微細導波路型高効率光波長変換デバイスに関する研究

微波导型高效光波长转换器件的研究

基本信息

  • 批准号:
    15J00578
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.22万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2015-04-24 至 2017-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

1.研究目的LiNbO3薄膜結晶リッジ導波路型擬似位相整合第2高調波発生(QPM-SHG)デバイスの実現のためにイオンスライスLiNbO3薄膜結晶への周期分極反転構造・強光閉じ込めリッジ導波路の作製を行った.2.イオンスライス結晶における周期分極反転構造形成これまでLiNbO3薄膜結晶に周期分極反転構造を形成する際には,上部電極/薄膜結晶/絶縁層/基板結晶/下部電極という構造で電圧印加を行っていたため,分極反転電荷を検出することができず作製結果の再現性に乏しかった.そこで本研究では,SiO2光学バッファ層下部のAu電極層を介した電圧印加実験を行った.70 Vという比較的低電圧の単一パルス印加を行うことで,約8 mAの分極反転電流を観測し,1.8 μm周期分極反転構造形成に成功した.これはLiNbO3薄膜結晶厚さを0.7 μm,リッジ幅/高さを1.0 μm/0.4 μm,励起光波長を0.78 μmとした場合のQPM周期である.3.強光閉じ込めリッジ導波路作製低損失強閉じ込め導波路の有効な作製法として,LiNbO3結晶のLi+⇔H+プロトン交換部において化学的エッチング速度が増加するプロトン交換増速エッチング法をイオンスライス結晶に適用し,微細リッジ導波路の作製・特性評価を行った.200°Cの溶融安息香酸中におけるプロトン交換を1.2 h行った後,常温フッ硝酸エッチングを1 h行うことで,リッジ幅/高さが1.0 μm/0.4 μm (断面積0.7 μm2)である非常に微細な導波路を作製することができた. 波長1.55 μmにおけるTM /TE導波モード近視野像の光強度分布半値全幅はそれぞれ厚さ方向1.7 μm/1.8 μm,幅方向2.8 μm/2.6 μmであり,Ti拡散導波路やアニールプロトン交換導波路と比較してはるかに強い光閉じ込めが得られた.導波路の温度走査を行うことでファブリ-ペロー法により伝搬損失を求めたところ,TMモードで6 dB/cm,TEモードで7 dB/cmという結果を得た.
1。研究目标:要实现Linbo3薄膜水晶岭波导型匹配第二谐波生成(QPM-SHG)设备,我们在离子切片的Linbo3薄膜晶体上制造了一个周期性的偏振倒置结构和强光限制脊指导。 2。直到现在,在linbo3薄膜晶体上形成周期性极化反转结构时,在离子切片晶体中形成了周期性极化结构,使用上电膜/绝缘层/绝缘层/底层/substrate/subsitrate/下电晶体的结构来施加电压,因此无法检测到极性的倒置,从而使其难以屈服。因此,在这项研究中,我们进行了一个实验,通过SIO2光缓冲层下方的AU电极层施加电压。通过施加一个相对较低的电压为70 V的单个脉冲,观察到了大约8 mA的极化反转电流,并成功地进行了1.8μM周期性极化反转结构的形成。这是Linbo3薄膜晶体厚度为0.7μm的QPM周期,脊宽/高度为1.0μm/0.4μm,激发光波长为0.78μm。 3。制造强光限制脊指导作为低损失强浓度波导的有效方法,质子交换增加了速度蚀刻方法,从而增加了LILBO3晶体的Li+⇔H+质子交换部分的化学蚀刻速率,并将其应用于离子Slice Slice Slice Crystals和Fine Ridge Wave Wave Grave Grapguides。在200°C下熔融苯甲酸中质子交换1.2小时后,产生了室温1小时的氢氟酸蚀刻,产生了一种非常细的波导,脊宽度/高度为1.0μm/0.4μm(横截面面积为0.7μm2)。在1.55μm的波长下,TM/TE波导模式的近场图像的一半最大光强度分布的全宽度为1.7μm/1.8μm,厚度方向分别为2.8μm/2.6μm,宽度为2.8μm/2.6μm,与Ti扩散式波动蛋白相比,在较强的光线限制范围内导致更强的光线限制。通过对波导的温度扫描,使用Fabry-Perot方法确定传播损失,结果在TM模式下为6 dB/cm,在TE模式下为7 dB/cm。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
接合イオンスライスLiNbO3結晶におけるプロトン交換増速エッチングによるリッジ光導波路の作製・評価及びデバイス応用
在结离子切片 LiNbO3 晶体中使用质子交换增强蚀刻制造和评估脊形光波导和器件应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    田中圭祐;栖原敏明
  • 通讯作者:
    栖原敏明
Non-destructive observation of ferroelectric domain inverted structures in MgO:LiNbO3 by scanning electron microscope
扫描电镜无损观察MgO:LiNbO3铁电畴倒置结构
  • DOI:
    10.1049/el.2014.3958
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.1
  • 作者:
    中西貴士;加藤泰彦;松浦友亮;渡邉肇;K. Tanaka and T. Suhara
  • 通讯作者:
    K. Tanaka and T. Suhara
Fabrication of domain inverted ridge waveguide in ion-sliced LiNbO3 for wavelength conversion devices
Fabrication of 0.7 μm2 ridge waveguide in ion-sliced LiNbO3 by proton-exchange accelerated etching
通过质子交换加速刻蚀在离子切片 LiNbO3 中制造 0.7 μm2 脊形波导
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    田中圭祐;栖原敏明;K. Tanaka and T. Suhara
  • 通讯作者:
    K. Tanaka and T. Suhara
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  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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