(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-11
(45)【発行日】2024-11-19
(54)【発明の名称】光導波路、量子演算装置及び光導波路の製造方法
(51)【国際特許分類】
G02B 6/12 20060101AFI20241112BHJP
【ＦＩ】
G02B6/12 371
G02B6/12 361
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2023526775
(86)(22)【出願日】2021-06-10
(86)【国際出願番号】 JP2021022197
(87)【国際公開番号】W WO2022259484
(87)【国際公開日】2022-12-15
【審査請求日】2023-12-18
(73)【特許権者】
【識別番号】000005223
【氏名又は名称】富士通株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】石黒 哲郎
(72)【発明者】
【氏名】宮武 哲也
(72)【発明者】
【氏名】河口 研一
(72)【発明者】
【氏名】岩井 俊樹
(72)【発明者】
【氏名】土肥 義康
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 信太郎
【審査官】奥村 政人
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１５７７４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－３０２５７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３４８４３１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１０７３５２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００８／０２１９３１１（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ６／１２－ ６／１４
Ｇ０２Ｆ １／００－ １／１２５
Ｇ０２Ｆ １／２１－ ７／００
Ｈ０１Ｓ ５／００－ ５／５０
ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１面及び第２面を有し、複合欠陥を含むダイヤモンド層と、前記第１面に接する第１クラッド層と、
前記第２面に接し、半導体からなる第２クラッド層と、
前記第２クラッド層にショットキー接触し、前記第２クラッド層を挟んで前記ダイヤモンド層に対向するよう設けられた金属層と、
を有し、前記第２クラッド層は、前記金属層側から前記ダイヤモンド層側に配向する自発分極を有することを特徴とする光導波路。
【請求項2】
前記第１クラッド層の屈折率及び前記第２クラッド層の屈折率は、前記ダイヤモンド層の屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の光導波路。
【請求項3】
前記第２クラッド層は、前記金属層側から前記ダイヤモンド層側に配向する自発分極を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光導波路。
【請求項4】
前記金属層は、平面視で少なくとも前記複合欠陥と重なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光導波路。
【請求項5】
前記複合欠陥は、窒素、ケイ素、ゲルマニウム、スズ、鉛又はホウ素と、空孔とから構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光導波路。
【請求項6】
前記半導体は、窒化物半導体であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光導波路。
【請求項7】
前記窒化物半導体のバンドギャップは、室温で３．４ｅＶ以上６．４ｅＶ以下であることを特徴とする請求項６に記載の光導波路。
【請求項8】
前記ダイヤモンド層の長手方向に垂直な断面における短径が１５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光導波路。
【請求項9】
前記金属層は、Ａｕ、Ｃｕ又はＡｇを含み、前記金属層の厚さは、１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光導波路。
【請求項10】
前記第１クラッド層は、支持基板を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光導波路。
【請求項11】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光導波路を含むことを特徴とする量子演算装置。
【請求項12】
第１面及び第２面を有し、複合欠陥を含むダイヤモンド層を形成する工程と、前記第１面に接する第１クラッド層と、前記第２面に接し、半導体からなる第２クラッド層と、を形成する工程と、
前記第２クラッド層にショットキー接触し、前記第２クラッド層を挟んで前記ダイヤモンド層に対向するよう設けられる金属層を形成する工程と、
を有し、前記第２クラッド層は、前記金属層側から前記ダイヤモンド層側に配向する自発分極を有することを特徴とする光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、光導波路、量子演算装置及び光導波路の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ダイヤモンド層中の複合欠陥として色中心を用いた量子演算装置用の光導波路について検討が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】米国特許第８８３７５４４号明細書
【文献】特表２００７－５２６６３９号公報
【文献】米国特許出願公開第２００７／０２７７７３０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
量子演算装置は数Ｋ程度の極低温で使用されるが、従来の光導波路では、極低温において複合欠陥の荷電状態が不安定になりやすい。
【0005】
本開示の目的は、複合欠陥の荷電状態の安定性を向上することができる光導波路、量子演算装置及び光導波路の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一形態によれば、第１面及び第２面を有し、複合欠陥を含むダイヤモンド層と、前記第１面に接する第１クラッド層と、前記第２面に接し、半導体からなる第２クラッド層と、前記第２クラッド層にショットキー接触し、前記第２クラッド層を挟んで前記ダイヤモンド層に対向するよう設けられた金属層と、を有し、前記第２クラッド層は、前記金属層側から前記ダイヤモンド層側に配向する自発分極を有する光導波路が提供される。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、複合欠陥の荷電状態の安定性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示の実施形態について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省くことがある。
【0010】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態について説明する。第１実施形態は光導波路に関する。第１実施形態に係る光導波路は、例えば量子コンピュータ等の量子演算装置に用いられる。図１は、第１実施形態に係る光導波路を示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係る光導波路を示す断面図である。
まず、第１実施形態について説明する。第１実施形態は光導波路に関する。第１実施形態に係る光導波路は、例えば量子コンピュータ等の量子演算装置に用いられる。図１は、第１実施形態に係る光導波路を示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係る光導波路を示す断面図である。
【0011】
【0012】
支持基板２１は、例えばサファイア基板である。支持基板２１の屈折率はダイヤモンド層１０の屈折率よりも低い。サファイアの屈折率は１．７６であり、ダイヤモンドの屈折率は２．４１９である。支持基板２１が、例えばＡｌＮ基板、ＢＮ基板又はＧａＮ基板等であってもよい。ＡｌＮの屈折率は２．１であり、ＢＮの屈折率は２．１７であり、ＧａＮの屈折率は２．３８である。支持基板２１は第１クラッド層の一例である。
【0013】
ダイヤモンド層１０は第１面１１及び第２面１２を有する。第１面１１に支持基板２１が接している。第２面１２は第１面１１とは反対側の面である。ダイヤモンド層１０の厚さは、例えば２５０ｎｍ程度である。ダイヤモンド層１０は、色中心１３を含む。色中心１３は、例えば窒素と空孔とから構成された窒素－空孔センター（ＮＶセンター）である。色中心１３が、ケイ素と空孔とから構成されたケイ素－空孔センター（ＳｉＶセンター）、ゲルマニウムと空孔とから構成されたゲルマニウム－空孔センター（ＧｅＶセンター）、スズと空孔とから構成されたスズ－空孔センター（ＳｎＶセンター）、鉛と空孔とから構成された鉛－空孔センター（ＰｂＶセンター）、又はホウ素と空孔とから構成されたホウ素－空孔センター（ＢＶセンター）であってもよい。色中心１３は複合欠陥の一例である。
【0014】
クラッド層２２は、ダイヤモンド層１０の第２面１２に接している。クラッド層２２が、ダイヤモンド層１０の側面、すなわち第１面１１と第２面１２とをつなぐ面を覆っていてもよい。クラッド層２２の厚さは、例えば１００ｎｍ程度である。クラッド層２２は厚さ方向に極性を有する。すなわち、クラッド層２２は、厚さ方向に反転対称中心を有しない。クラッド層２２は、例えば金属層３０側からダイヤモンド層１０側に配向する自発分極を有する。クラッド層２２は、例えば窒化物半導体を含む。この窒化物半導体のバンドギャップは、好ましくは室温（３００Ｋ）で３．４ｅＶ以上６．４ｅＶ以下である。クラッド層２２は、例えばＡｌＮ層である。クラッド層２２の屈折率はダイヤモンド層１０の屈折率よりも低い。クラッド層２２が、例えばＢＮ層又はＧａＮ層等であってもよい。クラッド層２２の材料が、Ａｌ、Ｂ及びＧａのうちの２種又は３種を含む混晶であってもよい。クラッド層２２は第２クラッド層の一例である。
【0015】
金属層３０は、クラッド層２２にショットキー接触する。金属層３０は、例えばクラッド層２２を構成する窒化物半導体の電子親和力よりも仕事関数が大きい金属から構成される。金属層３０の厚さは、例えば５ｎｍ程度である。金属層３０は、例えばＡｕ層である。金属層３０が、Ａｇ層又はＣｕ層であってもよい。金属層３０が、Ａｌ層であってもよい。
【0016】
ここで、第１実施形態に係る光導波路１の特性について説明する。図３は、第１実施形態に係る光導波路１においてクラッド層２２がＡｌＮ層である場合のバンド構造を示す図である。図３は、１次元ポアソンシミュレーションの結果を示す。このシミュレーションにおいて、雰囲気温度は５Ｋであり、支持基板２１はサファイア基板であり、ダイヤモンド層１０の厚さは２５０ｎｍであり、クラッド層２２は、厚さが１００ｎｍのＡｌＮであり、金属層３０は、厚さが５ｎｍのＡｕ層である。また、複合欠陥はＮＶセンターである。図３中の横軸は、金属層３０とクラッド層２２との界面を基準とした深さ方向の位置を示し、縦軸は、電荷分布が形成する電子のポテンシャルエネルギを示す。
【0017】
図３に示すように、金属層３０とクラッド層２２とのショットキー接触により、バイアスがない状態、つまり０バイアスの状態において厚さ方向でクラッド層２２のほぼ全体が空乏化する。このことは、クラッド層２２を構成するＡｌＮのバンドギャップが６．４ｅＶと大きく、設定温度である５Ｋでは十分な熱電子を放出可能な欠陥準位が存在しないため、ショットキー接触により厚さ方向でクラッド層２２のほぼ全体が空乏化することを示す。
【0018】
また、クラッド層２２は厚さ方向に極性を有し、クラッド層２２は、例えば金属層３０側からダイヤモンド層１０側に配向する自発分極を有する。従って、クラッド層２２は、自身の自発分極に起因する分極電荷（σ＋）を含む。このため、クラッド層２２とダイヤモンド層１０との間の界面に、電荷中性条件を満たすために相当量の負電荷が誘起される必要があるが、ダイヤモンドのバンドギャップも５．４ｅＶと大きく、５Ｋでは単独でクラッド層２２の分極電荷（σ＋）を補償する熱電子が不足する。このため、ダイヤモンド層１０の第２面１２の近傍に負の固定電荷（σ－）が誘起される。負の固定電荷の密度は、例えば１０１２／ｃｍ２である。
【0019】
更に、クラッド層２２とダイヤモンド層１０との界面でのバンドオフセットが小さいため、ダイヤモンド層１０のフェルミエネルギが厚さ方向のほぼ全体にわたって色中心１３の活性化エネルギ（－２．５８ｅＶ）より高い。このため、色中心１３が負に帯電しやすい状態が形成される。
【0020】
このような第１実施形態によれば、５Ｋ程度の極低温においても、色中心１３が負に帯電した状態を維持しやすい。つまり、第１実施形態によれば、色中心１３の荷電状態の安定性を向上することができる。
【0021】
【0022】
まず、図４に示すように、ダイヤモンド基板４１を準備し、ダイヤモンド基板４１の上にダイヤモンド層１０を形成する。ダイヤモンド基板４１としては、例えば窒素濃度が５ｐｐｂ未満のＩＩａ型ダイヤモンド基板を用いる。ダイヤモンド層１０は、例えば化学気相成長（chemical vapor deposition：ＣＶＤ）法により形成することができる。
【0023】
ダイヤモンド層１０の形成途中で一時的に不純物原子を含むガスを原料ガスに添加することにより、所望の深さに色中心１３を形成する。色中心１３としてＮＶセンターを形成する場合、例えばＮＨ３ガスを一時的に添加する。このようにして、ｉｎ－ｓｉｔｕで色中心１３を形成することができる。
【0024】
次いで、図５に示すように、例えば集束イオンビーム（focused ion beam：ＦＩＢ）を用いてダイヤモンド層１０を光導波路のコア層の形状に加工する。
【0025】
その後、図６に示すように、ダイヤモンド層１０の上にクラッド層２２を形成する。クラッド層２２は、例えば有機金属気相成長（metal organic chemical vapor deposition：ＭＯＣＶＤ）法により形成することができる。クラッド層２２は、ダイヤモンド層１０の第２面１２を覆うように形成される。クラッド層２２がダイヤモンド層１０の側面を覆ってもよい。クラッド層２２がダイヤモンド基板４１の上にも形成されてよい。
【0026】
続いて、図７に示すように、クラッド層２２の上面に転写基板４２を貼り付ける。次いで、研削により、ダイヤモンド基板４１を除去する。
【0027】
その後、図８に示すように、ダイヤモンド層１０を支持基板２１に接合する。ダイヤモンド層１０の第１面１１が支持基板２１に接する。続いて、転写基板４２を除去する。
【0028】
次いで、図９に示すように、クラッド層２２の上に金属層３０を形成する。金属層３０の形成では、例えば、フォトリソグラフィ技術によって金属層３０の形成予定領域に開口部を有するレジスト膜を形成し、このレジスト膜を成長マスクとして蒸着法によりＡｕ層を形成し、このレジスト膜をその上のＡｕ層と共に除去する。すなわち、蒸着及びリフトオフにより金属層３０を形成することができる。
【0029】
このようにして、第１実施形態に係る光導波路１を製造することができる。
【0030】
なお、ダイヤモンド基板４１にイオン注入等により色中心１３を形成し、ダイヤモンド基板４１を光導波路のコア層の形状に加工してダイヤモンド層１０としてもよい。
【0031】
上記のように、クラッド層２２はＧａＮ層又はＢＮ層であってもよい。図１０は、第１実施形態に係る光導波路１においてクラッド層２２がＧａＮ層である場合のバンド構造を示す図である。図１１は、第１実施形態に係る光導波路１においてクラッド層２２がＢＮ層である場合のバンド構造を示す図である。
【0032】
図１０に示すように、クラッド層２２がＧａＮ層である場合も、バイアスがない状態でクラッド層２２のほぼ全体が空乏化し、ダイヤモンド層１０の第２面１２の近傍に負の固定電荷が誘起され、色中心１３が負に帯電しやすい状態が形成される。同様に、図１１に示すように、クラッド層２２がＢＮ層である場合も、バイアスがない状態でクラッド層２２のほぼ全体が空乏化し、ダイヤモンド層１０の第２面１２の近傍に負の固定電荷が誘起され、色中心１３が負に帯電しやすい状態が形成される。
【0033】
光導波路１には、支持基板２１を通じて光を照射してもよく、金属層３０及びクラッド層２２を通じて光を照射してもよく、ダイヤモンド層１０に直接的に光を照射してもよい。ここで、Ａｕ層における光の波長と透過率との関係について説明する。図１２は、種々の厚さのＡｕ層における光の波長と透過率との関係を示す図である。図１２中の横軸は、照射される光の波長を示し、縦軸は、透過率を示す。
【0034】
光導波路１を用いて伝搬する光の波長が５２０ｎｍ～７４０ｎｍである場合、図１２に示すように、Ａｕ層の厚さが１０ｎｍ以下であれば、６０％以上の透過率が得られる。従って、金属層３０に用いられるＡｕ層の厚さは、好ましくは１０ｎｍ以下であり、より好ましくは５ｎｍ以下である。例えば、Ａｕ層の厚さが５ｎｍの場合、波長が６５０ｎｍの光については８０％程度の透過率が得られる。
【0035】
上記のように、金属層３０はＡｇ層、Ｃｕ層又はＡｌ層であってもよい。ここで、金属層３０の材料と透過率との関係について説明する。図１３は、種々の金属層における光の波長と透過率との関係を示す図である。図１３中の横軸は、照射される光の波長を示し、縦軸は、透過率を示す。なお、各金属層の厚さは５ｎｍである。
【0036】
光導波路１を用いて伝搬する光の波長が５２０ｎｍ～７４０ｎｍである場合、図１３に示すように、Ａｕ層、Ａｇ層又はＣｕ層では、７０％以上の透過率が得られる。一方、Ａｌ層では、透過率が４０％以下である。従って、金属層３０及びクラッド層２２を通じてダイヤモンド層１０に光を照射する場合には、金属層３０は、Ａｕ層、Ａｇ層又はＣｕ層であることが好ましい。
【0037】
次に、第１実施形態に係る光導波路１における０次の横モードの伝搬特性のコア径依存性について説明する。図１４～図１６は、ダイヤモンド層１０の長手方向に垂直な断面における０次の横モードでの伝搬光の強度の分布を示す図である。図１４は、ダイヤモンド層１０の断面形状が、一辺の長さが５００ｎｍの場合の伝搬光の強度の分布を示す。図１５は、ダイヤモンド層１０の断面形状が、一辺の長さが２５０ｎｍの場合の伝搬光の強度の分布を示す。図１６は、ダイヤモンド層１０の断面形状が、一辺の長さが１５０ｎｍの場合の伝搬光の強度の分布を示す。図１４～図１６中の横軸は、ダイヤモンド層１０の中心を基準とした、第１面１１に平行な方向（幅方向）における位置を示し、縦軸は、ダイヤモンド層１０の中心を基準とした、第１面１１に垂直な方向（厚さ方向）における位置を示す。この計算では、光として、ガウシアンの強度分布を持つ連続波であって、光導波路１の断面に対して垂直な方向に波数ベクトルを持つ進行波を想定している。
【0038】
図１４～図１６に示すように、いずれの場合でも、コアとして機能するダイヤモンド層１０内での単一モード伝搬が実現される。ただし、一辺の長さが１５０ｎｍ未満となると、支持基板２１側への漏れ電磁場（エバネッセント場）が顕著となって伝搬ロスが生じるおそれがある。このため、ダイヤモンド層１０の断面形状が正方形である場合、一辺の長さは１５０ｎｍ以上であることが好ましく、一般的には、短径が１５０ｎｍ以上であることが好ましい。
【0039】
次に、第１実施形態に係る光導波路１における高次モード（１次モード）の伝搬特性のコア径依存性について説明する。図１７～図１９は、ダイヤモンド層１０の長手方向に垂直な断面における１次モードでの伝搬光の強度の分布を示す図である。図１７は、ダイヤモンド層１０の断面形状が、一辺の長さが２５０ｎｍの場合の伝搬光の強度の分布を示す。図１８は、ダイヤモンド層１０の断面形状が、一辺の長さが２００ｎｍの場合の伝搬光の強度の分布を示す。図１９は、ダイヤモンド層１０の断面形状が、一辺の長さが１５０ｎｍの場合の伝搬光の強度の分布を示す。図１７～図１９中の横軸は、ダイヤモンド層１０の中心を基準とした、第１面１１に平行な方向（幅方向）における位置を示し、縦軸は、ダイヤモンド層１０の中心を基準とした、第１面１１に垂直な方向（厚さ方向）における位置を示す。この計算では、光として、ガウシアンの強度分布を持つ連続波であって、光導波路１の断面に対して垂直な方向に波数ベクトルを持つ進行波を想定している。
【0040】
図１７～図１９に示すように、一辺の長さが２５０ｎｍ超であると、高次モードによる導波路伝搬が無視できなくなるおそれがある。このため、ダイヤモンド層１０の断面形状が正方形である場合、一辺の長さは２５０ｎｍ以下であることが好ましく、一般的には、短径が２５０ｎｍ以下であることが好ましい。
【0041】
以上から、ダイヤモンド層１０の長手方向に垂直な断面における短径は、好ましくは１５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であり、より好ましくは１７０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下である。
【0042】
なお、金属層３０は、クラッド層２２の上面の全体を覆う必要はない。金属層３０は、第２面１２に垂直な方向からの平面視で、少なくとも色中心１３と重なっていることが好ましい。
【0043】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に係る光導波路１を含む量子演算装置に関する。図２０は、第２実施形態に係る量子演算装置を示すブロックである。
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に係る光導波路１を含む量子演算装置に関する。図２０は、第２実施形態に係る量子演算装置を示すブロックである。
【0044】
図２０に示すように、第２実施形態に係る量子演算装置２は、複数の光導波路１を有する。量子演算装置２は、演算部５１と、Ｈｅクライオスタット５２と、ビームスプリッタ５３と、第１単一光子検出器５４Ａと、第２単一光子検出器５４Ｂと、比較器５５と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータ５６とを有する。量子演算装置２は、複数の制御系６１と、複数の光導波路６２とを有する。
【0045】
Ｈｅクライオスタット５２は、複数の光導波路１を収容し、複数の光導波路１の温度を極低温に冷却する。制御系６１は、量子ビットを構成する１つの色中心１３ごとに設けられており、色中心１３への磁場、電場、マイクロ波、レーザ光等を印加する。例えば、磁場及び電場は色中心１３の固有エネルギの調整（状態読出用光子の周波数の調整）に用いられ、マイクロ波は色中心１３の量子状態の制御に用いられ、レーザ光は状態読出（単一光子の発生）に用いられる。光導波路６２は、各光導波路１に対し、任意の２経路がビームスプリッタ５３で対向入射するように設置される。各光導波路６２は色中心１３からビームスプリッタ５３までの光路長がほぼ等しくなるように構成される。
【0046】
ビームスプリッタ５３は、入射した光を分岐し、それぞれ第１単一光子検出器５４Ａ、第２単一光子検出器５４Ｂに出力する。第１単一光子検出器５４Ａ及び第２単一光子検出器５４Ｂは、ビームスプリッタ５３が出力した光から単一光子を検出する。比較器５５は、第１単一光子検出器５４Ａにおける単一光子の検出信号と第２単一光子検出器５４Ｂにおける単一光子の検出信号とを比較する。例えば、比較器５５は、第１単一光子検出器５４Ａ、第２単一光子検出器５４Ｂのどちらでどの順に検出されたかを特定する。演算部５１は、比較器５５からの出力を解析する。Ａ／Ｄコンバータ５６は、演算部５１から出力されるアナログの制御信号をデジタル信号に変換し、各制御系６１に出力する。
【0047】
量子演算装置２は光導波路１を含み、色中心１３が量子ビットとして用いられる。このため、極低温においても色中心１３の荷電状態が安定しており、解析結果に優れた信頼性を得ることができる。
【0048】
以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【0049】
１：光導波路
２：量子演算装置
１０：ダイヤモンド層
１３：色中心
２１：支持基板
２２：クラッド層
３０：金属層
２：量子演算装置
１０：ダイヤモンド層
１３：色中心
２１：支持基板
２２：クラッド層
３０：金属層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】