CMOSフォトニック結晶スローライトデバイスとその応用

CMOS光子晶体慢光器件及其应用

• 批准号: 13J00176
• 负责人: 石倉 徳洋
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J00176/
• 关键词: シリコンフォトニクス; スローライト; チューナブルスローライト; フォトニック結晶導波路; 光相関計; CMOS互換プロセス

本研究ではこれまでのフォトニック結晶導波路(PCW)スローライトデバイスとシリコンCMOSプロセス利用を発展させ、これまでの基礎研究レベルでは考えられなかった大規模・高密度・高機能な光集積を実現する。それによって、次世代光ネットワークで重要となる高度な光信号処理や光計測システムの実現を目指した。本年度は以下の3つの点で大きな成果を挙げた。1. 「CMOSプロセスを用いて製作したデバイスの統括的な特性評価」では、PCWに加えて光ファイバ接続のためのスポットサイズ変換器や光配線として利用されるシリコン細線導波路などを総合的に評価した。このようなコンポーネントは10年以上、個別に研究が進められてきたが、網羅的にまとめた文献は私が知る限り存在しなかった。そこで、これらの設計概要や特性評価結果をまとめた。2. 「二光子吸収光検出器」は、これまでにPCWスローライトで増強された二光子吸収キャリアの光検出器を実証していた。しかし、前述のシリコン細線導波路とPCWの光結合率が低く、検出器の最低感度を制限していた。そこでシミュレーションにより微細構造を調整することで、結合率を2倍以上向上できる可能性を示し、初期実験でその効果を確認した。この成果は1とともに学術論文への投稿の準備を進めている。3. 「オンチップ光相関計」は、高速光信号の時間波形を計測する光集積デバイスである。製作していたデバイスの測定方法を再度検討することにより、この種の計測器に求められる波形の定量的な評価が可能となり、基礎的な動作が実証された。この成果は2とともに、国際会議を含めた学術発表会で報告した。2014年3月の春季応用物理学会では、成果が高く評価され、ポスター発表件数の上位5%に相当するPoster Awardノミネート最終候補に選出された。

This study で は こ れ ま で の フ ォ ト ニ ッ ク crystallization (PCW) guided wave road ス ロ ー ラ イ ト デ バ イ ス と シ リ コ ン CMOS プ ロ セ ス using を 発 exhibition さ せ, こ れ ま で の basic research レ ベ ル で は exam え ら れ な か っ た な light mass, high density, high function set product を be presently す る. そ れ に よ っ て, next generation optical ネ ッ ト ワ ー ク で important と な る highly な signal 処 reason や light measuring シ ス テ ム の be presently を refers し た. For this year, the following で 3 な <e:1> points で major で な achievements を挙げた. 1. "CMOS プ ロ セ ス を with い て making し た デ バ イ ス な characteristics of being の review 価" で は, PCW に え て light フ ァ イ バ meet 続 の た め の ス ポ ッ ト サ イ ズ - changer や light wiring と し て using さ れ る シ リ コ ン thread guided wave road な ど を 総 に evaluation of 価 し た. こ の よ う な コ ン ポ ー ネ ン ト は が into more than 10 years, individual に research め ら れ て き た が, snare に ま と め た literature は private が know る limit り exist し な か っ た. Youdaoplaceholder0 で で, <s:1> design outline や feature evaluation 価 results をまとめた. 2. "two photon absorption 収 light 検 extractor" は, こ れ ま で に PCW ス ロ ー ラ イ ト で raised strong さ れ た two photon absorption 収 キ ャ リ ア の light 検 extractor を card be し て い た. <s:1> <s:1>, the aforementioned <s:1> シリコ fine-line guided wave path とPCW <s:1> has a low light binding rate が く and the minimum sensitivity limit of the 検 output <s:1> て た た た た. そ こ で シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り fine-structure を adjustment す る こ と で を, combined rate more than 2 times up で き る possibility を し, early be 験 で そ の unseen fruit を confirm し た. <s:1> <s:1> achievements とと 1とと に academic paper へ <e:1> submission を preparation を into めて めて る る. 3. "<s:1> <s:1> チップ optical phase correlation meter" を and high-speed optical signal <s:1> time waveform を meter measure する optical accumulation デバ スである スである. Making し て い た デ バ イ ス の determination method を again beg す 検 る こ と に よ り, こ の kind の meter sensor に o め ら れ る waveform の な of quantitative evaluation of 価 が may と な り, basic な action が card be さ れ た. <s:1> the achievements of に 2とと に に, reports from international conferences を including めた academic presentations で た た. 応 の spring in March 2014 with physical society で は, high achievement が く review 価 さ れ, ポ ス タ ー 発 table number の upper 5% に quite す る Poster Award ノ ミ ネ ー ト alternate に eventually selected さ れ た.

项目成果

On-chip optical correlator

片上光学相关器

• 发表时间: 2013
• 作者: N. Ishikura;R. Hayakawa;N. Yazawa;and T. Baba
• 通讯作者: and T. Baba

Triangular-shaped coupled microrings for tolerant multi-/demulti-plexing

三角形耦合微环，用于耐受多路/多路解复用

• 发表时间: 2013
• 作者: H. Ito;N. Ishikura;and T. Baba
• 通讯作者: and T. Baba

広帯域低分散スローライトを発現するシリカクラッドフォトニック結晶導波路の設計

产生宽带低色散慢光的石英包层光子晶体波导的设计

• 发表时间: 2014
• 作者: 田村卓也;石倉徳洋;近藤圭祐;馬場俊彦
• 通讯作者: 馬場俊彦

pn接合付きSiフォトニック結晶スローライトデバイスによる高速遅延チューニング

使用具有 p-n 结的硅光子晶体慢光器件进行快速延迟调谐

• 发表时间: 2013
• 作者: 衣笠駿;石倉徳洋;馬場俊彦
• 通讯作者: 馬場俊彦

On-chip optical correlator using photonic crystal slow-light devices

使用光子晶体慢光器件的片上光学相关器

• 发表时间: 2013
• 作者: Ueki;T. ; Sawamura;S. ; Nakamura;Y. ; Kitazawa;Y. ; Kokubo;H. ; Watanabe;M.;金 章雨;井上加奈子;中屋敷均;Miriam Oses-Ruiz;Wasin Sakulkoo;Talbot Nicholas;池田健一;Tsuyoshi Sonoda;山田 大智;N. Ishikura and T. Baba
• 通讯作者: N. Ishikura and T. Baba