| 講演名 | 2004/10/15 フォトニック結晶高Q共振器の設計と作製(化合物混晶半導体デバイス・材料(含むSiGe,ワイドギャップ半導体),一般) 赤羽 良啓, 浅野 卓, 宋 奉植, 野田 進, |
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| 抄録(和) | Q値(実験値)100,000,モード体積(計算値)0.71(λ_0/n)^3 (λ_0は空気中での波長,nは誘電体の屈折率)をもつ高Q光ナノ共振器の実現に成功した。その概要について報告する。我々が以前に見出した共振器設計指針,つまり,共振モードの包絡関数制御がQ値増大に有効であるという考え方に基づき,2次元フォトニック結晶スラブ中の点欠陥両端部に位置する6つの空気孔位置を微調整した共振器を提案した。設計した共振器は空気孔位置調整の無い共振器に比べ,モード体積がほとんど不変であるにもかかわらず, Q値が50倍も向上することが,3次元FDTD法による計算結果から分かった。さらに,点欠陥からの放射スペクトルと導波路の透過スペクトルを観測することで,実験的にもQ値が20倍向上することが分かった。今回得られた光ナノ共振器のQ/Vは,既存のどのナノ共振器よりも大きい。 |
| 抄録(英) | In this paper, a photonic nanocavity with a calculated modal volume V of 0.71(λ_0/n)^3 (where λ_0 is the wavelength of light in air) and an ultrahigh experimental Q factor of 100,000, is demonstrated. We discovered an important new design rule, that the envelope function of the mode profile in the cavity should gently vary whilst remaining spatially localized, and utilized this in the design of the cavity structure. Accordingly, we propose a point-defect cavity in a two-dimensional photonic crystal slab, where the arrangement of six air holes near the cavity edges is fine-tuned. Using the 3D FDTD method, we demonstrate that the Q factor for the designed cavity increases by a factor of 50 relative to that for a cavity without displaced air holes, while the modal volume remains almost constant. By measurement of the radiation spectrum from the fabricated point-defect cavity and the transmission spectrum through a waveguide near the defect, we demonstrate that the Q factor of the designed cavity increases by a factor of 20. Q/V for this structure is significantly higher than for any other previously reported nanocavity. |
| キーワード(和) | フォトニック結晶 / 光共振器 / Q値 / フーリエ変換 |
| キーワード(英) | Photonic Crystals / Optical Resonators / Nanocavities / Quality Factor / Fourier Transforms |
| 資料番号 | ED2004-144,CPM2004-118,LQE2004-82 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | CPM |
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| 開催期間 | 2004/10/15(から1日開催) |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
| 委員長氏名（英） | |
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| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Component Parts and Materials (CPM) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | フォトニック結晶高Q共振器の設計と作製(化合物混晶半導体デバイス・材料(含むSiGe,ワイドギャップ半導体),一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Design and Fabrication of High-Q Photonic-Crystal Nanocavity |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | フォトニック結晶 / Photonic Crystals |
| キーワード(2)（和/英） | 光共振器 / Optical Resonators |
| キーワード(3)（和/英） | Q値 / Nanocavities |
| キーワード(4)（和/英） | フーリエ変換 / Quality Factor |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 赤羽 良啓 / Yoshihiro AKAHANE |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 京都大学大学院工学研究科:住友電気工業株式会社半導体研究所 Department of Electronic Science and Engineering, Kyoto University:Semiconductor R&D Laboratories, Sumitomo Electric Industries, Ltd. |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 浅野 卓 / Takashi ASANO |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 京都大学大学院工学研究科 Department of Electronic Science and Engineering, Kyoto University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 宋 奉植 / Bong-Shik SONG |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 京都大学大学院工学研究科 Department of Electronic Science and Engineering, Kyoto University |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 野田 進 / Susumu NODA |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 京都大学大学院工学研究科 Department of Electronic Science and Engineering, Kyoto University |
| 発表年月日 | 2004/10/15 |
| 資料番号 | ED2004-144,CPM2004-118,LQE2004-82 |
| 巻番号（vol） | vol.104 |
| 号番号（no） | 360 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
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