WO2005085911A1 - ２次元フォトニック結晶およびこれを用いた光合分波器 - Google Patents

２次元フォトニック結晶およびこれを用いた光合分波器 Download PDF

Info

Publication number
WO2005085911A1
WO2005085911A1 PCT/JP2005/003796 JP2005003796W WO2005085911A1 WO 2005085911 A1 WO2005085911 A1 WO 2005085911A1 JP 2005003796 W JP2005003796 W JP 2005003796W WO 2005085911 A1 WO2005085911 A1 WO 2005085911A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dimensional photonic
photonic crystal
refractive index
different refractive
pbg
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/003796
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Susumu Noda
Takashi Asano
Seiichi Takayama
Hitoshi Kitagawa
Original Assignee
Kyoto University
Tdk Corporation
Alps Electric Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyoto University, Tdk Corporation, Alps Electric Co., Ltd. filed Critical Kyoto University
Priority to US10/591,299 priority Critical patent/US7853111B2/en
Priority to EP05720068A priority patent/EP1722253B1/en
Publication of WO2005085911A1 publication Critical patent/WO2005085911A1/ja

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/1225—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths comprising photonic band-gap structures or photonic lattices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
    • G02B6/29316—Light guides comprising a diffractive element, e.g. grating in or on the light guide such that diffracted light is confined in the light guide
    • G02B6/29325—Light guides comprising a diffractive element, e.g. grating in or on the light guide such that diffracted light is confined in the light guide of the slab or planar or plate like form, i.e. confinement in a single transverse dimension only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
    • G02B6/2938—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM

Definitions

  • the present invention relates to a two-dimensional photonic crystal used as an optical multiplexer / demultiplexer or the like in wavelength division multiplex communication or the like.
  • “light” used in the present application includes electromagnetic waves other than visible light.
  • Optical communication is a communication method that plays a central role in future broadband communication. For the spread of optical communication, higher performance, smaller size, and lower price are required for optical components used in the system. Optical communication devices using photonic crystals are one of the promising candidates for next-generation optical communication components that meet these requirements.
  • a photonic crystal is one in which a periodic structure is artificially formed in a dielectric.
  • the periodic structure is generally formed by periodically providing a region (different refractive index region) having a different refractive index from the dielectric body in the body. Due to the periodic structure, a band structure is formed in the crystal with respect to light energy, and an energy region where light cannot be propagated is formed. Such an energy region is called “Photonic Band Gap” (PBG).
  • PBG Photonic Band Gap
  • the energy region (wavelength band) where the PBG is formed is determined by the refractive index of the dielectric and the period of the periodic structure.
  • an energy level (defect level) is formed in the PBG, and only light having a wavelength corresponding to the defect level is in the vicinity of the defect. Will be able to exist. Therefore, a photonic crystal having such a defect can be used as an optical resonator for light of the wavelength, and furthermore, by providing this defect in a linear shape, it can be used as a waveguide.
  • the size of the crystal period for near-infrared light with a wavelength of 1.25 to 1.65 m which is generally used in current optical communication Is required to be 1 ⁇ m or less, and its processing requires accuracy on the order of nanometers.
  • processing machine performance Since processing has become possible, some photonic crystals for optical communication have already entered the stage of practical use, and photonic crystal fibers for polarization dispersion compensation have been put to practical use.
  • WDM wavelength division multiplexing communication
  • Patent Document 1 discloses that a waveguide is formed by periodically arranging different refractive index regions in a main body (slab) and linearly providing defects in the periodic arrangement.
  • a two-dimensional photonic crystal in which point defects are formed adjacently is described.
  • This two-dimensional photonic crystal functions as a demultiplexer that extracts light of a wavelength that matches the resonance wavelength of the resonator out of light of various wavelengths propagating in the waveguide, and also acts as an external power guide. It also functions as a multiplexer to be introduced into the wave path.
  • a PBG is formed for light of either one of TE polarization and TM polarization oscillating parallel to the main body. It is designed to be For example, if the periodic structure is a triangular lattice and the different refractive index region is circular (columnar), a PBG is formed only for TE polarization. In such a two-dimensional photonic crystal waveguide or resonator, there is almost no loss as long as only the TE polarization is used. However, since TM-polarized light does not form a PBG, TM-polarized light propagates freely in the main body. Therefore, when light containing both polarizations is introduced into a waveguide or resonator of a two-dimensional photonic crystal, one of the polarizations leaks into the main body, and the light propagation efficiency decreases.
  • Non-Patent Document 1 discloses a complete PBG by periodically arranging triangular (triangular prism-shaped) holes 12 in a slab 11 in a triangular lattice, as shown in the plan view of FIG. The two-dimensional photonic crystals formed are described.
  • the light of the wavelength within the complete PBG does not cause a decrease in efficiency that does not cause the power of the waveguide or resonator to leak to the body.
  • the two-dimensional The width of the complete PBG can be expanded by increasing the filling factor (FF), which is the area fraction of holes (different refractive index regions) in the unit cell.
  • FF filling factor
  • Non-Patent Document 1 As shown in FIG. 1 (b), when the value of FF is set to 0.5, it comes into contact with the adjacent hole 12, so that the FF value is actually 0.5 or more. It is not possible. Also, even if the FF value is 0.5 or less, if the FF value is increased, the connection portion of the main body at the apex of the triangle becomes thinner, and the strength of the slab 11 decreases. Therefore, the FF value must be 0.45 or less in practical use. Thus, in the configuration of Non-Patent Document 1, there is a limit to the configurable complete PBG and the width of the usable wavelength band determined by it.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-272555 ([0023] — [0027], [0032], FIG. 1, FIG. 5-6)
  • Non-Patent Document 1 Hitoshi Kitagawa et al., "Complete Photo-Band Gap in Two-Dimensional Photonic Crystal Slabs", Proc. Of the 50th JSAP Lecture Meeting, Japan Society of Applied Physics, March 2003 , P. 1129
  • An object of the present invention is to provide a two-dimensional photonic crystal having a sufficiently wide complete PBG width in a target wavelength band.
  • a two-dimensional photonic crystal comprising a slab-shaped main body in which regions of the same shape having a different refractive index from the main body are periodically arranged,
  • planar shape of the different refractive index region is a polygon whose corners are chamfered.
  • a two-dimensional photonic crystal is formed by periodically disposing different refractive index regions having the same shape in a slab-shaped main body.
  • the different refractive index region can be formed by embedding a tangible member having a different refractive index from the main body in the main body. (Holes) is preferable from the viewpoint that the difference in the refractive index can be increased and the ease of manufacturing.
  • the planar shape of the different refractive index region is a polygon whose corners are rounded.
  • the polygonal shape lowers the symmetry of the two-dimensional crystal structure than the circular shape. This forms a PBG for both TE and TM polarizations. By selecting a polygonal shape so that both PBGs have a common area, a complete PBG is formed.
  • Such polygons include regular triangles, squares and regular hexagons.
  • a connection portion of the main body having a sufficient thickness can be secured between the apex of the different refractive index region and an adjacent different refractive index region. I made it.
  • the area of the entire different refractive index region is increased by increasing the different refractive index region except for the corners, and a large FF value is obtained. be able to.
  • the complete PBG width can be made wider than when the corner of the vertex is not taken, and the wavelength band that can be used as an optical device or the like can be made wider.
  • the FF value when the plane shape is triangular, conventionally, the FF value was theoretically 0.5 or more, and in practice the force could not be 0.45 or more in order to secure the strength of the crystal, whereas in the present invention, The FF value can be increased to 0.45 or more, and even 0.5 or more, while maintaining the strength.
  • the corners of the vertices may be straightened by cutting the vertices with one straight line, but are desirably arcuate for the following reasons.
  • the photonic crystal for near-infrared light with a wavelength of 1.25 to 1.65 ⁇ m which is generally used in current optical communication
  • nanometer-scale processing is required during manufacturing. For example, if the different refractive index region is a hole having a regular triangular planar shape and the center value of the target wavelength is 1.55 m, the length of one side of the hole is about 350 nm. If such scale processing is performed by a method such as dry etching, it is difficult to form sharp polygonal corners.
  • the vicinity of the apex be arc-shaped from the viewpoint of easy creation of holes. Even in the case of embedding some tangible member in which the different refractive index region is not a hole in the main body, it is desirable that the corners of the vertices be arc-shaped for the same reason of ease of processing.
  • the basic shape of the original polygon is left.
  • the resection length must be 1/3 or less of the side length.
  • the basic shape of a polygon is not lost.
  • a common band is not formed in the PBG, that is, a complete PBG is not formed.
  • this corresponds to a case where square different refractive index regions are arranged in a square lattice shape.
  • the complete PBG is not formed because the TM-polarized PBG does not open.
  • this crystal structure is an effective structure for polarization-dependent devices targeting only TE polarization.
  • the closest distance to the adjacent hole is not the distance between the vertices, but the distance between the sides, which is different from the triangle hole. Even in this case, the effect that processing is easy can be obtained.
  • the shape of the different refractive index region has symmetry having a three-fold rotational symmetry axis and a vertical mirror plane including the rotational axis.
  • This symmetry is represented as "3m” in Helman-Morgan notation, which is an international notation, and as "C3v” in the notation of Sien-Fries. It has been clarified by some of the present inventors that a perfect PBG can be obtained in a two-dimensional photonic crystal having such 3m symmetry.
  • FIG. 1 is a plan view showing an example of a conventional two-dimensional photonic crystal.
  • FIG. 2 is a plan view showing one embodiment of a two-dimensional photonic crystal according to the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged view of holes in the two-dimensional photonic crystal of the present embodiment.
  • FIG. 4 is an electron micrograph of a two-dimensional photonic crystal of this example.
  • FIG. 5 is a graph showing an example in which a complete photonic band gap (complete PBG) is formed.
  • FIG. 6 is a plan view showing an example of forming a periodic arrangement of holes having an FF value larger than 0.5.
  • FIG. 7 is a graph showing calculation results of a complete PBG width at various FF values and radii r.
  • FIG. 8 A graph showing the result of calculating the radius r when the complete PBG width becomes 35 mm.
  • FIG. 9 is a plan view showing another embodiment of the two-dimensional photonic crystal of the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view showing an example of an optical multiplexer / demultiplexer formed by the two-dimensional photonic crystal of the present embodiment.
  • FIG. 2-4 shows an embodiment of the two-dimensional photonic crystal according to the present invention.
  • the two-dimensional photonic crystal of the present embodiment has a slab-shaped main body 21 in which holes 22 are provided in a triangular lattice.
  • the plane shape of the hole 22 is basically an equilateral triangle 23 (broken line), and each vertex is chamfered by an arc 24 of an inscribed circle having a radius r. a
  • each vertex may be squared off with a straight line.
  • processing with an electron beam is considered. It is desirable that the mark be circular, as shown in (a), since the mark becomes circular and can be used as it is.
  • FIG. 4 shows an electron micrograph of the produced two-dimensional photonic crystal.
  • a hole 22 having a shape in which a vertex of an equilateral triangle is rounded in an arc shape is formed clearly.
  • the period a of the triangular lattice of the two-dimensional photonic crystal is 460 nm
  • the radius r of the arc of the corner is 0.12a (55 nm)
  • the FF value is 0.42.
  • the refractive index of the main body 21 was set to 3.46 (refractive index of Si), the effective permittivity ⁇ TE for TE polarization was set to 8.92, and the effective permittivity ⁇ TM for TM polarization was set to 6.23.
  • the center wavelength of the wavelength band used (hereinafter simply referred to as “center wavelength”) was 1.55 ⁇ m, and the thickness of the main body 21 was 320 mm. The upper and lower parts of the main body were in contact with air.
  • Figure 5 shows the calculation results.
  • PBG31 is formed for TE polarization
  • PBG32 is formed for TM polarization. Of these, the total force of the TM polarization PBG32 wavelength band overlaps the TE polarization PBG31 wavelength band. Therefore, it can be said that a complete PBG is formed in the wavelength band of the TM-polarized PBG32.
  • This embodiment also has an advantageous effect in terms of strength.
  • the distance between the vertices of the adjacent holes 22 can be increased. That is, the connection portion of the main body in the portion sandwiched between the adjacent holes 22 can be made thick.
  • the FF value can be increased to 0.45 or more, which is the conventional practical upper limit, and further to 0.5.
  • Fig. 6 shows an example where the radius is 0.27a and the FF value is 0.65.
  • FIG. 7 shows the results of calculating the complete PBG width when the refractive index of the main body is 3.46 and the center wavelength is 1.55 ⁇ m at various FF values and radii r.
  • (A) shows the case where the FF value is between 0.30 and 0.50.
  • (B) shows the case where the FF value is between 0.50 and 0.85, with the scale of the vertical axis reduced from that of (a). Basically, for the same radius, the full PBG width increases as the FF value increases.
  • the shortest distance b between the vertices of adjacent holes is set to 0.15a. Since the shortest distance between the vertices, b, that is, the thickness of the connection part of the main body is the same, the two-dimensional photonic crystal is considered to have almost the same strength as shown in Fig. 7 (a). As shown, (in the case of 0, the complete PBG width is about 55 nm (point 41), while in the case of GO, the complete PBG width is greatly increased to about 130 nm (point 42).
  • the complete PBG width tends to be narrow in a region where r is small.
  • the center wavelength is generally set to 1.25 ⁇ m-1.65 ⁇ m, and the bandwidth is set to
  • the center wavelength is the minimum a-35 in the above range.
  • KFF a (FF- ⁇ ) ° ⁇ 5 + ⁇ (FF- ⁇ ) + ⁇ (FF— ⁇ f ... h)
  • a two-dimensional photonic crystal with a complete PBG width of 35 nm or more can be obtained.
  • the center wavelength is other than 1.25 m, the same calculation as above can be performed to find the range of r that can be set at that wavelength.
  • the basic shape is an equilateral triangle and the vertices are rounded in an arc shape.
  • the present invention can be applied to a case where the basic shape is a square or a regular hexagon.
  • it is more preferable to use an equilateral triangle as a basic shape because it has a symmetry of 3 m.
  • the shape near the vertex is only an arc shape, but may be another shape such as an elliptical arc shape.
  • the holes are arranged in a triangular lattice, but the holes 22 may be arranged in a regular hexagonal honeycomb shape as shown in FIG. 9 (a). Further, as shown in (b), the holes may be arranged in a triangular lattice shape as in FIG. 2, and the direction of the holes may be rotated (rotated by 30 ° in this example) with respect to the lattice. In each of these cases, since the shape of the holes satisfies the symmetry of 3 m, it is possible to increase the FF value while securing the distance between adjacent holes (that is, the strength of the photonic crystal). Monkey
  • FIG. 10 shows an example of an optical multiplexer / demultiplexer formed by the two-dimensional photonic crystal of the present embodiment.
  • a hole 22 is not formed at a certain lattice point, or its size or shape is made different from that of another hole.
  • the waveguide 51 is formed by providing these defects linearly.
  • the holes 22 are not provided (instead of changing the size and shape of the holes 22) so that light does not leak in a direction perpendicular to the surface of the main body 21 (deletion). It is desirable to form by this.
  • the optical resonator 52 is formed by providing the holes 22 with defects in the form of dots near the waveguide 51.
  • a point defect may be a defect having only one hole, or one optical cavity may be formed by forming a defect in a plurality of adjacent holes.
  • the waveguide 51 and the optical resonator By providing the two-dimensional photonic crystal 52, the two-dimensional photonic crystal becomes an optical demultiplexer that extracts light of a predetermined wavelength out of the light flowing through the waveguide 51 from the waveguide 51 to the outside via the optical resonator 52, and It functions as an optical multiplexer that introduces light of a predetermined wavelength from outside into the waveguide 51 via the optical resonator 52.
  • This optical multiplexer / demultiplexer is the same as the optical multiplexer / demultiplexer described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-279764), except for the shape of the hole and the effect obtained. Therefore, those in which the shape of the hole of the present invention is applied to various optical multiplexer / demultiplexers described in these documents are included in the scope of the present invention.

Abstract

　本発明は、所定の波長領域でTE偏波とTM偏波の双方に対してフォトニックバンドギャップ(PBG)となる完全PBGを形成し、且つ、その完全PBG幅を十分に確保することができる２次元フォトニック結晶を提供するために成されたものである。本体２１に、基本的形状が正三角形の空孔２２を三角格子状に配置する。このような空孔の形状及び配置により完全PBGが形成される。そして、この正三角形の頂点を円弧状に角取りすることにより、隣接する空孔間の距離（すなわち、本体の接続部分の幅）を確保して、２次元フォトニック結晶の強度を十分に確保しつつ、空孔２２を大きくすることができる。これにより、完全PBG幅を広くすることができる。

Description

明 細 書
2次元フォトニック結晶およびこれを用いた光合分波器
技術分野
[0001] 本発明は、波長分割多重通信等において光分合波器等として用いられる 2次元フ オトニック結晶に関する。なお、本願において用いる「光」には、可視光以外の電磁波 も含むものとする。
背景技術
[0002] 光通信は、今後のブロードバンド通信の中心的役割を担う通信方式である。光通信 の普及のために、そのシステムに使用される光部品類に対して、より高性能化、小型 ィ匕、低価格化が求められている。フォトニック結晶を利用した光通信用デバイスは、こ のような要求を満たす次世代光通信部品の有力候補のひとつである。
[0003] フォトニック結晶は、誘電体に周期構造を人工的に形成したものである。周期構造 は一般に、誘電体本体とは屈折率が異なる領域 (異屈折率領域)を本体内に周期的 に設けることにより形成される。その周期構造により、結晶中に光のエネルギーに関し てバンド構造が形成され、光の伝播が不可能となるエネルギー領域が形成される。こ のようなエネルギー領域を「フォトニックバンドギャップ」（Photonic Band Gap:PBG)と呼 ぶ。 PBGが形成されるエネルギー領域 (波長帯）は、誘電体の屈折率や周期構造の 周期により定まる。
[0004] このフォトニック結晶中に適切な欠陥を導入することにより、 PBG中にエネルギー準 位 (欠陥準位)が形成され、その欠陥準位に対応する波長の光のみがその欠陥の近 傍に存在できるようになる。従って、このような欠陥を有するフォトニック結晶はその波 長の光の光共振器として使用することができ、更に、この欠陥を線状に設けることによ り導波路として使用することができる。
[0005] 本体をシリコン板、異屈折率領域を空気 (空孔)とした場合、現在の光通信で一般 的に使用されている波長 1.25— 1.65 mの近赤外光に対する結晶周期の大きさは 1 μ m以下であることが要求され、その加工に際してはナノメートルオーダーの精度が 要求される。し力し、近年の加工プロセス機の性能向上によりナノメートルスケールの 加工も可能となってきたことから、光通信用フォトニック結晶は既に一部で実用化段 階に入っており、偏波分散補償用フォトニック結晶ファイバーなどが実用に供されて いる。現在は更に、波長分割多重通信 (WDM)に使用される光分合波器等の開発が 実用化に向けて進められて 、る。
[0006] 特許文献 1には、本体 (スラブ)に異屈折率領域を周期的に配置し、その周期的配 置に欠陥を線状に設けることにより導波路を形成するとともに、その導波路に隣接し て点状欠陥を形成した 2次元フォトニック結晶が記載されている。この 2次元フォト-ッ ク結晶は、導波路内を伝播する様々な波長の光のうち共振器の共振波長に一致す る波長の光を外部へ取り出す分波器として機能すると共に、外部力 導波路に導入 する合波器としても機能する。
[0007] 多くの 2次元フォトニック結晶では、電場が本体に平行に振動する TE偏波又は磁場 が本体に平行に振動する TM偏波のどちらか一方の偏波の光に対して PBGが形成さ れるように設計される。例えば、周期構造を三角格子とし、異屈折率領域を円形（円 柱状）とした場合、 TE偏波に対してのみ PBGが形成される。このような 2次元フォト-ッ ク結晶の導波路や共振器では、 TE偏波のみを使用する限り、ほとんど損失が生じな い。しかし、 TM偏波については PBGが形成されないため、 TM偏波は本体内を自由 に伝播してしまう。従って、両偏波を含む光が 2次元フォトニック結晶の導波路や共振 器に導入された場合、一方の偏波は本体内へ漏洩してしまうため、光伝播効率が低 下する。
[0008] そこで、 TE偏波及び TM偏波に対して共に PBGを形成し、しかも両 PBGが共通域を 持つようにした 2次元フォトニック結晶が検討されている。以下、この共通域を「完全フ オトニックバンドギャップ (完全 PBG)」と呼ぶ。例えば、非特許文献 1には、図 1(a)の平 面図に示すように、スラブ 11に三角形 (三角柱状)の空孔 12を三角格子状に周期的 に配置することにより完全 PBGが形成される 2次元フォトニック結晶が記載されている 。この 2次元フォトニック結晶では、完全 PBG内の波長の光は、 TE偏波及び TM偏波 のいずれであっても、導波路や共振器等力も本体へ漏れることがなぐ効率の低下が 生じない。
[0009] また、非特許文献 1の 2次元フォトニック結晶では、単位格子の面積に対するその 単位格子内の空孔 (異屈折率領域)の面積分率であるフィリングファクタ (FF)を大きく することにより、完全 PBGの幅を拡大することができる。これにより、使用可能な波長 帯域を広くすることができる。
[0010] しかし、非特許文献 1の構成では、図 1(b)に示すように、 FFの値を 0.5にすると隣接 する空孔 12と接してしまうため、実際上 0.5以上の FF値をとることはできない。また、 0.5以下であっても、 FF値を大きくすると、三角形の頂点における本体の接続部分が 細くなり、スラブ 11の強度が低下するため、実用上は FF値を 0.45以下にしなければ ならない。このように、非特許文献 1の構成では、設定可能な完全 PBG、及びそれに より定まる使用可能な波長帯域の広さに限界があった。
[0011] 特許文献 1 :特開 2001- 272555号公報（[0023]— [0027]、 [0032]、図 1、図 5— 6)
非特許文献 1 :北川均 他、『2次元フォトニック結晶スラブにおける完全フォト-ックバ ンドギャップ』、第 50回応用物理学関係連合講演会 講演予稿集、社団法人応用物 理学会、 2003年 3月、 p. 1129
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0012] 本発明が解決しょうとする課題は、目的とする波長帯域において十分に広い完全 PBG幅を有する 2次元フォトニック結晶を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0013] 上記課題を解決するために成された本発明は、
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 発明の実施の形態及び効果
[0014] 本発明では、スラブ状の本体に、同一形状の異屈折率領域を周期的に配置するこ とにより、 2次元フォトニック結晶を形成する。異屈折率領域は、本体とは屈折率の異 なる有形部材を本体内に埋め込むことにより形成することもできるが、空気 (即ち、空 孔)とすることが、屈折率の差を大きくすることができるという点、及び製造上の容易さ の点より、好適である。
[0015] 本発明では、この異屈折率領域の平面形状を、頂点を角取りした多角形とする。
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。
[0016] 本発明では、この頂点の角を取ることにより、異屈折率領域の頂点において、隣接 する異屈折率領域との間に十分な太さの本体の接続部分を確保することができるよう にした。これにより、 2次元フォトニック結晶として実用上必要な強度を確保しつつ、角 以外の部分の異屈折率領域を大きくすることにより異屈折率領域全体の面積を大き くして、大きな FF値を得ることができる。すなわち、頂点の角を取らない場合よりも完 全 PBG幅を広くすることができ、光デバイス等として使用可能な波長帯域を広くするこ とができる。例えば、平面形状が三角形の場合には、従来、理論上は FF値を 0.5以上 、実際には結晶の強度を確保するために 0.45以上にすることができな力つたのに対し て、本発明では強度を確保しつつ FF値を 0.45以上、更には 0.5以上にもすることがで きる。
[0017] 頂点の角取りは、頂点を 1本の直線で切断する直線的なものでもよいが、以下の理 由により、円弧状であることが望ましい。現在の光通信で一般的に使用されている波 長 1.25— 1.65 μ mの近赤外光に対するフォトニック結晶では、製造の際にナノメート ルスケールの加工が要求される。例えば、異屈折率領域が正三角形の平面形状を 有する空孔であって、目的波長の中心値が 1.55 mの場合、その空孔の一辺の長さ は約 350nmとなる。このようなスケールの加工をドライエッチング等の方法により行うと 、多角形の鋭い角を出すことは難しい。従って、空孔作製の容易さの点から、頂点付 近は円弧状であることが望ましい。なお、異屈折率領域が空孔ではなぐ何らかの有 形部材を本体内に埋め込む場合でも、同様に加工容易性の理由から、頂点の角を 円弧状とすることが望ましい。
[0018] 本発明において頂点の角取りを行う際、原多角形の基本的形状は残すようにする 必要がある。例えば、正三角形の頂点を直線で角取りする場合、仮に、一辺における 切除長さを辺の長さの 1/3とすれば、角取り後の形状は正六角形となり、もはや正三 角形という基本的形状は失われてしまう。そのため、この場合には切除長さを辺の長 さの 1/3以下とする必要がある。一方、円弧状に角取りすると、多角形の基本的形状 を失うことはないため、直線状に角取りする場合よりも大きく角取りすることができる。
[0019] 異屈折率領域の形状によっては、多角形であっても TE偏波の PBGと TM偏波の
PBGに共通の帯域が形成されない、即ち完全 PBGが形成されない場合がある。例え ば、正方形の異屈折率領域を正方格子状に配置した場合がこれに該当する。この場 合、 TM偏波の PBGが開かないため完全 PBGは形成されない。し力し、 TE偏波の PBG は開くため、 TE偏波のみを対象とする偏波依存型デバイスに対しては、この結晶構 造は有効な構造である。正方格子 -正方形孔の場合、隣接孔との最近接距離は頂 点間の距離ではなぐ辺と辺の間の距離であり、三角形孔の場合と異なる。この場合 であっても加工が容易であるという効果を得ることができる。
[0020] 本発明の 2次元フォトニック結晶においては、異屈折率領域の形状が 3回回転対称 軸とその回転軸を含む垂直鏡映面を持つ対称性を有することが望ましい。この対称 性は、国際表記であるへルマンモーガン表記では「3m」と表され、シエーンフリース表 記では「C3v」と表される。このような 3m対称性を有する 2次元フォトニック結晶では、 完全 PBGが得られること力 本願発明者の一部により明らかにされている。更に、 3m の対称性を有する異屈折率領域の頂点付近を円弧状等の曲線にすることにより、角 取りしない場合よりも幅の広い完全 PBGを有する 2次元フォトニック結晶を得ることが できる。
図面の簡単な説明
[0021] [図 1]従来の 2次元フォトニック結晶の一例を示す平面図。
[図 2]本発明に係る 2次元フォトニック結晶の一実施例を示す平面図。
[図 3]本実施例の 2次元フォトニック結晶における空孔の拡大図。
[図 4]本実施例の 2次元フォトニック結晶の電子顕微鏡写真。
[図 5]完全フォトニックバンドギャップ (完全 PBG)が形成される例を示すグラフ。
[図 6]FF値が 0.5よりも大きい空孔の周期的配置を形成する例を示す平面図。 [図 7]様々な FF値及び半径 rにおける完全 PBG幅の計算結果を示すグラフ。
a
[図 8]完全 PBG幅が 35應になる時の半径 r を計算した結果を示すグラフ。
a-35
[図 9]本発明の 2次元フォトニック結晶の他の実施例を示す平面図。
[図 10]本実施例の 2次元フォトニック結晶により形成される光分合波器の一例を示す 平面図。
符号の説明
[0022] 11、 21· ··本体 (スラブ）
12、 22· ··空孔
31 · · ·ΤΕ偏波に対応する PBG
32· ··ΤΜ偏波に対応する PBG (完全 PBGと一致）
51…導波路
52…光共振器
実施例
[0023] 本発明に係る 2次元フォトニック結晶の一実施例を図 2— 4に示す。本実施例の 2次 元フォトニック結晶は、図 2に示すように、スラブ状の本体 21に、三角格子状に空孔 2 2を設けたものである。空孔 22は、図 3(a)に示すように、その平面形状は基本的に正 三角形 23 (破線)であり、各頂点を半径 rの内接円の円弧 24で角取りしたものである a
[0024] なお、図 3(b)に示すように、各頂点を直線で角取りしたものであってもよいが、空孔 22を電子ビーム照射で製造する場合を考慮すると、電子ビームによる加工跡が円形 になり、それをそのまま利用することができるという点で、（a)のように円弧状とすること が望ましい。
[0025] 図 4に、作製した 2次元フォトニック結晶の電子顕微鏡写真を示す。シリコン力 成 るスラブ本体 21内に、正三角形の頂点を円弧状に角取りした形状の空孔 22がきれ いに形成されている。この 2次元フォトニック結晶の三角格子の周期 aは 460nm、角の 円弧の半径 rは0.12a (55nm)、FF値は0.42でぁる。
a
[0026] 本実施例の 2次元フォトニック結晶では、各空孔の形状 (正三角形の角を円弧状に したもの）が 3mの対称性を有するため、完全 PBGが形成される。ここで、 FF値が 0.43、 r力 15aの場合において、 TE偏波及び TM偏波に対する PBGを平面波展開法により a
計算した。その際、本体 21の屈折率は 3.46(Siの屈折率)とし、 TE偏波に対する有効 誘電率 ε ΤΕを 8.92、 TM偏波に対する有効誘電率 ε™を 6.23とした。また、使用する波 長帯域の中心波長（以下、単に「中心波長」とする）を 1.55 μ mとし、本体 21の厚さを 320應とした。そして、本体の上下は空気に接しているものとした。図 5にその計算結 果を示す。 TE偏波に対しては PBG31が、 TM偏波に対しては PBG32が形成されてい る。このうち、 TM偏波の PBG32の波長帯域の全体力TE偏波の PBG31の波長帯域に 重なっている。従って、 TM偏波の PBG32の波長帯域において完全 PBGが形成され ているといえる。
[0027] 強度の点でも、本実施例は有利な効果を持つ。正三角形の頂点を円弧状とするこ とにより、隣接する空孔 22同士の頂点間距離を大きくすることができる。すなわち、隣 接する空孔 22に挟まれた部分における本体の接続部分を太くすることができる。これ により、 FF値を従来の実用上の上限である 0.45以上、さらには、 0.5よりも大きくするこ とができる。図 6には、一例として、半径 を 0.27a、 FF値を 0.65としたものを示す。この
a
場合、 FF値を 0.5以上としている力 隣接する空孔 22との間に太さ b=0.12aの接続部 分 (本体)を確保することができることがゎカゝる。
[0028] 図 7に、本体の屈折率が 3.46、中心波長が 1.55 μ mの場合の完全 PBG幅を、様々な FF値及び半径 rにおいて計算した結果を示す。（a)には FF値が 0.30— 0.50の場合を
a
示し、（b)には FF値が 0.50— 0.85の場合を、（a)よりも縦軸のスケールを縮小して示す。 基本的には、半径 が同じ場合には FF値が大きくなるにつれて完全 PBG幅は広くな
a
り、 FF値が同じ場合には半径 rが大きくなるにつれて完全 PBG幅は狭くなる傾向が見
a
られる。そして、 FF値が 0.35以上の場合、半径 を所定値以下とすることにより、 WDM
a
において使用される Cバンド（波長 1.530 μ m— 1.565 μ m)の幅である 35nm以上の完 全 PBG幅が得られることがわかる（図 7(a)中の破線よりも上側)。
[0029] 次に、角の円弧の半径 rと FF値が完全 PBGの幅（波長幅）に及ぼす影響について
a
考察する。 FF値を変化させない限り、 rが大きくなるに従い完全 PBG幅は減少する。
a
しかし、 rを大きくすることにより、正三角形の基本的形状を大きくして、それにより FF a
値を大きくすることができるため、前記減少分を上回って完全 PBG幅を増カロさせること ができる。例えば、隣接空孔の頂点間の最短距離 bを共に 0.15aとし、（0空孔を正三 角形とした場合 (FF=0.35)と、 GO正三角形の頂点を円弧状にした場合 (FF=0.47)を比 較する。両者は、頂点間の最短距離 b、すなわち本体の接続部分の太さが等しいた め、 2次元フォトニック結晶としての強度はほぼ等しいと考えられる。図 7(a)に示すよう に、（0の場合、完全 PBG幅は約 55nm (点 41)であるのに対して、 GOの場合、完全 PBG 幅は約 130nm (点 42)と大きく増加して 、る。
[0030] 図 7(a)のグラフ力 分かるとおり、従来の方法では FF値を 0.5以上にすることができ なかったため、完全 PBG幅の理論上の上限は約 180nmであった（点 43)。それに対し 、本発明によると FF値を 0.5以上とすることができるため、図 7(b)に示すように、それ以 上の幅の完全 PBGを得ることができる。
[0031] なお、 FF値を 0.5以上とすると、 rが小さい領域において完全 PBG幅が狭くなる傾向 a
が見られる。また、 FF値を 0.7以上とすると、 rの全領域において、 FF値が大きくなる a
につれて完全 PBG幅が小さくなる。それでも、 FF値が 0.85以下においては、 rを適切 a に設定することにより従来の理論的最大値 (点 43)よりも大きい完全 PBG幅を得ること ができる（図 7(b)中の破線よりも上側)。
[0032] WDM通信においては、おおむね中心波長を 1.25 μ m— 1.65 μ mとし、帯域幅を
35nmとする。そこで、図 2の構成において、いくつかの中心波長に対して、 FF値を変 えながら、完全 PBG幅が 35nmになる時の半径 r を計算した。その結果を図 8に示す a-35
。ここでは、屈折率を 3.46とした力 屈折率が 3.15— 3.55の範囲ではほぼ同様の結果 を得ることができる。各中心波長において、図中に示した点よりも下側、即ち半径 rの a 小さい方力 必要とされる 35nm以上の完全 PBG幅が形成される領域である。そして、 中心波長が小さくなるほど r が小さくなる。そこで、中心波長が上記範囲中で最小 a-35
である 1.25 μ mの時に、 r の計算値を関数
a-35
KFF)= a (FF- δ )°·5+ β (FF- δ )+ γ (FF— δ f …ひ）
でフィッティングした ( α , j8 , γ , δはフィッティングパラメータ)。その結果、ひ =1.23, j8 =-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 1.25 /z mの時には、
0〈r <[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 rを設定することにより、 35nm以上の完全 PBG幅を有する 2次
a
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 1.25 mよりも大きい場合に は、中心波長が 1.25 m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（1.25 μ m— 1.65 μ m)内では、少なくとも rが (2)式の範囲内であれば、
a
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 1.25 m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 rの範囲を求めることもできる。
a
[0033] 上記実施例では、基本形状を正三角形とし、頂点を円弧状に角取りしたものにつ いて説明したが、基本形状が正方形や正六角形等の場合にも、本発明を適用するこ とにより、隣接空孔の頂点間に十分な距離を確保しつつ、 FF値を大きくすることがで きる。但し、 3mの対称性を有するという点から、正三角形を基本形状としたものがより 望ましい。また、頂点付近の形状は、上記実施例では円弧状のもののみを示したが、 楕円弧状等、その他の形状であってもよい。
[0034] 上記実施例では空孔 (格子点）の配置を三角格子状としたが、図 9(a)のように空孔 22を正六角形のハ-カム状に配置してもよい。また、（b)に示すように、空孔の配置は 図 2と同様に三角格子状とし、空孔の向きを格子に対して回転 (この例では 30° 回転 )させてもよい。これらの場合にはいずれも、空孔の形状が 3mの対称性を満たすため 、隣接空孔間の距離 (すなわち、フォトニック結晶の強度)を確保しつつ、 FF値を大き くすることがでさる。
[0035] 本実施例の 2次元フォトニック結晶により形成される光分合波器の一例を図 10に示 す。或る格子点において空孔 22を設けないか、又はその大きさもしくは形状を他の 空孔とは異なるものとすること〖こより、空孔 22の欠陥を形成する。この欠陥を線状に 設けることにより導波路 51が形成される。なお、導波路 51の場合は、本体 21の面に 垂直な方向に光が漏れな 、ように、（空孔 22の大きさや形状を変えるのではなく）空 孔 22を設けない (欠損させる）ことにより形成することが望ましい。また、導波路 51の 近傍に空孔 22の欠陥を点状に設けることにより、光共振器 52を形成する。点状欠陥 は 1個の空孔のみの欠陥であってもよぐまた、隣接する複数個の空孔に欠陥を形成 することによつても 1個の光共振器が形成される。このように導波路 51及び光共振器 52を設けることにより、この 2次元フォトニック結晶は、導波路 51を流れる光のうち、所 定の波長の光を導波路 51から光共振器 52を介して外部へ取り出す光分波器、及び 所定の波長の光を外部から光共振器 52を介して導波路 51へ導入する光合波器とし て機能する。
なお、この光分合波器は、空孔の形状及びそれ力 得られる効果を除いて、特許 文献 1ゃ特開 2003-279764号等に記載の光分合波器と同様である。そのため、これら の文献に記載された種々の光分合波器の構成に本発明の空孔の形状を適用したも のは、本発明の範囲に含まれる。

Claims

請求の範囲
[I] 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。
[2] 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〖こ 記載の 2次元フォトニック結晶。
[3] 前記多角形が正三角形であることを特徴とする請求項 2に記載の 2次元フォトニック ホ吉晶。
[4] 頂点を円弧状に角取りした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。
[5] 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 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
a
トニック結晶。
0<r <[1.23(FF-0.34)05-1.28(FF-0.34)+1.03(FF-0.34)2]
a
(FF:本体中の異屈折率領域の面積分率）
[6] 本体中の異屈折率領域の面積分率 FFの値力 — 0.85の範囲内にあることを特 徴とする請求項 1に記載の 2次元フォトニック結晶。
[7] FFの値力 — 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。
[8] 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に記載の 2次元フォトニック ホ吉晶。
[9] 請求項 1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。
[10] 請求項 1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。
[II] 請求項 1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。
PCT/JP2005/003796 2004-03-05 2005-03-04 ２次元フォトニック結晶およびこれを用いた光合分波器 WO2005085911A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/591,299 US7853111B2 (en) 2004-03-05 2005-03-04 Two-dimensional photonic crystal
EP05720068A EP1722253B1 (en) 2004-03-05 2005-03-04 Two-dimensional photonic crystal and optical multiplexer/demultiplexer employing it

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004-061737 2004-03-05
JP2004061737A JP4025738B2 (ja) 2004-03-05 2004-03-05 ２次元フォトニック結晶

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005085911A1 true WO2005085911A1 (ja) 2005-09-15

Family

ID=34918084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2005/003796 WO2005085911A1 (ja) 2004-03-05 2005-03-04 ２次元フォトニック結晶およびこれを用いた光合分波器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7853111B2 (ja)
EP (1) EP1722253B1 (ja)
JP (1) JP4025738B2 (ja)
CN (1) CN100456050C (ja)
WO (1) WO2005085911A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008053134A (ja) * 2006-08-28 2008-03-06 Kyoto Univ ２次元フォトニック結晶熱輻射光源

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4538718B2 (ja) * 2003-08-28 2010-09-08 アルプス電気株式会社 ２次元フォトニック結晶スラブ及び２次元フォトニック結晶導波路
JP4923234B2 (ja) 2004-12-28 2012-04-25 国立大学法人京都大学 ２次元フォトニック結晶及びそれを用いた光デバイス
WO2006080532A1 (ja) 2005-01-31 2006-08-03 Kyoto University ２次元フォトニック結晶
JP4669923B2 (ja) 2005-03-18 2011-04-13 国立大学法人京都大学 偏波モード変換器
JP5272173B2 (ja) * 2007-03-26 2013-08-28 国立大学法人京都大学 ２次元フォトニック結晶
US9324891B2 (en) 2010-01-07 2016-04-26 Sharp Kabushiki Kaisha Solar cell, solar cell panel, and device comprising solar cell
US20130105927A1 (en) * 2010-01-07 2013-05-02 Kyoto University Photoelectric conversion element
JP5520622B2 (ja) * 2010-01-29 2014-06-11 古河電気工業株式会社 フォトニックバンドギャップファイバの製造方法およびフォトニックバンドギャップファイバ
CN104950388B (zh) * 2014-09-29 2021-04-13 欧阳征标 圆孔式正方晶格光子晶体低折射率单补偿散射柱直角波导
CN104950389B (zh) * 2014-09-29 2017-01-25 欧阳征标 圆柱式正方晶格光子晶体高折射率双补偿散射柱直角波导
CN104950384B (zh) * 2014-09-29 2020-11-13 欧阳征标 圆孔式正方晶格光子晶体低折射率双补偿散射柱直角波导
CN104597631B (zh) * 2014-09-29 2018-09-18 欧阳征标 一种引入三角引导柱的宽频带三端口光环行器
CN104950383B (zh) * 2014-09-29 2020-11-13 欧阳征标 方孔式正方晶格光子晶体低折射率双补偿散射柱直角波导
CN104950385B (zh) * 2014-09-29 2017-01-11 欧阳征标 方柱式正方晶格光子晶体高折射率双补偿散射柱直角波导
CN104849806B (zh) * 2015-05-27 2017-10-03 欧阳征标 基于十字连杆与旋转空心正方柱的二维正方晶格光子晶体
CN105891949B (zh) * 2016-05-20 2019-03-29 上海大学 基于激光刻蚀空气柱二维光子晶体的制备方法
JP6992804B2 (ja) * 2017-03-31 2022-01-13 住友電気工業株式会社 光ファイバ母材の懸架構造、懸架方法、および光ファイバの製造方法
CN107315204A (zh) * 2017-05-24 2017-11-03 深圳凌波近场科技有限公司 超薄表面波光子晶体
FR3073632B1 (fr) * 2017-11-16 2022-12-16 Paris Sciences Lettres Quartier Latin Structure alveolaire a bande interdite photonique
CN113419303B (zh) * 2021-06-11 2022-06-14 太原理工大学 一种二维六方氮化硼能谷光子晶体单向光传输结构

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000249828A (ja) * 1999-03-02 2000-09-14 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd フォトニック結晶構造
JP2001174652A (ja) * 1999-12-14 2001-06-29 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd 光合分波器
EP1136853A1 (en) 2000-03-24 2001-09-26 TDK Corporation Two-dimensional photonic crystal waveguides and wavelength demultiplexers
JP2002084037A (ja) * 2000-09-06 2002-03-22 Canon Inc 発光体、構造体及びその製造方法
US20030068152A1 (en) 2001-09-10 2003-04-10 Gunn Lawrence Cary Structure and method for coupling light between dissimilar waveguides
JP2003279764A (ja) * 2002-03-26 2003-10-02 Japan Science & Technology Corp ２次元フォトニック結晶光分合波器

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9710062D0 (en) * 1997-05-16 1997-07-09 British Tech Group Optical devices and methods of fabrication thereof
US6711200B1 (en) * 1999-09-07 2004-03-23 California Institute Of Technology Tuneable photonic crystal lasers and a method of fabricating the same
GB9929344D0 (en) * 1999-12-10 2000-02-02 Univ Bath Improvements in or relating to photonic crystal fibres
GB0008546D0 (en) * 2000-04-06 2000-05-24 Btg Int Ltd Optoelectronic devices
AU2002308242A1 (en) * 2002-03-06 2003-09-16 Pirelli & C. S.P.A. Device for bending an optical beam, in particular in an optical integrated circuit
CN1761894B (zh) * 2003-08-13 2010-05-05 日本电信电话株式会社 光纤及其制造方法
US7224873B2 (en) * 2003-09-10 2007-05-29 Crystal Fibre A/S Optical fibres
US6804446B1 (en) * 2003-11-18 2004-10-12 University Of Alabama In Huntsville Waveguide including at least one photonic crystal region for directing signals propagating therethrough
US7505881B2 (en) * 2004-09-11 2009-03-17 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method and apparatus for modeling the modal properties of optical waveguides
JP4990796B2 (ja) * 2004-12-30 2012-08-01 イムラ アメリカ インコーポレイテッド フォトニック・バンドギャップ・ファイバ
US7304309B2 (en) * 2005-03-14 2007-12-04 Avraham Suhami Radiation detectors
JP2007264331A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Fujikura Ltd 拡張三角格子型フォトニックバンドギャップファイバ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000249828A (ja) * 1999-03-02 2000-09-14 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd フォトニック結晶構造
JP2001174652A (ja) * 1999-12-14 2001-06-29 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd 光合分波器
EP1136853A1 (en) 2000-03-24 2001-09-26 TDK Corporation Two-dimensional photonic crystal waveguides and wavelength demultiplexers
JP2002084037A (ja) * 2000-09-06 2002-03-22 Canon Inc 発光体、構造体及びその製造方法
US20030068152A1 (en) 2001-09-10 2003-04-10 Gunn Lawrence Cary Structure and method for coupling light between dissimilar waveguides
JP2003279764A (ja) * 2002-03-26 2003-10-02 Japan Science & Technology Corp ２次元フォトニック結晶光分合波器

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.M. GERARD: "Photonic bandgap of two-dimensional dielectric crystals", SOLID-STATE ELECTRONICS, vol. 37, 1994, pages 1341 - 1344
R.WANG: "Effects of shapes and orientation of schedules and lattice symmetries on the photonic band gap in two-dimensional photonic crystals", JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, vol. 90, November 2001 (2001-11-01), pages 4307 - 4313
See also references of EP1722253A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008053134A (ja) * 2006-08-28 2008-03-06 Kyoto Univ ２次元フォトニック結晶熱輻射光源

Also Published As

Publication number Publication date
EP1722253A1 (en) 2006-11-15
US7853111B2 (en) 2010-12-14
JP2005250202A (ja) 2005-09-15
EP1722253B1 (en) 2012-12-19
EP1722253A4 (en) 2009-09-09
CN1930495A (zh) 2007-03-14
US20070172188A1 (en) 2007-07-26
CN100456050C (zh) 2009-01-28
JP4025738B2 (ja) 2007-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2005085911A1 (ja) ２次元フォトニック結晶およびこれを用いた光合分波器
US7711228B2 (en) Two-dimensional photonic crystal and optical device using the crystal
JP4923234B2 (ja) ２次元フォトニック結晶及びそれを用いた光デバイス
US7733198B1 (en) Microfabricated bulk wave acoustic bandgap device
US8358895B2 (en) Two-dimensional photonic crystal
JP4669923B2 (ja) 偏波モード変換器
JP5272173B2 (ja) ２次元フォトニック結晶
US20060269188A1 (en) Electromagnetic wave frequency filter
TW469353B (en) Nanophotonic directional coupler device
US7509013B2 (en) Two-dimensional photonic crystal
WO2006104067A1 (ja) フォトニック結晶スラブ及びフォトニック結晶導波路と光デバイス
JP4538718B2 (ja) ２次元フォトニック結晶スラブ及び２次元フォトニック結晶導波路
JPWO2004086102A1 (ja) 二次元フォトニック結晶、ならびにそれを用いた導波路および共振器
JP4415038B2 (ja) 偏波回転素子
Dinh et al. Shaping the modal confinement in silicon nanophotonic waveguides through dual-metamaterial engineering
Shinya et al. Single-mode transmission in commensurate width-varied line-defect SOI photonic crystal waveguides
David et al. Towards planar dielectric metasurfaces
Sun et al. On-Chip Polarization Control Using Augmented Low Index Guiding Platform
Bajoni et al. Optical Spectroscopy of Silicon-On-Insulator Waveguide Photonic Crystals
US20040146242A1 (en) Method and structure for coupling light in and out of an inplane waveguide through the top and bottom surfaces of photonic crystals
Kocaman et al. Controlled zero-n¯ bandgaps in negative refraction photonic superlattices for wavefront control and open resonances

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007172188

Country of ref document: US

Ref document number: 10591299

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200580006943.4

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005720068

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2005720068

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10591299

Country of ref document: US