【慶應義塾】原子層ナノ物質と微小光共振器による高効率波長変換に成功

－ナノフォトニクス素子の高機能化へ期待－

理化学研究所（理研）光量子工学研究センター量子オプトエレクトロニクス研究チームの加藤雄一郎チームリーダー（理研開拓研究本部加藤ナノ量子フォトニクス研究室主任研究員）、藤井瞬基礎科学特別研究員（研究当時、現慶應義塾大学理工学部物理学科助教）らの共同研究グループは、原子層ナノ物質を高Q値微小光共振器上に転写することで、従来制限されてきた2次の非線形波長変換が微弱な連続光レーザーでも高効率に発生できることを実証しました。

本研究成果は、原子スケールの2次元材料を活用した高機能フォトニクスデバイスへの応用につながると期待できます。

一般的に、高効率な光波長変換には強力なレーザー光と非線形光学材料が欠かせません。ところがそれらを同時に小型化するのは容易ではなく、高機能波長変換デバイスの小型化と将来的な活用へ向けた課題とされてきました。

今回、共同研究グループは原子3個分の厚みを持つ単層の2次元材料を微小光共振器デバイスと組み合わせることで、材料固有の非線形光学特性を外部から変えられることを発見しました。この手法を用いることで、ナノスケールの光デバイス開発の自由度を飛躍的に高めることが期待されます。

本研究は、科学雑誌『Nano Letters』オンライン版（4月1日付）に掲載されました。

▼全文は本学のプレスリリースをご参照ください。

https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/files/2024/4/3/240403-1.pdf