JP4025738B2 - 2次元フォトニック結晶 - Google Patents
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Description
スラブ状の本体に該本体とは屈折率の異なる同一形状の領域を面内で周期的に配置して成る2次元フォトニック結晶であって、
前記異屈折率領域の平面形状が、頂点を角取りした多角形であることを特徴とする。
まず、多角形とすることにより、円形とした場合よりも2次元結晶構造の対称性が下がる。これにより、TE偏波とTM偏波の双方に対してPBGが形成される。この両PBGが共通域を持つように多角形の形状を選択することにより、完全PBGが形成される。そのような多角形には、正三角形、正方形や正六角形がある。
f(FF)=α(FF-δ)0.5+β(FF-δ)+γ(FF-δ)2 …(1)
でフィッティングした(α, β, γ, δはフィッティングパラメータ)。その結果、α=1.23, β=-1.28, γ=1.03, δ=0.34の時、実験データによく一致した。従って、中心波長が1.25μmの時には、
0<ra<[1.23(FF-0.34)0.5-1.28(FF-0.34)+1.03(FF-0.34)2] …(2)
を満たすようにFF及びraを設定することにより、35nm以上の完全PBG幅を有する2次元フォトニック結晶を得ることができる。また、中心波長が1.25μmよりも大きい場合には、中心波長が1.25μmの場合よりも(2)式の右辺が大きくなる。従って、計算した中心波長の範囲(1.25μm〜1.65μm)内では、少なくともraが(2)式の範囲内であれば、35nm以上の完全PBG幅を持つ2次元フォトニック結晶が得られる。もちろん、中心波長が1.25μm以外の場合にも上記と同様の計算を行うことにより、その波長において設定可能なraの範囲を求めることもできる。
12、22…空孔
31…TE偏波に対応するPBG
32…TM偏波に対応するPBG(完全PBGと一致)
51…導波路
52…光共振器
Claims (11)
- スラブ状の本体に該本体とは屈折率の異なる同一形状の領域を面内で周期的に配置して成る2次元フォトニック結晶であって、
前記異屈折率領域の平面形状が、頂点を角取りした多角形であることを特徴とする2次元フォトニック結晶。 - 前記異屈折率領域が3mの対称性を有する形状であることを特徴とする請求項1に記載の2次元フォトニック結晶。
- 前記多角形が正三角形であることを特徴とする請求項1又は2に記載の2次元フォトニック結晶。
- 頂点を円弧状に角取りしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の2次元フォトニック結晶。
- 前記異屈折率領域の配置が三角格子状であり、前記多角形が正三角形であり、本体の屈折率が3.15〜3.55の範囲内にあって、
前記円弧の半径raが次式を満足することを特徴とする請求項4に記載の2次元フォトニック結晶。
0<ra<[1.23(FF-0.34)0.5-1.28(FF-0.34)+1.03(FF-0.34)2]
(FF:本体中の異屈折率領域の面積分率) - FFの値が0.45〜0.85の範囲内にあることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の2次元フォトニック結晶。
- FFの値が0.5〜0.70の範囲内にあることを特徴とする請求項6に記載の2次元フォトニック結晶。
- 異屈折率領域が空孔からなることを特徴とする請求項1〜7に記載の2次元フォトニック結晶。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の2次元フォトニック結晶に、異屈折率領域の欠陥を線状に設けて成ることを特徴とする光導波路デバイス。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の2次元フォトニック結晶に、異屈折率領域の欠陥を点状に設けて成ることを特徴とする光共振器デバイス。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の2次元フォトニック結晶と、該2次元フォトニック結晶に異屈折率領域の欠陥を線状に設けて成る少なくとも1本の光導波路と、該光導波路の近傍に異屈折率領域の欠陥を点状に設けて成る少なくとも1個の光共振器と、を備えることを特徴とする光分合波器。
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