1993 Fiscal Year Annual Research Report
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03452186
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| Research Institution | KYOTO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
小倉 久直 京都大学, 工学部, 教授 (50025954)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 信行 京都大学, 工学部, 助手 (70206829)
北野 正雄 京都大学, 工学部, 助教授 (70115830)
中島 將光 京都大学, 工学部, 助教授 (60025939)
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| Keywords | 走査型トンネル顕微鏡 / 光導波路 / 電磁界理論 / エバネセント波 / トンネル効果 / ナノテクノロジー / 光ファイバー |
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| Research Abstract |
本研究では導波路が理想的、すなわち、表面が完全に滑らかで導波路構造も規定の形状を持つと仮定しても、光のトンネル効果を用いるため、特に表面の状態に敏感である。また、ナノプローブ(光ファイバー製)は光電磁界理論的に見た場合、境界条件が複雑であり、適当なモデルを設定して解析・設計する必要がある。そこで、本年度は誘電体円筒柱モデルならびに誘電体円錐モデルの2種類の3次元モデルを用いてナノプローブ内の光電磁界理論的な解析を進め、導波路表面のエバネセント光とナノプローブ内の電磁界の関係を定式化し、数値計算に行なってナノプロープの特性を明らかにした。
実験に関しては、新たに改良を加えたナノプローブとその駆動装置、走査装置、光検出器、電子回路系を製作し、昨年度の装置以上の測定精度ならびに安定度があることを確認した。製作した装置の性能評価はエバネセント波が発生する用に臨界角以上で半導体レーザ(波長670nm)を入射したブリズム表面に約150nmのSiO_2薄膜を蒸着したカバーグラス試料を置き、その膜厚を測定することで行なった。測定の結果、膜厚が測定精度数十nmの精度で測定できることを示し、光導波路診断を行なうに十分な精度でエバネセント波が検出でき、安定に2次元走査ができることを確認した。さらに、複雑で滑らかでない光導波路表面を想定してコンパクトデスク表面のエバネセント波の測定を試み、CDのピットに相当する構造が観測できることも示した。
一方、2種類のナノプローブモデルを用いて数値計算したエバネセント波の受光利得の角度依存性を製作したナノプローブを用いた測定結果と比較することにより、現在我々が用いているナノプローブの利得特性が円筒柱モデルで定性的に説明出来ることを明らかにした。
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