2002 Fiscal Year Annual Research Report
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12450033
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
原口 雅宣 徳島大学, 工学部, 助教授 (20198906)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福井 萬壽夫 徳島大学, 工学部, 教授 (70035632)
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| Keywords | 単一微小球 / 連結微小球 / 共鳴モード / 非線形光学応答 / 薄膜コート / 有限差別時間領域法 / 金属微粒子 / 波長分散 |
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| Research Abstract |
今年度は、1)非線形光学特性をもつ単一微小球の非線形光学特性の実験的観測,2)非線形性の無い配列球の中に非線形性を持つ球を入れた場合や,すべて非線形球を用いた場合の非線形光学特性を計算と実験の両面から明らかにする,3)非線形応答特性の時間遅れを取り入れ,より実際の球の特性に近づけた有限差分時間領域(FDTD>法による数値計算法の確立,の3つを目的とした.
1)ゾルゲル法によりシリカ微小球に金ナノ微粒子分散酸化チタンガラス薄膜をコートする技術を,蒸着法によりシリカ微小球にフタロシアニンやイソビオラントロンといったπ電子を持つ有機材料薄膜をコートする技術を確立した。パルスレーザを用いて,これらの単一微小球(直径10ミクロン程度)の反射または散乱共鳴モード特性の入射光強度依存性を測定し,非線形光学応答を観測した.
2)基板に構造を持たせることで,10個以上配列した一次元連結球を作製する技術を確立した.また,同じ手法で、直径や材質の異なる2種類の球をまぜても一次元連結球ができることを確認した.また,FDTD法により微小球が2個連結している場合に生ずる共鳴モードの特性をあきらかにした.
3)非線形応答特性の時間遅れがあることは,非線形性に波長分散があることと等価である.したがって,第一段階として,ドルーデ分散を持つ金属微粒子について線形光応答特性を計算するFDTDプログラムを作製した。解析的手法により微粒子付近の電磁界を求める計算を行い,上記プログラム計算結果と比較したところ,ほぼ一致した.分散を取り入れるプログラムが正しく動作していることを示している.本報告書作成時点では,非線形光学特性に波長分散を持たせたプログラムを作製し,その動作の検証を行っている.
上記結果について,アメリカ合衆国ロチェスターで開催された近接場光学に関する国際会議(NFO-7),応用物理学会等にて講演発表を行った.
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[Publications] M.Haraguchi, T.Okamoto, M.Fukui: "Optical Switching Phenomena of Kerr Nonlinear Micro-Sphere due to Near-Field Coupling : Numerical Analysis"IEICE Transactions on Electronics. E85-C・12. 2059-2064 (2002)
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[Publications] M.Haraguchi, M.Fukui, Y.Tamaki, T.Okamoto: "Optical switching due to whispering gallery modes in dielectric micro-spheres coated by a Kerr material"Journal of Microscopy. (in press). (2003)
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[Publications] T.Okamoto, M.Haraguchi, M.Fukui: "Numerical Studies of Optical Switching and Optical Bistability Phenomena of Nano-or Meso-Size Spheres"Journal of Microscopy. (in press). (2003)
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[Publications] H.Okamoto, M.Haraguchi, M.Fukui, T.Okamoto: "Optical Filtering by Microring Resonators"Japanese Journal of Applied Physics. 42(in press). (2003)
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[Publications] M.Kuwata-Gonokami, H.Akiyama, M.Fukui: "Eds. S.Kawata, M.Ohtsu, M.Irie Nano Optics"Springer-Verlag, Berlin. 335 (2002)
