ナノプローブを用いた光回路診断システムの開発と極微計測への応用

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555129
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 小倉 久直 京都大学, 工学研究科, 教授 (50025954)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮城 茂幸 京都大学, 工学研究科, 助手 (20273469) ; 高橋 信行 滋賀県立大学, 国際教育センター, 助教授 (70206829) ; 北野 正雄 京都大学, 工学研究科, 助教授 (70115830) ; 中島 将光 京都大学, 工学研究科, 助教授 (60025939)
• Keywords: PSTM / 近接場 / エバネセント波 / マイクロ波 / プラズモン / 波動局在現象

Research Abstract

既に試作を継続してきたPSTM装置のシステムとしての高速化・高感度化をはかる改良・再製作を行ない,更に振動・回路素子の雑音を除去・抑圧して装置の高性能化を目指してきた。また現在近接場光学の分野では,PSTMにより得られる像が物体形状を正確に反映していない可能性があることを指摘されており、本来のPSTMの実験と対照できるマイクロ波による近接場測定の実験も行なった.以下に研究実績を列挙する.
・PSTM装置の改良
新たにレーザ駆動回路およびプローブ駆動機構を検討し直しシステム全体としての性能を強化し,高速化,高感度化を達成した.また急峻な段差を測定する場合の誤差を少なくするためにレーザ光源を2つにした.それぞれの光源によるPSTM像は必ずしも正確な表面形状を反映していない場合があるが,2つのPSTM像を同時に計測し,信号処理することにより,実際の表面形状を正しく反映した像を得ることができた.
・マイクロ波による近接場の測定
PSTMは光領域での近接場測定を目指すものであるが,マイクロ波の領域でも同様な実験をすることができる.マイクロ波領域では,測定すべき表面形状が数センチメートルのオーダーであるため視覚により表面形状を確認のうえ実験を行なうことが可能である.また実際の近接場を直接検波することができるという長所がある.そこで本年は本格的なマイクロ波による実験を行うための予備実験を中心に行なった.まずマイクロ波におけるのエバネセント波が検出できることを確認た.その後光ファイバに対応するパラフィンプローブを作成し,パラフィンプリズムの表面走査を行なった.その結果,PSTMに対応する現象がマイクロ波においても確認できた.
・金属表面プラズモンの波動局在モードの理論解析
・金属表面プラズモンの波動局在現象をシミュレーションにより確認し,その現象が発生する条件等について検討を行なった.

Research Products

• [Publications] T.Kawanishi: "A Transmission Type PSTM with Two Light sources" The First Asia-Pacific Workshop on Near Field Optics. 1. 59-60 (1996)
• [Publications] H.Hanato: "Scattering of from slightly random,one-dimensional metal surface : 45°-linearly polarized incidence,backscattering enhancement and degree of polarization" Waves in Random Media. Vol.7. 11-34 (1997)
• [Publications] T.Kiguchi: "Grating External Cavity Diode Lasers with Broad Tunable Range and Narrow Spectral Linewidth for High Resolution Spectroscopy" Jpn.J.Appl.Phys.Vol.35. 5890-5895 (1996)