量子光物性研究部
結合共振器光導波路(Coupled Resonator Optical Waveguide : CROW)はスローライト光媒体の有力候補として注目されている[1]。極めて遅い群速度(
vg)と低導波路伝搬損失とを両立するためには光共振器の光閉込能力の指標である
Ｑ値が極力高いことが望ましい。最近我々は、Ｓｉフォトニック結晶(PC)プラットフォーム上でそのようなCROWを極めて小さなフットプリント(共振器一個当たりおよそ3μm)にて実現できることを明らかにした。
図１(a)は電子線リソグラフィにより作製したPC-CROWの一例(共振器数:N =3)である。線欠陥幅変化型共振器[2]の採用により超高Ｑ化（単一共振器で1.2×106）を達成した[3]。CROWの透過スペクトルには鋭い共鳴ピークが明瞭に現れた(図１(b))。共鳴モードの分散関係は理論から予測されるCosine関数と良く符合し、共振器間隔LCCが格子定数420nmの7倍の場合、驚くべきことに
N=5〜60までほぼ同一の帯域幅（極めて小さい結合係数:
k 〜7×10-4）でフィッティングできた(図２)。そもそもPC-CROWとして６０個もの結合共振器を光が透過すること自体が初めての実現であり、超高Ｑ共振器採用の効果と言える。PC-CROWの分散はLCCにより制御可能で（図３）、今回実現された最小の
k (3.3×10-4)は真空中の光速度のおよそ5×10-3倍という極めて遅い導波路vgに対応する。
今回の結果は、フォトニック結晶ベースのCROWのスローライト光媒体への応用への可能性に希望を持てることを示したものである。
[1] A. Yariv, et al., Opt. Lett. 24
(1999) 711.
[2] E. Kuramochi, et al., Appl. Phys. Lett. 88 (2006) 041112.
[3] T. Tanabe, et al., Opt. Express. 15 (2007) 7826.
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