多角形トロイド微小光共振器の開発

田邉研究室では，光を強く閉じ込めるシリカトロイド微小光共振器を多角形状で実現しました．等方性エッチング，異方性エッチング，レーザリフローを組み合わせることで構造を作製し，測定をおこなう段階まで進んでいます．

従来のシリカトロイド共振器は非常に性能が高い反面，円形状であるがゆえにテーパファイバとの結合効率の制御に乏しいという欠点がありました．今回開発した8角形状シリカトロイドは，結合長を長くとれるため安定した結合効率が期待でき，なおかつ角部分がスムースなため性能も高く保たれます．シリカトロイド共振器を用いた，光周波数コムや微粒子検出などのアプリケーションを実用化する上で安定な結合というのは重要な要素です．

本成果では，(1)シリコン犠牲層エッチングとして異方性エッチャントであるKOH(水酸化カリウム)を採用し，かつ等方性エッチングと組み合わせることで構造を作製しました(図1)．FDTD法による解析を実施し，Q = 8.8×106を得ました．さらに結合に関して，辺部分と角部分を使い分けることでも結合効率を制御することが可能なこともわかりました(図2)．

本研究の一部は戦略的情報通信研究開発推進制度(SCOPE) の委託研究として実施されました．また，東レ科学技術研究助成，慶應義塾大学次世代研究プロジェクト推進プログラムの支援を受けました．