光スロットアンテナによる5層対称構造ブラズモニック導波路への光結合

摘要

Surface plasmon polaritons (SPPs) can be localized into nanometer scale regions beyond the limitation of the diffraction theory. SPPs enable us to develop new ultra-fast ultra-small photonic functional devices by introducing interactions by use of an electro-optic (EO) effect or nonlinear optic effect. Various SPP waveguides and SPP passive circuits have been proposed and several experimental results have been reported. However, there are few reports for studies on EO plasmonic functional devices. This might come from the difficulties with the selective excitation of SPP modes and with the separation of SPP signals from background lights. In this report, we propose Au-LiNbO_3 symmetric SPP waveguides for new EO plasmonic devices. It is composed of two LiNbO_3 films sandwiched by three Au films. Slot-antenna arrays are also fabricated on either or both the top/bottom Au film for selective coupling to a SPP mode with a high contrast. In this report, the device analysis, design, fabrication and basic experimental results for light coupling are presented.%表面プラズモンポラリトン（Surface Plasmon Polariton ： SPP)は，ナノサイズの領域に局在することができる，回折限界を超える光である.これを電気光学効果や非鐮形光学効果を用いて制御すれば，超高速超小型光機能デバイスの実現が期待できる.これまでに，SPPを利用したいくつかの光導波路や受動光回路が報告されているが，光スイツチや光変調器などの光機能デバイス•能動光回路の提案はほとんどない.この一因としては，これまでに用いられてきた光回路の構成ではSPPと通常光との選択的な結合・制御が難しいことが考えられる.我々は，光スロットアンテナを用いることで，自由空間光によるSPPの選択的な励起・結合が可能なアンテナ結合SPP導波路の検討を進めている.本癸表では，AuとLiNbO_3を用いて試作した5層対,造SPP導波路と，光スロットアンテナアレイによる結合実験ついて報告する.光スロットアンテナによって，SPPモードを選択的に励振・結合することが期待できる.