相変化材料Ge₂Sb₂Te₅（GST）複合マイクロスフィア共振器のエコー壁モード（WGM）スペクトル多段変調に関する研究に焦点を当てた。本研究の目的は、GST材料の相状態可逆性を利用して効率的かつ再現可能なWGMスペクトルの多段制御を実現することである。従来のWGMマイクロ共振器における多段変調の変調深度不足および中間状態の不安定性という課題を克服するために、まずGST複合マイクロスフィア共振器を作製し、その光学特性を評価した。次に、異なる相状態でのシミュレーション解析を組み合わせて、複合共振器と基板シリコン製マイクロスフィア共振器の基本的な光学特性の違いを比較した。最後に、消光比の評価および多段変調実験を行った。研究成果は、GST複合マイクロスフィア共振器のWGM共振ピークが基板シリコン製共振器の共振特性を有効に維持し、高い品質因子を有することを示している。また、GST複合共振器は静的相変化変調において約15dBの強度変調を安定かつ再現的に実現し、7段階の安定した変調レベルを得た。本研究は、多段光記憶、プログラム可能な光変調、および集積センシングなどの応用に対し、実現可能なデバイスソリューションおよび実験的根拠を提供し、集積光学分野における広範な応用可能性を示している。

複合マイクロスフィア共振器;Ge₂Sb₂Te₅;エコー壁モード;高品質因子;スペクトル多段変調