半導体結晶内で電子が波動性を示して様々なバンド構造を実現するように、光を３次元の微細周期構造と相互作用させて新たな光学的なバンド構造を作り上げ、それを制御・利用しようというフォトニック結晶の研究が進んでいます。主役となるのは、光の波長の1／4程度の間隔で微粒子が並ぶ、微細な３次元の周期構造。ここに光が入ると回折・反射が生じ、特定波長域の光を特定の方向に反射するため、ミクロンサイズの３次元光学素子として利用できます。

フォトニック結晶の作り方は、半導体リソグラフィと、コロイド化学を用いた自然成長法の２種類に大別されます。このうち我々は後者を採用し、微粒子の周期構造を弾力性のある樹脂で固定することにより、機械的な圧力で可視光全域の波長チューニングが可能な結晶の生成に成功しました。

次世代の光通信や光コンピュータへの応用が期待されるフォトニック結晶。その研究と実用化を通して、我々は新たな産業の創出を目指していきます。