顔写真

ヤマダ　ヒロヒト
山田　博仁
Hirohito Yamada
所属
大学院工学研究科　通信工学専攻　波動工学講座（微小光学分野）
職名
教授
学位

  • 工学博士（東北大学）

  • 工学修士（東北大学）

経歴 5

  • 2006年7月 ～ 継続中
    東北大学　大学院工学研究科　教授

  • 1989年10月 ～ 2006年6月
    日本電気株式会社　筑波研究所　主任研究員

  • 1997年9月 ～ 1998年9月
    NEC北米研究所 (プリンストン)

  • 1991年7月 ～ 1997年8月
    日本電気株式会社　関西エレクトロニクス研究所

  • 1987年4月 ～ 1991年6月
    日本電気株式会社　光エレクトロニクス研究所

学歴 2

  • 東北大学　大学院工学研究科　電子工学専攻

    1981年4月 ～ 1987年3月

  • 金沢大学　工学部　電子工学科

    1977年4月 ～ 1981年3月

委員歴 18

  • アイ トリプル イー　IEEE 仙台支部長

    2022年1月 ～ 継続中

  • 学振 将来加工技術第136委員会　委員

    2014年 ～ 継続中

  • 電子情報通信学会　集積光デバイスと応用技術研究専門委員会(IPDA) 専門委員

    2011年4月 ～ 継続中

  • 電子情報通信学会 集積光デバイスと応用技術時限研究専門委員会委員　委員

    2011年4月 ～ 継続中

  • 電子情報通信学会 シリコンフォトニクス研究会　専門委員

    2006年7月 ～ 継続中

  • 電子情報通信学会　シリコンフォトニクス研究専門委員会 専門委員

    2004年 ～ 継続中

  • アイ トリプル イー　IEEE 仙台支部 副支部長

    2018年1月 ～ 2019年12月

  • ISLC2016　プログラム委員

    2015年 ～ 2016年

  • 科学技術振興機構(JST)　研究成果最適展開支援プログラム専門委員

    2010年 ～ 2015年

  • 電子情報通信学会　光エレクトロニクス研究会 研究専門委員会 委員長

    2013年 ～ 2014年

  • 電子情報通信学会　光エレクトロニクス研究会 研究専門委員会 副委員長

    2012年 ～ 2013年

  • IEEE 仙台支部　セクレタリー

    2012年 ～ 2013年

  • 電子情報通信学会　2010年電子情報通信学会総合大会 現地実行委員長

    2009年 ～ 2010年

  • OECC　OECC 2010運営委員会プログラム委員

    2009年 ～ 2010年

  • 固体素子コンファレンス(SSDM)　サブコミッティー エリアチェア

    2009年 ～ 2010年

  • 応用物理学会　プログラム編集委員

    2008年 ～ 2010年

  • IOOC/OECC 2007国際会議　実行委員

    2006年10月 ～ 2007年3月

  • 固体素子コンファレンス(SSDM)　サブコミッティーメンバー

    2003年 ～ 2004年

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所属学協会 4

  • The Optical Society of America (OSA)

  • IEEE

  • 電子情報通信学会

  • 応用物理学会

研究キーワード 4

  • マイクログリッド

  • シリコン フォトニクス

  • 半導体レーザ

  • フォトニクス

研究分野 2

  • エネルギー / 地球資源工学、エネルギー学 / マイクログリッド

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 電子デバイス、電子機器 / フォトニクス, 光デバイス, 半導体レーザー, シリコン フォトニクス

論文 132

  1. Experimental Verification and Simulation Analysis of a Battery Directly Connected DC-Microgrid System 査読有り

    Ke Liu, Hirohito Yamada, Katsumi Iwatsuki, Taiichi Otsuji

    International Journal of Electrical and Electronic Engineering & Telecommunications　12　(5)　326-333　2023年9月

    出版者・発行元：EJournal Publishing

    DOI： 10.18178/ijeetc.12.5.3.26-333 　

    eISSN：2319-2518

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    The transformation towards renewable and sustainable energy, as well as the digitalization of energy, has promoted the development of the power system towards miniaturization, decentralization, and intelligence. As a solution, a battery-directly-connected DC microgrid has been proposed in previous studies for autonomous and decentralized coordination control (ADCC). We constructed a testbed of the battery directly connected DC-microgrid in our university campus which has been operating stably for more than one year. This study experimentally verifies the feasibility of the battery-directly-connected DC microgrid, and the process of autonomous, decentralized, and coordinated energy distribution between the distributed small batteries through power loading experiments. In addition, a simulator for analyzing the behavior of the DC microgrid test platform is built in MATLAB/Simulink, and its accuracy is verified based on an energy flow analysis, revealing its potential for cyber-physical-system (CPS) construction.

  2. Enhancement of Refractive Index Sensitivity Using Small Footprint S-Shaped Double-Spiral Resonators for Biosensing

    Anh Igarashi, Maho Abe, Shigeki Kuroiwa, Keishi Ohashi, Hirohito Yamada

    Sensors　23　(13)　6177-6177　2023年7月5日

    出版者・発行元：MDPI AG

    DOI： 10.3390/s23136177 　

    eISSN：1424-8220

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    We demonstrate an S-shaped double-spiral microresonator (DSR) for detecting small volumes of analytes, such as liquids or gases, penetrating a microfluidic channel. Optical-ring resonators have been applied as label-free and high-sensitivity biosensors by using an evanescent field for sensing the refractive index of analytes. Enlarging the ring resonator size is a solution for amplifying the interactions between the evanescent field and biomolecules to obtain a higher refractive index sensitivity of the attached analytes. However, it requires a large platform of a hundred square millimeters, and 99% of the cavity area would not involve evanescent field sensing. In this report, we demonstrate the novel design of a Si-based S-shaped double-spiral resonator on a silicon-on-insulator substrate for which the cavity size was 41.6 µm × 88.4 µm. The proposed resonator footprint was reduced by 680 times compared to a microring resonator with the same cavity area. The fabricated resonator exposed more sensitive optical characteristics for refractive index biosensing thanks to the enhanced contact interface by a long cavity length of DSR structures. High quality factors of 1.8 × 104 were demonstrated for 1.2 mm length DSR structures, which were more than two times higher than the quality factors of microring resonators. A bulk sensitivity of 1410 nm/RIU was calculated for detecting 1 µL IPA solutions inside a 200 µm wide microchannel by using the DSR cavity, which had more than a 10-fold higher sensitivity than the sensitivity of the microring resonators. A DSR device was also used for the detection of 100 ppm acetone gas inside a closed bottle.

  3. Si-microring resonator with sidewall nanograting structures for high-Q resonance modes 査読有り

    Anh Igarashi, Koya Murooka, Yasuo Ohtera, Hirohito Yamada

    Optical Review　30　238-245　2023年3月13日

    出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1007/s10043-023-00793-0 　

    ISSN：1340-6000

    eISSN：1349-9432

  4. Power generation characteristics of Si PV cell under extremely high-intensity near-infrared light irradiation 査読有り

    Jingyi Zhou, Xing He, Toshiaki Kato, Kunta Yoshikawa, Hirohito Yamada

    IEICE Electronics Express　19　(3)　20210476-20210476　2022年2月10日

    出版者・発行元：Institute of Electronics, Information and Communications Engineers (IEICE)

    DOI： 10.1587/elex.19.20210476 　

    eISSN：1349-2543

  5. Fabrication of vertical-taper structures for silicon photonic devices by using local-thickness-thinning process 査読有り

    Shunsuke Abe, Hideo Hara, Shin Masuda, Hirohito Yamada

    Japanese Journal of Applied Physics　61　SK1005　2022年

    DOI： 10.18178/ijeetc.12.5.3.26-333 　

  6. A compact-size and ultrasensitive optical biosensor using a double-spiral microresonator. 査読有り

    Anh Igarashi, Yugang Shang, Shigeki Kuroiwa, Keishi Ohashi, Hirohito Yamada

    IEEE SENSORS　1-4　2022年

    出版者・発行元：IEEE

    DOI： 10.1109/SENSORS52175.2022.9967064 　

  7. Photonic Biosensor for Label-Free Detection Based on Photonic Nanostructures on Si-Waveguide Ring Resonator

    Hoang Anh Truong, Yugang Shang, Shunsuke Abe, Nobuyuki Matsuda, Hirohito Yamada

    Engineering Proceedings　6　(1)　39-39　2021年5月19日

    出版者・発行元：MDPI AG

    DOI： 10.3390/i3s2021dresden-10158 　

    eISSN：2673-4591

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    A new structure of a micro-ring resonator for label-free biosensing is proposed. The structure includes sidewall-grating Si waveguide and periodical side-blocks that can enhance the light–matter interaction. From the electromagnetic simulations, the proposed structure exhibits a four-fold improvement in terms of sensitivity compared with the conventional structure. Moreover, the quality factor of the proposed structure is not degraded from that of the conventional structure. The improved sensitivity is promising for the detection of nanoparticles that can be applied to the environmental field and clinical diagnostics.

  8. Proposal and demonstration of LED optical wireless power-transmission systems for battery-operated small electronic devices 査読有り

    Naomi Uchiyama, Hirohito Yamada

    Japanese Journal of Applied Physics　59　(12)　124501-124501　2020年12月

    出版者・発行元：IOP Publishing

    DOI： 10.35848/1347-4065/abca0c 　

    ISSN：0021-4922

    eISSN：1347-4065

  9. Optical waveguide crossing based on SOI slab waveguides 査読有り

    Jialiang Guo, Jiyao Yu, Nobuyuki Matsuda, Hirohito Yamada

    Applied Physics Express　13　(5)　052010　2020年5月

  10. High-Sensitivity Optical Receiver Using Differential Photodiodes AC-Coupled with a Transimpedance Amplifier 査読有り

    Daisuke OKAMOTO, Hirohito YAMADA

    IEICE Transactions on Electronics　E102.C　(4)　380-387　2019年4月1日

    出版者・発行元：Institute of Electronics, Information and Communications Engineers (IEICE)

    DOI： 10.1587/transele.2018ecp5047 　

    ISSN：0916-8524

    eISSN：1745-1353

  11. Design and investigation of a dual-layer grating coupler for efficient vertical fiber-chip coupling 査読有り

    Jiyao Yu, Hirohito Yamada

    Applied Physics Express　12　(1)　01004　2019年

  12. 587 nm nanosecond optical pulse generation by synchronously-driven gain-switched laser diodes with optical injection locking 査読有り

    Jui-Hung Hung, Yuan Gao, Hejie Yan, Kazuo Sato, Hirohito Yamada, Lung-Han Peng, Tomomi Nemoto, Hiroyuki Yokoyama

    Applied Physics Express　12　(8)　082002-082002　2019年

    出版者・発行元：IOP Publishing

    DOI： 10.7567/1882-0786/ab2c2a 　

    ISSN：1882-0778

    eISSN：1882-0786

  13. Scattering-parameter model analysis of side-coupled plasmonic Fabry–Perot waveguide filters 査読有り

    Jiyao Yu, Yasuo Ohtera, Hirohito Yamada

    Applied Physics A　124　(7)　516　2018年7月

    出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1007/s00339-018-1938-1 　

    ISSN：0947-8396

    eISSN：1432-0630

  14. Tunable Dual-Wavelength Heterogeneous Quantum Dot Laser Diode With a Silicon External Cavity 招待有り 査読有り

    Tomohiro Kita, Atsushi Matsumoto, Naokatsu Yamamoto, Hirohito Yamada

    Journal of Lightwave Technology　36　(2)　219-224　2018年1月15日

    出版者・発行元：Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/jlt.2017.2752211 　

    ISSN：0733-8724

    eISSN：1558-2213

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    We propose a tunable dual-wavelength heterogeneous quantum dot laser diode. The tunable dual-wavelength laser consists of a quantum dot semiconductor optical amplifier as the optical gain medium and an external cavity fabricated from silicon photonics technology as the wavelength tunable filter. We successfully demonstrated dual-wavelength lasing oscillation by tuning the difference frequency from approximately 34 to 400 GHz.

  15. Analysis of polarization interference-type bpf arrays for nir spectroscopic imaging utilizing all-dielectric planar chiral metamaterials

    Yasuo Ohtera, Jiyao Yu, Hirohito Yamada

    Progress In Electromagnetics Research M　66　1-10　2018年

    DOI： 10.2528/PIERM17112707 　

    ISSN：1937-8726

    eISSN：1098-8963

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    We investigated the potential application of planar chiral metamaterials (PCMs) to near infrared wavelength filters for multispectral measurement through electromagnetic simulation. PCM assumed here was a two-dimensional sub-wavelength surface grating on a high index film with chiral unit cells. The PCM exhibits optical activity (OA) for normally incident light at a finite wavelength range. Thus, by sandwiching the PCM with a pair of linear polarizers, a polarization interference-type BPF can be constructed. We focused on an all-dielectric PCM consisting of a silicon chiral layer and a dielectric underclad layer on a silica substrate. Wavelength filtering characteristics with different bandwidths have been verified for several underclad materials such as Si3N4,Al2O3, and Si.

  16. Highly efficient coupler for dielectric slot waveguides and hybrid plasmonic waveguides 査読有り

    Jiyao Yu, Yasuo Ohtera, Hirohito Yamada

    Japanese Journal of Applied Physics　57　052202　2018年

  17. Differential frequency tunable Dual-Mode heterogeneous QD laser with Si PIC 査読有り

    A. Matsumoto, T. Umezawa, K. Akahane, N. Yamamoto, H. Yamada, T. Kita

    Optics InfoBase Conference Papers　2017　2017年

    出版者・発行元：OSA - The Optical Society

    DOI： 10.1364/CLEO_SI.2017.SW4C.6 　

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    We proposed a tunable dual-mode heterogeneous quantum dot laser diode with a Siphotonics-based photonic integrated circuit, and successfully demonstrated dual-mode lasing oscillation by tuning the differential frequency from approximately 20 GHz to 200 GHz.

  18. Narrow Spectral Linewidth Silicon Photonic Wavelength Tunable Laser Diode for Digital Coherent Communication System 招待有り 査読有り

    Tomohiro Kita, Rui Tang, Hirohito Yamada

    IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics　22　(6)　23-34　2016年11月

    出版者・発行元：Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/jstqe.2016.2559418 　

    ISSN：1077-260X

    eISSN：1558-4542

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    We demonstrated wavelength tunable laser diodes with Si-wire waveguide ring resonators as an external optical cavity. The footprint of the optical cavity including the semiconductor optical amplifier is as small as 0.8 mm × 0.6 mm which is less 1/10 of those made of silicon oxinitride material. Wavelength tuning range of approximately 55 nm was demonstrated, which covers entire L-band of the optical communication wavelength system. Furthermore, a spectral linewidth narrower than 100 kHz was obtained by optimizing the design of the external optical cavity. The optical nonlinearity of silicon is described and the influence on laser oscillation is also discussed.

  19. 1  MW peak-power subpicosecond optical pulse source based on a gain-switched laser diode 査読有り

    Yi-Cheng Fang, Tomohiro Chaki, Jui-Hung Hung, Hirohito Yamada, Hiroyuki Yokoyama

    Optics Letters　41　(17)　4028-4028　2016年9月1日

    出版者・発行元：The Optical Society

    DOI： 10.1364/ol.41.004028 　

    ISSN：0146-9592

    eISSN：1539-4794

  20. Heterogeneous quantum dot/silicon photonics-based wavelength-tunable laser diode with a 44 nm wavelength-tuning range 査読有り

    Kita Tomohiro, Yamamoto Naokatsu, Matsumoto Atsushi, Kawanishi Tetsuya, Yamada Hirohito

    Jpn. J. Appl. Phys.　55　(4S)　04EH11　2016年

    出版者・発行元：Institute of Physics

    DOI： 10.7567/JJAP.55.04EH11 　

    ISSN：0021-4922

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    A heterogeneous wavelength-tunable laser diode combining quantum dot and silicon photonics technologies is proposed. A compact wavelength-tunable filter with two ring resonators was carefully designed and fabricated using silicon photonics technology. The tunable laser combining the wavelength-tunable filter and an optical amplifier, which includes InAs quantum dots, achieved a 44.0 nm wavelength-tuning range at around 1250 nm. The broadband optical gain of the quantum dot optical amplifier was effectively used by the optimized wavelength-tunable filter. This heterogeneous wavelength-tunable laser diode could become a breakthrough technology for high-capacity data transmission systems.

  21. Narrow-spectral-linewidth silicon photonic wavelength-tunable laser with highly asymmetric Mach–Zehnder interferometer 査読有り

    Rui Tang, Tomohiro Kita, Hirohito Yamada

    Optics Letters　40　(7)　1504-1504　2015年4月1日

    出版者・発行元：The Optical Society

    DOI： 10.1364/ol.40.001504 　

    ISSN：0146-9592

    eISSN：1539-4794

  22. Compact silicon photonic wavelength-tunable laser diode with ultra-wide wavelength tuning range 査読有り

    Tomohiro Kita, Rui Tang, Hirohito Yamada

    Applied Physics Letters　106　(11)　111104-111104　2015年3月16日

    出版者・発行元：AIP Publishing

    DOI： 10.1063/1.4915306 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  23. Silicon Photonic Hybrid Ring-Filter External Cavity Wavelength Tunable Lasers 招待有り 査読有り

    Naoki Kobayashi, Kenji Sato, Masahiko Namiwaka, Keisuke Yamamoto, Shinya Watanabe, Tomohiro Kita, Hirohito Yamada, Hiroyuki Yamazaki

    JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY　33　(6)　1241-1246　2015年3月

    出版者・発行元：IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI： 10.1109/JLT.2014.2385106 　

    ISSN：0733-8724

    eISSN：1558-2213

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    Si-photonic hybrid ring external cavity wavelength tunable lasers by passive alignment techniques with more than 100-mW fiber-coupled power and linewidth narrower than 15 kHz along the whole C-band are demonstrated. These attractive performances are achieved due to very low loss Si-wire waveguides, of which loss is lower than 0.5 dB/cm. Obtained results show excellent features of Si-photonics toward commercial products.

  24. Optimum waveguide-core size for reducing device property distribution of Si-wire waveguide devices 査読有り

    Soma Munetoshi, Kita Tomohiro, Tanushi Yuichiro, Toyama Munehiro, Seki Miyoshi, Yokoyama Nobuyuki, Ohtsuka Minoru, Yamada Hirohito

    Jpn. J. Appl. Phys.　54　(4)　04DG03　2015年

    出版者・発行元：Institute of Physics

    DOI： 10.7567/JJAP.54.04DG03 　

    ISSN：0021-4922

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    We investigated the waveguide-core size distribution of ring resonators fabricated on a 300 mm silicon-on-insulator (SOI) wafer using a CMOS-compatible process featuring ArF immersion lithography. These ring resonators were constructed in a Si-wire waveguide with a standard core size of 400 nm width and 220 nm height. The group refractive indices of the waveguide were derived from the transmission spectra of the ring resonators. From the deviation of these group refractive indices, the waveguide-core width distribution was estimated to be 5 nm, and the waveguide-core height distribution was estimated to be 1 nm. Moreover, the device property distribution of various Si-wire waveguide depended on the estimated fabrication error was calculated. The waveguide core with the smallest device property distribution had a 540 nm width and a 160 nm height, and this waveguide has a device property distribution of 2/3 value compared with the standard core size.

  25. Ultra-compact wavelength-tunable quantum-dot laser with silicon-photonics double ring filter 査読有り

    Kita Tomohiro, Yamamoto Naokatsu, Kawanishi Tetsuya, Yamada Hirohito

    Appl. Phys. Express　8　(6)　062701-62701　2015年

    出版者・発行元：Institute of Physics

    DOI： 10.7567/APEX.8.062701 　

    ISSN：1882-0778

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    Compact, wavelength-tunable light sources are desired for the enhancement of information communication technology and bio-imaging applications. We propose a compact, wavelength-tunable laser diode with a wide wavelength-tunable range around 1230 nm consisting of a quantum-dot optical amplifier and a silicon photonic tunable filter. High-quality InAs quantum dots grown with the sandwiched sub-nano separator technique were used as the optical gain medium. The wavelength-tunable filter was constructed with ring resonators fabricated using silicon photonics. The single-mode laser oscillation was demonstrated with a 28.5-nm wavelength-tunable range.

  26. Characteristics of Resonantly-Guided Modes in Microstructured Optical Fibers 査読有り

    Yasuo Ohtera, Haruka Hirose and Hirohito Yamada

    Photonics　1　(4)　432-441　2014年11月21日

    DOI： 10.3390/photonics1040432 　

  27. Near-infrared imaging of liquid mixtures utilizing multi-channel photonic crystal wavelength filters 査読有り

    Masahiro Mitsuhashi, Yasuo Ohtera, Hirohito Yamada

    Optics Letters　39　(18)　5301-5301　2014年9月15日

    出版者・発行元：The Optical Society

    DOI： 10.1364/ol.39.005301 　

    ISSN：0146-9592

    eISSN：1539-4794

  28. Silicon Photonic Wavelength-Tunable Laser Diode With Asymmetric Mach–Zehnder Interferometer 査読有り

    Tomohiro Kita, Keita Nemoto, Hirohito Yamada

    IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics　20　(4)　344-349　2014年7月

    出版者・発行元：Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/jstqe.2013.2295712 　

    ISSN：1077-260X

    eISSN：1558-4542

  29. Long external cavity Si photonic wavelength tunable laser diode 査読有り

    Tomohiro Kita, Keita Nemoto, Hirohito Yamada

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　53　(4)　04EG04　2014年4月

    出版者・発行元：IOP PUBLISHING LTD

    DOI： 10.7567/JJAP.53.04EG04 　

    ISSN：0021-4922

    eISSN：1347-4065

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    We fabricated wavelength-tunable laser diodes with external cavity consist of Si photonic wire waveguide ring resonators. About 51.5 nm wavelength tuning operation, which covers the entire L-band of the optical communication wavelength range, was obtained. The cavity length dependence of the spectral line width was verified to obtain narrower spectral linewidth. The observed spectral linewidth of 3.78 mm long cavity and 8.19 mm long cavity are 131.0 and 64.8 kHz, respectively. The advantage of long external cavity to design the narrow spectral linewidth Si photonic wavelength tunable laser diode was confirmed. (C) 2014 The Japan Society of Applied Physics

  30. Performance Analysis of CPML for the Compact 2-D FDTD method in Cylindrical Coordinate System 査読有り

    Yasuo OHTERA, Haruka HIROSE, Hirohito YAMADA

    IEICE Transactions on Electronics　E97.C　(7)　653-660　2014年

    出版者・発行元：Institute of Electronics, Information and Communications Engineers (IEICE)

    DOI： 10.1587/transele.e97.c.653 　

    ISSN：0916-8524

    eISSN：1745-1353

  31. Resonantly guided modes in microstructured optical fibers with a circular array of high-index rods 査読有り

    Yasuo Ohtera, Haruka Hirose, Hirohito Yamada

    Optics Letters　38　(15)　2695-2695　2013年8月1日

    出版者・発行元：The Optical Society

    DOI： 10.1364/ol.38.002695 　

    ISSN：0146-9592

    eISSN：1539-4794

  32. Multichannel bandpass filters utilizing multilayer photonic crystal 査読有り

    Yasuo Ohtera, Hirohito Yamada

    Optics Letters　38　(8)　1235-1235　2013年4月15日

    出版者・発行元：The Optical Society

    DOI： 10.1364/ol.38.001235 　

    ISSN：0146-9592

    eISSN：1539-4794

  33. Nonlinear optical photonic crystal waveguide with TiO2 material

    Koji Uchijima, Tomohiro Kita, Hirohito Yamada

    OXIDE-BASED MATERIALS AND DEVICES IV　8626　2013年

    出版者・発行元：SPIE-INT SOC OPTICAL ENGINEERING

    DOI： 10.1117/12.2002005 　

    ISSN：0277-786X

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    Titanium dioxide (TiO2) has several attractive properties such as high linear and nonlinear refractive indices and the wide bandgap for applying the nonlinear optical devices. We have been studied channel waveguides with TiO2 as the submicron size core to verify their feasibility as the nonlinear optical devices. In this study, we analyzed optical propagation in the TiO2 photonic crystal waveguide and demonstrated the enhanced optical nonlinearity due to slow light effect.

  34. Anomalous localization modes in Bragg-grating based on high index-difference waveguide

    Tomohiro Kita, Koji Uchijima, Hirohito Yamada

    SILICON PHOTONICS VIII　8629　2013年

    出版者・発行元：SPIE-INT SOC OPTICAL ENGINEERING

    DOI： 10.1117/12.2003724 　

    ISSN：0277-786X

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    We observed photonic band-gap disappearance on Bragg-grating wavelength filters with Si photonic-wire waveguides, and studied the physical mechanism with theoretical and numerical analyses. This is a unique phenomenon observed in channel waveguides with very high index-contrast between the waveguide core and cladding materials. The photonic band-gap disappearance was observed in structures where two different optical field distributions of standing wave degenerate.

  35. Photonic crystals for the application to spectrometers and wavelength filters 査読有り

    Ohtera Yasuo, Yamada Hirohito

    IEICE Electronics Express　10　(8)　20132001-20132001　2013年

    出版者・発行元：The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

    DOI： 10.1587/elex.10.20132001 　

    ISSN：1349-2543

    eISSN：1349-2543

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    This paper reviews the application of photonic crystals (PhCs) and related periodic structures to spectrometers and wavelength filters. In the first half of the paper in-plane type spectrometers utilizing superprism effect are reviewed. In the latter half out-of-plane and surface-normal type devices, where guided mode resonance (GMR) plays a center role, are described. Finally, Bragg reflection type wavelength filters are dealt with.

  36. Narrow-spectral-linewidth wavelength-tunable laser diode with si wire waveguide ring resonators 査読有り

    Keita Nemoto, Tomohiro Kita, Hirohito Yamada

    Applied Physics Express　5　082701　2012年8月1日

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1143/APEX.5.082701 　

    ISSN：1882-0778

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    We fabricated wavelength-tunable laser diodes with Si wire waveguide ring resonators as an external optical cavity. The footprint of the optical cavity including the semiconductor optical amplifier is as small as 2.73 × 0.89mm2, which is about 1/5 of those made of silicon oxinitride material. About 44-nm-wavelength tuning operation, which covers the entire L-band of the optical communication wavelength range, was obtained. Furthermore, spectral linewidth narrower than 100 kHz was obtained by optimizing the design of the external optical cavity. The tunable laser diodes with narrow spectral linewidth are suitable as light sources for digital coherent optical transmission systems. © 2012 The Japan Society of Applied Physics.

  37. Analysis of Phase Matching Conditions for Generating Second Harmonic in ZnO Channel Waveguides 査読有り

    Yuta Taira, Tomohiro Kita, Edgar Yoshio, Morales Teraoka, Hirohito Yamada

    Japaneese Jpurnal of Applied Physics　51　(4)　04DG04-1-04DG04-4　2012年4月20日

    出版者・発行元：The Japan Society of Applied Physics

    DOI： 10.1143/JJAP.51.04DG04 　

    ISSN：0021-4922

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    We describe a phase-matching scheme for generating the second harmonic in ZnO channel waveguides using a modal phase-matching (MPM) method. We found that MPM can be achieved between the TM00 mode of the fundamental wave and the TM02 mode of the second-harmonic wave by using structural dispersion of the waveguide mode. Furthermore, we calculated the normalized conversion efficiency by taking the overlap integral of each waveguide mode and the effective area of the fundamental wave into account, and obtained a sufficiently high conversion efficiency. These results show that ZnO channel waveguides are very attractive for generating second-harmonic devices.

  38. Cylindrical Resonator Utilizing a Curved Resonant Grating as a Cavity Wall 査読有り

    Yasuo Ohtera, Shohei Iijima, Hirohito Yamada

    Micromachines　3　(1)　101-113　2012年2月27日

    出版者・発行元：MDPI AG

    DOI： 10.3390/mi3010101 　

    eISSN：2072-666X

  39. Analysis of guided-mode resonant circular optical resonator with an access waveguide

    飯嶋 祥平, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電気関係学会東北支部連合大会講演論文集　2012　9-9　2012年

    出版者・発行元：電気関係学会東北支部連合大会実行委員会

    DOI： 10.11528/tsjc.2012.0_9 　

  40. Non-invasive chemometric imaging of a biomedical target utilizing four-channel photonic crystal wavelength filters

    伊藤 覚, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電気関係学会東北支部連合大会講演論文集　2012　17-17　2012年

    出版者・発行元：電気関係学会東北支部連合大会実行委員会

    DOI： 10.11528/tsjc.2012.0_17 　

  41. Theoretical analysis of vertical coupling optical I/O interface with reflectors

    奈良 匡樹, 北 智洋, 田主 裕一朗, 山田 博仁

    電気関係学会東北支部連合大会講演論文集　2012　16-16　2012年

    出版者・発行元：電気関係学会東北支部連合大会実行委員会

    DOI： 10.11528/tsjc.2012.0_16 　

  42. TiO<SUB>2</SUB> photonic crystal waveguide for nonlinear optical applications

    内島 晃司, 北 智洋, 山田 博仁

    電気関係学会東北支部連合大会講演論文集　2012　18-18　2012年

    出版者・発行元：電気関係学会東北支部連合大会実行委員会

    DOI： 10.11528/tsjc.2012.0_18 　

  43. Guided-mode resonance in curved grating structures 査読有り

    Yasuo Ohtera, Shohei Iijima, Hirohito Yamada

    Optics Letters　36　(9)　1689-1689　2011年5月1日

    出版者・発行元：The Optical Society

    DOI： 10.1364/ol.36.001689 　

    ISSN：0146-9592

    eISSN：1539-4794

  44. Analysis of the Nonlinear Optical Parameter of ZnO Channel Waveguides 査読有り

    Edgar Yoshio Morales Teraoka, Tomohiro Kita, Daniel H. Broaddus, Atsushi Tsukazaki, Masashi Kawasaki, Alexander L. Gaeta, Hirohito Yamada

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　50　(4)　04DG01　2011年4月

    出版者・発行元：IOP PUBLISHING LTD

    DOI： 10.1143/JJAP.50.04DG01 　

    ISSN：0021-4922

    eISSN：1347-4065

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    In this paper, we analyze the nonlinear optical parameter gamma estimated from experimental results of spectral broadening in ZnO channel waveguides. The effective area was calculated for waveguides of various dimensions and using the resulting data, the nonlinear optical parameter gamma was obtained analytically. We compare these values with those estimated from measurements, and found good agreement between them. We extended the analysis to calculate the optimal size for maximum nonlinearity and found that the fabricated waveguides were very close to the optimal size. (C) 2011 The Japan Society of Applied Physics

  45. Optical Crossing and Integration Using Hybrid Si-Wire/Silica Waveguides 査読有り

    Younosuke Wakayama, Tomohiro Kita, Hirohito Yamada

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　50　(4S)　04DG20　2011年4月

    出版者・発行元：JAPAN SOC APPLIED PHYSICS

    DOI： 10.1143/JJAP.50.04DG20 　

    ISSN：0021-4922

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    We studied the feasibility of an integrated optical circuit consisting of Si-wire waveguides and silica-based waveguides. In order to realize such a hybrid waveguide optical circuit, we investigated a waveguide junction structure based on adiabatic mode conversion with tapered Si and a waveguide crossing structure of heterogeneous waveguides by numerical analysis and measurements. We estimated the optical coupling loss between the waveguides to be 0.39 dB from the measurements. We also estimated the insertion loss of the waveguide crossing to be less than 0.7 dB, and the crosstalk between the waveguides to be less than -35 dB by numerical analysis. (C) 2011 The Japan Society of Applied Physics

  46. Design and fabrication of multichannel Si/SiO_2autocloned photonic crystal edge filters 査読有り

    Yasuo Ohtera, Daniel Kurniatan, Hirohito Yamada

    Applied Optics　50　(9)　C50-C50　2011年3月20日

    出版者・発行元：The Optical Society

    DOI： 10.1364/ao.50.000c50 　

    ISSN：0003-6935

    eISSN：1539-4522

  47. Vertical-coupling optical interface for on-chip optical interconnection 査読有り

    Hirohito Yamada, Michinao Nozawa, Masao Kinoshita, Keishi Ohashi

    Optics Express　19　(2)　698-698　2011年1月17日

    出版者・発行元：The Optical Society

    DOI： 10.1364/oe.19.000698 　

    ISSN：1094-4087

    eISSN：1094-4087

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    We present a vertical-coupling optical interface with a grating coupler for transmitting and receiving optical signals between single-mode optical fibers and microphotonic waveguides with a view to realize on-chip optical interconnection. The optical interface consisting of a simple grating structure with a reflective mirror and an optical power combiner exhibits high optical coupling efficiency and wide tolerance range for the misalignment of optical fibers. The optical interface exhibits high coupling efficiency even if the optical input is almost vertical to the chip surface. (C)2011 Optical Society of America

  48. Nonlinear optical waveguides with rutile TiO(2)

    Koichi Abe, Edgar Yoshio Morales Teraoka, Tomohiro Kita, Hirohito Yamada

    OXIDE-BASED MATERIALS AND DEVICES II　7940　(49)　2011年

    出版者・発行元：SPIE-INT SOC OPTICAL ENGINEERING

    DOI： 10.1117/12.874560 　

    ISSN：0277-786X

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    We investigated a possibility of making rutile TiO(2) channel waveguides for nonlinear optical applications. Single mode conditions, the group velocity dispersion and the nonlinear-optical parameters for the rutile TiO(2) channel waveguides were calculated using the finite-element method. We also fabricate channel waveguides with rutile TiO(2) using reactive ion etching. The propagation loss measured by the cut-back method was around 6 dB/mm. According to our simulation, around 70 nm of spectral broadening owing to the self-phase modulation will be expected by a pumping optical pulse with 360 W peak power.

  49. Variation of optical properties by the crystalline phase transition of polycrystalline silicon

    Hidenori Iwata, Tomohiro Kita, Hirohito Yamada

    SILICON PHOTONICS VI　7943　50　2011年

    出版者・発行元：SPIE-INT SOC OPTICAL ENGINEERING

    DOI： 10.1117/12.874435 　

    ISSN：0277-786X

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    We studied a characteristics trimming technique in Si photonic-wire waveguide devices. In order to trimming device properties, we utilized refractive index change of amorphous silicon when it crystallizes by annealing. We fabricated MZI devices with amorphous silicon waveguides, and demonstrated the trimming of the transmission spectra by thermal annealing and also laser annealing after finished the device fabrication process. We observed 5.2 % of the refractive index change owing to crystallization by annealing in a nitrogen atmosphere and 5.8% of change by laser crystallization.

  50. Second and Third-Order Nonlinear Optical Effects in ZnO Channel Waveguides

    Tomohiro Kita, Edgar Yoshio, Morales Teraoka, Yoshitomo Okawachi, Atsushi Tsukazaki, Masashi Kawasaki, Alexander L. Gaeta, Hirohito Yamada

    CLEO:2011 - Laser Applications to Photonic Applications　2011年

    出版者・発行元：OSA

    DOI： 10.1364/cleo_si.2011.cmaa4 　

  51. Self-phase modulation at visible wavelengths in nonlinear ZnO channel waveguides 査読有り

    Edgar Yoshio Morales Teraoka, Daniel H. Broaddus, Tomohiro Kita, Atsushi Tsukazaki, Masashi Kawasaki, Alexander L. Gaeta, Hirohito Yamada

    Applied Physics Letters　97　(7)　071105-071105　2010年8月16日

    出版者・発行元：AIP Publishing

    DOI： 10.1063/1.3480422 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  52. Antireflection coatings for multilayer-type photonic crystals 査読有り

    OHTERA Y.

    Opt. Express　18　(12)　12249-12249　2010年6月7日

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1364/oe.18.012249 　

    ISSN：1094-4087

    eISSN：1094-4087

  53. ZnO channel waveguides for nonlinear optic applications 査読有り

    E.Y. Morales Teraoka, T. Kita, A. Tsukazaki, M. Kawasaki, Y. Ohtera, H. Yamada

    Jpn. J. Appl. Phys.　49　(4)　04DG15-04DG15-4　2010年4月

    出版者・発行元：Published by the Japan Society of Applied Physics through the Institute of Pure and Applied Physics

    DOI： 10.1143/JJAP.49.04DG15 　

    ISSN：0021-4922

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    ZnO channel waveguides were fabricated for the first time, for the purpose of being used in nonlinear optical applications. Wide-bandgap ZnO was chosen for the core material to avoid two-photon absorption at wavelengths above 800 nm which are used for biomedical applications. We calculated the single-mode conditions and group-velocity dispersion of the propagating modes for the waveguides. We also fabricated channel waveguides using single-crystal ZnO thin film grown on sapphire substrate. Measured propagation losses with a cut-back method were approximately 3 to 6 dB/mm for single-mode waveguides.

  54. Equivalent Refractive Index of Multilayer-Type Photonic Crystals 査読有り

    Yasuo Ohtera, Hirohito Yamada

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　49　(9)　092001　2010年

    出版者・発行元：IOP PUBLISHING LTD

    DOI： 10.1143/JJAP.49.092001 　

    ISSN：0021-4922

    eISSN：1347-4065

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    Method of calculating the equivalent refractive index of multilayer-type photonic crystals is proposed. The equivalent index here refers to the Herpin's index which has been conventionally utilized for the design of antireflective (AR) coatings on flat multilayer filters. The index is directly connected to the Fresnel reflection coefficient between the ambient media and photonic crystals. The procedure of calculating the equivalent index of autocloning-type photonic crystals, which consists of multilayer of zigzag cross section, is described. Difference between the indices of photonic crystals and flat multilayer is also discussed. (C) 2010 The Japan Society of Applied Physics

  55. Ultra-Small Silicon Photonic Wire Waveguide Devices 査読有り

    CHU Tao, YAMADA Hirohito, NAKAMURA Shigeru, ISHIZAKA Masashige, TOKUSHIMA Masatoshi, URINO Yutaka, ISHIDA Satomi, ARAKAWA Yasuhiko

    IEICE transactions on electronics　E92-C　(2)　217-223　2009年

    出版者・発行元：The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

    DOI： 10.1587/transele.e92.c.217 　

    ISSN：0916-8524

    eISSN：1745-1353

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    Silicon photonic devices based on silicon photonic wire waveguides are especially attractive devices, since they can be ultra-compact and low-power consumption. In this paper, we demonstrated various devices fabricated on silicon photonic wire waveguides. They included optical directional couplers, reconfigurable optical add/drop multiplexers, 1×2, 1×4, 1×8 and 4×4 optical switches, ring resonators. The characteristics of these devices show that silicon photonic wire waveguides offer promising platforms in constructing compact and power-saving photonic devices and systems.

  56. ZnO非線形光学効果光導波路

    モラレス芳男, 北智洋, 塚崎敦, 川崎雅司, 大寺康夫, 山田博仁

    信学技報　OPE2008-143　(370)　35-40　2008年

    出版者・発行元：電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    導波路中の非線形光学効果を利用することで、小型で低消費電力な近赤外帯域における白色光を実現することを目的として研究を行っている。波長800nmの導波光に対して2光子吸収による散乱を防ぐためにワイドギャプ半導体、なかでも大きな3次の非線形光学定数n_2を持つZnOに注目した。レーザーMBE法により同一サファイア基板上に厚さの異なるZnO薄膜を成長し、屈折率をプリズムカプラ法により測定することで良質な単結晶薄膜が形成されていることを確認した。実験的に得られた屈折率を用いて電磁界解析手法により計算された導波路は、シングルモードで群速度分散が0の状態を実現できることが確認でき、ZnO光導波路が非線形光学効果を利用したデバイス実現に有効な構造であることを示した。

  57. Si Photonic Wire Waveguide Devices 招待有り 査読有り

    YAMADA Hirohito, CHU Tao, ISHIDA Satomi, ARAKAWA Yasuhiko

    IEICE transactions on electronics　E90-C　(1)　59-64　2007年1月1日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    DOI： 10.1093/ietele/e90-c.1.59 　

    ISSN：0916-8524

    eISSN：1745-1353

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    We fabricated various microscopic optical devices with Si photonic wire waveguides and demonstrated their fundamental characteristics. The bending loss of the waveguide was practically negligible when the bending radius of the waveguide exceeded 5μm. Therefore, we can fabricate very compact optical devices with the waveguide. We demonstrated an optical directional coupler with the waveguide. The coupling length of the directional coupler was extremely small, several micrometers, because of strong optical coupling between the waveguide cores. We also demonstrated ultrasmall optical add/drop multiplexers (OADMs) with Bragg grating reflectors constructed from the waveguides. The dropping wavelength bandwidth of the OADM device was less than 2nm and the dropping center wavelength could be tuned using thermooptic control with a microheater formed on the Bragg reflector. Using the Si photonic wire waveguide, we also demonstrated thermooptic switches by forming a microheater on a branch of a Mach-Zehnder interferometer made up of the waveguides. In this switching operation, we observed an extinction ratio exceeding 30dB, a switching power less than 90mW, and a switching response speed less than 100μs using a 1×2 optical switch with an 85×30μm^2 footprint.

  58. 通信用フォトニック結晶デバイスと光集積回路 査読有り

    山田 博仁, 五明 明子, 牛田 淳, 儲 涛, 石田 悟己, 荒川 泰彦

    電子情報通信学会 和文論文誌C　J90-C　(1)　53-59　2007年1月

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：1345-2827

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    フォトニック結晶は,屈折率の異なる媒質がnmオーダの周期で多次元に規則正しく配列された人工構造体であり,フォトニックバンドギャップなど,天然の光学材料にはない数多くの魅力的な光学物性をある程度自在に設計可能である.近年では,このフォトニック結晶を用いて,通信ネットワーク分野をはじめとして様々な光デバイス応用が研究されている.特に,フォトニックバンドギャップを有するフォトニック結晶内に点欠陥を導入することによって微小な光共振器を形成できたり,線欠陥を導入することにより急しゅんに曲げることが可能な光導波路を形成できたりするため,微小な光デバイスや光集積回路を形成するプラットフォームとしても期待されている.我々はこれまでに,通信ネットワーク用の微小光回路に適用することを目的として,Siによる二次元フォトニック結晶スラブをベースとする光合分波器や光スイッチなどの各種光デバイス及びそれらによる光集積回路の研究開発を進めてきた.本論文では,それらフォトニック結晶スラブによる超小型の光合分波器や光スイッチなどの特性と,それらを組み合わせた光集積回路の現状について述べる.

  59. A Highly Efficient Optical Add-Drop Multiplexer Using Photonic Band Gap with Hexagonal Hole Lattice Photonic Crystal Slab Waveguides 招待有り 査読有り

    GOMYO Akiko, USHIDA Jun, CHU Tao, YAMADA Hirohito, ISHIDA Satomi, ARAKAWA Yasuhiko

    IEICE transactions on electronics　E90-C　(1)　65-71　2007年1月1日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    DOI： 10.1093/ietele/e90-c.1.65 　

    ISSN：0916-8524

    eISSN：1745-1353

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    We report on a channel drop filter with a mode gap in the propagating mode of a photonic crystal slab that was fabricated on silicon on an insulator wafer. The results, simulated with the 3-dimensional finite-difference time-domain and plane-wave methods, demonstrated that an index-guiding mode for the line defect waveguide of a photonic crystal slab has a band gap at wave vector k=0.5 for a mainly TM-like light-wave. The mode gap works as a distributed Bragg grating reflector that propagates the light-wave through the line defect waveguide, and can be used as an optical filter. The filter bandwidth was varied from 1-8nm with an r/a (r: hole radius, a: lattice constant) variation around the wavelength range of 1550-1600nm. We fabricated a Bragg reflector with a photonic crystal line-defect waveguide and Si-channel waveguides and by measuring the transmittance spectrum found that the Bragg reflector caused abrupt dips in transmittance. These experimental results are consistent with the results of the theoretical analysis described above. Utilizing the Bragg reflector, we fabricated channel dropping filters with photonic crystal slabs connected between channel waveguides and demonstrated their transmittance characteristics. They were highly drop efficient, with a flat-top drop-out spectrum at a wavelength of 1.56μm and a drop bandwidth of 5.8nm. Results showed that an optical add-drop multiplexer with a 2-D photonic crystal will be available for application in WDM devices for photonic networks and for LSIs in the near future.

  60. Si photonic wire waveguide devices 査読有り

    YAMADA H.

    IEEE J. Select. Topics Quantum. Electron.　12　(6)　1371-1379　2006年11月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1109/jstqe.2006.880611 　

    ISSN：1077-260X

    eISSN：1558-4542

  61. Tunable optical, notch filter realized by shifting the photonic bandgap in a silicon photonic crystal line-defect waveguide 査読有り

    Tao Chu, Hirohito Yamada, Akiko Gomyo, Jun Ushida, Satomi Ishida, Yasuhiko Arakawa

    IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS　18　(21-24)　2614-2616　2006年11月

    出版者・発行元：IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI： 10.1109/LPT.2006.887366 　

    ISSN：1041-1135

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    A tunable optical notch filter was realized by thermally shifting the TM-like (the light's electric field perpendicular to the substrate) bandgap of a silicon photonic crystal slab W1 line-defect waveguide with silica cladding. This device is compact-its footprint is 340 x 16 mu m(2), excluding the electrode pads. The 3-dB bandwidth of the device was about 5 run, and the extinction ratio at the center wavelength was as high as 40 dB. A maximum center wavelength shift of 17.9 run was attained at a heating power of 0.7 W, with a tuning efficiency of 25.5 mn/W. The tuning response time was less than 100 mu s.

  62. Tunable optical add-drop multiplexer based on silicon photonic wire waveguides 査読有り

    Tao Chu, Hirohito Yamada, Satomi Ishida, Yasuhiko Arakawa

    IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS　18　(13-16)　1409-1411　2006年7月

    出版者・発行元：IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI： 10.1109/LPT.2006.877233 　

    ISSN：1041-1135

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    A wavelength tunable optical add-drop multiplexer based on silicon photonic wire waveguides with Bragg-grating-reflectors was demonstrated by tuning the dropping wavelength through thermooptic effect. A 6.6-nm dropping wavelength shift was obtained at a 0.82-W heating power. For the device that is presently polarization-dependent, the 3-dB channel-dropping bandwidth was 0.4 nm and the extinction ratio at the dropping wavelength for port THROUGH was better than 17 dB for assuming 1.6-nm wavelength spacing dense wavelength-division multiplexing. The average tuning speed was about 200 mu s.

  63. Optical Interconnect Technologies for High-Speed VLSI Chips Using Silicon Nanophotonics 査読有り

    Keishi Ohashi, Junichi Fujikata, Masafumi Nakada, Tsutomu Ishi, Kenichi Nishi, Hirohito Yamada, Muneo Fukaishi, Masayuki Mizuno, Koichi Nose, Ichiro Ogura, Yutaka Urino, Toshio Baba

    Digest of Technical Papers ISSCC 2006 - IEEE International Solid-State Circuits Conference　49　(23.5)　426-427　2006年2月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1109/ISSCC.2006.1696224 　

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    Optoelectronic and electrooptic elements are integrated on VLSI chips. The junction capacitance of a nano-photodiode is extremely low (<10aF), which permits a high load resistance to be used, resulting in higher output voltage at high frequencies. A ceramic Pb(,ZrTi)O3 film with average crystallite diameter below 20nm has a high electro-optical coefficient (>150pm/V) suitable for on-chip modulators. This paper introduces a new approach for realizing high-speed optical interconnects on silicon chips. This concept uses nano-photodiodes on silicon with extremely low parasitic capacitance (less than 10aF) enabling robust communication at very high frequencies. The results demonstrate 5GHz clocking with the promise of up to 20GHz. The authors will also discuss how the silicon nano-photodiode can be used for wavelength-division multiplexing and low-voltage electro-optic modulators for on-chip and off-chip optical communications.

  64. Development of high-yield fabrication technique for MEMS-PhC devices 査読有り

    A. Higo, S. Iwamoto, S. Ishida, Y. Arakawa, M. Tokushima, A. Gomyo, H. Yamada, H. Fujita, H. Toshiyoshi

    IEICE ELECTRONICS EXPRESS　3　(3)　39-43　2006年2月

    出版者・発行元：IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG

    DOI： 10.1587/elex.3.39 　

    ISSN：1349-2543

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    We propose a high-yield fabrication processing technique for the MEMS (micro electro mechanical system) modulators integrated with two-dimensional photonic crystal waveguides. Polysilicon microactuators for evanescent modulation was successfully developed by using the vapor hydrofluoric-acid releasing technique for stiction-free sacrificial release, during which the SOI photonic-crystal waveguides were protected under the LPCVD silicon nitride film. Post-release anneal was found to be needed to remove the byproduct made by the reaction of hydrofluoric acid with silicon nitride film. Preliminary optical modulation result (-2 dB modulation with 86V) was experimentally obtained.

  65. Observation of micromechanically controlled tuning of photonic crystal line-defect waveguide 査読有り

    Satoshi Iwamoto, Satomi Ishida, Yasuhiko Arakawa, Masatoshi Tokushima, Akiko Gomyo, Hirohito Yamada, Akio Higo, Hiroshi Toshiyoshi, Hiroyuki Fujita

    Applied Physics Letters　88　(1)　011104-011104　2006年1月2日

    出版者・発行元：AIP Publishing

    DOI： 10.1063/1.2159570 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  66. Reconfigurable optical add/drop multiplexer (R-OADM) based on silicon photonic crystal slab waveguides 査読有り

    Tao Chu, Hirohito Yamada, Akiko Gomyo, Jun Ushida, Satomi Ishida, Yasuhiko Arakawa

    OPTOMECHATRONIC MICRO/NANO DEVICES AND COMPONENTS II　6376　2006年

    出版者・発行元：SPIE-INT SOC OPTICAL ENGINEERING

    DOI： 10.1117/12.688125 　

    ISSN：0277-786X

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    Reconfigurable optical add/drop multiplexers (R-OADMs) are indispensable devices in wavelength division multiplexing (WDM) network systems, since they can be used for dynamically wavelength routing and for replacing any failed OADM unit. Here, we propose a photonic integrated R-OADM device based on silicon photonic crystal (PhC) slab waveguides, which is controlled through thermo-optic effect. The R-OADM device was composed of a tunable wavelength multiplexer/demultiplexer and a 2x2 optical switch, which were both formed with Mach-Zehnder interferometers (MZIs). The device was compact with a net footprint of 500 pm x 140 pm, excluding its electrode pads. The dropping central wavelength of the R-OADM can be tuned through thermo-optic effect, and the output port of the drop signal can be selected between the THROUGH and DROP ports with the 2x2 optical switch. A maximum 10.8 nm dropping wavelength tuning was obtained with a heating power of 0.9 W. The 3-dB channel-dropping bandwidth was 5 run and the extinction ratio at the dropping wavelength for the port THROUGH was as high as 40 dB. The tuning response speed was about 100 mu sec.

  67. Photonic crystal slab and Si-wire waveguide devices 査読有り

    Hirohito Yamada, Tao Chu, Akiko Gomyo, Jun Ushida, Masayuki Shirane, Satomi Ishida, Yasuhiko Arakawa

    PASSIVE COMPONENTS AND FIBER-BASED DEVICES III, PTS 1 AND 2　6351　635122　2006年

    出版者・発行元：SPIE-INT SOC OPTICAL ENGINEERING

    DOI： 10.1117/12.690987 　

    ISSN：0277-786X

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    We fabricated various microscopic optical devices using photonic crystal slab and Si-wire waveguides and demonstrated their fundamental characteristics. We demonstrated a channel-dropping filter with a photonic crystal slab point-defect optical cavity. Wavelength resolution of less than 1.5 nm and signal dropping efficiency of more than 90 % were obtained for a 20-gm-square device. We also demonstrated an optical add/drop multiplexer with Bragg grating reflectors made from Si-wire waveguides. Its dropping wavelength bandwidth was less than 2 run, and the center wavelength of the dropped optical signal could be tuned by thenno-optic control using a microheater formed on the Bragg reflector. Using Si-wire waveguide, we also demonstrated thermo-optic switches by forming a micro heater on a branch of a Mach-Zehnder interferometer constructed from the waveguides. In this switching operation, we observed an extinction ratio of more than 30 dB, switching power of less than 100 mW, and switching response speed of less than 100 las using a 1 x 2 optical switch with an 85 x 30 mu m(2) footprint. Using the 1 x 2 optical switch elements, we also fabricated a compact 1 x 4 optical switch and demonstrated its fundamental operation.

  68. High Quality Factor Photonic Crystal Micro-Cavity Design to Utilize Semiconductor Nonlinearities 査読有り

    Achanta Venu Gopal, Akihisa Tomita, Sheng Lan, Hirohito Yamada, Jun Ushida

    Japanese Journal of Applied Physics　45　(3A)　1612-1616　2006年

    出版者・発行元：Published by the Japan Society of Applied Physics through the Institute of Pure and Applied Physics

    DOI： 10.1143/JJAP.45.1612 　

    ISSN：0021-4922 1347-4065

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    Photonic crystal based microcavity structure with high quality factor ($Q$) and small mode volume is designed to make use of the semiconductor nonlinearities. Two and three-dimensional finite difference time domain calculations are performed, to study the dependence of $Q$ on the defect size and shape and the position, shape and size of the nearest neighbor holes, to obtain the optimum structures. Structures are optimized to utilize semiconductor materials in the defect region to realize solid-state devices. The effect of nonlinearity in controlling the $Q$-factor is also reported.

  69. MEMS集積化フォトニック結晶導波路の作製と評価(半導体レーザ関連技術, 及び一般)

    岩本 敏, 山田 博仁, 徳島 正敏, 五明 明子, 肥後 昭男, 年吉 洋, 石田 悟己, 荒川 泰彦

    電子情報通信学会技術研究報告. LQE, レーザ・量子エレクトロニクス　105　(455)　37-40　2005年12月2日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    フォトニック結晶の光学特性を動的に制御する技術はフォトニック結晶の光集積化回路への応用上重要である。MEMSによる機械的変調はひとつの有用なアプローチである。我々は、フォトニック結晶導波路上にポリシリコンプレートを作製し、静電気力によりフォトニック結晶導波路とポリシリコン平板の間隔を変化させることで、フォトニック結晶導波路の特性を制御することに成功した。電圧印加に伴って、プレートがフォトニック結晶導波路に接近し、素子の透過率が減少した。印加電圧60Vで消光比〜10dB, 応答時間〜1msであった。同様な構成により、フォトニック結晶点欠陥共振器の制御なども可能であり、様々なフォトニック結晶素子の制御技術として重要となると期待できる。

  70. Efficient transmission mechanisms for waveguides with 90°bends in pillar photonic crystals 査読有り

    TOKUSHIMA M.

    J. Opt. Soc. Am. B　22　(11)　2472-2472　2005年11月1日

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1364/josab.22.002472 　

    ISSN：0740-3224

    eISSN：1520-8540

  71. Thermooptic switch based on photonic crystal line-defect waveguides 査読有り

    CHU T.

    IEEE Photon. Technol. Lett.　17　(10)　2083-2085　2005年10月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1109/lpt.2005.856357 　

    ISSN：1041-1135

  72. Optical add-drop multiplexers based on autocloned photonic crystals 査読有り

    M. Shirane, A. Gomyo, K. Miura, Y. Ohtera, H. Yamada, S. Kawakami

    IEEE Journal on Selected Areas in Communications　23　(7)　1372-1377　2005年7月

    出版者・発行元：Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/jsac.2005.851186 　

    ISSN：0733-8716

  73. Optical add-drop multiplexers based on Si-wire waveguides 査読有り

    YAMADA H.

    Appl. Phys. Lett.　86　(19)　191107-191107　2005年5月9日

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1063/1.1924884 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  74. Optical directional coupler based on Si-wire waveguides 査読有り

    H. Yamada, Tao Chu, S. Ishida, Y. Arakawa

    IEEE Photonics Technology Letters　17　(3)　585-587　2005年3月

    出版者・発行元：Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/lpt.2004.840926 　

    ISSN：1041-1135

  75. Optical switching in photonic crystal waveguide controlled by micro electro mechanical system 査読有り

    S Iwamoto, M Tokushima, A Gomyo, H Yamada, A Higo, H Toshiyoshi, H Fujita, Y Arakawa

    2005 PACIFIC RIM CONFERENCE ON LASERS AND ELECTRO-OPTICS　132-133　2005年

    出版者・発行元：IEEE

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    We demonstrated WMS-controlled optical switching operation in photonic crystal waveguide. An extinction ratio of similar to 10 dB and a modulation frequency of similar to 500Hz were obtained at an applied voltage of 60 V.

  76. Design and fabrication of MEMS optical modulators integrated with PhC waveguides 査読有り

    Akio Higo, Satoshi Iwamoto, Masami Ishida, Yasuhiko Arakawa, Hiroyuki Fujita, Hiroshi Toshiyoshi, Akiko Gomyo, Masatoshi Tokushima, Hirohito Yamada

    IEEE/LEOS Optical MEMS 2005: International Conference on Optical MEMS and Their Applications　113-114　2005年

    DOI： 10.1109/OMEMS.2005.1540104 　

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    We report the design and fabrication process of MEMS actuators for optical attenuators integrated with two-dimensional photonic crystal waveguide. Fabrication process has been improved from our previous model such that the SOI PhC layer is not delaminated during the sacrificial release in HF. The device was successfully developed and optically tested to obtain 2 dB modulation contrast at an 86V with -27 dB insertion loss. © 2005 IEEE.

  77. Nonlinear-Optic Silicon-Nanowire Waveguides 査読有り

    Hirohito YAMADA, Masayuki SHIRANE, Tao CHU, Hiroyuki YOKOYAMA, Satomi ISHIDA, Yasuhiko ARAKAWA

    Japanese Journal of Applied Physics　44　6541-6545　2005年

  78. Compact 1×N thermo-optic switches based on silicon photonic wire waveguides 査読有り

    CHU T.

    Opt. Express　13　(25)　10109-10109　2005年

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1364/opex.13.010109 　

    eISSN：1094-4087

  79. Temporal behaviour of field in high quality factor photonic crystal microcavity structure 査読有り

    Achanta Venu Gopal, Akihisa Tomita, Hirohito Yamada, Sheng Lan

    Optics Express　13　(2)　460-460　2005年

    出版者・発行元：The Optical Society

    DOI： 10.1364/opex.13.000460 　

    eISSN：1094-4087

  80. Optical add-drop multiplexer using PBG with hexagonal-hole lattice PC slab waveguides 査読有り

    Akiko Gomyo, Jun Ushida, Hirohito Yamada, Tao Chu, Satomi Ishida, Yasuhiko Arakawa

    Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering　6050　60500B-1-60500B-7　2005年

    DOI： 10.1117/12.651989 　

    ISSN：0277-786X

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    We report on a channel-drop filter (CDF) with a mode gap of propagating mode for a photonic crystal slab that was fabricated on silicon on an insulator wafer. The results simulated with 3-dimensional finite-difference time-domain and plane-wave methods demonstrated that an index-guiding mode for a line defect waveguide of a photonic crystal slab has a band gap at wave vector k = 0.5 for a mainly TM-like light-wave. The mode gap works as a distributed Bragg grating reflector for the propagating light-wave through the line defect waveguide, and it can be used as an optical filter. The filter bandwidth was varied from 1 - 8 nm with an r/a (r. hole radius, a: lattice constant) variation around the wavelength range of 1550 - 1600 nm. We fabricated a Bragg reflector with a photonic crystal line-defect waveguide and with Si-channel waveguides and obtained results of transmittance abrupt dips that come from the Bragg reflector that were measured in the transmittance spectrum. The experimental results are consistent with our theoretical analysis.

  81. Si-nanowire optical waveguide devices for optical communications 査読有り

    Hirohito Yamada, Tao Chu, Satomi Ishida, Yasuhiko Arakawa

    Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering　6019　633-643　2005年

    DOI： 10.1117/12.637076 　

    ISSN：0277-786X

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    Si-nanowire waveguides are attractive structures for constructing various optical devices that are extremely small, and that can be flexibly connected as devices on a silicon (Si) wafer. The waveguides can be bent with extremely small curvatures of less than a few micrometers of bending radius because the large difference of refractive indices between the Si-core (n = 3.5) and the silica cladding material (n = 1.5) strongly confines the optical power in the waveguide core. Therefore, these waveguides are promising for flexible optical interconnections on Si chips as well as for constructing many extremely small optical devices. We used Si-nanowire waveguides to fabricate optical directional couplers and demonstrated their fundamental characteristics. Their coupling-length was extremely short, several micrometers, because of strong optical coupling between the waveguide cores. Therefore, we could construct ultra compact power combiners/dividers. We have also demonstrated wavelength demultiplexing functions for these devices with a long coupled waveguide. Optical outputs from a device with a 100-μm long coupled waveguide changed reciprocally with 20-nm wavelength spacing between the parallel and cross ports. Ultra small optical add-drop multiplexers (OADMs) with Bragg grating reflectors made of the Si-nanowire waveguides have been also demonstrated. The dropping wavelength bandwidth of the OADMs was less than 0.7 nm, and these dropping wavelengths could be precisely designed by adjusting the grating period, and this indicated the possibility of applying these devices in dense WDM systems. Using the Si-nanowire waveguide, we have also demonstrated nonlinear-optic effects such as the spectral broadening of optical short pulses due to self-phase modulation and nonlinear transmittance based on two-photon absorption. At a 12 W input power level, we observed a 1.5-π nonlinear phase shift as well as strong saturation of optical output power from a 4-mm Si-nanowire waveguide sample, and that indicates the possibility of constructing integrated nonlinear-optic wavelength conversion devices or optical limiters with Si-nanowire waveguides.

  82. 1.5-μm-wavelength light guiding in waveguides in square-lattice-of-pillar photonic crystal slab 査読有り

    TOKUSHIMA M.

    Appl. Phys. Lett.　84　(21)　4298-4300　2004年5月24日

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1063/1.1755838 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  83. Coupled Waveguide Devices Based on Autocloned Photonic Crystals 査読有り

    Masayuki SHIRANE, Akiko GOMYO, Kenta MIURA, Yasuo OHTERA, Hirohito YAMADA, Shojiro KAWAKAMI

    Japanese Journal of Applied Physics　43　(4S)　1986-1989　2004年

  84. Control of light propagation and localization in a photonic crystal slab by using a micromechanical actuator 査読有り

    Satoshi Iwamoto, Hirohito Yamada, Akiko Gomyo, Masayuki Shirane, Yasuhiko. Arakawa

    Proceedings of SPIE　5360　165-174　2004年

  85. Optical Sampling System Using Compact and Stable External-Cavity Mode-Locked Laser-Diode Modules 査読有り

    SHIRANE Masayuki, HASHIMOTO Yoichi, YAMADA Hirohito, YOKOYAMA Hiroyuki

    IEICE transactions on electronics　E87-C　(7)　1173-1180　2004年

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0916-8524

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    A compact and stable optical sampling measurement system with a temporal resolution of 2ps has been developed. Externalcavity mode-locked laser-diode (EC-MLLD) modules, which directly generate coherent 2-ps optical pulses, were used as the optical sampling pulse sources. Real-time measurement of the recovery dynamics in semiconductor saturable absorber devices has been achieved by optical sampling combined with the pump-probe method. An EC-MLLD module was also utilized for simple sub-harmonic all-optical clock recovery based on the synchronization of the mode-locking operation by optical-pulse injection. Optical sampling measurement of 160-Gbit/s return-to-zero signals incorporating all-optical clock recovery has been demonstrated.

  86. Low Optical Loss Connection for Photonic Crystal Slab Waveguides 査読有り

    Akiko GOMYO, Jun USHIDA, Masayuki SHIRANE, Masatoshi TOKUSHIMA, Hirohito YAMADA

    IEICE TRANSACTIONS ON ELECTRONICS　E87-C　328-335　2004年

  87. Immittance matching for multidimensional open-system photonic crystals 査読有り

    USHIDA J.

    Phys. Rev. B.　68　(15)　155115-1-7　2003年10月24日

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1103/physrevb.68.155115 　

    ISSN：0163-1829

    eISSN：1095-3795

  88. Systematic design of antireflection coating for semi-infinite one-dimensional photonic crystals using Bloch wave expansion

    USHIDA J.

    Appl. Phys. Lett.　82　(1)　7-9　2003年1月6日

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1063/1.1534936 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  89. Photonic crystal modulators controlled by micro electro-mechanical systems-proposal and experiments 査読有り

    S. Iwamoto, H. Yamada, A. Gomyo, M. Shirane, Y. Arakawa

    Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics, CLEO - Technical Digest　2　452　2003年

    出版者・発行元：Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.

    DOI： 10.1109/CLEOPR.2003.1277002 　

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    Photonic crystal (PhC) modulators using micro electro-mechanical system (MEMS) are proposed. MEMS controls the distance of a semiconductor plate from the PhC and modulates propagating light through the evanescent interaction. Feasibility is demonstrated numerically and experimentally.

  90. Optical directional couplers based on autocloned photonic crystals 査読有り

    M. Shirane, A. Gomyo, K. Miura, H. Yamada, S. Kawakami

    ELECTRONICS LETTERS　39　53-54　2003年

  91. Light propagation in a photonic-crystal-slab line-defect waveguide 査読有り

    M. Tokushima, H. Yamada

    IEEE Journal of Quantum Electronics　38　(7)　753-759　2002年7月

    出版者・発行元：Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/jqe.2002.1017585 　

    ISSN：0018-9197

  92. Micro-lightwave circuits based on photonic crystal 査読有り

    YAMADA H.

    Proc. SPIE　4870　357-367　2002年

  93. モード同期半導体レーザーを用いた光サンプリング計測

    白根 昌之, 橋本 陽一, 山田 博仁, 横山 弘之

    応用物理　70　(11)　1330-1331　2001年

    出版者・発行元：The Japan Society of Applied Physics

    DOI： 10.11470/oubutsu1932.70.1330 　

    ISSN：0369-8009

  94. Photonic crystal line defect waveguide directional coupler 査読有り

    M. Tokushima, H. Yamada

    ELECTRONICS LETTERS　37　1454-1455　2001年

  95. A compact optical sampling measurement system using mode-locked laser-diode module 査読有り

    SHIRANE M.

    IEEE Photon. Technol. Lett.　12　(11)　1537-1539　2000年11月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1109/68.887739 　

    ISSN：1041-1135

    eISSN：1941-0174

  96. Widely tunable distributed Bragg reflector laser using a dynamic holographic grating mirror 査読有り

    A. Nahata, C.J. DiCaprio, H. Yamada, A.I. Ryskin, A.S. Shcheulin, R.A. Linke

    IEEE Photonics Technology Letters　12　(11)　1525-1527　2000年11月

    出版者・発行元：Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/68.887732 　

    ISSN：1041-1135

    eISSN：1941-0174

  97. Lightwave propagation through a 120° sharply bent single-line-defect photonic crystal waveguide 査読有り

    Masatoshi Tokushima, Hideo Kosaka, Akihisa Tomita, Hirohito Yamada

    Applied Physics Letters　76　(8)　952-954　2000年2月21日

    出版者・発行元：AIP Publishing

    DOI： 10.1063/1.125902 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  98. Triple-Exposure Method for Fabricating Triangular-Lattice Photonic Crystals 査読有り

    Masatoshi Tokushima, Hideo Kosaka, Akihisa Tomita, Hirohito Yamada

    Jpn. J. Appl. Phys.　39　(7R)　4236-4240　2000年

    出版者・発行元：公益社団法人 応用物理学会

    DOI： 10.1143/JJAP.39.4236 　

    ISSN：0021-4922 1347-4065

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    We have developed a triple-exposure method for defining a triangular-lattice pattern to form two-dimensional (2D) photonic-crystal (PC) waveguides operating at a 1.55-μm wavelength. This method, in which three line-and-space (L/S) patterns are projected onto a wafer in three different directions, allows us to define a smaller-pitch triangular-lattice pattern compared to that definable by the conventional exposure method. When 0.61-μm-pitch L/S masks were employed, an i-line stepper successfully resolved a 0.7-μm-hole-pitch triangular-lattice pattern, which was at the resolution limit. A sharply bent line defect was introduced as a waveguide into the pattern by using L/S photomasks with the corresponding parts of the space areas removed. We applied this method to fabricate a triangular-lattice 2D PC with a hole pitch of 0.8 μm and a minimum feature size of 0.05 μm. The measured photonic bandgap (PBG) of this PC indicated that it operates at a near-1.55-μm wavelength.

  99. A precisely frequency-controlled mode-locked laser diode for all-optical clock extraction at 40-GHz SDH frequency 査読有り

    Ichiro Ogura, Hisakazu Kurita, Tatsuya Sasaki, Hirohito Yamada, Hiroyuki Yokoyama

    Proceedings of SPIE　3795　128-136　1999年

  100. Precise SDH frequency operation of monolithic modelocked laser diodes with frequency tuning function 査読有り

    OGURA I.

    Electron Lett.　35　1275-1277　1999年

  101. External optical feedback resistant 622-Mb/s modulation of partially corrugated waveguide laser diodes over -40/spl deg/C to +85/spl deg/C 査読有り

    K. Shiba, T. Okuda, Y. Huang, H. Yamada, T. Torikai

    IEEE Photonics Technology Letters　10　(6)　872-874　1998年6月

    出版者・発行元：Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/68.681514 　

    ISSN：1041-1135

    eISSN：1941-0174

  102. Precise wavelength control of DFB laser diodes by novel corrugation delineation method 査読有り

    MUROYA Y.

    IEEE Photonics Technol. Lett.　9　(3)　288-290　1997年3月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1109/68.556049 　

    ISSN：1041-1135

    eISSN：1941-0174

  103. Partially corrugated waveguide laser diodes for use in CATV networks 査読有り

    Hirohito Yamada, Tetsuro Okuda, Yi-dong Huang, Yoshiharu Muroya, Toshitaka Torikai

    Proceedings of SPIE　3001　410-419　1997年

  104. External optical feedback resistant characteristics in partially corrugated-waveguide laser diodes 査読有り

    HUANG Y.

    Electron letters　32　(11)　1008-1009　1996年

  105. Internal distortion cancellation mechanism in DFB lasers owing to relaxation oscillation and longitudinal spatial hole burning 査読有り

    T. Okuda, Y. Muroya, H. Yamada, T. Torikai, T. Uji

    ELECTRONICS LETTERS　31　2011-2012　1995年

  106. 1 Gbit/s bias-free operation of 1.3 μm strained MQW-LDs in -40 to +85 °C temperature range 査読有り

    H. Yamada, K. Senga, Y. Sasaki, T. Torikai, T. Uji

    ELECTRONICS LETTERS　31　638-639　1995年

  107. Novel partially corrugated waveguide laser diode with low modulation distortion characteristics for subcarrier multiplexing 査読有り

    OKUDA T.

    Elecron. Lett.　30　862-863　1994年

  108. DFB laser intermodulation distortion analysis taking longitudinal electrical field distribution into account 査読有り

    OKUDA T.

    IEEE Photonics Technology Letters　6　(1)　27-30　1994年1月

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1109/68.265879 　

    ISSN：1041-1135

    eISSN：1941-0174

  109. High performance and highly reliable lambda /4 shifted MQW-DFB-DC-PBH-LDs for Gb/s coherent optical communication systems 査読有り

    M. Kitamura, H. Yamazaki, H. Yamada, S. Takano, K. Kosuge, Y. Sugiyama, M. Yamaguchi, I. Mito

    IEEE Journal of Quantum Electronics　29　(6)　1728-1735　1993年6月

    出版者・発行元：Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/3.234428 　

    ISSN：0018-9197

  110. High modulation frequency low distortion 1.3 μm MQW-DFB-LDs for subcarrier multiplexed fibre-optic feeder systems 査読有り

    H. Yamada, T. Okuda, M. Shibutani, S. Tomida, T. Torikai, T. Uji

    ELECTRONICS LETTERS　29　1944-1945　1993年

  111. OPTICAL CONFINEMENT FACTOR DEPENDENCE OF K-FACTOR, DIFFERENTIAL GAIN, AND NONLINEAR GAIN IN 1.55-MU-M MQW AND STRAINED MQW LASERS 査読有り

    J SHIMIZU, H YAMADA, S MURATA, A TOMITA, M KITAMURA, A SUZUKI

    IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES　38　(12)　2698-2698　1991年12月

    出版者・発行元：IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI： 10.1109/16.158715 　

    ISSN：0018-9383

  112. Optical-confinement-factor dependencies of the K factor, differential gain, and nonlinear gain coefficient for 1.55 mu m InGaAs/InGaAsP MQW and strained-MQW lasers 査読有り

    J. Shimizu, H. Yamada, S. Murata, A. Tomita, M. Kitamura, A. Suzuki

    IEEE Photonics Technology Letters　3　(9)　773-776　1991年9月

    出版者・発行元：Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/68.84488 　

    ISSN：1041-1135

    eISSN：1941-0174

  113. Enhanced spontaneous emission from GaAs quantum wells in monolithic microcavities 査読有り

    YOKOYAMA H.

    Appl. Phys. Lett.　57　(26)　2814-2816　1990年12月24日

    出版者・発行元：None

    DOI： 10.1063/1.103771 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  114. Extremely low threshold current operation in 1.5- mu m MQW-DFB laser diodes with semi-insulating InP current blocking region 査読有り

    T. Sasaki, H. Yamazaki, N. Henmi, H. Yamada, M. Yamaguchi, M. Kitamura, I. Mito

    Journal of Lightwave Technology　8　(9)　1343-1349　1990年

    出版者・発行元：Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/50.59163 　

    ISSN：0733-8724

  115. 10 Gbit/s OPTICAL TRANSMITTER MODULE WITH MQW DFB-LD AND DMT DRIVER IC 査読有り

    T. SUZAKI, Y. SUZUKI, H. YAMADA, S. FUJITA, H. HIDA, M. KITAMURA, M. SHIKADA

    ELECTRONICS LETTERS　26　151-152　1990年

  116. PRELIMINARY AGING TESTS ON 1.5 μm BAND MULTIPLE-QUANTUM-WELL DISTRIBUTED-FEEDBACK LASER DIODES GROWN BY MOVPE 査読有り

    M. KITAMURA, T. SASAKI, S. TAKANO, H. YAMADA, H. HASUMI, I. MITO

    ELECTRONICS LETTERS　25　922-923　1989年

  117. 10Gbit/s, 100km optical fiber transmission experiment using high-speed MQW DFB-LD and back-illuminated GaInAs APD 査読有り

    FUJITA S.

    Electon. Lett.　25　702-703　1989年

  118. SUB-MHz SPECTRAL LINEWIDTH IN 1.5 μm SEPARATE-CONFINEMENT-HETEROSTRUCTURE (SCH) QUANTUM-WELL DFB LDs 査読有り

    S. TAKANO, T. SASAKI, H. YAMADA, M. KITAMURA, I. MITO

    ELECTRONICS LETTERS　25　702-703　1989年

  119. Spectral linewidth reduction in metalorganic vapor phase epitaxy grown 1.5 μm separate‐confinement‐heterostructure quantum well distributed feedback laser diodes

    Shinji Takano, Tatsuya Sasaki, Hirohito Yamada, Mitsuhiro Kitamura, Ikuo Mito

    Applied Physics Letters　53　(21)　2019-2020　1988年11月21日

    出版者・発行元：AIP Publishing

    DOI： 10.1063/1.100307 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  120. High‐power operation in InGaAs separate confinement heterostructure quantum well laser diodes

    M. Kitamura, S. Takano, T. Sasaki, H. Yamada, I. Mito

    Applied Physics Letters　53　(1)　1-3　1988年7月4日

    出版者・発行元：AIP Publishing

    DOI： 10.1063/1.100120 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  121. 長波長量子井戸ＤＦＢレーザー

    水戸 郁夫, 北村 光弘, 高野 信司, 佐々木 達也, 山田 博仁

    レーザー研究　16　(11)　775-783　1988年

    出版者・発行元：The Laser Society of Japan

    DOI： 10.2184/lsj.16.775 　

    ISSN：0387-0200

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    A quantum-well distributed feedback semiconductor laser with an InGaAsP system has been successfully fabricated by the metal organic vapor phase epitaxial growth technique. The quantum well structures with an InGaAs well were grown on InP grating substrates. The use of the quantum well active layers gave rise to several characteristic properties such as a large gain difference of 45cm<SUP>-1</SUP> between the TE-and the TM-mode, a narrow spectral linewidth of 900kHz, a small wavelength chirping width of 4Åunder the 2.4Gbps pulse current modulation, and an increase in resonant frequency.

  122. Doping optimization in InGaAsP DH lasers and improved characteristics in BH lasers grown by MOVPE 査読有り

    T. Sasaki, H. Yamada, S. Takano, M. Kitamura, I. Mito, T. Suzuki, H. Hoshino

    Journal of Crystal Growth　93　(1-4)　838-842　1988年

    出版者・発行元：Elsevier BV

    DOI： 10.1016/0022-0248(88)90628-8 　

    ISSN：0022-0248

  123. Improvements in resonance frequency and T0 value by 1.5 μm InGaAs MQW lasers grown by MOVPE 査読有り

    S. Takano, T. Sasaki, H. Yamada, M. Kitamura, I. Mito, T. Suzuki

    Journal of Crystal Growth　93　(1-4)　857-862　1988年

    出版者・発行元：Elsevier BV

    DOI： 10.1016/0022-0248(88)90631-8 　

    ISSN：0022-0248

  124. LOW-THRESHOLD, HIGH-POWER, SINGLE-LONGITUDINAL-MODE OPERATION IN 1.5 μm MULTIPLE-QUANTUM-WELL, DISTRIBUTED-FEEDBACK LASER DIODES 査読有り

    M. KITAMURA, T. SASAKI, S. TAKANO, H. YAMADA, H. HASUMI, I. MITO

    ELECTRONICS LETTERS　24　1424-1425　1988年

  125. 1.5 μm λ/4 SHIFTED MULTIPLE QUANTUM WELL DISTRIBUTED FEEDBACK LASER DIODES 査読有り

    T. SASAKI, S. TAKANO, N. HENMI, H. YAMADA, M. KITAMURA, H. HASUMI, I. MITO

    ELECTRONICS LETTERS　24　1408-1409　1988年

  126. 1.5 μm MULTIPLE-QUANTUM-WELL DISTRIBUTED FEEDBACK LASER DIODES GROWN ON CORRUGATED InP BY MOVPE 査読有り

    M. KITAMURA, S. TAKANO, N. HENMI, T. SASAKI, H. YAMADA, Y. SHINOHARA, H. HASUMI, I. MITO

    ELECTRONICS LETTERS　24　1045-1046　1988年

  127. LOW THRESHOLD OPERATION OF 1.55 μm GaInAsP/InP DFB-BH LDs ENTIRELY GROWN BY MOVPE ON InP GRATINGS 査読有り

    H. YAMADA, T. SASAKI, S. TAKANO, T. NUMAI, M. KITAMURA, I. MITO

    ELECTRONICS LETTERS　24　147-149　1988年

  128. SURFACE-EMITTING GaAs LIGHT-EMITTING DIODE/LASER DIODE WITH MODIFIED COAXIAL TRANSVERSE JUNCTION (CTJ) STRUCTURE 査読有り

    H. YAMADA, H. WATANABE, H. ITO, H. INABA

    ELECTRONICS LETTERS　24　77-78　1988年

  129. Anisotropic reactive ion etching technique of GaAs and AlGaAs materials for integrated optical device fabrication 査読有り

    Hirohito Yamada, Hiromasa Ito, Humio Inaba

    Journal of Vacuum Science & Technology B　3　884-888　1985年

  130. MICROPROCESSING OF GaAs CYLINDRICAL COLUMNS FOR INTEGRATED OPTICAL DEVICE FABRICATION BY Cl2-Ar REACTIVE ION ETCHING 査読有り

    H. YAMADA, H. ITO, H. INABA

    ELECTRONICS LETTERS　20　591-592　1984年

  131. NOVEL STRUCTURE OF LASER DIODE AND LIGHT-EMITTING DIODE REALISED BY COAXIAL TRANSVERSE JUNCTION (CTJ) 査読有り

    H. ITO, N. KOMAGATA, H. YAMADA, H. INABA

    ELECTRONICS LETTERS　20　577-579　1984年

  132. Modulation Characteristics of AlGaAs DH Lasers in Frequency Region of 6 to 10 GHz 査読有り

    Minoru YAMADA, Hirohito YAMADA

    THE TRANSACTIONS OF THE IECE OF JAPAN　E64　673-674　1981年

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MISC 94

  1. 925nm帯LDの強パルス励起による第2量子準位発振の動特性

    CUI Y., 安食聡一郎, 竹内魁, 竹内魁, 日暮栄治, 日暮栄治, 山田博仁, 山田博仁, 山田博仁, 横山弘之, 横山弘之

    応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　70th　2023年

    ISSN：2436-7613

  2. Demonstration of 1-μm-band Si-photonics-based quantum dot heterogeneous tunable laser

    A. Matsumoto, K. Akahane, T. Umezawa, N. Yamamoto, H. Yamada, T. Kita

    2018 Conference on Lasers and Electro-Optics, CLEO 2018 - Proceedings　2018　2018年

    出版者・発行元：OSA - The Optical Society

    DOI： 10.1364/CLEO_AT.2018.JTu2A.15 　

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    © 2018 OSA. We present a Si-photonics-based quantum dot heterogeneous tunable lasers in the 1-μm band. Optical devices using Si-photonics-based PIC in the 1-μm band probably have not been reported yet.

  3. Silicon photonic wavelength tunable laser diode with low loss direct heating phase shifter

    Tomohiro Kita, Yuto Chiba, Hirohito Yamada

    14th International Conference on Group IV Photonics, GFP 2017　125-126　2017年10月24日

    出版者・発行元：IEEE

    DOI： 10.1109/GROUP4.2017.8082228 　

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    © 2017 IEEE. We proposed and demonstrated a compact and low propagation loss thermo-optical phase shifter using a multi-mode interference. The calculated insertion loss of designed MMI phase shifter was approximately 0.05 dB. The fabricated phase shifter shows high speed and low power consumption. The wavelength tunable laser diode with two ring resonators loaded the MMI phase shifters was fabricated. The wavelength tuning operation with low power consumption was successfully demonstrated.

  4. Transfer matrix model analysis of side-coupled type plasmonic Fabry-Perot waveguide filters (電磁界理論研究会・光・電波ワークショップ)

    Yu Jiyao, Ohtera Yasuo, Yamada Hirohito

    電気学会研究会資料. EMT = The papers of technical meeting on electromagnetic theory, IEE Japan　2017　(62)　165-170　2017年7月20日

    出版者・発行元：電気学会

  5. Transfer matrix model analysis of side-coupled type plasmonic Fabry-Perot waveguide filters (マイクロ波) -- (光・電波ワークショップ)

    Yu Jiyao, Ohtera Yasuo, Yamada Hirohito

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　117　(140)　165-170　2017年7月20日

    出版者・発行元：電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

  6. Study on coupling structures for dielectric slot waveguides and hybrid plasmonic waveguides (エレクトロニクスシミュレーション)

    Yu Jiyao, Ohtera Yasuo, Yamada Hirohito

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　117　(37)　33-38　2017年5月19日

    出版者・発行元：電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

  7. 果物の近赤外分光計測における数値シミュレーション (光エレクトロニクス)

    森下 友貴, 浅野 孝介, 大町 拓海, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　116　(388)　235-239　2017年1月18日

    出版者・発行元：電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

  8. シリコン細線光導波路におけるラマン散乱を利用した光キャリアコンバータの検討 (光エレクトロニクス)

    北 智洋, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　116　(349)　29-32　2016年12月8日

    出版者・発行元：電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

  9. Instability of silicon photonic wavelength tunable laser diodes due to the nonlinear optical effect of silicon

    Tomohiro Kita, Hirohito Yamada

    Conference Digest - IEEE International Semiconductor Laser Conference　2016年12月2日

    ISSN：0899-9406

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    © 2016 IEICE-ES. The silicon photonic wavelength tunable laser diode is a good candidate for the integrated light source of the digital coherent optical communication system.However, optical nonlinear effects easily occur due to the strong light confinement of Si photonic wire waveguides. The impact on laser operation caused by nonlinearity was discussed.

  10. フォトニック結晶搭載型マルチスペクトルカメラによる農産物の品質計測の試み (光エレクトロニクス)

    大町 拓海, 森下 友貴, 浅野 孝介, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　116　(326)　7-10　2016年11月24日

    出版者・発行元：電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

  11. B-9-3 太陽光発電に基づくマイクログリッドの電力供給持続性(B-9.電子通信エネルギー技術,一般セッション)

    山田 博仁, 澤田 延幸

    電子情報通信学会総合大会講演論文集　2016　(2)　279-279　2016年3月1日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  12. Advanced photonic ICT devices and their system applications using quantum-dot technology

    Naokatsu Yamamoto, Kouichi Akahane, Toshimasa Umezawa, Atsushi Matsumoto, Atsushi Kanno, Tetsuya Kawanishi, Tetsuya Kawanishi, Tomohiro Kita, Hirohito Yamada

    Asia Communications and Photonics Conference, ACPC 2015　2015年12月11日

    DOI： 10.1364/acpc.2015.am2a.1 　

    詳細を見る 詳細を閉じる

    Quantum-dot nanotechnology is attractive for use in advanced photonic devices that will augment the available optical-frequency resources and will increase the number of wavelength channels usable by wired and wireless networks in short/middle-range communication systems. © 2015 OSA.

  13. GMRアシスト型OAMビームカプラの結合効率制御に関する検討 (環境電磁工学)

    高橋 健人, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　115　(259)　1-5　2015年10月22日

    出版者・発行元：電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

  14. C-4-24 高出力狭線幅Siフォトニクス外部共振器型波長可変レーザ(C-4.レーザ・量子エレクトロニクス,一般セッション)

    小林 直樹, 佐藤 健二, 波若 雅彦, 山本 圭介, 渡邊 真也, 北 智洋, 山田 博仁, 山崎 裕幸

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　2015　(1)　161-161　2015年8月25日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  15. C-3-25 高非対称マッハ・ツェンダー干渉計を装荷した狭線幅シリコンフォトニック波長可変レーザ(シリコンフォトニクス(2),C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    唐 睿, 北 智洋, 山田 博仁

    電子情報通信学会総合大会講演論文集　2015　(1)　149-149　2015年2月24日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  16. B-9-14 太陽光発電の電力を蓄えて利用する生活の電力供給持続性(B-9.電子通信エネルギー技術,一般セッション)

    山田 博仁

    電子情報通信学会総合大会講演論文集　2015　(2)　328-328　2015年2月24日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  17. 共鳴導波型光ファイバの放射特性とそのセンシングへの応用 (レーザ・量子エレクトロニクス)

    広瀬 遥, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　114　(432)　75-80　2015年1月29日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    導波モード共鳴(Guided mode resonance: GMR)現象を光導波の基本原理とする新しいタイプの光ファイバである「共鳴導波型光ファイバ(Resonantly-Guided Optical Fiber: RGF)」からの光放射特性及びそれを用いたセンシング応用について検討したので報告する。この光ファイバ内にはGMR現象によって閉じ込められるRGM(Resonantly-Guided Mode)が伝搬し、その光ファイバ端からの遠方放射パターンは、光ファイバ内の伝搬角に由来する放射パターンのピークと、電磁界がベッセルビーム状になることに由来する放射パターンのピークで形作られることが確認された。また、この光ファイバの波長選択性を利用した気体センサについて提案と解析を行った。その結果、RGFに設けた空孔中の屈折率が変化する際に生じる大きな損失変化から、屈折率センサとして利用できることを確認した。また、複数のモードの遠方界を組み合わせることで、空孔内に存在する気体を同定する方法を示した。

  18. Demonstration of Silicon Photonic Hybrid Ring-Filter External Cavity Wavelength Tunable Lasers

    K. Sato, N. Kobayashi, M. Namiwaka, K. Yamamoto, S. Watanabe, T. Kita, H. Yamada, H. Yamazaki

    ECOC 2015 41ST EUROPEAN CONFERENCE ON OPTICAL COMMUNICATION　2015-November　2015年

    出版者・発行元：IEEE

    DOI： 10.1109/ECOC.2015.7341988 　

    詳細を見る 詳細を閉じる

    Silicon-photonic hybrid ring-filter external cavity (SHREC) tunable lasers fabricated by passive alignment techniques are demonstrated. High power, narrow linewidth and highly reliable characteristics are achieved thanks to drastically reduced losses in the laser cavity toward commercialization.

  19. Ultra-compact Wavelength Tunable Quantum Dot Laser with Silicon Photonic External Cavity

    Tomohiro Kita, Naokatsu Yamamoto, Tetsuya Kawanishi, Hirohito Yamada

    2015 CONFERENCE ON LASERS AND ELECTRO-OPTICS (CLEO)　2267　2015年

    出版者・発行元：IEEE

    DOI： 10.1364/CLEO_SI.2015.SW3F.3 　

    ISSN：2160-9020

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    Ultra-compact wavelength tunable laser diode with wide tunability was successfully developed with combining quantum dot optical amplifier and silicon micro-ring filters. The single mode laser oscillation was demonstrated with 25 nm wavelength tuning range.

  20. 高非対称マッハ・ツェンダー干渉計装荷型シリコフォトニック波長可変レーザ (光エレクトロニクス)

    唐 睿, 北 智洋, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　114　(377)　7-10　2014年12月18日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    シリコン細線光導波路によって作製したリング共振器波長可変フィルタを外部共振器として用いた波長可変レーザは,良好な波長可変特性と100kHz以下の狭線幅動作を実証しデジタルコヒーレント光通信用光源として有望なことが示されている.より高次の変調方式に対応するためには更なる狭線幅化が必要であるが,従来型のフィルタ構造では発振線幅と縦モード間のモード利得差にはトレードオフの関係があるため,更なる狭線幅発振と安定したシングルモード発振を両立させることは難しい.本稿では非常に長い遅延線を持つ高非対称マッハ・ツェンダー干渉計を装荷することで,長い共振器長を持ちながら高いモード利得差を併せ持つフィルタ構造を設計,試作した.レーザ発振特性の測定結果から49dBの高いサイドモード抑圧比と12kHz程度の狭線幅発振が確認された.

  21. 高非対称マッハ・ツェンダー干渉計装荷型シリコフォトニック波長可変レーザ (レーザ・量子エレクトロニクス)

    唐 睿, 北 智洋, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　114　(378)　7-10　2014年12月18日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

    詳細を見る 詳細を閉じる

    シリコン細線光導波路によって作製したリング共振器波長可変フィルタを外部共振器として用いた波長可変レーザは,良好な波長可変特性と100kHz以下の狭線幅動作を実証しデジタルコヒーレント光通信用光源として有望なことが示されている.より高次の変調方式に対応するためには更なる狭線幅化が必要であるが,従来型のフィルタ構造では発振線幅と縦モード間のモード利得差にはトレードオフの関係があるため,更なる狭線幅発振と安定したシングルモード発振を両立させることは難しい.本稿では非常に長い遅延線を持つ高非対称マッハ・ツェンダー干渉計を装荷することで,長い共振器長を持ちながら高いモード利得差を併せ持つフィルタ構造を設計,試作した.レーザ発振特性の測定結果から49dBの高いサイドモード抑圧比と12kHz程度の狭線幅発振が確認された.

  22. 招待講演 ハイブリッド集積シリコンフォトニクスリングフィルタ外部共振器型波長可変レーザの狭線幅および高出力特性 (光エレクトロニクス)

    佐藤 健二, 小林 直樹, 波若 雅彦, 山本 圭介, 渡邊 真也, 北 智洋, 山田 博仁, 山崎 裕幸

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　114　(377)　1-6　2014年12月18日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    ハイブリッド集積シリコンフォトニクスリングフィルタ外部共振器型(SHREC)波長可変レーザを提案する。パッシブアライメント実装技術により高精度にフィルタ素子、ゲインチップ、ブーストSOAをハイブリッド集積した波長可変レーザを作製し、C帯全域でファイバ光出力100mW、線幅15kHz以下を得た。

  23. Wide-band wavelength tunable laser diode with si photonic filter

    Tomohiro Kita, Rui Tang, Hirohito Yamada

    Conference Digest - IEEE International Semiconductor Laser Conference　149-150　2014年12月16日

    出版者・発行元：IEEE

    DOI： 10.1109/ISLC.2014.207 　

    ISSN：0899-9406

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    © 2014 IEEE. We investigated the wide-band wavelength tuning operation to increase the possibility of silicon photonic wavelength tunable laser diodes which is composed semiconductor optical amplifier and silicon photonic waveguide filter. The wide-band wavelength tuning operation of 94.1 nm was demonstrated.

  24. Narrow spectral linewidth Si photonic wavelength tunable laser diode for digital coherent optical communication

    Rui Tang, Tomohiro Kita, Hirohito Yamada

    Conference Digest - IEEE International Semiconductor Laser Conference　96-97　2014年12月16日

    出版者・発行元：IEEE

    DOI： 10.1109/ISLC.2014.181 　

    ISSN：0899-9406

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    © 2014 IEEE. A compact wavelength tunable laser diode for digital coherent optical communication was demonstrated with a wavelength tunable filter consisting of silicon photonic wire waveguides. Stable single-mode operation with 17.8 dBm maximum output power as well as less than 100 kHz spectral line width were obtained.

  25. 微小散乱体の空間配置による光波制御 (光散乱制御のためのニューテクノロジー)

    山田 博仁, 大寺 康夫

    光学 = Japanese journal of optics : a publication of the Optical Society of Japan, the Japan Society of Applied Physics　43　(11)　500-504　2014年11月

    出版者・発行元：応用物理学会分科会日本光学会

    ISSN：0389-6625

  26. 周期構造付きディスク共振器の放射特性 (環境電磁工学)

    大寺 康夫, 高橋 健人, 広瀬 遥, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　114　(266)　57-62　2014年10月23日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    円周方向に周期構造を持つディスク状光共振器の固有モードの、ディスク直上方向への放射特性を調べた。まず共振器表面の電磁界形状を円柱座標系版2次元FDTD法を援用した近似手法で求めた。次にこの表面の電磁界分布に、ベクトル回折の公式を適用して遠方界を計算した。波長1.55μm向けに設計した、Si_3N_4をコア層,SiO_2を下部クラッドとする直径約10μmのディスクを対象とする試算の結果,軌道各運動量0〜2のモードは約±9°程度の比較的狭い方向に放射を生じうることがわかった。

  27. 周期構造付きディスク共振器の放射特性 (エレクトロニクスシミュレーション)

    大寺 康夫, 高橋 健人, 広瀬 遥, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　114　(268)　57-62　2014年10月23日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    円周方向に周期構造を持つディスク状光共振器の固有モードの、ディスク直上方向への放射特性を調べた。まず共振器表面の電磁界形状を円柱座標系版2次元FDTD法を援用した近似手法で求めた。次にこの表面の電磁界分布に、ベクトル回折の公式を適用して遠方界を計算した。波長1.55μm向けに設計した、Si_3N_4をコア層,SiO_2を下部クラッドとする直径約10μmのディスクを対象とする試算の結果,軌道各運動量0〜2のモードは約±9°程度の比較的狭い方向に放射を生じうることがわかった。

  28. 狭線幅シリコンフォトニック波長可変レーザモジュール (電子部品・材料)

    北 智洋, 唐 睿, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　114　(185)　83-86　2014年8月21日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    シリコン細線光導波路を用いたリング共振器波長フィルタを持つ狭線幅波長可変レーザを作製した。フットプリントは2.6mm×0.5mmと従来のSiON導波路を用いた波長可変レーザと比べて1/9の小型になり、波長可変フィルタの構造を最適化することで最大光出力40mW以上の安定したシングルモード発振、CバンドまたはLバンド全域をカバーする波長可変幅と100kHz以下の狭線幅動作を実現した。さらにフリップチップボンディングにより波長可変フィルタにSOAを集積化させた1チップシリコンフォトニック波長可変レーザを試作した。

  29. 高非線形TiO₂光導波路による広波長帯域光発生 (光エレクトロニクス)

    北 智洋, 内島 晃司, 藪野 正裕, 逢坂 崇, 片山 竜二, 枝松 圭一, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　114　(97)　11-14　2014年6月20日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    高い非線形光学定数と大きなバンドギャップを持つTiO_2をコアとしたチャネル型導波路を用いた高波長帯域光発生デバイスに関して検討を行った。試作したTiO_2導波路において自己位相変調効果によるスペクトル広がりを確認した。数値解析によって本構造を用いたソリトン分裂による超広波長帯帯域発生の可能性について検証した。

  30. CI-2-3 シリコンフォトニクスと光カプラ(CI-2.マイクロ・ナノフォトニクス集積および実装技術とその展開,ソサイエティ企画)

    山田 博仁, 奈良 匡樹, 北 智洋

    電子情報通信学会総合大会講演論文集　2014　(1)　"SS-13"-"SS-14"　2014年3月4日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  31. C-3-79 位相制御機構を有するSi細線リング共振器型波長可変レーザ(シリコンフォトニクス(2),C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    唐 睿, 北 智洋, 根本 景太, 澤田 延幸, 山田 博仁

    電子情報通信学会総合大会講演論文集　2014　(1)　234-234　2014年3月4日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  32. C-4-18 シリコンフォトニック波長可変レーザ(C-4.レーザ・量子エレクトロニクス,一般セッション)

    北 智洋, 唐 睿, 根本 景太, 山田 博仁

    電子情報通信学会総合大会講演論文集　2014　(1)　254-254　2014年3月4日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  33. シリコン・シリカ混成光導波路集積回路 (レーザー学会創立40周年記念) -- (「シリコンフォトニクスの最新の研究動向」特集号)

    山田 博仁

    レーザー研究 = The review of laser engineering : レーザー学会誌　42　(3)　245-249　2014年3月

    出版者・発行元：レーザー学会

    ISSN：0387-0200

  34. キラルナノグレーティングの分光計測への応用可能性に関する検討 (レーザ・量子エレクトロニクス)

    大寺 康夫, 三橋 将礼, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　113　(395)　23-27　2014年1月23日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    フォトニック・メタマテリアルの一種である平板型キラルナノグレーティング(Planar Chiral Nano-Grating:PCNG)と一対の偏光子を用いて、偏光干渉計型のバンドパスフィルタを構成する可能性について数値的に検討を行った。これまでに我々はガラス基板上のSi薄膜に形成した卍型のPCNGにおいて、構造パラメータを適切に設定することで、有限の帯域で旋光能が発現することを数値シミュレーションで示してきた。本報告ではこの旋光能の波長依存性を積極的に利用し、近赤外域(波長1300〜1600nm)で透過の半値全幅が数十nmのバンドパスフィルタ(BPF)を構成できることを示す。旋光性を示す波長域はPCNGの格子定数に依存するので、リソグラフィのパターンを工夫することで1枚の基板上に帯域の異なるPCNGを並べて配置することが可能である。このようなパターン化BPFをイメージセンサーと組み合わせることで、分光イメージングが可能となる。

  35. キラルナノグレーティングの分光計測への応用可能性に関する検討 (エレクトロニクスシミュレーション)

    大寺 康夫, 三橋 将礼, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　113　(396)　23-27　2014年1月23日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    フォトニック・メタマテリアルの一種である平板型キラルナノグレーティング(Planar Chiral Nano-Grating:PCNG)と一対の偏光子を用いて、偏光干渉計型のバンドパスフィルタを構成する可能性について数値的に検討を行った。これまでに我々はガラス基板上のSi薄膜に形成した卍型のPCNGにおいて、構造パラメータを適切に設定することで、有限の帯域で旋光能が発現することを数値シミュレーションで示してきた。本報告ではこの旋光能の波長依存性を積極的に利用し、近赤外域(波長1300〜1600nm)で透過の半値全幅が数十nmのバンドパスフィルタ(BPF)を構成できることを示す。旋光性を示す波長域はPCNGの格子定数に依存するので、リソグラフィのパターンを工夫することで1枚の基板上に帯域の異なるPCNGを並べて配置することが可能である。このようなパターン化BPFをイメージセンサーと組み合わせることで、分光イメージングが可能となる。

  36. Athermal Silicon photonic devices using hybrid polymer cladding

    Tomohiro Kita, Freddy Susanto Tan, Okihiro Sugihara, Hirohito Yamada, Toshikuni Kaino

    POF 2014 - 23rd International Conference on Plastic Optical Fibers, Proceedings　272-275　2014年1月1日

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    © 2014 ICPOF. The compensation of sensitivity for ambient temperature is big issue to realize Silicon photonic integrated circuits. The large positive thermo-optic coefficient of Silicon core was cancelled by the negative thermooptic coefficient of hybrid polymer cladding including rutile TiO2nanoparticles. The athermal waveguide structure with Silicon core and Hybrid polymer cladding was designed by numerical calculation.

  37. 円形共振器解析のためのBOR・2次元ハイブリッド型FDTD法 (マイクロ波)

    大寺 康夫, 広瀬 遥, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　113　(260)　67-71　2013年10月24日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    周方向に周期構造を有する円形共振器を解析するために、BORと通常のY6e格子に基づく定式化を併用したFDTD法を開発したので報告する。曲率の中心付近の屈折率分布が一様であるような共振器の場合、中心付近の電磁界はθ一ノ認型でよく近似できる。この特徴を利用して、中心付近ではBOR法に基づく式を、また周期構造の影響を受ける位置より外側ではYbe格子に基づく式を用い、両者の境界では互いの界データを相互に利用することとした。円孔列及び側壁周期構造付きのディスク共振器を例に取った試算では、十分に収束した共振波長を得るのに必要な計算量は、中心まで2D格子を刻んだ場合の1%以下に抑えられることを明らかにした。

  38. シリコンフォトニクス波長可変レーザーの高出力・安定動作 (レーザ・量子エレクトロニクス)

    北 智洋, 根本 景太, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　113　(264)　85-88　2013年10月24日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    シリコン細線光導波路を用いたリング共振器波長フィルターを持つ狭線幅波長可変レーザーを作製した.フットプリントは,2.6mm×0.5mmと従来のSiON導波路を用いた波長可変レーザーと比べて1/9の小型になり,波長可変フィルターの構造を最適化することで最大光出力34.9mWの安定したシングルモード発振,Lバンド全域をカバーする67.6nmの波長可変幅と100kHz以下の狭線幅動作を実現した.

  39. シリコンフォトニクス波長可変レーザーの高出力・安定動作 (光エレクトロニクス)

    北 智洋, 根本 景太, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　113　(263)　85-88　2013年10月24日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    シリコン細線光導波路を用いたリング共振器波長フィルターを持つ狭線幅波長可変レーザーを作製した.フットプリントは,2.6mm×0.5mmと従来のSiON導波路を用いた波長可変レーザーと比べて1/9の小型になり,波長可変フィルターの構造を最適化することで最大光出力34.9mWの安定したシングルモード発振,Lバンド全域をカバーする67.6nmの波長可変幅と100 kHz以下の狭線幅動作を実現した.

  40. C-3-39 共鳴導波型光ファイバの導波機構の解析(ファイバグレーティング,C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    広瀬 遥, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　2013　(1)　161-161　2013年9月3日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  41. C-3-23 多層膜フォトニック結晶の多並列光学フィルタへの応用(光センシング(1),C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    大寺 康夫, 三橋 将礼, 伊藤 覚, 山田 博仁, 川嶋 貴之

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　2013　(1)　145-145　2013年9月3日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  42. C-3-24 フォトニック結晶フィルタと主成分分析を用いた近赤外画像計測(光センシング(1),C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    三橋 三橋, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　2013　(1)　146-146　2013年9月3日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  43. C-3-50 Si細線光導波路リング∠MZIフィルタを用いた狭線幅波長可変レーザ(光集積デバイス,C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    根本 景太, 北 智洋, 山田 博仁

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　2013　(1)　172-172　2013年9月3日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  44. 円柱座標系用CPMLの性能評価 (マイクロ波・ミリ波フォトニクス)

    大寺 康夫, 広瀬 遥, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　113　(144)　1-6　2013年7月18日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    面外方向に有限な波数を持つ波を取り扱うことのできる円柱座標系2次元FDTD法において、動径軸に垂直に配置したCPML(Convolutional PML)の性能評価を行ったので報告する。CPMLを特徴付けるいくつかのパラメータ(K_<max>,R(0))と反射係数の関係を、PMLの置かれる曲率半径や面外方向波数ごとに調べた。また内側に向かって伝搬する収束波に対する吸収性能も同時に調べた。計算の結果、面外方向波数の増加に伴い吸収性能が低下すること、低下の程度は垂直入射時から5〜10dB程度であること、収束波に対する吸収性能はPMLの曲率半径が同じなら,発散波に対するものよりわずかに低い程度であることなどが明らかになった。

  45. 共鳴導波型光ファイバの伝搬損失の解析 (光エレクトロニクス)

    広瀬 遥, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　113　(142)　93-96　2013年7月18日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

  46. 300mm基板上にArF液侵リソグラフィーを用いて作製したシリコンフォトニクスデバイス (レーザ・量子エレクトロニクス)

    北 智洋, 田主 裕一朗, 奈良 匡樹, 平野 秀, 外山 宗博, 関 三好, 越野 圭二, 横山 信幸, 大塚 実, 杉山 曜宣, 石塚 栄一, 佐野 作, 堀川 剛, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　113　(100)　1-5　2013年6月21日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    ArF液侵リソグラフィー技術を用いて300mm SOIウェハ上にチャネル型シリコン細線導波路,方向性結合器,リング共振器を作製し,光学特性を評価した.評価結果は数値計算結果との良い一致を示し,シリコンフォトニクスデバイス作製に本プロセス工程を用いることの有効性が確認された.

  47. C-3-74 散乱行列を用いたサブ波長共鳴格子の解析(C-3.光エレクトロニクス)

    広瀬 遥, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会総合大会講演論文集　2013　(1)　234-234　2013年3月5日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  48. 300mm SOI基板上にハーフトーンマスクで作製したシリコン細線導波路

    平野秀, 相馬宗厳, 北智洋, 田主裕一朗, 関三好, 外山宗博, 堀川剛, 山田博仁

    応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　74th　2013年

    ISSN：2436-7613

  49. Narrow spectral linewidth wavelength tunable laser with Si photonic-wire waveguide ring resonators

    Keita Nemoto, Tomohiro Kita, Hirohito Yamada

    IEEE International Conference on Group IV Photonics GFP　216-218　2012年11月22日

    出版者・発行元：IEEE

    DOI： 10.1109/GROUP4.2012.6324138 　

    ISSN：1949-2081

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    We fabricated wavelength tunable laser diodes with Si-wire waveguide ring resonators as an external optical cavity. Less than 100 kHz narrow spectral linewidth was obtained by optimizing design of the ring resonators. The wavelength tunable laser diodes with narrow spectral linewidth are suitable as light sources for digital coherent optical transmission systems. © 2012 IEEE.

  50. C-3-92 バス導波路を有する共鳴モード格子円形光共振器の解析(導波路解析,C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    飯嶋 祥平, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　2012　(1)　209-209　2012年8月28日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  51. C-3-25 フォトニック結晶波長フィルターを用いた生体のマルチスペクトルイメージング(光計測,C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    伊藤 覚, 大寺 康夫, 金高 弘恭, 山田 博仁

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　2012　(1)　142-142　2012年8月28日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  52. シリコン細線光導波路を用いた狭線幅波長可変レーザーの開発

    北 智洋, 根本 景太, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告. R, 信頼性　112　(180)　111-114　2012年8月16日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    シリコン細線光導波路を用いたリング共振器波長フィルタを持つ狭線幅波長可変レーザーを作製した。半導体光増幅器と波長可変フィルタを含めたフットプリントは、2.73mm×0.89mmと従来のSiON導波路を用いた波長可変レーザーと比べて1/3の小型化を実現した。共振器構造の最適化によりLバンド全域をカバーする44nmの波長可変幅と100kHz以下の狭線幅動作を実現した。

  53. C-3-96 分散関係を利用したグレーテイングカプラの設計(C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    峯岸 俊祐, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会総合大会講演論文集　2012　(1)　245-245　2012年3月6日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  54. C-3-70 曲がり共鳴モード格子の光共振器への応用(C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    飯嶋 祥平, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会総合大会講演論文集　2012　(1)　219-219　2012年3月6日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  55. C-3-44 Si細線光導波路リング共振器フィルタを用いた狭線幅波長可変レーザ(C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    根本 景太, 北 智洋, 山田 博仁

    電子情報通信学会総合大会講演論文集　2012　(1)　193-193　2012年3月6日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  56. Zero photonic band-gap structure in Si photonic-wire Bragg-grating

    Tomohiro Kita, Hirohito Yamada

    IEEE International Conference on Group IV Photonics GFP　133-135　2011年11月22日

    DOI： 10.1109/GROUP4.2011.6053740 　

    ISSN：1949-2081

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    We have systematically studied Bragg-grating filters in Si photonic-wire waveguides. We found an abnormal localized optical mode on the numerical calculations and verified it on the experimental measurements. This phenomenon originates from high index-contrast between the waveguide materials. Zero photonic band-gap structure was experimentally realized at transition structure of abnormal localized optical mode in 1-D photonic crystal. © 2011 IEEE.

  57. シリコンフォトニクスって何?

    山田 博仁

    應用物理　80　(10)　909-913　2011年10月10日

    出版者・発行元：応用物理学会

    ISSN：0369-8009

  58. C-3-64 共鳴モード格子を用いた円形共振器の共振特性(導波路解析(II),C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    飯嶋 祥平, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　2011　(1)　186-186　2011年8月30日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  59. C-3-26 ヘモグロビン分光イメージング計測用多層膜型フィルター(光計測・センシング(I),C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    山口 修平, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　2011　(1)　148-148　2011年8月30日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  60. C-3-79 環状配置したサブ波長格子からの共鳴反射(C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    飯嶋 祥平, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会総合大会講演論文集　2011　(1)　254-254　2011年2月28日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  61. C-3-48 Si細線光導波路リング共振器フィルタを用いた波長可変レーザの狭スペクトル線幅化の検討(C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    菊池 健司, 鈴木 健, 北 智洋, 山田 博仁

    電子情報通信学会総合大会講演論文集　2011　(1)　223-223　2011年2月28日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  62. C-3-4 分光イメージング向け多層模型波長フィルター(C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    山口 修平, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会総合大会講演論文集　2011　(1)　179-179　2011年2月28日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  63. 多層膜型フォトニック結晶の光フィルター機能

    大寺 康夫, 山口 修平, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告. OFT, 光ファイバ応用技術　110　(436)　53-58　2011年2月25日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    凹凸基板上に形成することを前提とした多層膜型フォトニック結晶の示す,様々な光フィルタリング機能についてまとめて報告する.多層腹の中心に共振器層を設けることで実現されるファブリ・ペロー型の狭帯域通過特性,第2パスバンドの上下端を利用するエッジパスフィルター特性,高次のパスバンドを使用する帯域除去特性に加え,箱型の透過特性を持つ広帯域バンドパス特性や,帯域切り替え型の特性などの新しい機能についても検討する.

  64. フォトニックエレメントを用いた偏波制御機能の検討

    井元 敦生, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告. OFT, 光ファイバ応用技術　110　(436)　47-52　2011年2月25日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    我々は,光の波長サイズの光散乱体としてのフォトニックエレメントを自由空間に複数個規則正しく配置することにより,光波のコヒーレントな散乱を生じさせ,光波の伝搬や,偏波や位相と言った光波の状態を制御できるような斬新な光デバイスの実現を目指した研究を行っている.本論文では,SiO_2内に埋め込まれた円柱状のシリコンフォトニックエレメントの振る舞いを理論的に解析し,その結果に基づいてFDTD法による電磁界解析を行うことで,フォトニックエレメントによる偏波制御機能について検討した.解析では,共振モードの形成により二つの偏波方向の光波の位相差を広い範囲で制御できるという結果が得られた.

  65. Practical integration method of active devices on SOI photonic integrated circuits

    Tomohiro Kita, Masahiro Abe, Yasuo Ohtera, Hirohito Yamada

    IEEE International Conference on Group IV Photonics GFP　275-277　2010年12月1日

    出版者・発行元：IEEE

    DOI： 10.1109/GROUP4.2010.5643354 　

    ISSN：1949-2081

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    We propose a method of mounting LD chips on SOI substrate and discuss about the optical coupling loss between LDs and Si photonic-wire waveguides. In our scheme, light output from an LD is coupled to the optical waveguides through spot-size-converters (SSC). The simulations show that a minimum optical coupling loss of 1.6 dB and an offset tolerance of ±0.7 μm for the LD chip positioning can be achieved. We measured the optical coupling loss, confirming the validity of the simulations. ©2010 IEEE.

  66. C-3-14 Si細線光導波路による波長可変レーザ用リング共振器フィルタの解析(導波路デバイス(1),C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    鈴木 健, 北 智洋, 山崎 裕幸, 山田 博仁

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　2010　(1)　135-135　2010年8月31日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  67. C-3-73 吸光媒質可視化用フォトニック結晶型波長フィルターの検討(C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    山口 修平, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会総合大会講演論文集　2010　(1)　246-246　2010年3月2日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  68. C-3-74 Si/SiO_2 photonic crystal wavelength filters for near-infrared spectroscopic imaging

    OHTERA Yasuo, KURNIATAN Daniel, YAMADA Hirohito

    電子情報通信学会総合大会講演論文集　2010　(1)　247-247　2010年3月2日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  69. Photonic band-gap anomaly in SOI photonic-wire Bragg-grating filter

    Tomohiro Kita, Ryota Ishikawa, Hirohito Yamada

    2010 7TH IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON GROUP IV PHOTONICS (GFP)　237-239　2010年

    出版者・発行元：IEEE

    DOI： 10.1109/GROUP4.2010.5643369 　

    ISSN：1949-2081

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    We have systematically studied Bragg Grating Filters in Si photonic-wire waveguides. The reflected wavelength and the photonic band-gap were controlled over a wide range by changing the design parameters. We found a photonic band-gap anomaly on the numerical calculations and verified it on the experimental measurements. This phenomenon originates from the abnormal localized optical mode in 1-D photonic crystals.

  70. 分光イメージング用フォトニック結晶型波長フィルター

    山口修平, 大寺 康夫, 山田 博仁

    2010信学ソ大, 9月　152-152　2010年

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  71. フォトニックエレメントによる偏波制御機能の検討

    井元敦生, 大寺 康夫, 山田 博仁

    2010信学ソ大　155-155　2010年

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  72. フォトニック結晶型波長フィルターを用いた色素の濃度測定の検討

    大寺 康夫, 山口 修平, クルニアタン ダニエル, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告. OPE, 光エレクトロニクス　109　(353)　7-12　2009年12月11日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    多層膜型フォトニック結晶からなる波長フィルターの組とイメージセンサーで分光イメージング系を構築する際の、フィルターの透過関数の設計方法について提案する。波長フィルターの組として、エッジ波長がわずかずつ異なる長波長パス型エッジフィルターを用いることを想定し、特定の物質の吸光特性からその濃度等を逆算するための計算手順を述べる。具体的には医用計測で重要なヘモグロビン、及び化学物質の製造過程で重要な水とアルコールを例に取り、フィルターの設計例を示す。

  73. 多層膜型フォトニック結晶の反射抑制について

    大寺 康夫, クルニアタン ダニエル, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告. OPE, 光エレクトロニクス　109　(353)　1-5　2009年12月11日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    波板多層膜型フォトニック結晶に対する無反射コーティング(ARコーティング)の設計方法について述べる。この種のフォトニック結晶は従来の平坦交互多層膜とは異なる等価屈折率特性を示すことが知られており、AR コーティングの構成も平坦膜用のそれとは異なる。本稿ではフォトニック結晶の多層膜上に同じ膜形状で積層された単層膜の反射スペクトルの解析を通して、それらの単層膜の示す実効的な屈折率を明らかにし、フォトニック結晶向けのARコーティング層の設計手順を説明する。

  74. Si細線光導波路の曲がり損失の数値解析

    外間 洋平, 北 智洋, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告. OME, 有機エレクトロニクス　109　(283)　49-54　2009年11月6日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    Si細線光導波路における曲げ損失を3つの損失要因に分解して考え,それら損失要因による損失の値を90度曲げ導波路,180度曲げ導波路,S字型導波路の3つの導波路パターンより算出することに成功した.従って,複数曲げを含む複雑な導波路パターンにおける全損失を,それら3つの損失要因の足し算によって求めることができ,従来の導波路における報告例との比較によって,その方法の妥当性を検証した.

  75. 多層膜型フォトニック結晶の等価屈折率

    大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告. OME, 有機エレクトロニクス　109　(283)　67-71　2009年11月6日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    フォトニック結晶の等価屈折率を簡単な数値計算で求める方法を提案する。ここでいう等価屈折率は、外部の一様媒質から見たフレネル反射に関わる屈折率であり、従来型の平坦交互多層膜において"Herpin Index"と呼ばれているのと同じ意味を持つ量である。本稿では自己クローニング型と呼ばれる波板多層膜型フォトニック結晶を例に取り、計算手順と計算例を説明する。平坦多層膜の等価屈折率との違いについても触れる。

  76. SOI導波路基板上へのLDチップ実装方法に関する検討

    阿部 政浩, 宮村 悟史, 中村 幸治, 北 智洋, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告. OME, 有機エレクトロニクス　109　(283)　55-60　2009年11月6日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    SOI光集積プラットフォーム上に,半導体レーザ(LD)やフォトダイオード(PD)を集積化する技術が求められている.本論文では,SOI光集積プラットフォーム上へのLDの実装方法およびSi細線光導波路とLDとの低損失結合方法について理論的および実験的に検討した.検討した構造としては,LDをSOI光集積プラットフォーム上へフリップチップ実装し,スポットサイズ変換器を設けたSi細線光導波路とButt-joint結合させる方法である.解析では,2dB程度の最小光結合損失が得られることが分かり,光結合損失の測定結果と比較することで,解析の妥当性を示す.また,チップ実装時の位置ずれに対しても,十分なトレランスを有することが分かった.

  77. 自己クローニング型フォトニック結晶による波長選択フィルターを用いた近赤外イメージングの検討

    クルニアタン ダニエル, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告. OME, 有機エレクトロニクス　109　(283)　61-66　2009年11月6日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    波板状の誘電体多層膜構造である自己クローニング型フォトニック結晶による波長フィルターの応用の一つとして,水溶液中の含水量の推定について検討した.前半では,リアルタイムで測定可能なマルチスペクトルイメージングの重要性について述べ,その近赤外波長域での重要な計測対象のひとつである水の吸収スペクトルの性質について示す.続いて自己クローニング型フォトニック結晶を用いた波長フィルターの設計と試作について述べる.最後に,水とエタノールの混合溶液系を対象として行った撮影実験結果について述べる.

  78. CI-2-2 シリコン光パッシブデバイスの現状と展望(CI-2.シリコンフォトニクス:ビルディングブロック開発からアプリケーション構築へのステップアップ,依頼シンポジウム,ソサイエティ企画)

    山田 博仁

    電子情報通信学会総合大会講演論文集　2009　(1)　"SS-30"-"SS-31"　2009年3月4日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  79. Integrated Photonic Network Node-Chip with Photonic Crystals

    YAMADA Hirohito, CHU Tao, GOMYO Akiko, USHIDA Jun, ISHIDA Satomi, ARAKAWA Yasuhiko

    Extended abstracts of the ... Conference on Solid State Devices and Materials　2006　42-43　2006年9月13日

  80. オプトエレクトロニクス・光デバイス

    山田 博仁

    光学　35　(4)　194-195　2006年4月10日

    ISSN：0389-6625

  81. C-3-48 シリコン光導波路デバイスの現状と展望(導波路デバイス(1),C-3.光エレクトロニクス,一般講演)

    山田 博仁

    電子情報通信学会総合大会講演論文集　2006　(1)　183-183　2006年3月8日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  82. 2次元フォトニック結晶導波路曲がりの光透過メカニズム

    徳島 正敏, 牛田 淳, 五明 明子, 白根 昌之, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告. LQE, レーザ・量子エレクトロニクス　104　(610)　33-38　2005年1月20日

  83. フォトニック結晶スラブによるチャネル・ドロップ・フィルター : WDMキーデバイスへの応用に向けて

    五明 明子, 牛田 淳, 白根 昌之, 山田 博仁

    電子情報通信学会技術研究報告. OPE, 光エレクトロニクス　104　(507)　7-11　2004年12月14日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

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    フォトニックネットワークの実現に向けて、2次元フォトニック結晶(PC)スラブをベースとした微小光回路によるOADMが有望である.OADMの基本要素デバイスの1つである分波器として、PC点欠陥型光共振器を用いたチャネル・ドロップ・フィルター(CDF)の研究を行った.このPC-CDFの高分波効率化構造の理論検討を行い、理論上分波効率90%以上得ることが可能なCDF構造の設計指針を得た.実際にデバイスを試作し、透過測定の結果として、通過波長帯域0.5nm、分波効率50%以上を得た.

  84. Photonic crystal thermo-optic switch

    CHU Tao, YAMADA Hirohito, ISHIDA Satomi, ARAKAWA Yasuhiko

    Extended abstracts of the ... Conference on Solid State Devices and Materials　2004　300-301　2004年9月15日

  85. C-3-49 自己クローニング型フォトニック結晶による光アド・ドロップマルチプレクサ(フォトニック結晶)(C-3.光エレクトロニクス)

    白根 昌之, 五明 明子, 三浦 健太, 大寺 康夫, 山田 博仁, 川上 彰二郎

    電子情報通信学会総合大会講演論文集　2004　(1)　222-222　2004年3月8日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  86. MEMS-フォトニック結晶機能素子の作製方法

    肥後 昭男, 岩本 敏, 石田 悟己, 藤田 博之, 荒川 泰彦, 年吉 洋, 山田 博仁, 五明 明子, 徳島 正敏

    電気学会研究会資料. MSS, マイクロマシン・センサシステム研究会　2004　(1)　67-70　2004年2月27日

  87. モード同期半導体レーザを用いた光サンプリング技術

    白根 昌之, 橋本 陽一, 山田 博仁, 横山 弘之

    電子情報通信学会誌 = The journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers　87　(2)　108-111　2004年2月1日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5693

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    100Gbit/sを超える超高速な光信号波形を観測する技術として,光サンプリングが注目されている.筆者らは,外部共振器型モード同期半導体レーザ(MLLD)モジュールをサンプリング光源とした,コンパクトかつ高安定な光サンプリング測定システムを構築した.MLLDモジュールは,パルス幅が2psの光パルス列を直接発生し,測定システムの時間分解能は2psである.本稿では,この測定系による160Gbit/sデータ信号のアイパターン波形観測,及び超高速光デバイスの特性評価結果について紹介する.

  88. SC-1-7 フォトニック結晶光デバイス実用化への課題

    山田 博仁, 白根 昌之, 五明 明子, 牛田 淳, 徳島 正敏

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　2003　(1)　"S-13"-"S-14"　2003年9月10日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  89. 23aTB-11 半無限フォトニック結晶の完全反射防止膜

    牛田 淳, 徳島 正敏, 白根 昌之, 五明 明子, 山田 博仁

    日本物理学会講演概要集　58　(2)　675-675　2003年8月15日

    出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

    ISSN：1342-8349

  90. C-4-7 フォトニック結晶方向性結合器型光スイッチの理論解析

    山田 博仁

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　2002　(1)　249-249　2002年8月20日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  91. 半導体レーザのSPICEモデル

    山田 博仁

    電子情報通信学会誌　85　(6)　434-437　2002年6月1日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN：0913-5693

  92. C-3-19 FDTD法によるフォトニック結晶中での光ビーム広がりと損失計算

    白根 昌之, 徳島 正敏, 山田 博仁

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　2001　(1)　129-129　2001年8月29日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

  93. Recovery Dynamics Analysis of Saturable Absorber Optical Gates by Optical Sampling

    SHIRANE Masayuki, HASHIMOTO Yoichi, YAMADA Hirohito, YOKOYAMA Hiroyuki

    Extended abstracts of the ... Conference on Solid State Devices and Materials　1999　286-287　1999年9月20日

  94. C-3-32 回路設計・解析のためのSPICE用光デバイスモデル

    山田 博仁

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　1999　(1)　138-138　1999年8月16日

    出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

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講演・口頭発表等 54

  1. A DC Microgrid with Batteries Directly Connected Bus-line 招待有り

    Hirohito Yamada

    2023 the 8th International Conference on Power and Renewable Energy (ICPRE)　2023年9月22日

  2. Experimental verification and simulation analysis of a battery directly connected DC microgrid system

    Ke Liu, Hirohito Yamada, Katsumi Iwatsuki, and Taiichi Otsuji

    2023 the 8th International Conference on Power and Renewable Energy (ICPRE)　2023年9月22日

  3. Design and optimization of DC-grids power exchange

    Ke Liu, Hirohito Yamada, Katsumi Iwatsuki, and Taiichi Otsuji

    2023 IEEE Conference on Power Electronics and Renewable Energy (CPERE)　2023年2月

  4. Study on optimum configuration of off-grid systems from the viewpoint of renewable energy ratio and investment cost

    Ke Liu, Hirohito Yamada, Katsumi Iwatsuki, and Taiichi Otsuji

    2022 IEEE International Power and Renewable Energy Conference (IPRECON)　2022年12月

  5. Study on the impact of power sharing between microgrids on the usage of renewable energy and system stability

    Ke Liu, Hirohito Yamada, Katsumi Iwatsuki, and Taiichi Otsuji

    2022 7th International Conference on Power and Renewable Energy (ICPRE)　2022年9月

  6. A compact-size and ultrasensitive optical biosensor using a double-spiral microresonator.

    Anh Igarashi, Yugang Shang, Shigeki Kuroiwa, Keishi Ohashi, Hirohito Yamada

    IEEE SENSORS　2022年

  7. A study for stable operation of battery loaded DC bus based on autonomous cooperative control

    Liu Ke, Yamada Hirohito, Iwatsuki Katsumi, and Otsuji Taiichi

    2021 6th International Conference on Power and Renewable Energy (ICPRE)　2021年9月

  8. Concept of resilient electric power and information communication technology (R-EICT) converged network systems based on overall optimization of autonomous decentralized cooperative control of DC microgrids

    Taiichi Otsuji, Katsumi Iwatsuki, Hirohito Yamada, Masafumi Yashima

    2021 IEEE Power and Energy Society Innovative Smart Grid Technologies Conference, ISGT 2021　2021年2月16日

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    This paper proposes a novel concept and strategy to create resilient electric power and Information and commum-cation converged network infrastructure technologies based on overall optimization of autonomous decentralized cooperative control of DC microgrids.

  9. Generation of Sub-Nanosecond 586-nm Optical Pulses Based on the Synchronously Gain-Switched Laser Diodes with Optical Injection Locking

    Jui-Hung Hung, Yuan Gao, Hejie Yan, Kazuo Sato, Hirohito Yamada, Lung-Han Peng, Hiroyuki Yokoyama

    2019 Conference on Lasers and Electro-Optics Europe & European Quantum Electronics Conference (CLEO/Europe-EQEC)　2019年6月23日

  10. Two-Wavelength Tunable Laser Diode using a Quantum Dot SOA and a Silicon Photonic External Cavity

    Tomohiro Kita, Atsushi Matsumoto, Naokatsu Yamamoto, Manuel Mendez-Astudillo, Hirohito Yamada

    2018 IEEE International Semiconductor Laser Conference (ISLC)　2018年9月16日

  11. Optical Burst Pulse Generation from a Gain-Switched Laser Diode Through CW Laser Light Injection

    Jui-Hung Hung, He-Jie Yan, Kazuo Sato, Hirohito Yamada, Lung-Han Peng, Hiroyuki Yokoyama

    2018 Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR)　2018年7月29日

  12. Demonstration of 1-µm-band Si-Photonics-Based Quantum Dot Heterogeneous Tunable Laser

    A. Matsumoto, K. Akahane, T. Umezawa, N. Yamamoto, H. Yamada, T. Kita

    2018 Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO)　2018年5月13日

  13. Silicon photonic wavelength tunable laser diode with low loss direct heating phase shifter

    Tomohiro Kita, Yuto Chiba, Hirohito Yamada

    2017 IEEE 14th International Conference on Group IV Photonics (GFP)　2017年8月23日

  14. Silicon photonic wavelength-tunable lasers for high-capacity optical communication systems

    Tomohiro Kita, Hiroyuki Yamazaki, Naokatsu Yamamoto, Hirohito Yamada

    2017 Optical Fiber Communications Conference and Exhibition, OFC 2017 - Proceedings　2017年5月31日

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    Silicon photonic wavelength-tunable laser diodes consist of a wavelength-tunable filter with double silicon ring resonators and a compound semiconductor optical amplifier. Narrow spectral linewidth lasers for digital coherent optical communication systems and quantum dot heterogeneous laser diodes were demonstrated. The combination of silicon photonics and compound semiconductor technology leads to a breakthrough in the development of effective and compact integrated light sources for a wide range of application fields.

  15. Differential frequency tunable dual-mode heterogeneous QD laser with Si PIC

    A. Matsumoto, T. Umezawa, K. Akahane, N. Yamamoto, H. Yamada, T. Kita

    2017 Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO)　2017年4月14日

  16. Silicon Photonic Wavelength-Tunable Lasers for High-Capacity Optical Communication Systems 招待有り

    Tomohiro Kita, Hiroyuki Yamazaki, Naokatsu Yamamoto, Hirohito Yamada

    2017 OPTICAL FIBER COMMUNICATIONS CONFERENCE AND EXHIBITION (OFC)　2017年3月19日

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    Silicon photonic wavelength-tunable laser diodes consist of a wavelength-tunable filter with double silicon ring resonators and a compound semiconductor optical amplifier. Narrow spectral linewidth lasers for digital coherent optical communication systems and quantum dot heterogeneous laser diodes were demonstrated. The combination of silicon photonics and compound semiconductor technology leads to a breakthrough in the development of effective and compact integrated light sources for a wide range of application fields.

  17. Heterogeneous lasers with silicon photonic external cavity

    Tomohiro Kita, Shotaro Takei, Atsushi Matsumoto, Naokatsu Yamamoto, Hirohito Yamada

    Optics InfoBase Conference Papers　2017年

  18. Instability of Silicon Photonic Wavelength Tunable Laser Diodes due to the Nonlinear Optical Effect of Silicon

    Tomohiro Kita, Hirohito Yamada

    2016 INTERNATIONAL SEMICONDUCTOR LASER CONFERENCE (ISLC)　2016年9月12日

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    The silicon photonic wavelength tunable laser diode is a good candidate for the integrated light source of the digital coherent optical communication system. However, optical nonlinear effects easily occur due to the strong light confinement of Si photonic wire waveguides. The impact on laser operation caused by nonlinearity was discussed.

  19. Demonstration of silicon photonic hybrid ring-filter external cavity wavelength tunable lasers

    K. Sato, N. Kobayashi, M. Namiwaka, K. Yamamoto, S. Watanabe, T. Kita, H. Yamada, H. Yamazaki

    2015 European Conference on Optical Communication (ECOC)　2015年9月27日

  20. Wide-band Wavelength Tunable Laser Diode with Si Photonic Filter

    Tomohiro Kita, Rui Tang, Hirohito Yamada

    2014 24TH IEEE INTERNATIONAL SEMICONDUCTOR LASER CONFERENCE (ISLC 2014)　2014年9月7日

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    We investigated the wide-band wavelength tuning operation to increase the possibility of silicon photonic wavelength tunable laser diodes which is composed semiconductor optical amplifier and silicon photonic waveguide filter. The wide-band wavelength tuning operation of 94.1 nm was demonstrated.

  21. Wide-Band Wavelength Tunable Laser Diode with Si Photonic Filter

    Tomohiro Kita, Rui Tang, Hirohito Yamada

    2014 International Semiconductor Laser Conference　2014年9月7日

  22. Narrow Spectral Linewidth Si Photonic Wavelength Tunable Laser Diode for Digital Coherent Optical Communication

    Rui Tang, Tomohiro Kita, Hirohito Yamada

    2014 International Semiconductor Laser Conference　2014年9月7日

  23. Si photonic wavelength tunable laser diode with the phase shifter of longitudinal mode

    Tomohiro Kita, Rui Tang, Keita Nemoto, Hirohito Yamada

    11th International Conference on Group IV Photonics (GFP)　2014年8月27日

  24. Highly-stabilized operation of Si photonics wavelength tunable laser diode

    Tomohiro Kita, Keita Nemoto, Hirohito Yamada

    Extended abstract of Solid State Device and Materials　2013年9月

  25. Narrow spectral linewidth and high output power Si photonic wavelength tunable laser diode

    Tomohiro Kita, Keita Nemoto, Hirohito Yamada

    10th International Conference on Group IV Photonics　2013年8月28日

  26. Uniform characteristics of Si-wire waveguide devices fabricated on 300 mm SOI wafers by using ArF immersion lithography

    Yuichiro Tanushi, Tomohiro Kita, Munehiro Toyama, Miyoshi Seki, Keiji Koshino, Nobuyuki Yokoyama, Minoru Ohtsuka, Akinobu Sugiyama, Eiichi Ishitsuka, Tsukuru Sano, Tsuyoshi Horikawa, Hirohito Yamada

    10th International Conference on Group IV Photonics　2013年8月28日

  27. Si photonic wavelength tunable laser diode for digital coherent optical communication

    T. Kita, K. Nemoto, K. Watanabe, H. Yamazaki, H. Yamada

    2013 18th OptoElectronics and Communications Conference held jointly with 2013 International Conference on Photonics in Switching (OECC/PS)　2013年6月30日

  28. High-Q microdisk resonator having sub-wavelength grating on its sidewall

    Shohei Iijima, Yasuo Ohtera, Hirohito Yamada

    2013 Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEOPR)　2013年6月30日

  29. Resonantly confined modes in optical fibers with circularly aligned high-index rods

    Yasuo Ohtera, Haruka Hirose, Hirohito Yamada

    Progress In Electromagnetics Research Symposium 2013 Taipei(PIERS2013), Full Paper　2013年

  30. Narrow spectral linewidth wavelength tunable laser with Si photonic-wire waveguide ring resonators

    Keita Nemoto, Tomohiro Kita, Hirohito Yamada

    The 9th International Conference on Group IV Photonics (GFP)　2012年8月29日

  31. Theoretical analysis of vertical coupling optical I/O interface with reflectors

    奈良 匡樹, 北 智洋, 田主 裕一朗, 山田 博仁

    電気関係学会東北支部連合大会講演論文集　2012年

  32. Analysis of guided-mode resonant circular optical resonator with an access waveguide

    飯嶋 祥平, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電気関係学会東北支部連合大会講演論文集　2012年

  33. TiO<SUB>2</SUB> photonic crystal waveguide for nonlinear optical applications

    内島 晃司, 北 智洋, 山田 博仁

    電気関係学会東北支部連合大会講演論文集　2012年

  34. Non-invasive chemometric imaging of a biomedical target utilizing four-channel photonic crystal wavelength filters

    伊藤 覚, 大寺 康夫, 山田 博仁

    電気関係学会東北支部連合大会講演論文集　2012年

  35. Optical crossing by hybrid Si-wire/silica waveguides

    Younosuke Wakayama, Tomohiro Kita, Hirohito Yamada

    8th IEEE International Conference on Group IV Photonics　2011年9月14日

  36. Second and Third-Order Nonlinear Optical Effects in ZnO Channel Waveguides

    Tomohiro Kita, Edgar Yoshio, Morales Teraoka, Yoshitomo Okawachi, Atsushi Tsukazaki, Masashi Kawasaki, Alexander L. Gaeta, Hirohito Yamada

    CLEO:2011 - Laser Applications to Photonic Applications　2011年5月1日

  37. Wavelength Tunable Laser Diodes with Si-Wire Waveguide Ring Resonator Wavelength Filters

    Ken Suzuki, Tomohiro Kita, Hirohito Yamada

    SILICON PHOTONICS VI　2011年

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    We fabricated wavelength tunable laser diodes consisting of ring resonator wavelength filters with Si-wire waveguides. More than 45 nm wavelength tuning operation was obtained by about 100 mW heating power. We also measured spectral linewidth of the tunable laser, and observed about 200 kHz of spectral linewidth.

  38. Fabrication of ZnO channel waveguides for nonlinear optical applications

    Edgar Yoshio Morales Teraoka, Tomohiro Kita, Atsushi Tsukazaki, Masashi Kawasaki, Hirohito Yamada

    OXIDE-BASED MATERIALS AND DEVICES II　2011年

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    We present a fabrication procedure for ZnO channel waveguides intended for nonlinear optical applications. Ar ion milling was used to etch the single crystal thin film samples, and the effects of bias power, chamber pressure and Ar flow rate were investigated, finding optimal parameters for waveguide fabrication. The effect of sidewall roughness was estimated by comparing the results of cut-back measurements and an analytical model. We show an easy and effective method for the fabrication of ZnO channel waveguides.

  39. Photonic band-gap anomaly in SOI photonic-wire Bragg-grating filter

    Tomohiro Kita, Ryota Ishikawa, Hirohito Yamada

    7th IEEE International Conference on Group IV Photonics　2010年9月1日

  40. Practical integration method of active devices on SOI photonic integrated circuits

    Tomohiro Kita, Masahiro Abe, Yasuo Ohtera, Hirohito Yamada

    7th IEEE International Conference on Group IV Photonics　2010年9月1日

  41. 9-channel photonic crystal mosaic filters for near infra-red spectroscopic imaging

    D. Kurniatan, Y. Ohtera, H. Yamada

    2010 15TH OPTOELECTRONICS AND COMMUNICATIONS CONFERENCE (OECC)　2010年

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    Multi-channel wavelength filters utilizing multilayer-type photonic crystals (PhCs) for the near infrared (NIR) wavelength range are designed and fabricated. The PhC filters (PhCFs) were made by the autocloning method and consisted of a wavy multilayer stack of Si/SiO2. Each PhCF is designed to function as a long-wave passing type edge filter with a cut-off wavelength at NIR (1200-1450nm) wavelengths. The PhCFs are arranged in a mosaic pattern of the same dimensions as an InGaAs image sensor. We experimentally demonstrated the simultaneous acquisition of multi-wavelength images, and non-destructive estimation of a concentration of a specific liquid mixture.

  42. Experimental and numerical analysis study of 1-D photonic crystal in Si photonic-wire waveguides

    Tomohiro Kita, Hirohito Yamada

    SILICON PHOTONICS V　2010年

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    We have systematically studied Bragg Grating Filters in Si photonic-wire waveguides. Highly uniform samples have been fabricated in a specialized foundry service for Si photonics. The reflected wavelength has been controlled over an 180 nm range. By changing the design parameters we controlled the photonic band-gap to be between 6 to 16 nm. Thermal tuning of the reflected wavelength was also measured, resulting in a wavelength shift of more than 3 nm.

  43. Photonic Integration with Si-wire Waveguides for Photonic Networks

    Hirohito Yamada, Tao Chu

    PIERS 2009 BEIJING: PROGESS IN ELECTROMAGNETICS RESEARCH SYMPOSIUM, PROCEEDINGS I AND II　2009年

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    Micro-photonic devices with Si-wire waveguides were demonstrated for use in photonic networks. An optical ring resonator with the waveguides which has extremely small ring radius realized large free-spectral range. An optical add/drop multiplexer which is as small as 700-mu m-long attained 7nm wavelength tuning range with micro-heaters formed on the device. 1 x 4, 1 x 8 and 4 x 4 optical switches were also demonstrated with extremely compact sizes.

  44. A compact optical switch module with Si-wire waveguides

    Hirohito Yamada, Tao Chu, Makoto Tojo, Shigeru Nakamura, Masatoshi Tokushima, Yutaka Urino, Satomi Ishida, Yasuhiko Arakawa

    2007 4th IEEE International Conference on Group IV Photonics　2007年9月19日

  45. A compact optical switch module with Si-wire waveguides

    Hirohito Yamada, Tao Chu, Makoto Tojo, Shigeru Nakamura, Masatoshi Tokushima, Yutaka Urino, Satomi Ishida, Yasuhiko Arakawa

    2007 4th IEEE International Conference on Group IV Photonics　2007年9月19日

  46. Silicon photonic-wire waveguide devices - art. no. 647709 招待有り

    Tao Chu, Hirohito Yamada, Shigeru Nakamura, Makoto Tojo, Yutaka Urino, Satomi Ishida, Yasuhiko Arakawa

    Silicon Photonics II　2007年

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    Silicon photonic-wire waveguide is one of the most promising platforms in constructing compact optical devices, since the waveguide can be bent with a radius of less then several microns. Recently, we have demonstrated various optical devices based on silicon photonic-wire waveguides, which include a directional coupler, a tunable optical add-drop multiplexer, and some ultra-compact 1 x N optical switches. The optical coupling length of the directional coupler was just around 10 microns, due to its high coupling efficiency. The tunable optical add-drop multiplexer was constructed with Bragg grating waveguides. It was about 700-mu m-long, and was controlled through thermo-optic effect. The maximum center-wavelength shift of the tunable optical add-drop multiplexer was 6.6 nm, which was obtained at a tuning power of 0.82 W. The 1 x N optical switches were Mach-Zehnder interferometer types and were also thermally controlled. The 1 x 2 switch was compact with a footprint of 85 x 30 mu m(2). Its maximum extinction ratio exceeded 30 dB. The switching power and switching time was about 90 mW and 100 mu sec, respectively. The 1 x 4 optical switch was constructed based on the 1 x 2 switch. Its operation was successfully demonstrated. The 1 x 4 optical switch was believed to be the smallest switch in the world. A 1 x 8 optical switch was also demonstrated with its switching operations. Further, we are fabricating a compact packaged switch module with a size of 15 x 8 x 5 (height) mm(3), which includes a 1 x 4 optical switch and the input and output fiber couplers assembly.

  47. Si waveguide devices for optical communication

    Hirohito Yamada, Tao Chu, Shigeru Nakamura, Yutaka Urino, Satomi Ishida, Yasuhiko Arakawa

    2007 PACIFIC RIM CONFERENCE ON LASERS AND ELECTRO-OPTICS, VOLS 1-4　2007年

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    Extremely small wavelength tunable optical add-drop multiplexers and 1 x N thermo-optic switches were demonstrated with high-Delta Si-wire waveguides. These micro-photonic devices with Si-wire waveguides are attractive for constructing photonic integrated circuits for use in future photonic network systems.

  48. Integrated Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer (R-OADM) based on Silicon Nano-Photonic Waveguides

    Tao Chu, H. Yamada, A. Gomyo, Jun Ushida, S. Ishida, Y. Arakawa

    3rd IEEE International Conference on Group IV Photonics, 2006.　2006年9月13日

  49. Integrated photonic network node-chip with photonic crystals 国際会議

    H. Yamada, T. Chu, A. Gomyo, J. Ushida, S. Ishida, Y. Arakawa

    2006 Int. Conf. on Solid State Device and Materials (SSDM2006)　2006年9月

  50. The photonic crystal slab and Si-wire waveguide devices 国際会議

    H. Yamada, T. Chu, A. Gomyo, J. Ushida, M. Shirane, S. Ishida, Y. Arakawa

    Asia-Pacific Optical Communications (APOC2006)　2006年9月

  51. Optical add-drop multiplexer with hexagonal-hole lattice PC slab waveguides

    Akiko Gomyo, Jun Ushida, Masayuki Shirane, Hirohito Yamada, Tao Chu, Satomi Ishida, Yasuhiko Arakawa

    Optomechatronic Micro/Nano Devices and Components II　2006年

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    We report on a channel drop filter with a mode gap in the propagating mode of a photonic crystal slab that was fabricated on silicon on an insulator wafer. The results, simulated with the 3-dimensional finite-difference time-domain and plane-wave methods, demonstrated that an index-guiding mode for the line defect waveguide of a photonic crystal slab has a band gap at wave vector k = 0.5 for a mainly TM-like light-wave. The mode gap works as a distributed Bragg grating reflector that propagates the light-wave through the line defect waveguide, and can be used as an optical filter. The filter bandwidth was varied from 1-8 nm with an r/a (r: hole radius, a: lattice constant) variation around the wavelength range of 1550-1600 nm. We fabricated a Bragg reflector with a photonic crystal line-defect waveguide and Si-channel waveguides and by measuring the transmittance spectrum found that the Bragg reflector caused abrupt dips in transmittance. These experimental results are consistent with the results of the theoretical analysis described above. Utilizing the Bragg reflector, we fabricated channel dropping filters with photonic crystal slabs connected between channel waveguides and demonstrated their transmittance characteristics. They were highly drop efficient, with a flat-top drop-out spectrum at a wavelength of 1.56 mu m and a drop bandwidth of 5.8 nm. Results showed that an optical add-drop multiplexer with a 2-D photonic crystal will be available for application in WDM devices for photonic networks and for LSIs in the near future.

  52. Highly efficient OADM using mode gap with hexagonal lattice air-hole PC slab waveguides

    Akiko Gomyo, Jun Ushida, Tao Chu, Hirohito Yamada, Satomi Ishida, Yasuhiko Arakawa

    2006 IEEE LEOS ANNUAL MEETING CONFERENCE PROCEEDINGS, VOLS 1 AND 2　2006年

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    Channel-droping filters with photonic crystal slabs connected between channel waveguides were fabricated and demonstrated. They attained highly efficient flat-top drop-out spectrum at a wavelength of 1.56 mu m and a drop bandwidth of 5.8 nm.

  53. Optical switching in photonic crystal waveguide controlled by micro electro mechanical system

    S Iwamoto, M Tokushima, A Gomyo, H Yamada, A Higo, H Toshiyoshi, H Fujita, Y Arakawa

    2005 PACIFIC RIM CONFERENCE ON LASERS AND ELECTRO-OPTICS　2005年

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    We demonstrated WMS-controlled optical switching operation in photonic crystal waveguide. An extinction ratio of similar to 10 dB and a modulation frequency of similar to 500Hz were obtained at an applied voltage of 60 V.

  54. Reconfigurable optical add-drop multiplexer based on silicon nano-wire waveguides

    Tao Chu, Hirohito Yamada, Satomi Ishida, Yasuhiko Arakawa

    IET Conference Publications　2005年

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    A reconfigurable optical add-drop multiplexer with Bragg-grating-reflectors based on silicon nanowire waveguides was demonstrated by tuning the dropping wavelength through thermo-optic effect. The channel passband and the channel isolation were 1-nm and 18-dB, respectively.

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共同研究・競争的資金等の研究課題 4

  1. 自由空間型ユニタリ変換光回路のオンチップ集積化

    松田 信幸, 金森 義明, 山田 博仁

    2020年4月1日 ～ 2023年3月31日

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    昨年度，薄さ数μmのシリコン薄膜によるビームスプリッタを周期的に並べた自由空間型光干渉回路を設計するとともに，シリコン深掘りエッチングにより，その試作に成功した．光ファイバアレイを用いて回路の複数の入力ポートにレーザー光を入力し，出力ビームパターンから回路の干渉動作を確認した． 本年度は，引き続き光回路の動作検証を進めた．原子間力顕微鏡を用い，Si薄膜の表面（側面）状態，特に表面荒れを評価した．その結果，試料の表面粗さは当初設定した目標値を下回る水準にあることが分かった． 次いで，膜厚のばらつきを様々な膜厚の試料について走査型電子顕微鏡を用いて調査した結果，膜厚の製造誤差は極めて小さいことが判明した．そのため本研究で目指すランダムなユニタリ変換回路の実現にあたり，製造ばらつきによるビームスプリッタのばらつきを利用するのではなく，高い制御性とともに各ビームスプリッタの反射率・透過率を設定できることが分かった．また，設計段階で独自提案した，干渉特性を向上させるための薄膜位置オフセット法の有効性を実験的に確認した． 次いで素子を光回路として動作させるため，入力側と出力側の両方に光ファイバアレイを設置し，光の入出力特性を調べた．結果，出力側ファイバアレイに結合する光強度を，全てのポートについて同時に最大化できないことが分かった．この原因について詳細に調べたところ，Si薄膜側面に存在する角度1度以下の微小な傾斜が，各Si薄膜での干渉特性やビーム出力方向を変化させていることがわかった．この傾斜の改善は今後の課題である．なお，この調査過程で，深掘エッチングで実現することが困難な不規則な薄膜パターンを作製することのできるポストプロセス法を新たに見出した．

  2. 再帰的構造により創発的シンセシス機能をもつグリッドシステムの研究

    門 勇一, 岩月 勝美, 山田 博仁

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Kyoto Institute of Technology

    2016年7月19日 ～ 2019年3月31日

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    電力ネットワークに創発的シンセシス機能を導入することを目的に研究を推進した。具体的には3ポート電力ルータを開発し、この電力ルータに3ポート間の非干渉・リアルタイム電力フロー制御機能を実装した。この電力ルータをアクティブノードとしてDC電力ネットワークを構築し、以下の成果を得た。①異電圧ポート間の非干渉電力フロー制御法確立、② 3ポート電力ルータのスタンドアロン動作時の伝達関数モデル開発、③ 3ポート電力ルータの相互接続時の伝達関数モデル開発、④ ネットワークシステムのスマート・スタートアップ方式開発、⑤ 相互接続された電力ルータで構成した自律分散型ネットワークシステム全体の伝達関数モデル開発。

  3. Ｓｉ細線／石英系混成光導波路集積回路の研究

    山田 博仁, 大寺 康夫, 北 智洋, 田主 裕一朗

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2011年4月1日 ～ 2014年3月31日

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    シリコンや石英といった地球に豊富に存在する材料を用いて、光デバイスや光集積回路を実現する研究であり、特に、Siをコアとする極微細なSi細線光導波路と、一般的に広く用いられている石英系光導波路とを組み合わせた光集積回路を提案し、その可能性を理論および実験の両面から実証した。また、光回路に外部から光入出力を行うためのグレーティングカプラについて研究し、小型で低損失な光結合が可能な構造を導出した。さらに、レーザーダイオードなどを光回路上にチップ実装する方法についても検討し、実際にその方法を用いて波長可変レーザを実現した。

  4. 高密度光集積回路実現に向けた研究

    山田 博仁

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関：Tohoku University

    2007年 ～ 2009年

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    僅か数μmの曲率半径で曲げられるシリコンをコアとして用いる高屈折率差光閉じ込め導波路における光導波機構を解明し、その伝搬特性を解析し、従来のシリカ系光導波路との比較を行った。さらに、その光導波路を用いた各種光機能デバイスについて研究し、外部光学系との間の光入出力インターフェースや、光導波路基板上にLDなどの発光素子を搭載する方法についても検討し、高密度光集積回路実現のための碑を築いた。