オンチップ集積された光ナノ共振器系における動的制御に基づく光操作

片上集成光学纳米腔系统中基于动态控制的光学操纵

基本信息

批准号：
18J23217
负责人：
仲代匡宏
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

微小チップ上に形成したフォトニック結晶共振器の結合系と pin ダイオードを融合させたデバイスを実現した．pinダイオードをもたない共振器結合系やpinダイオードをもつ単一共振器に比べて作製プロセスが非常に複雑でありながら，得られた共振器の光寿命は最大で1.84 nsであり，文献における共振器光寿命0.2 ns，0.45 nsに比べて約5倍から10倍ほど高い．更に，電気的特性も良好であり，ある共振器に保持している光を別の共振器へと電気的制御によって任意のタイミングで転送し、転送後も保持し続けられることを実証した．また光を保持できる時間は 1.3ns 程度と，先行研究である制御用光パルスを用いた原理実証での保持時間より 6 倍長いものが実現された．このように，屈折率制御機構を微小チップ内に統合することで,原理実証で用いられた大型で複雑な外部 (光学) 制御系を不要とし，かつチップ内の統合に伴うプロセスの複雑化にもかかわらず保持時間を向上させたことは，多数の共振器が結合した系を用いた電気的な制御による光バッファリング等へのスケールアップの道を開いた結果と言える．また電気的屈折率制御はキャリアの高速な注入だけでなく引き抜きにも適用可能であり，屈折率の増減の両方を用いた新たな原理の共振器結合系の制御に発展する可能性も秘めている．今後，動作速度の向上や系のスケールアップ，そして新たな制御原理等が発展していけば，光ファイバーネットワークのノードにおける EO/OE 変換を伴わない光情報処理が実現し，通信におけるエネルギー消費と遅延を大幅に削減できる可能性があると期待される。

已经实现了在微观芯片和销二极管上形成的光子晶体谐振器的结合系统的设备。尽管生产过程比没有销钉二极管或销钉二极管的单一组合系统非常复杂，但所获得的谐振器的光寿命为1.84 ns，在文献中大约是NS的5到10倍。 0.45 ns，大约高约5至10倍。此外，电气特性也很好，并且证明在任何时机下通过电气控制将持有在一个谐振器中的光被转移到另一个谐振器中，并在转移后继续保留。此外，固定光的时间约为1.3 ns，而使用控制灯脉冲的原理证明，这是预测的，这是预测的，这是一个预期的时间。这样，通过将折射率控制机制集成到微芯片中，不必要在原理演示中使用的大型，复杂的（光学）控制系统，并且伴随芯片集成的过程是复杂的。在此期间，保留时间是通过使用将大量共振器结合的系统打开量表 - 通向光缓冲的量表路径的结果。此外，电折射率控制不仅可以应用于载体的高速注射，而且还可以拉出，并且有可能使用增加或减少的新原理共振系统发展为新的原理结合系统折射率。将来，如果操作速度提高，则实现了系统的量表，并发展了新的控制原则，在光纤网络中没有EO/OE转换的光学信息处理以及电信的能源消耗和延迟可以预期可以大大降低。