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工学:設計された点欠陥をもつ3次元光学フォトニック結晶

Nature 429, 6991 doi: 10.1038/nature02575

フォトニック結晶は光学素子のこれまでにない微細化と集積化を可能にする。また、自然放出の抑制または増強、低閾値レーザー発振、量子情報処理などのさまざまな新しい物理現象も示す。シリコンのマイクロマシン加工、ウエハーの加熱接着、ホログラフィーによるリソグラフィー、自己集合、角度をつけたエッチング、マイクロ操作、視射角蒸着、自己クローニングなど、3次元(3D)フォトニック結晶の種々の作製技術が提案され、さまざまな程度の成功をおさめてきた。しかし、機能性3D素子の作製に向けた基本要素、すなわち、微小共振器や導波路を自在に組み込むことは、光学波長では達成されていない。今回我々は、リソグラフィーで1層ずつ作製する方法で、光学素子を集積するのに特に適した3Dフォトニック結晶を作製したことを報告する。点欠陥微小共振器は作製過程で導入され、光学測定により通信波長(1.3〜1.5μm)付近に共鳴をもつことがわかった。近赤外での反射率と透過率の測定結果は数値シミュレーションとよく一致した。

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