共振器集積型導波モード共鳴デバイスに関する研究

谐振器集成导模谐振器件研究

基本信息

批准号：
13J09129
负责人：
井上純一
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
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 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ガウシアンビーム入射に対するCRIGFの反射率改善を試みた。グレーティングカップラ(GC)結合係数をガウス分布化した共振器集積導波モード共鳴フィルタ(CRIGF)についての解析モデルを構築した。ガウス分布化のために、フィルファクタを徐々に変化させたGCを設計した。素子を作製し、光学実験により約10%の反射率改善を実証した。また本素子を光ファイバ端面に結合し、ファイバ光に対するフィルタ特性を実証した。CRIGFの光配線応用のために、チャネル導波路への集積を試みた。作製プロセスの複雑化を防ぐためにリッジ型導波路を設計し、反射特性を数値シミュレーションにより検証した。素子の試作、光学実験によりフィルタ特性を実証した。CRIGFの反射位相を算出するために、時間領域モード結合理論に基づく解析モデルを構築し、特性解析を行った。マイケルソン干渉計を利用した反射位相測定光学系を考案・構築した。光学実験により反射位相の大きな波長依存性を確認した。斜め入射対応化、アポダイズ化は、より優先度の高い以下の研究項目が発現したために、実施を見送った。CRIGFは導波路共振器を利用するので、応答速度算出や設計のために共振器の光子寿命の見積もりが重要である。測定したCRIGFの反射スペクトルからDBR共振器の共振器長を算出し、共振器長から光子寿命を見積もった。また共振器長ずれによる反射スペクトル変化を理論的・実験的に検討した。提案する導波光自励発振レーザのレーザ共振器ミラーとしてCRIGFを応用するためには、共鳴波長だけでなく周辺波長でも高反射率を得なくてはならないことを理論的に明らかにした。CRIGFに高反射層を集積することで反射スペクトルの狭帯域性の排除と反射位相変化を同時に実現する構造を提案した。金属反射膜を形成した基板上に光バッファ層を製膜し、さらにその上に導波路とCRIGFを集積した。素子を試作し、光学実験によって反射位相変化を実証した。

尝试提高 CRIGF 对于高斯光束入射的反射率。构建了具有光栅耦合器（GC）耦合系数高斯分布的谐振集成波导模式谐振滤波器（CRIGF）的分析模型。为了实现高斯分布，我们设计了一个填充因子逐渐变化的GC。我们制造了该设备，并通过光学实验证明反射率提高了约 10%。我们还将该设备耦合到光纤的端面，并展示了其对光纤光的过滤特性。我们尝试将 CRIGF 集成到用于光学互连应用的通道波导中。为了避免制作工艺复杂化，设计了脊型波导，并通过数值模拟验证了其反射特性。通过原型设备制造和光学实验证明了滤波器特性。为了计算CRIGF的反射相位，我们基于时域模式耦合理论构建了解析模型并分析了其特性。我们使用迈克尔逊干涉仪设计并构建了反射相位测量光学系统。光学实验证实了反射相位对波长的很大依赖性。由于以下更高优先级的研究项目，斜入射支持和切迹的实施被推迟。由于CRIGF使用波导谐振器，因此估计谐振器的光子寿命对于响应速度计算和设计非常重要。根据测量的 CRIGF 反射光谱计算 DBR 谐振器的谐振器长度，并根据谐振器长度估计光子寿命。我们还从理论上和实验上研究了由于谐振器长度偏移引起的反射光谱变化。我们从理论上阐明，为了将 CRIGF 用作所提出的引导光学自激振荡激光器的激光腔镜，不仅需要在谐振波长而且在外围波长处获得高反射率。我们提出了一种结构，通过在 CRIGF 中集成高反射层，同时消除反射光谱的窄带特性并改变反射相位。在具有金属反射膜的基板上形成光学缓冲层，并在光学缓冲层的顶部进一步集成波导和CRIGF。我们对该设备进行了原型设计，并通过光学实验演示了反射相变。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Optimal cavity length in cavity-resonator-integrated guided-mode resonance filter

空腔谐振器集成导模谐振滤波器的最佳空腔长度

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Junichi Inoue; Tomohiro Kondo; Kenji Kintaka; Kenzo Nishio; Yasuhiro Awatsuii;Shogo Ura
通讯作者：
Shogo Ura

Direct coupling of cavity-resonator-integrated guided-mode resonance filterto a single-mode optical fiber

空腔谐振器集成导模谐振滤波器与单模光纤的直接耦合

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Junichi Inoue; Koji Hatanaka; Yuki Iwata; Kenji Kintaka; Kenzo Nishio; Yasuhiro Awatsuji;Shogo Ura
通讯作者：
Shogo Ura

Cavity-resonator-integrated guided-mode resonance filter in channel waveguide

通道波导中腔体谐振器集成导模谐振滤波器

DOI：
10.1587/elex.10.20130444
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0.8
作者：
Junichi Inoue; Tomonori Ogura; Koji Hatanaka; Kenji Kintaka; Kenzo Nishio; Yasuhiro Awatsuji ;Shogo Ura
通讯作者：
Shogo Ura

共振器集積導波モード共鳴フィルタの共振器長の実測

谐振器集成波导模式谐振滤波器谐振器长度实测