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イオンビームによる光機能素子の作製

Fabrication of optical functional elements by ion beam

三浦 健太*; 菊地 秀輔*; 桐生 弘武*; 稲田 和紀*; 小澤 優介*; 花泉 修*; 山本 春也; 杉本 雅樹; 吉川 正人; 川口 和弘; 佐藤 隆博; 石井 保行; 江夏 昌志; 大久保 猛; 山崎 明義; 横山 彰人; 加田 渉; 神谷 富裕; 高野 勝昌*

Miura, Kenta*; Kikuchi, Shusuke*; Kiryu, Hiromu*; Inada, Kazuki*; Ozawa, Yusuke*; Hanaizumi, Osamu*; Yamamoto, Shunya; Sugimoto, Masaki; Yoshikawa, Masahito; Kawaguchi, Kazuhiro; Sato, Takahiro; Ishii, Yasuyuki; Koka, Masashi; Okubo, Takeru; Yamazaki, Akiyoshi; Yokoyama, Akihito; Kada, Wataru; Kamiya, Tomihiro; Takano, Katsuyoshi*

イオンビーム照射による発光デバイス及び光スイッチ等の光機能素子の形成技術の開発を行った。発光デバイスの開発では、これまでの成果からSiO$$_2$$部材にSi$$^+$$の注入と、その後の1200$$^circ$$C前後でのアニールにより青色発光することを見いだしており、本研究ではこの部材を用いてより低温のアニールで発光する部材の開発を目指した。Si$$^+$$とC$$^+$$の注入、及び大気中での700$$^circ$$C、25分間のアニールを行うことで、可視領域での発光を観測できた。さらに、Si$$^+$$及びC$$^+$$の注入量の比によって、発光ピーク波長がシフトすることも確認し、発光色を制御できる可能性も示した。一方、光スイッチの開発では、波長1.55$$mu$$m帯のマッハツェンダー(Mach-Zehnder: MZ)型光スイッチの実現を目指し、PMMAにプロトンビーム描画(Proton Beam Writing: PBW)技術で光導波路を描画することでMZ型導波路の製作を試みた。試料として、Si基板上に下部クラッド層のSiO$$_2$$膜(15$$mu$$m)及び光導波路製作層のPMMA膜(8$$mu$$m)を製作した。これに1.7MeV、1$$mu$$m$$phi$$のH$$^+$$ビームを用いてPBWにより8$$mu$$m幅の左右対称に対向したY分岐型の導波路を描画し、さらに、上部クラッド層としてこの照射後の試料にPMMAを10$$mu$$m厚で成膜した。製作した導波路に対して波長1.55$$mu$$mの光を通した結果、出射光が一つであることを確認し、MZ型光導波路として光波の分岐及び合流が行えることを示した。

no abstracts in English

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