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(In Japanese)二次元フォトニック結晶板中の導波路とその光学的性質

Research report code R013000340
Posted date Oct 1, 2003
Researchers
  • (In Japanese)馬場 俊彦
  • (In Japanese)岩井 剛
  • (In Japanese)茂木 歩
Affiliation
  • (In Japanese)Yokohama National University, Division of Electrical and Computer Engineering
  • (In Japanese)Yokohama National University, Division of Electrical and Computer Engineering
  • (In Japanese)Yokohama National University, Division of Electrical and Computer Engineering
Research organization
  • (In Japanese)Yokohama National University, Division of Electrical and Computer Engineering
Report name (In Japanese)二次元フォトニック結晶板中の導波路とその光学的性質
Technology summary (In Japanese)図1のようなフォトニック結晶板中の光導波路は超高密度光配線の可能性のため世界的に注目されている。この研究で,我々はSOIウエハ(Si厚さ0.32μm)中に作った導波路の最適設計を行い,光伝搬を実験的に検証する。設計は有効屈折率近似を使った2-Dフォトニックバンド計算で大まかに行うことができる(図2)。バンドギャップ内の導波帯はバンドギャップ閉じ込めモードと屈折率導波モードから成っている。低損失伝搬が可能な周波数領域では後者が期待される。それにはエアブリッジだけが期待できてSiO2クラッドではできない。SOI板の単一または擬似単一モード条件を仮定すると,空気穴とピッチの比2r/aの最適値はほぼ0.5となる。その周波数範囲は中心周波数のほぼ0.1倍で,ファイバー通信波長をカバーする。ほぼ同じ結果が3-D計算でも得られる。実験では1.38-1.39μmと1.42-1.56μmの波長のTE偏光に対して低損出伝搬が観察された。この結果は3-D計算と3%の誤差範囲で合っている。最低損失は11dB/mmで,構造的な乱れが支配的と考えられる。TM偏光の伝搬も観察された。これは屈折率導波モードで説明できる。このようなTE/TM伝搬はSiO2クラッドでは観察されない。こうして,直線の導波路について理論と実験のきれいな一致が確認された。
Drawing

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R013000340_01SUM.gif R013000340_02SUM.gif
Research field
  • Optical waveguide, optical fibers, and fiber optics
  • Optical devices
Published papers related (In Japanese)(1)T. Baba, N. Fukaya, et al.: Electron. Lett. 35 (2001) 654.
(2)T. Baba and N. Fukaya: Photonic Crystals and Light Localization, Kluwer Academic (2001) 105.
(3)T. Baba, N. Fukaya, et al.: Electron. Lett. 37 (2001) 761.
(4)T. Baba, et al.: IEEE J. Quantum Electron. (2001, submitted).
(5)A. Sakai, G. Hara and T. Baba: Jpn. J. Appl. Phys. 40 (2001) L383.
Research project
  • Core Research for Evolutional Science and Technology;Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena
Information research report
  • (In Japanese)馬場 俊彦,岩井 剛,茂木 歩. Waveguide in Two-Dimensional Photonic Crystal Slab and Its Optical Property. The Second CREST Symposium on ''Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena'',2001. p.179 - 179.

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