メタフォトニクス素子:導波路型光デバイスにおける透磁率制御の可能性

摘要

本研究は、従来の化合物半導体をベースとした導波路型光素子に、誘電率や透磁率の値を人工的に制御できる“メタマテリアル”の概念を融合することによって、新規デバイスの実現を目指している。本稿では、その布石として、InP系導波路素子に金属微細共振器アレイ（メタマテリアル）を導入したデバイスを作製した。結果、1.5μm帯域において明確な磁気共振（μ≠1）を観測することに成功した。%We demonstrated InP-based optical multi-mode interferometers (MMI) combined with metamaterials. The MMI operated at optical-communication wavelength, 1.5-um. The metamaterial consisted of minute split-ring resonators (SRRs) arrayed on the MMI. Magnetic resonance established between the SRR metamaterial and light at 1.5 um, and the relative permeability of the metamaterial increased to 2.4 around this wavelength. Our results show the feasibility of semiconductor-based photonic devices combined with metamaterials. This would be useful in the development of novel optical-communication devices.