Summary
フォトニック結晶スローライト導波路と空洞の使用は、広く多くの異なるアプリケーションでフォトニクスコミュニティによって採用されています。したがって、これらのデバイスの作製および特性は非常に興味深いです。干渉計（導波路）と共鳴散乱（キャビティ）：本論文では、すなわち私たちの製造技術と二つの光学特性評価方法を概説します。
Abstract
遅い光は、ビューの基本的なポイントから、実用化のために、そのかなりの可能性の両方の偉大な関心を集め、過去10年間でフォトニクスコミュニティでホットな話題の一つとなっている。主要な役割を果たしていると正常に光信号1-4と5-7と両方の線形、非線形デバイスの強化を遅らせるために使用されてきた、特に、光フォトニック結晶導波路を遅らせる。8月11日
フォトニック結晶キャビティが遅い光導波路と同様の効果を達成しますが、帯域幅が減少以上。これらの空洞は高Q-factor/volume比を提供し、光学的に12の実現に向けて、電気的に13は超低閾値レーザと非線形効果の増強を汲み上げ、さらに14-16、受動フィルタ17および変調器18から19まで実証されている、超狭線幅、高い自由スペクトルRを展示低エネルギー消費のアンジュとレコードの値。
これらのエキサイティングな結果を達成するために、堅牢な再現性のある製造プロトコルが開発されなければならない。本稿では、フォトニック結晶パターンの定義については、電子ビームリソグラフィを採用しており、ウェットとドライエッチング技術を使用して私達の製造プロトコルを詳細に見てみましょう。垂直に苦しむしないフォトニック結晶における当社の最適な製造レシピの結果が非対称と非常に良好なエッジ内壁粗さを示す。我々は、同様の問題を特定し、排除するために撮影することができ、診断経路につながる、エッチングパラメータおよびそれらがデバイス上に持つことができる有害な影響を変化させた結果を議論する。
スローライト導波路を評価するための鍵は、送信と群屈折率スペクトルの受動的特性です。様々な方法が最も顕著なの透過スペクトル20から21のファブリペロー干渉縞を解決して、報告されているD干渉技術。ここ22から25まで 、我々は、フーリエ変換分析とスペクトル干渉法を組み合わせた直接、ブロードバンド測定技術について説明します。我々は必要とせずに、アクセス導波路と裸のフォトニック結晶を特徴づけることができるように26我々の手法は、そのシンプルさとパワーのために際立っているオンチップの干渉成分、およびセットアップのための部分のみと遅延スキャンを移動するための必要とせず、マッハツェンダー干渉計で構成されています。
それによって歪めフォトニック結晶キャビティ、キャビティ自体のパフォーマンスに直接影響キャビティ27に結合された内部または外部ソース21導波路を含む技術、測定を特徴付けるとき。ここでは、交差偏波プローブビームを利用して、プローブが平面外の客観を通じてキャビティに結合され、共鳴散乱（RS）として知られている小説と非侵入型の手法を説明します。テクニックは最初demonstraだっテッドマカッら28により、さらにガリらによって開発された29
Protocol
免責事項：以下のプロトコルは、フォトニック結晶導波路と空洞の製作と特性評価技術をカバーする一般的なプロセスフローを提供します。プロセスフローは、我々の研究室で利用可能な特定の機器用に最適化されており、他の試薬や機器が使用されている場合はパラメータが異なる場合があります。
1。試料調製
- サンプル裂は - シリコン·オン·インシュレータ（SOI）ウェハを取ると、シリコン表面の端から約1〜2 mmの線に傷を付け、ダイヤモンドスクライブを使用し、スクラッチ、ウェハの縁の上に延びていることが保証されます。直線エッジに傷の位置を合わせます（ 例えば顕微鏡スライドのもの）とスクラッチの両側にあっても肯定的な圧力をかける：スクラッチの場所で結晶面に沿ってウェハが意志を切断。チップ全体を定義するには、この手順を繰り返します。
- サンプルクリーニング - ピンセットを使用して注意アセトンに試料を置き、ndは1〜2分間超音波浴で洗浄してください。アセトンからサンプルを取り出し、注意イソプロパノール（30秒）（アセトン、イソプロパノールの両方が可燃性である：十分な換気を使用して、すべての発火源を避ける）を使用したサンプルから、残っているアセトンをすすぎます。クリーンドライ窒素銃を使用してサンプルを乾燥させてください。
- レジストのスピン - スピンコーターにサンプルを置きます。敏感ピペット電子が試料に注意ZEP520Aを（ZEP520Aは可燃性であり、皮膚や目に吸入や接触による有害避けるべきである）レジスト - エッジ上を流れる抵抗することなく、試料を完全にカバーするために抵抗する十分な使用。約を与えるようにサンプルをスピン。 10分間180℃でホットプレート上で350 nmの厚膜と焼く。我々は、この厚さは、（後述参照）の解像度とエッチング耐性のバランスを最適な厚さであることがわかった。
2。パターン定義
- デザイン - 適切なソフトウェアを使用しては、必要なフォトニック結晶パターンをシミュレートします。無感覚MITの電磁式伝播（MEEP）、全波（RSoft）、MITのフォトニックバンド（MPB）：有用なソフトウェアパッケージのERは含むがこれらに限定されなく、用意されています。
- パターン生成-暴露ファイル（一般的にはGDSフォーマット）と近接誤差適切なソフトウェアを使用して修正を作成する30。
- パターン露光 - 電子ビームリソグラフィーシステム（LEO：1530 / Raith Elphy）のチャンバ内にサンプルをロードして、ポンプダウン。一度真空が達成された、EHT電源に切り替えると30 kVに設定してください。サンプルステージとチャンバは平衡温度に達するように1時間この状態でシステムのままにしておきます。あなたの特定の電子ビームリソグラフィシステムのユーザーマニュアルに示されているように露出を設定します。適切な基本的なステップサイズ（ 例えば、2 nm）を（これはシステムが公開できる最小の画素サイズである）、少なくとも1 msのセトリング時間（使用したサンプルを公開し、このシステムはビームを移動させ、露光の間に待機時間であるパターンの特定の部分）、そして55μAcm-2の面積線量。
- サンプル開発 - 23℃の温度で注意キシレン（キシレンは離れた点火源から換気の良い場所での可燃性及び毒性の高い仕事の両方であり、皮膚や目への接触を避ける）を使用して℃で45秒間のサンプルを開発しています。イソプロパノールでリンスします。
3。パッテン転送
- RIEチャンバークリーニング - アルゴンと200sccmの水素の流量を設定します。 1のチャンバ圧力×10 -1ミリバールを達成するために、バタフライバルブを介して、ポンプダウンスロットル。 、100WのRF電力を設定するプラズマを点火し、少なくとも10分間実行する - 約700 VのDCバイアスが観察されるべきである。アルゴン/ H 2プラズマをオフに切り替えた後、チャンバは、約1分間ポンプすることができます。 200sccmでチャンバ内に酸素の流量を設定して、再度1×10 -1 mbarにチャンバ圧力を減速し。第2のプラズマを点火100 Wのパワーで酸素と5分間実行します。これらの手順の後、チャンバーは以前のドライエッチングから、このようなポリマー残渣などの汚染物質が、無料となります。私たちは最大の再現性を確保するためにエッチングレシピ内のすべての変更の前に、この手順を実行します。この手順は、平行平板で構成されて我々のシステムは、カソードロードされ、RIEのために最適化され、直径がメインチャンバ12インチとスロットルバルブと接続されているターボ分子ポンプの両方を持つ12インチポートを含む高さは14インチで。
- フォトニック結晶のエッチングは- RIEの主室にサンプルをロードして、チャンバーは水蒸気の自由であることを確認する<3×10 -6 mbarの背景圧力にシステムをポンプダウン。プレコンディショニングによるエッチングガス（すなわち、CHF 3とSF 6）のチャンバーをエッチを開始：100sccmの（ つまり 1:1のガス比を設定）に両方のガスの流量を設定し、スロットルを使用してチャンバーをもたらす5×10への圧力
- 残り除去するクリーニングサンプル電子感光性レジスト - ドライエッチングした後、アセトン、続いて1〜2分間超音波撹拌しながら注意で1165リムーバー（1165年には可燃性で、目に炎症を引き起こすことができ、鼻、気道）を洗浄することによってサンプルを清掃と（ステップ1.2）上記のようにイソプロパノール。
- 膜分離 - スピンコートUV敏感な写真が付いているサンプルは注意Microposit S1818 G2（S1818 G2は、鼻や気道可燃性の両方であり、目に刺激を与えて）（ステップ1.3を参照）レジスト。 appropriatを使用して電子フォトマスクは、UVマスクアライナを用いたフォトニック結晶パターンの上にレジスト内のウィンドウを定義します。約30〜45秒間のサンプルを公開します。 secは、脱イオン水ですすぎ、その後、30から45のために注意Microposit開発MF-319（MF-319はアルカリ性の液体であり、目や鼻、気道に炎症を引き起こす場合がある）でレジストを開発します。脱イオンへの注意1時05フッ化水素酸（1.1499グラム/ mlの48から51パーセントのHF（）処理は、HFの定格フル個人用保護具を使用するときにHFは、非常に腐食性があり、容易に組織を破壊する）の混合物でプラスチックビーカーを準備水。安全上の理由のみプラスチックビーカー、ピンセットフッ化水素酸を用いて使用されるべきであることに注意してください。 15分間、フッ化水素酸混合物に沈めサンプルを。エッチング後、脱イオン水で十分にサンプルをすすいでください。この段階から、超音波攪拌を使用することはできません以降 - 残りのフォトレジスト（ステップ1.2を参照）、アセトンとイソプロパノールを使用して削除します。サンプルを確保するためにできるだけきれいですが、注意ピラニア溶液（ピラニア溶液は爆発の可能性、非常にエネルギッシュであり、取り扱いが完全な個人用保護具を使用する有機材料を、攻撃する）（3:1注意硫酸（硫酸ですすぎながらアセトン、イソプロパノール洗浄に従うハンドリングは個人用保護具を使用し、蒸気またはミストの吸入を避けるときに酸が5分間）（取り扱いは個人用保護具を使用するときに過酸化水素が、皮膚や眼への接触の場合には非常に危険です）過酸化水素を注意すること）、腐食性及び毒性が非常に強い、その後、脱イオン水、アセトン、イソプロパノールでサンプルをすすいでください。安全上の理由のみガラスビーカー、金属ピンセットピラニア溶液を使用することに注意してください。ピラニア溶液はアセトンまたはイソプロパノールとの接触で爆発することができるように、それはこれらの試薬から離れて取り扱う必要があります。
- ファセット劈開 - フォトニック結晶スローライト導波路を準備する場合は、サンプルがファセット劈開を必要とします。薙ぎ払いのSA手順1.1で概説したように、できるだけそのような小さな傷を除いて、同じ手順に従うことによってmpleを使用する必要があります。 〜700μmの厚さの基板とSOIチップを確実に4〜5ミリメートル長いサンプルにダウンして切断することができる。
4。フォトニック結晶スローライト導波路の特性評価
- セットアップの前準備 - 注意広帯域増幅自然放出（ASE）は、光源（目に見えない赤外線放射：可能であれば、ビーム経路をカバーする、不要な高出力を避ける）の出力を接続して3 dBのファイバスプリッタにし、各出力を使用図9に示すように、自由空間マッハツェンダーinterferometeter計（MZI）、の二つの腕の中に光を結合する。ファイバから出力された光を平行光にする非球面レンズを使用しています。干渉計のアームのいずれかで、カップルにサンプルチップの内と外光ビームを二つの追加の非球面レンズを使用しています。 TE-分極ガーゼにサンプルアームに偏光ビームスプリッタ（PBS）を配置tはサンプルを入力する。それらが再結合する第二3デシベル繊維スプリッタ、に戻って両腕からカップルにコリメートされた出力光を非球面レンズを使用しています。赤外線検出器への出力の一方を接続し、サンプルへの光結合を最大限にするために、検出器の測定値を使用し、光スペクトラム·アナライザ（OSA）に他の出力を接続します。ときに試料の存在下でMZIの両腕はほぼ同じ光路長を持つ必要があります。MZIの2の腕の中で繊維ができるようにするには、同じ呼び長さを持っており、基準アームの調整可能な遅延段が含まれていることを確認してくださいその長さの微調整のために。サンプルアームでは、試料中に最高のカップリングを得るために、XYZ精密ステージ上に非球面レンズをマウントします。
- 基準アームの長さを調整する-カップルの光ビームをブランク（フォトニック結晶をせずに）、リッジ導波路へのwi（同じタイプのアクセスは、そのフォトニック結晶内部に送り光導波路として）サンプルアームで同じチップを薄く。 OSAで連続スキャンを実行し、測定された波長スペクトルを観察します。 MZIの両腕はほぼ同じ光路長、建設的かつ破壊的な干渉に起因するスペクトルの展示縞を持っている場合、MZIの腕は非常に異なる光路長を（>〜CM）がある場合は、これらの縞は表示されません。フリンジ間隔は、2つのアーム間の光路長差に反比例します。基準アームを短くするとOSAで縞を観察するために遅延ステージを移動し、彼らがより密（まばら）になった場合、基準アームは、サンプルアームよりも（長く）短くなっています。基準アームがサンプルアームおよび10 nmの波長範囲で約5〜10縞の縞間隔の結果（ 図10aを参照）よりも短いことを確認するために、遅延段を設定します。最後に、最大遅延を提供するデバイスでは、この最適化を実行した後、測定を通して固定遅延を保つサンプル全体の。
- 干渉スペクトルに1スキャンと別々に二本の腕（他のアームを遮断することによって得られる）のそれぞれに1つずつスキャン： - キャリブレーションの実行にはまだ空白導波路上に整列され、OSA上の3つのスキャンを実行します。 0.05から0.1 nmの解像度を使用します。各測定スペクトルを記録します。
- 遅い光データ取得 - 実行とチップ上の各フォトニック結晶導波路のためのステップ4.3のように3つのスペクトルを記録します。
- フーリエデータ解析 - 干渉スペクトル（インターフェログラム）I（ω）は数学的に次式で表される。
I（ω）= S（ω）+ R（ω）+ SQRT [S（ω）は、R（ω）] {EXP [Iφ（ω） - iωτ] + CC}、
ここで、S（ω）とR（ω）はそれぞれ、試料と基準アームから分離して測定スペクトル密度である。遅延τは基準アーム内の遅延段の位置で設定されています。フォトニック結晶導波路の分散については、相に含まれています我々が測定したデータから抽出する必要があります用語。
唯一の干渉項を分離するために、インターフェログラムから非干渉背景S（ω）+ R（ω）を減算します。任期はsqrt（SR）はexp [I（Φ-ωτ）]とその複素共役は、tを中心としたピークに対応する=τとt =-τ、それぞれ：フーリエ干渉用語の変換を計算する数値的に二つの用語のいずれかをフィルタリングし、周波数領域に戻って変換します。 ωτΔτ グラム 、両群間の群遅延の差を得ることがωに関して得られたデータの-位相Φ（ω）を区別しています。 V G群速度と群屈折率n G = C / V gは 、次式で与えられます。
N G =（Δτ グラム PHC - Δτ グラム CAL）C / L + nの校正 、
Δτ グラム CALは frを撮影し、キャリブレーションデータから得られた場合OMブランク導波路、Lはフォトニック結晶導波路の長さであり、n = 2.7 calは 、参照リッジ導波路の実効屈折率である。セットアップのさまざまな光学素子からの遅れへの寄与は、キャリブレーションを実行する際に考慮されるため、このステップで減算されます。
- 透過率曲線は - 空白導波路のそれにフォトニック結晶導波路のサンプルスペクトルを正規化することによって透過率曲線を計算します。
5。フォトニック結晶共振器の特性評価
- セットアップ- RSの設定（ 図14）の調製が含まれています：偏光ビームスプリッタに交換素子のスイッチング、入力アームに偏光板を挿入するだけでなく、出力アームでアナライザ、プローブアームに鏡を反転近赤外光源の使用を可能にするために、サンプルを照らすことができる。軸に対して45°の方向に垂直に試料をマウントxyzのサンプルに焦点が合っているとキャビティが図15（左）のように、カメラで見ることができるように、ミクロブロックをマイクロブロックと調整駆動される差の偏光板（ 図18）。増幅自然放出光（ASE）源を用いて、キャビティ図15（右）の中心にビームを合わせます。照明ミラーを離れて反転し、出力アームは分光計（添付アレイ検出器付きモノクロ）を入力することができます。空洞のピークを同定するために、解像度を低〜中程度との幅広いスキャンを開始します。 1nmの精度でASEスキャン（ 図16a）の共振の粗い波長を得る。それは注意波長可変レーザ光 源（TLS）（ 図16b）（：可能であれば、ビーム経路をカバーする、不要な高出力を回避する目に見えない赤外線放射）と広いスキャンを取得することも可能です。一つは、解像度がするために最高値に設定されていることを注意しなければならないすべてのピークの線幅をサンプリングします。
- 同定されたピークで高解像度のスキャンを実行する - 入力アームにTLSを接続し、mWのレベルにビームを減衰させる。出力アームは光検出器によって収集することを可能にし、以前に見つかった共鳴波長を中心とする2 nmの範囲の午後1時の分解能で連続掃引スキャンを設定することにより、高解像度のスキャンの準備をします。 SNRが最大化されるまで、マイクロブロックのxyzの位置を変更して再実行してスキャン：このステップの重要性は、ローレンツ形状共鳴を得ることを目的とし、信号対雑音比（SNR）を改善することである代表的な結果セクションで示されているようになっており、ライン形状は、ローレンツのそれに近い。
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Discussion
試料作製
電子ビームレジストの我々の選択（ すなわち ZEP 520A）が同時に高解像度とエッチング耐性に起因します。私たちは、ZEP 520Aはオーバーヘッド実験室灯から発せられる紫外線の影響を受ける可能性があると信じています。など、我々は別の研究室からそれらを移動させながら、紫外線不透明な容器にスピンコーティングしたサンプルを置くことをお勧めします。
我々はロード後に少なくとも一時間のために解決する電子ビーム描画装置を許すと、書き込み時にミスアライメントエラーを減少させることを発見したサンプルを公開する前に、フォトニック結晶パターンを定義することに移る - これは、試料ステージのため、真空チャンバではありませんすぐにロードした後、同じ温度である。アクセス波路と一緒にフォトニック結晶パターンは、チャンバに対して、ステージの小さなドリフトを書くために数時間かかることがありますように（でも、フォトニック結晶の穴あたりわずかナノメートル）の符号が結果フォトニック結晶の公差に関してificantステッチ、おそらくパターンの歪みエラー。このエラーは、1暴露から別のものに、本 質的にランダムですが、100nm /分（絶対位置誤差）になることができます、しかし、相対的な位置誤差、1フォトニック結晶の穴の間に別のすなわち 、ナノメートルのオーダーになることができますこれらはさらにパターンが書き込まれる速度を大きくすることで低減することができます。のようなシステムは最初のサンプルをロードした後に決済できるようにすることで、これらの問題は、さらに、（完全に削除されることはありませんが）否定することができます言及した。
エッチアルゴン/ H 2プラズマ（イオン衝撃を介して金属とシリコンの汚染物質を除去するために使用される）プロトコルのセクション3.1で説明されたエッチO 2プラズマ（ポリマーの除去とプラズマアッシングによる有機残留物に使用される）に続いて、クリーニングの養生法を定義するフォトニックCRをエッチングするときのRIEチャンバー内の汚染を制御するために開発されたystals - RIEがためだけに使用されない場合は、このクリーニングはRIEチャンバーの洗浄、フォトニック結晶デバイスの製造で最も重要なステップの一つであると当社が、考えられているが、特に、当社のケースで再現信頼性の高い製造に非常に重要ですシリコンのエッチング。アルゴン/ H 2プラズマは青灰色の色（汚染されたチャンバーを示す）からピンク色（チャンバーは、汚染物質が含まれていないことを示す）に変更することが見られ、10分間のプラズマは、通常は十分です。 O 2プラズマは、プロセスの開始（ すなわちアルゴン/ H 2プラズマの色）でチャンバーの清浄度に応じて、さらに5〜10分間行われる。前の方式が決定的に証明されていませんが、我々はプラズマの色が室内の清浄のための有用な指標を証明することがわかります。我々はまた、プレコンディショニングすることで、より信頼性の高いプロセスで10分間の結果を得るためにシリコンエッチングガスによるエッチングチャンバを発見した - 私たちは信じていますこれは安定化し、事前条件期間中にチャンバ壁に吸着されたエッチングガス流量に起因することができます。
フッ化水素酸を用いて、膜を作成するために、サンプルをアンダーエッチングすると、アクセス波路を保護する必要があります。フッ化水素酸は、アクセス波路に接触した場合、それは今ではエッチングされたトレンチ（導波管のいずれかの側）とアンダーエッチングマイクロメートルの何百ものアクセス波路を貫通している。極端な例では、アクセス導波路は、役に立たない完全なチップをレンダリングによるストレスに曲げると破損することがあります。フッ化水素酸が等方性エッチング液であるため、エッチング時間は、シリコン層に固有応力の放出による曲げて膜を引き起こしてから横エッチング（フォトニック結晶導波路に垂直）を防ぐために制御されなければならない。極端なケースでは、過度のアンダーエッチングはまた、膜が崩壊する可能性があります。
最後に、クリーンの作成フォトニック結晶導波路への光の自由空間結合のためのファセットは、極めて困難である。傷/慎重に切断した場合、シリコンは本質的に良い面を（我々の経験では、このようなファセット研磨などの技術が必要とされない）を形成する結晶面に追従します。悪い面は、各ファセットに大きな結合損失を引き起こす可能性があります。我々は重要なサンプルで動作するようにしようとする前に切断する技術を完成をお勧めします。それは、かつては良い劈開はファセットが損傷していないことを達成されていることも同様に不可欠である：サンプルのみ波路（チップの端面側で IEではない）に平行な2辺を使って持ち上げなければならない。 2〜3ミリメートルへのサンプルの長さダウンは確実に〜700μmの厚いSOIチップの切断手動で達成することができる。小さいサンプルについては、我々は、基板を薄く提案したり、異なる劈開技法を使用しています。
このホワイト·ペーパーで説明プロトコルは、SOI、ファブリカ背後にある一般的な原則のために最適化されていますがる方法はエッチングツール、エッチケミストリとマスク材料のシリコンを慎重に検討から変更したときはもちろん、他の半導体へのデバイスの作製にも有効で作られる必要があるでしょう。
この紙の製造プロトコルは1550 nmの動作中心波長をターゲットデバイス用に最適化されて、しかしデバイスはまた、本稿で提案のものに基づいて製造·プロトコルを使用してMidIR（2.7から3.5μm）の政権のために準備されている。
遅い光グループインデックス測定
遅い光を測定するためのキーパラメータとしてグループインデックスの意義は、一般的にフォトニック結晶導波路の分散を記述するために使用される分散図やバンド構造ω（k）から由来する。34は分散曲線の局所的な傾き∂ω/∂ kは群速度v グラム 、 すなわち少なくともelectromagneti速度に対応Cエネルギーは等価グループインデックスn グラム = C / V gによって記述することができる導波路を通過します。高い値は、通常、遅い光領域における内に収まるように考えられているのに対し、約5 ngの値は、高速光レジームに対応しています。
任意の動きや振動がインターフェログラム取得の品質を損なうパスの長さを変更するように遅い光MZI型セットアップを構築するとき、それは、干渉計の2つのアームの全ての繊維がしっかり光学テーブルに結びついていることを確認することが重要です。同じ理由で、インターフェログラムのスキャンが迅速に行われるべきである、または位相の変動は、当社グループのインデックスデータの不要な振動が発生します。 MZIの両腕はまた文献26のように、完全に繊維を避けるために、自由空間で完全に実現することができる：自由空間MZIは、より安定したが、整列させることも難しくなります。
に応じて縞は非常に緊密に収束するとき、解像度セットとファブリペロー干渉縞の強度は、群屈折率の決定は大きな不確実性の影響を受けています。エンジニアリングの g> 100最大nまで、プロトコールのステップ4.2で詳述したように、当初は4月10日fringes/10 nmを与えるために、遅延の段階を設定し、長さが相対的に高いグループインデックスを持つ30から100μmのフォトニック結晶導波路に適しています遅い光導波路35（ 図12を参照）。バンドエッジ遅い光は、測定可能な最大グループのインデックスが高い伝搬損失のため、同じ長さのために低くなる傾向がある。
〜4 fringes/10 nmのフリンジ間隔で、我々は確実に300μmの長い組み換え波路（ 図13）においてもほぼ100にグループインデックスを測定することができます。長い導波路は、縞は非常に迅速に非常に密になる、とOSAの分解能は最大測定グループインデックスが制限されます。ただし、FORA固定解像度とフリンジ間隔、最大測定可能なグループインデックスは、導波管の長さが直線的な比例関係にはありません、また、伝搬損失分散によって影響を及ぼされるかもしれません。非常に長い導波管のために、私たちはその隣の群屈折率測定のための具体的に同一の設計との短い導波路を含めることをお勧めします。
要約すると、我々は遅い光フォトニック結晶導波路の分散特性の実験的決定のためのシンプルで強力な方法を説明してきました。我々の技術は、フーリエ変換分析36に周波数領域干渉計23の組み合わせに基づいており、遅延スキャンを必要とせず、群屈折率曲線の直接、単発、連続写像が可能になり、データが22の23から24非線形当てはめている、25またはフリンジ極値の位置の決定。20-21,25広帯域光源を使用することにより、我々は大規模なwavele以上のサンプルから情報を抽出することができます ngth範囲、非常に安定した再現性のある方法で。我々は、線形および非線形の両方のパフォーマンスを向上させるための遅い光導波路の有用なアプリケーションに必要なものよりもはるかに高い値であり、短期的および適度に長い導波路（最大200から250μm）であり、両方のために100を超えるグループのインデックスを測定することができますデバイス。
共鳴散乱
光が一次元的に導かれ、フォトニック結晶導波路とは対照的に二次元面内におけるフォトニック結晶キャビティ閉じ込める光。これは、電子共振器のことをIEにエネルギー減衰によって説明された超小型ボリューム内の光のストレージは、アナログができます。フォトニックシステムでは、この崩壊は、キャビティの光子寿命と関連付けられており、それ故にピークのローレンツ線形で、その結果、指数関数の形式です。半値全幅にピーク中心波長の比率はQ値を表しています。
jove_contentは ">のRS技術の重要な特徴は、セットアップの偏波保持特性であり、特に高NA対物のことをここでするので、偏光を維持しながら、高NA（高捕集効率）を有するの互換性に問題がある高NAの目的は偏光をミックスする傾向があります。この偏光に合成する小さなピークと低いSNRを担当しています。オフレゾナンス、x偏光が空洞（ 図18a）に到着すると、それは背中だけローレベルがで見られるように、客観的に点在し、ビームスプリッタ/アナライザ（y偏光）によって除外され検出器。偏波混合の場合、x-偏光の一部が反対偏光に変換され、バックグラウンドを増やすので、アナライザを渡すことができます。キャビティへのその後オン共鳴光夫婦場合、偏光は FIにおける基本キャビティモード（赤の矢印を回転グレ18B） と y偏光成分を作成します。この光は出力アームに向け、アナライザを通過する。繰り返しになりますが、y偏光は、このように信号レベルを減少させる反対偏光に変換することができます。したがって、客観的には、偏光混合は最小に保たれるように選択する必要があります。
このようなヘテロ構造の空洞のような超高Q値の空洞については、放出されるパワーは低くなります。このような状況は、SNRをさらに減らすことができ、ピークはノイズレベルで消える。ロックインの構成は、次にピークを回復するために、バックグラウンドレベル、ノイズレベルを下げるために用いるべきではない。
我々のセットアップ（ 図14）は多機能空洞の特性評価のために設計されていることに注意し、RSに加えて、マイクロフォトルミネッセンス、第2および第3高調波周波数の生成を含む。
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Disclosures
特別な利害関係は宣言されません。
Acknowledgments
作者は感謝してRSの技術と測定の実行に関連する有用な議論パヴィア大学から博士マッテオ·ガリ博士シモーネL. Portalupi教授とルシオC. Andreaniを認める。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Acetone | Fisher Scientific | A/0520/17 | CAUTION: flammable, use good ventilation and avoid all ignition sources. |
| Isopropanol | Fisher Scientific | P/7500/15 | CAUTION: flammable, use good ventilation and avoid all ignition sources. |
| Electron Beam resist | Marubeni Europe plc. | ZEP520A | CAUTION: flammable, harmful by inhalation, avoid contact with skin and eyes. |
| Xylene | Fisher Scientific | X/0100/17 | CAUTION: flammable and highly toxic, use good ventilation, avoid all ignition sources, avoid contact with skin and eyes. |
| Microposit S1818 G2 | Chestech Ltd. | 10277866 | CAUTION: flammable and causes irritation to eyes, nose and respiratory tract. |
| Microposit Developer MF-319 | Chestech Ltd. | 10058721 | CAUTION: alkaline liquid and can cause irritation to eyes, nose and respiratory tract. |
| Hydrofluoric Acid | Fisher Scientific | 22333-5000 | CAUTION: extremely corrosive, readily destroys tissue; handle with full personal protective equipment rated for HF. |
| Microposit 1165 Remover | Chestech Ltd. | 10058734 | CAUTION: flammable and causes irritation to eyes, nose and respiratory tract. |
| Sulphuric Acid | Fisher Scientific | S/9120/PB17 | CAUTION: corrosive and very toxic; handle with personal protective equipment and avoid inhalation of vapours or mists. |
| Hydrogen Peroxide | Fisher Scientific | BPE2633-500 | CAUTION: very hazardous in case of skin and eye contact; handle with personal protective equipment. |
| Equipment | |||
| Silicon-on-Insulator wafer | Soitec | G8P-110-01 | |
| Diamond Scribe | J M Diamond Tool Inc. | HS-415 | |
| Microscope slides | Fisher Scientific | FB58622 | |
| Beakers | Fisher Scientific | FB33109 | |
| Tweezers | SPI Supplies | PT006-AB | |
| Ultrasonic Bath | Camlab | 1161436 | |
| Spin-Coater | Electronic Micro Systems Ltd. | EMS 4000 | |
| Pipette | Fisher Scientific | FB55343 | |
| E-beam Lithography System | Raith Gmbh | Raith 150 | |
| Reactive Ion Etching System | Proprietary In-house Designed | -- | |
| UV Mask Aligner | Karl Suss | MJB-3 | |
| ASE source | Amonics | ALS-CL-15-B-FA | CAUTION: invisible IR radiation. |
| Single mode fibers | Thorlabs | P1-SMF28E-FC-2 | |
| 3 dB fiber splitters | Thorlabs | C-WD-AL-50-H-2210-35-FC/FC | |
| Aspheric lenses | New Focus | 5720-C | |
| XYZ stages | Melles Griot | 17AMB003/MD | |
| Polarizing beamsplitter cube | Thorlabs | PBS104 | |
| IR detector | New Focus | 2033 | |
| 100× Objective | Nikon | BD Plan 100x | |
| Oscilloscope | Tektronix | TDS1001B | |
| Optical Spectrum Analyzer | Advantest | Q8384 | |
| IR sensor card | Newport | F-IRC2 | |
| TLS source | Agilent | 81940A | CAUTION: invisible IR radiation. |
| IR Camera | Electrophysics | 7290A | |
| IR Detector | New Focus | 2153 | |
| Digital Multimeter | Agilent | 34401A | |
| Illumination | Stocker Yale | Lite Mite | |
| Monochromator | Spectral Products | DK480 | |
| Array Detector | Andor | DU490A-1.7 | |
| GIF Fiber | Thorlabs | 31L02 | |
References
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