講演情報
[C-3_C-4-26]ダイヤモンドNVC結合に向けた同心円状GMR SiNマイクロリング共振器の3次元FDTD解析
〇五十嵐 日向1、吉信 達夫2、藤方 潤一3、山田 博仁4、五十嵐 アン1 (1. 東北大学 工学研究科、2. 東北大学 医工学研究科、3. 徳島大学 ポストLEDフォトニクス研究所、4. 東北大学 災害科学国際研究所)
キーワード：
ダイヤモンドNVC、リング共振器、ナノ構造
ダイヤモンド中のNVセンターは、室温動作可能な量子センサーとして磁場・温度・生体分子計測などへの応用が期待されている。NV発光を効率的に取り出すため、これまで自由空間光学系、光ファイバー、フォトニック結晶共振器、導波路構造などを用いた様々な結合方法が検討されてきた。これまで我々は、ガイドモード共鳴（Guided mode resonance, GMR）による同心円状光モードを形成するSiNマイクロリング共振器を2次元解析により検討してきたが、厚み方向を均一な有効屈折率で近似するため、垂直方向への放射損失や三次元的なモード形成を十分に評価できなかった。本研究では、周期凹凸構造（Zigzag）型SiNマイクロリング共振器に対して3次元FDTD解析を行い、SiN層、SiO₂基板、ナノダイヤモンドを含む厚み方向の屈折率分布を考慮して、同心円状GMRモードの形成を確認する。さらに、NVセンターによる光源としてモデル化し、高効率なNV発光取り出しに向けた構造設計指針を明らかにする。