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Study of Twin Waveguiding Optical Probe with Plasmonic MIM Band Enhancer

Research Project

Project/Area Number 24560060
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Applied physics, general
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

OSHIKANE Yasushi  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40263206)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) NAKANO Motohiro  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (40164256)
Research Collaborator MURAI Kensuke  産業技術総合研究所, 材料・化学領域・無機機能材料研究部門, 主任研究員 (00358144)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords表面プラズモンポラリトン / 集束イオンビーム加工 / 金属薄膜 / 有限要素法 / 金属-誘電体-金属構造 / 真空蒸着 / 伝搬モード解析 / 光導波路 / 光ファイバ / 近接場光学顕微鏡 / 金属/誘電体/金属構造 / 光の近接場 / ナノ構造 / 誘電体薄膜 / 表面プラズモン共鳴 / 銀 / 分光反射率 / フッ化マグネシウム
Outline of Final Research Achievements

Three dimensional optical electromagnetic simulation of a circular truncated conical fiber with both asymmetric MIM structure and twin nano-hole at the apex of the fiber has been performed by COMSOL Multiphysics coupled with Wave Optics Module. The systematic calculation will give us valuable counsel for control of surface plasmon polaritons (SPPs) appearing around the MIM structure and twin nano-hole. (1) Optimal design of the 3D model for Xeon server and rational approach for the FEM analysis, (2) behavior of SPPs affected by wavelength and polarization of light in fiber, (3) change in excitation ondition of SPPs caused by shape of the MIM structure and twin hole, and (4) effectiveness of additional nanostructures that are aimed at focusing control of localized SPPs located around the corner of nano-hole was studied.

Report

(4 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Research-status Report
  • 2012 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (9 results) Book (3 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] 3D-FEM analysis of SPP excitation through nanoholes in asymmetric metal-insulator-metal structure at tip of circular truncated conical fiber2014

    • Author(s)
      Yasushi Oshikane, Kensuke Murai, Motohiro Nakano
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE

      Volume: 9163 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1117/12.2060641

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fabrication and evaluation of active spectral filter with metal-insulator-metal structure for visible light communication2014

    • Author(s)
      Kensuke Murai et al.
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE, Photonic and Phononic Properties of Engineered Nanostructures IV

      Volume: 8994 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1117/12.2038250

    • Related Report
      2013 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Extracting and focusing of surface plasmon polaritons inside finite asymmetric metal/insulator/metal structure at apex of optical fiber by subwavelength holes2013

    • Author(s)
      Yasushi Oshikane et al.
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE, Plasmonics: Metallic Nanostructures and Their Optical Properties XI

      Volume: 8809 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1117/12.2023833

    • Related Report
      2013 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design and fabrication of active spectral filter with metal-insulator-metal structure for visible light communication2013

    • Author(s)
      Kensuke Murai et al.
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE, Photonic and Phononic Properties of Engineered Nanostructures III

      Volume: 8632 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1117/12.2003637

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      2013 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 金属/誘電体多層膜(MIM構造) による機能性・光フィルタ2013

    • Author(s)
      押鐘 寧,村井健介
    • Journal Title

      光アライアンス

      Volume: 24 Pages: 46-51

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  • [Presentation] Three Dimensional Electromagnetic Simulation of SPP Control at Apex of Circular Truncated Conical Fiber with MIM/Twin Nano-Hole Structure2014

    • Author(s)
      Yasushi Oshikane, Motohiro Nakano, Kensuke Murai
    • Organizer
      COMSOL Conference Tokyo 2014
    • Place of Presentation
      秋葉原UDX(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2014-12-04
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  • [Presentation] MIM構造とナノ開孔対を有する円錐台形状の 光ファイバ先端における電磁場伝搬の解析 ー 有限要素解析による3次元電磁場と伝搬モードの診断 ー2014

    • Author(s)
      押鐘寧,村井健介,中野元博
    • Organizer
      2014年度 精密工学会 秋季大会 学術講演会
    • Place of Presentation
      鳥取大学 鳥取キャンパス(鳥取県鳥取市)
    • Year and Date
      2014-09-16
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  • [Presentation] ナノ構造を有する光ファイバ先端部の光電磁場集中・伝搬に関する有限要素解析2014

    • Author(s)
      押鐘寧,服部航,中野元博,村井健介
    • Organizer
      精密工学会 2014年度 関西地方学術講演会
    • Place of Presentation
      近畿大学 東大阪キャンパス(大阪府東大阪市)
    • Year and Date
      2014-07-04
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  • [Presentation] COMSOL Multiphysicsを用いてマイクロ-ナノ領域での光電磁場の解析2014

    • Author(s)
      押鐘寧
    • Organizer
      COMSOL AB 第2回 電磁界特別セミナー
    • Place of Presentation
      大阪大学中之島センター(大阪府大阪市)
    • Year and Date
      2014-06-13
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  • [Presentation] ガラス表面の金属/誘電体/金属(MIM)構造内部における表面プラズモンポラリトン(SPP)の励起と導波2013

    • Author(s)
      押鐘 寧ほか
    • Organizer
      2013年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      関西大学 千里山キャンパス
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  • [Presentation] 円錐台形状の光ファイバ先端に設けた非対称金属/誘電体/金属構造+サブ波長サイズ開孔構造とファイバ伝播光との相互作用2013

    • Author(s)
      押鐘 寧
    • Organizer
      COMSOL Conference Tokyo 2013
    • Place of Presentation
      秋葉原UDX
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  • [Presentation] MIM構造におけるPlasmonic効果の可視光通信フィルタや近接場プローブへの応用に向けて2013

    • Author(s)
      押鐘 寧,村井 健介,東 孝哉,山本 史彦,中野 元博,井上 晴行
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      第10回 プラズモニクスシンポジウム
    • Place of Presentation
      神戸大学六甲台キャンパス
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  • [Presentation] Plasmonic active spectral filter in VIS-NIR region using metal-insulator-metal (MIM) structure on glass plate2012

    • Author(s)
      Yasushi Oshikane, Kensuke Murai, Takaya Higashi, Fumihiko Yamamoto, Motohiro Nakano, Haruyuki Inoue
    • Organizer
      SPIE Optics+Photonics 2012
    • Place of Presentation
      米国 サンディエゴコンベンションセンター
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 金属-誘電体-金属構造における表面プラズモン共鳴を利用した可視域アクティブフィルタの開発2012

    • Author(s)
      押鐘 寧,東 孝哉,山本 史彦,村井 健介,井上 晴行,中野 元博
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      2012年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      九州工業大学
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  • [Book] 超精密加工と表面科学 原子レベルの生産技術 (分担執筆,p237-252,355-376)2014

    • Author(s)
      押鐘 寧ほか
    • Total Pages
      380
    • Publisher
      大阪大学出版会
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  • [Book] 光学薄膜の最適設計・成膜技術と膜厚・膜質・光学特性の制御 (分担執筆,p.855-864)2013

    • Author(s)
      押鐘ほか
    • Total Pages
      890
    • Publisher
      (株)技術情報協会
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      2013 Research-status Report
  • [Book] 「【最新】光学薄膜の膜厚コントロールとその評価法」(仮題,この本の一部を分担執筆)2013

    • Author(s)
      押鐘 寧,村井健介
    • Publisher
      技術情報協会
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      2012 Research-status Report
  • [Remarks] 大阪大学 大学院工学研究科 精密科学・応用物理学専攻 精密科学コース 量子計測領域

    • URL

      http://www-qm.prec.eng.osaka-u.ac.jp/QMI/top_page.html

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  • [Remarks] 大阪大学 精密科学コース 大学院工学研究科 精密科学・応用物理学専攻 精密科学コース

    • URL

      http://www.prec.eng.osaka-u.ac.jp/psthomepage/index.html

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      2013 Research-status Report
  • [Remarks] 阪大工学部白書

    • URL

      http://www.eng.osaka-u.ac.jp/ja/department/pdf/11010303.pdf

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  • [Remarks] 大阪大学 大学院工学研究科 精密科学・応用物理学専攻 精密科学コース 量子計測領域

    • URL

      http://www-qm.prec.eng.osaka-u.ac.jp/QMI/top_page.html

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Published: 2013-05-31   Modified: 2019-07-29  

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