JP2005122218A - フォトニック結晶導波路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 誘電体薄膜スラブに誘電体薄膜スラブよりも低い屈折率の円柱状又は多角柱状の誘電体柱を適当な2次元周期間隔で設け、さらに誘電体薄膜スラブの上下を誘電体薄膜スラブよりも低い屈折率を持つ上部クラッド層と下部クラッド層とで挟んだスラブ型2次元フォトニック結晶導波路において、光導波部となるべき部分に存在する誘電体柱を、通常のスラブ型2次元フォトニック結晶において配置されるべき2次元周期配置の位置から光導波方向に移動して配置する。
【選択図】 図13
Description
T.Sondergaard et.al., Applied Physics Letters, 7 August 2000, Vol.77 No.6 p.785-787 M.Tokushima et.al., Applied Physics Letters, 21 February 2000, Vol.76 No.8 p.952-954 深谷尚志et.al., 2000年春季第47回応用物理学関係連合講演会講演予稿集、2000年3月28日発行、第3分冊、p.1179,28a-ZF-1
前記欠陥構造における欠陥部分の両側の格子間の幅である第1の幅を、前記スラブ型2次元フォトニック結晶の格子の1列を除いただけの通常の欠陥構造における欠陥部分の両側の格子間の幅である第2の幅と異なるようにした構造とする。
光導波部となるべき部分に存在する誘電体柱を、通常のスラブ型2次元フォトニック結晶において配置されるべき2次元周期配置の位置から光導波方向に移動して配置する。
<第1の実施の形態>
まず、本発明の第1の実施の形態について説明する。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
欠陥導波路の幅調整は、1列分の穴を抜いた後の構造において、この列を挟んだ両側の結晶格子を引き離す方向にずらす構造とすることによって行っている。
次に、本発明の第3の実施の形態について、実施例3−1〜実施例3−2として説明する。
(実施例3−1)
図13は、実施例3−1におけるスラブ型2次元フォトニック結晶導波路を説明する図である。(a)は光導波路の上面図、(b)はAA’断面図であり、三角格子フォトニック結晶を持つ誘電体薄膜スラブに、本発明の特徴である円柱等の位置の移動を実施した導波構造を説明する図である。
図15は、本発明の実施例3−2におけるスラブ型2次元フォトニック結晶導波路を説明する図である。(a)は光導波路の上面図、(b)はAA’断面図である。
また、実施例3−1にて述べた、光導波特性の改善、低屈折率柱Aの形状、各部の屈折率、各部の材料に関する補足事項は、動作原理が実施例3−1と同じである本実施例においても成り立つ。
4 格子
2 Si層
3 SiO2層
10、20、30 光導波路
12、22、32 光導波部
11、21、31 誘電体薄膜スラブ
15、25 低屈折率柱
35 低屈折率円柱
16、26、36 上部クラッド層
17、27、37 下部クラッド層
Claims (9)
- 誘電体薄膜スラブに誘電体薄膜スラブよりも低い屈折率の円柱状又は多角柱状の誘電体柱を適当な2次元周期間隔で設け、さらに誘電体薄膜スラブの上下を誘電体薄膜スラブよりも低い屈折率を持つ上部クラッド層と下部クラッド層とで挟んだスラブ型2次元フォトニック結晶導波路において、
光導波部となるべき部分に存在する誘電体柱を、通常のスラブ型2次元フォトニック結晶において配置されるべき2次元周期配置の位置から光導波方向に移動して配置したことを特徴とするスラブ型2次元フォトニック結晶導波路。 - 前記光導波部に配置した誘電体柱の径は光導波部以外の誘電体柱の径と異なる値で、かつ前記光導波部に配置しない他の誘電体柱と互いに接することのない範囲の値であることを特徴とする請求項1に記載のスラブ型2次元フォトニック結晶導波路。
- 前記光導波部に配置した誘電体柱の位置は、位置をずらす前の前記2次元周期配置の位置から光導波方向に前記2次元周期配置間隔の半分の距離だけ移動した位置であることを特徴とする請求項1に記載のスラブ型2次元フォトニック結晶導波路。
- 前記フォトニック結晶は、格子定数aの三角格子状に配置された誘電体柱を有する構造であり、それらの半径又は半幅が0.2aから0.45aであり、
かつ、前記光導波部に配置した誘電体柱と、互いに接することのない範囲の径であることを特徴とする請求項1に記載のスラブ型2次元フォトニック結晶導波路。 - 誘電体薄膜スラブ材料の屈折率が3.0から4.5の間にあり、かつ誘電体薄膜スラブ以外の部分の材料の屈折率が1.0から1.7の間にあることを特徴とする請求項4に記載のスラブ型2次元フォトニック結晶導波路。
- 前記フォトニック結晶は、格子定数aの正方格子状に配置された誘電体柱であり、それらの半径又は半幅が0.35aから0.45aであり、
かつ、前記光導波部に配置した誘電体柱と、互いに接することのない範囲の径であることを特徴とする請求項1に記載のスラブ型2次元フォトニック結晶導波路。 - 誘電体薄膜スラブ材料の屈折率が3.0から4.5の間にあり、かつ誘電体薄膜スラブ以外の部分の材料の屈折率が1.0から1.7の間にあることを特徴とする請求項6に記載のスラブ型2次元フォトニック結晶導波路。
- 前記誘電体薄膜スラブ材料に珪素、ゲルマニウム、ガリウム・砒素系化合物、インジウム・燐系化合物、又は、インジウム・アンチモン系化合物を用い、かつ誘電体薄膜スラブ以外の部分の材料に、二酸化珪素、ポリイミド系有機化合物、エポキシ系有機化合物、アクリル系有機化合物、空気、又は、真空を用いることを特徴とする請求項1に記載のスラブ型2次元フォトニック結晶導波路。
- 前記スラブ型2次元フォトニック結晶導波路は、Si1icon-On-Insulator(SOI)基板を用いて製造されたことを特徴とする請求項8に記載のスラブ型2次元フォトニック結晶導波路。
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