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プロトンビーム描画による導波路型光スイッチの試作

Trial production of Mach-Zehnder type thermo-optic switch using proton beam writing

三浦 健太*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 江夏 昌志; 横山 彰人; 神谷 富裕; 平谷 雄二*; 桐生 弘武*; 小澤 優介*; 加田 渉*; 花泉 修*

Miura, Kenta*; Sato, Takahiro; Ishii, Yasuyuki; Koka, Masashi; Yokoyama, Akihito; Kamiya, Tomihiro; Hiratani, Yuji*; Kiryu, Hiromu*; Ozawa, Yusuke*; Kada, Wataru*; Hanaizumi, Osamu*

導波路型熱光スイッチの開発を目的として、プロトン(H$$^+$$)ビーム描画(Proton Beam Writing: PBW)を用いて、PMMA(Polymethylmethacrylate)にマッハツェンダー(Mach-Zehnder: MZ)型の光導波路(波長1.55$$mu$$m用)を直接描画し、これに位相変調用の薄膜ヒーターを付加した熱光スイッチを以下の4工程で製作した。(1)Si基板上に下部クラッド層としてSiO$$_2$$(15$$mu$$m厚)をスパッタリング法で成膜し、この上にPMMA層(10$$mu$$m厚)をスピンコート法で成膜した。(2)PMMA膜にH$$^+$$ビームを照射すると屈折率が向上して導波路となることを利用し、PBWで種々な幅の直線導波路を描画し、波長1.55$$mu$$mに対してシングルモードとなるコア幅を特定した。(3)このコア幅を持つ分岐角2$$^circ$$のMZ形状を描画し、この上にPMMAの上部クラッド層(10$$mu$$m厚)を成膜してMZ型導波路を製作した。(4)これを熱光学スイッチとするため、分岐した一方の導波路上にTi薄膜ヒーター及びこれに電流を供給するAl配線を蒸着法で製作した。以上の工程により開発したヒーター付きMZ型導波路の動作試験を行った結果、光の強弱を確認することができ、PBWを用いたMZ導波路型光スイッチの実現の可能性が示された。

no abstracts in English

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