実用化を指向した光波制御デバイスの研究 代 表 依田 秀彦 所属・職名 工学研究科・准教授 連 絡 先 TEL:028-689-6110 FAX:028-689-6110 E-mail:yoda@cc.utsunomiya-u.ac.jp メ ン バー キーワード チューナブル波長選択フィルタ,シリコンフォトニクス, レンズドファイバ 背景および目的 本研究で開発を目指すデバイスは、以下の3つである。 (1) チューナブル波長選択フィルタ (2) スポットサイズ変換器 (3) レンズ付き光ファイバ(レンズドファイバ) 『チューナブル波長選択フィルタ』は,将来の光ファイバ 加入者網においてキーデバイスになる。 高い生産性と 優れた光学特性を併せもつ、光学薄膜構造を利用した2 種のチューナブル波長選択フィルタチップ(温度制御型 および電圧制御型)を開発する。 『スポットサイズ変換器(SSC)』は,フォトニック結晶や シリコン細線導波路デバイス(0.4μmΦ)と光ファイバ(5 or 10μmΦ)との相互接続に不可欠の技術である. 界 分布サイズを変換させるスポットサイズ変換器(SSC)を 効果的に作製できなければ最終的な実用化は難しい。 『レンズドファイバ』 に関しては、液体や樹脂中でも高 い集光性能をもつ2方式(HILC(高屈折率層被覆)型お よびPC(プラノコンベックス)型)の開発を行う。 PC型は 波長以下のスポット径に集光できる。 従来のレンズドフ ァイバは、集光径が波長の2倍以上と大きい、液体・樹 脂中では集光作用が無くなるという欠点があった。 プロジェクトの内容 (1) チューナブル波長選択フィルタ 多キャビティ構造を採用 し、近赤外域高透過率 の透明抵抗膜(InTiO) を熱源にした TO(熱光 学)効果 あるいは強誘 電体結晶膜( PLZT) を 組み込んだ EO(電気 光学)効果 を利用して 小型・狭波長幅・低消費 電力・高速波長スイープ を可能にする。 (2) スポットサイズ変換器 様々な構造のSSC(アッ プテーパ型,ダウンテー パ型,ギャップ付型,薄 コア付型) をこれまでに 提案し,Si細線導波路( 究極の光集積回路)上 に試作し,解析的および 実験的に性能を実証し て き た . 現 在 , CDI 実 験室に設置されているド ライエッチング装置( 垂直方向ダウンテーパ型SSC ICP-RIE)を用いてSSC (構造,試料外観,出射光プロファイル) の形成を行っている. (3) レンズドファイバ 凸状に形成したファイバ 先端に高屈折率(a-Si等 )層を被覆した、HILC型 は,波長1550nmにおい て作動距離10μm、集光 スポット径2μmを実現す る。 固有ビーム径GIフ ァイバ(EB-GIF) により、 凸状形成が容易になる。 PC型は先端に高屈折 率媒質の微小平凸レン ズを形成し、作動距離ゼ ロ、集光スポット径を波 長の60%にできる特長 がある。 HILC型レンズドファイバ PC型レンズドファイバ (ファイバ先端形状,試料外観,出射光プロファイル) 期待される効果・展開 ○小型・安価・高性能なチューナブル波長選択フィルタの開 発により,次世代の大容量光アクセス網WDM-PONを実 現し,Face to Faceコミュニケーションを可能とする. ○未来のシリコンフォトニクス技術と,現在の光ファイバ通 信技術との橋渡しを実現する. TO型チューナブル波長選択フィルタ (構造,試料外観,透過スペクトル) ○従来は原理的に不可能だった、液体中で動作する超高 NAレンズドファイバを実現し、レンズドファイバの応用分 野が飛躍的に拡がる。 宇都宮大学 地域共生研究開発センター イノベーション創成部門
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