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：[email protected] 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，ＦａｃｅｔｏＦａｃｅ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