:1> transparent になる. One side, crystalline Si にお 1.1μm or more, <s:1> red external light にお にお て て transparent である. 0.82 mu m 1.1 mu m の wavelength domain に し seaborne て alpha Si は transparent medium と し て 働 き, crystalline Si は 収 absorption material と し て 働 く. The また, <s:1> <s:1> field に に high-power GaAlAs semiconductor レ また ザ <s:1> wavelength が contains まれて る る る. High alpha Si が い inflectional rate (3.6) を hold つ こ と か ら tiny areas に light を closed じ こ め る こ と が expect で き, ク ラ ッ ド の material と し て more く の sentaku が may と な る. こ れ ら の こ と よ り, this study で は alpha Si を with い て guided wave type road カ ン チ レ バ ー を making し た. Semiconductor レ ー ザ を full reflection Angle で プ リ ズ ム に incident し 発 raw さ せ た エ バ ネ ッ セ ン ト wave に よ り, プ リ ズ ム surface に nearly pay け た alpha Si カ ン チ レ バ ー し を exposure, そ の others child を optical 顕 micromirror に よ り 観 examine し た. Anti り の た め カ ン チ レ バ ー in を 伝 sowing す る light が カ ン チ レ バ ー の central か ら れ leakage out て い る の が see ら れ た. Hiroo い カ ン チ レ バ ー の party が apex が triangular の カ ン チ レ バ ー よ り も Ming る い light output が must ら れ た. Alpha Si カ ン チ レ バ ー か ら の light emitting の を 観 measuring す る こ と で basic な guide potter availability を し た. The にSiフォトダ <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> ドや ドや semiconductor レ ザな ザな と と と <s:1> <s:1> integration を test みる.

项目成果

羽根 一博(部分執筆): "計測工学ハンドブック(5.7節 走査型計測システム)(印刷中)" 朝倉書店,

Kazuhiro Hane（部分作者）：“测量工程手册（第 5.7 节扫描测量系统）（正在印刷）”朝仓书店，

K.Goto,K.Hane: "Tip-sample capacitance in capacitance microscopy of dielectric films" Journal of Applied Physics. 84・8. 4043-4048 (1998)

K.Goto、K.Hane：“介电膜电容显微镜中的尖端样品电容”应用物理学杂志 84・8（1998）。

K.Goto,K.Hane: "Application of a semiconductor tip to capacitance microscopy" Applied Physics Letters. 73・4. 544-546 (1998)

K.Goto、K.Hane：“半导体尖端在电容显微镜中的应用”《应用物理快报》73・4（1998）。

M.Sasaki,K.Tanaka,K.Hane: "Waveguiding cantilever of amorphous silicon" 5th Int.Conf.Near Field Optics and Related techniques. 177-178 (1998)

M.Sasaki、K.Tanaka、K.Hane：“非晶硅波导悬臂梁”第五届国际会议近场光学及相关技术。