フォトニック結晶

全反射の限界

光ファイバは全反射を利用していたが急に曲げるとかは出来ないという限界

フォトニック結晶

• 結晶は原子が周期的に並んでいるもの

  • 結晶中の電子のエネルギー状態は特定の構造:バンド構造

• 光子にバンド構造をもたせたのがフォトニック結晶

  • 光の波長サイズで屈折率が異なる物質を周期的に組み合わせた媒質
    • フォトニックバンドギャップ(PBG):光子エネルギーにバンド構造が形成
    • 光子エネルギーは波長に反比例するので光絶縁体(ある波長は入れない)
      • eg. 誘電体多層膜
      • FBG
      • は1次元構造なので結晶ではない

  つまり回折格子と同じ働き

フォトニック結晶の光導波路

クラッドに使うとコアで全反射して伝搬する

→ 全反射でない光導波路

回折で伝搬する

曲げられるので光配線を高密度化

広がる可能性

微小な光発振器

• 光のスピードを遅く出来るので増幅器を短く出来るので小型化

高効率発光素子

フォトニック結晶光ファイバ(PCF)

• 周期的なホールを持つ

• PBGで伝搬

• 全反射で光が伝播

• 広い波長帯域でのシングルモード化

• 大きなコア断面積

• 大きな波長分散, 複屈折

PCFはガラス

参考文献