2次元フォトニック結晶スラブとマイクロマシンを用いた機能性3次元光集積回路の研究

使用2D光子晶体板和微机械的功能3D光学集成电路研究

基本信息

批准号：
18760036
负责人：
岩本敏
金额：
$ 1.98万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

平成18年度に引き続き、フォトニック結晶スラブ積層構造を用いた再構成可能な3次元光回路を理論的・数値的に検討した。結合波方程式に基づく解析的設計手法を新たに確立し、対象構造の解析に利用できることを確認した。また、積層フォトニック結晶スラブ構造の作製にむけたプロセス技術の開発を進め、基本となるシリコンフォトニック結晶作製技術を新たに確立した。(1)3枚の2次元フォトニック結晶スラブより構成されている積層フォトニック結晶スラブ構造((2+1)次元PC構造)を考え,再構成可能な3次元光回路の動作を有限差分時間領域法(FDTD)で解析してきたが、この手法では莫大な計算リソース(メモリ、時間)を必要とし、現象の理解・設計を進める上で効率的ではない。この問題を克服するため、結合波方程式に基づく解析的設計手法を検討した。この手法を用いることで、FDTDで得られる結果をよく予測できることを確認した。(2)積層フォトニック結晶スラブの作製に向けたプロセス技術の開発を進めた。積層フォトニック結晶スラブの実現には良質なシリコンフォトニック結晶の作製技術は不可欠である。その中で特に重要となるシリコンのドライエッチング技術を新たに確立し、良質なシリコンフォニック結晶、ナノ共振器の作製に成功した。この技術と、18年度に開発したポリシリコンの応力制御によるフラットな平板構造作製技術を組み合わせることで、積層フォトニック結晶スラブ構造の作製が可能となる。

从2006年开始，我们从理论上和数值上研究了使用光子晶体板堆叠结构的可重构三维光路。我们建立了一种新的基于耦合波动方程的分析设计方法，并证实它可以用于分析目标结构。此外，我们还取得了叠层光子晶体板片结构生产工艺技术的进展，建立了新的基础硅光子晶体生产技术。 (1) 考虑由三个二维光子晶体板组成的堆叠光子晶体板结构（(2+1)维PC结构），我们可以计算可重构3维光路在有限差分时间内的操作。域方法（FDTD）已被用于分析，但该方法需要大量的计算资源（内存、时间）并且对于理解和设计现象效率不高。为了克服这个问题，我们研究了一种基于耦合波动方程的解析设计方法。我们证实，使用该方法可以很好地预测 FDTD 获得的结果。（2）叠层光子晶体板生产工艺技术开发取得进展。高质量硅光子晶体的制造技术对于实现堆叠光子晶体板至关重要。其中，我们建立了尤为重要的新型硅干法刻蚀技术，并成功生产出高质量的硅声晶体和纳米谐振器。通过将该技术与2018年开发的利用多晶硅应力控制制造平坦平面结构的技术相结合，可以制造堆叠光子晶体板结构。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Room temperature continuous-wave lasing in photonic crystal nanocavity

DOI：
10.1364/oe.14.006308
发表时间：
2006-06-26
期刊：
OPTICS EXPRESS
影响因子：
3.8
作者：
Nomura, Masahiro;Iwamoto, Satoshi;Arakawa, Yasuhiko
通讯作者：
Arakawa, Yasuhiko

Highly efficient optical pumping of photonic crystal nanocavity lasers using cavity resonant excitation

使用腔谐振激发的光子晶体纳米腔激光器的高效光泵浦

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Appl.Phys.Lett 89
影响因子：
0
作者：
M.Nomura;S.Iwamoto;M.Nishioka;S.Ishida;Y.Arakawa
通讯作者：
Y.Arakawa

Observation of enhanced photoluminescence from silicon photonic crystal nanocavity at room temperature

DOI：
10.1063/1.2816892
发表时间：
2007-11
期刊：
Applied Physics Letters
影响因子：
4
作者：
S. Iwamoto;Y. Arakawa;A. Gomyo
通讯作者：
S. Iwamoto;Y. Arakawa;A. Gomyo

Enhancement of light emission from single quantum dot in photonic crystal nanocavity by using cavity resonant excitation

DOI：
10.1063/1.2408636
发表时间：
2006-12-11
期刊：
APPLIED PHYSICS LETTERS
影响因子：
4
作者：
Nomura, Masahiro;Iwamoto, Satoshi;Arakawa, Yasuhiko
通讯作者：
Arakawa, Yasuhiko

Resonant photoluminescence from crystalline Si with photonic crystal n〓 nocavity structures

具有光子晶体n〓空腔结构的晶体硅的共振光致发光

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Iwamoto;A. Gomyo;and Y. Arakawa
通讯作者：
and Y. Arakawa

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DOI：
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通讯作者：
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影响因子：
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通讯作者：
加藤夢三