局所環境計測のためのレーザーマイクロセンサーの開発

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555067
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 芳村 敏夫 徳島大学, 工学部, 教授 (90035618)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三澤 弘明 徳島大学, 工学部, 助教授 (30253230) ; 荒木 勉 徳島大学, 工学部, 教授 (50136214)
• Keywords: マイクロセンサー / 微粒子レーザー / レーザーマニピュレーション / レーザー捕捉 / フォトントンネリング

Research Abstract

本研究はレーザー走査型マニピュレーション法を利用し、遠隔操作による移動可能なマイクロレーザーセンサーを開発することを目的としている。本研究を推進するために、平成6年度は申請組織が現有していた顕微分光装置、CW Nd:YAGレーザーそしてパルスNd:YAGレーザーとから構成されるレーザー捕捉・分光・反応システムに、新たにマイクロセンサーとして用いる微粒子レーザーの発光の変化を画像としてコンピュータに取り込み解析し、また発光波長と発光強度も分析することが可能な高感度ICCDカメラを導入し、光学系の改良も行って新しいシステムの構築を行った。
また、この新しいシステムを用いて本年度は回転楕円体微粒子を微小共振器とするのレーザー発振に関する基本特性を明らかにした。これは球形共振器によるレーザー発振と比較し、回転楕円体微粒子のレーザー発振は、共振器自身が空間的な異方性を持つため、発振強度、発振スペクトル、時間応答特性が、軸方向により異なると考えられ、レーザー発振している回転体微粒子に被検出物質が接近し、フォトントンネリングが起きた場合、発振スペクトルなどの変化から、被検出物質がどちらかの軸方向から接近してきたかを検出することができるためである。申請者らはこのような視点を立脚し、色素をドープした回転楕円体高分子微粒子を作製し、そのレーザー発振現象観測したところ、回転楕円体からのレーザー発振スペクトルは長軸、短軸方向で異なることが明らかとなった。さらに、他の微粒子を接近させるとフォトントンネリングが起きることも示され、回転楕円体微粒子のレーザー発振が、極めて優れたマイクロセンサーに応用できる基本特性を有することを明らかにした。