研究テーマ

以下に研究テーマの例を示します.詳細は研究室に来て実際に実験装置を見ながら説明を聞いてください!

光周波数コムは2005年にノーベル物理学賞を受賞した技術ですが,その装置は巨大でした.我々は,それをシリコンなどのチップに集積することを目指しています.光周波数コム光源を小型集積可能にすれば,科学研究から工業応用まで,多くの展開が拓けます.自動運転に必要不可欠なLiDARの開発.Tb/sを超える伝送容量を持つ大容量光通信用光源.人工衛星への搭載による量子暗号通信の実現.超高速な光パルス列を利用した高速で高機能な光アブレーション加工.天体望遠鏡へ組み込むことによる天体観測応用環境センサ応用が期待される高速な分子分光応用などです.このように多くの応用が期待される注目のレーザ光源です.

超大容量光信号処理時代に向けて

微小光共振器による光周波数コムの開発

フォトニック結晶をはじめとするナノフォトニクス素子の性能限界はナノ加工プロセス技術の精度が決めています.その限界を超えることはできないのでしょうか?構造に揺らぎがあるフォトニック結晶では,光がランダムに局在する「光のアンダーソン局在」という現象がみられることが知られています.そこで,我々は構造のランダム性を,逆に,積極的に活用することで,素子の性能を向上させようとしています.そのためには,データ処理にAI技術を取り入れます.局在パタンをソフトウェアで学習させることで未知の応答を高度に予想できれば,性能向上が図れます.この一つ応用例として,高性能な分光器の開発を目指しています.従来の分光器は高価で大きいので限られた用途にしか用いられていませんが,小型で安価に作製できれば,スマートフォンに組み込むことも可能となり,セキュリティー強化技術に用いることができるのではないかと期待しています.

ニューラルネットワークを用いたナノフォトニクス素子の高性能化へ向けて

超小型分光器の開発

微小光共振器利得を持たせ,さらにカーボンナノチューブを堆積させて超高繰り返しな光パルスレーザ光源を開発します.そのためにゾルゲル法と呼ばれる化学的なプロセスを用いて,エルビウム添加ガラスをシリコン基板上に形成し微小光共振器を作ることで,微小なレーザを実現しました.現在はパルスレーザ化に必要な設計パラメータの導出,パルス化に必要不可欠となるカーボンナノチューブの堆積手法の開発を進めています.開発するモードロックレーザは出力の光パルス列の繰り返し周波数が100GHzを優に超えることが期待されるので,炭素繊維強化プラスチックなどの新素材の加工に威力を発揮する,高速なレーザ加工応用が期待できます.

超小型なレーザが拓く世界

フォトニック結晶を用いるとシリコンチップ上に光集積回路を実現できます.これまで,シリコンフォトニック結晶を用いて,高い性能の微小光共振器の開発,全光スイッチ,電気光変調器,光検出器や,光分波器など光回路に次要となる要素素子の開発を次々と進めてきました.

光集積回路による究極的な省エネ実現に向けて

微小光共振器を用いると光をとどめておくことができるので,わずかな誘電率や吸収の変化を高感度に検出することできます.すなわち,究極的に高感度な光センサを実現することができます.我々は本当に使えるセンサの開発を目指して,pHセンサや水素センサの開発を進めています.

使えるセンサー技術を目指して

共同研究を積極的に進めています

研究テーマ一覧

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