静電マイクロアクチユエータを用いたサブ波長格子可変力ラーフィルタ

摘要

本研究では、可変構造をもつサブ波長格子の周期構造をMEMS技術により作製し、導波モード共鳴を制御できるNEMS(Nano Electro Mechanical System)可変カラーフィルタを提案した。サブ波長格子はSOI(Silicon on Insulator)基板上に製作しBOX(Buried Oxide)層を犠牲層としてエッチングすることで中空構造とした。製作した周期900nm,格子幅500nmのNEMS可変カラーフィルタに駆動電圧20Vを印加することで構造色変化を確認した。さらに低電圧駆動を目指し、3本の電極を基本ユニットとして配置したNEMS可変カラーフィルタを作製した。この構造においては、駆動電圧として6.7Vを印加すると可視光領域である680nmの反射スぺクトルが34％滅少した。よって低電圧で可視光領域の反射スぺクトルに変化を与えることができる可変カラーフィルタを開発することに成功した。%We have proposed a NEMS (Nano Electro Mechanical Systems) tunable color filter using electrostatic microactuator which can control the guided-mode resonance by tuning periodic structure. The sub-wavelength gratings were fabricated using SOI (Silicon on Insulator) wafer. The free-standing nano periodic structure was successfully developed by wet sacrificial etching using buffered HF and supercritical CO_2 drying technique. Color tuning from yellow to green was obtained by drive voltage of 20 V. For low voltage driving, a color filter using another NEMS actuator with three pairs of electrode was also developed. We obtained the reflected light attenuation by 34 ％ at 680 nm wavelength with drive voltage of 6.7 V.