2016 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanical control system for gap plasmon waveguide, and applications of a monitoring sensor
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15K13977
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
山口 堅三 香川大学, 工学部, 助教 (00501826)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 正光 鳥羽商船高等専門学校, その他部局等, 准教授 (00413790)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 表面プラズモン / NEMS / 静電アクチュエータ / アクティブプラズモン / メカニカルプラズモニクス / 導波路 / 光ファイバ / ラボ・オン・チップファイバ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、表面プラズモン（SP）を用いた光導波路の可変制御技術の開発とモニタリングセンサへの応用である。SPは、光の回折限界以下の光エネルギーの閉じ込めと、局所な電場増強効果より、センサの高感度化やデバイスの小型化の要素技術となりうる。これまでに、NEMSアクチュエータで金属サブ波長格子を構成し、電気信号で構造をメカニカルに制御することでSP共鳴波長を可変可能なアクティブプラズモンデバイスを開発した（基盤技術1）。同様な発想をSP導波路に適用することで、共鳴波長に加え、伝搬距離も可変できると考えた。本研究では、ギャップ型のSP導波路にこれらの知見を採用し、単一ナノ光導波路中での可変制御技術を確立する（基盤技術2）。また、可変型SP導波路の特徴を活かし、歪みや表面分析センサシステムにおける技術体系の構築を目的とした。
平成27年度は、ギャップ型可変プラズモン導波路の（1）光学現象の解明と構造の最適化、（2）その作製および評価光学系の構築と、その光学特性評価を実施し、前者ではギャップ間と透過光および電場増強特性を、後者ではその作製と光学特性の可変化をそれぞれ明らかにした。また、ギャップの可変構造を有するラボ・オン・チップファイバのためのファイバ一体化システムの構築として、光ファイバのエッチング条件を決定した。
平成28年度（最終年度）は、平成27年度で模索した構造を最適化し、ファイバ一体化システムのプロトタイプ作製を実施し、これに成功した。さらに、研究基盤となる基盤技術2のプラズモン導波路素子、およびその作製方法（特願2014-99172）について、2017年4月3日に審査請求を完了した。なお、基盤技術1のプラズモンチップについては、2017年2月24日に特許登録された（特許第6094961号）。今後は、コア技術を特許群として体系化し、基礎データの収集と応用開発を進める。
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[Presentation] Multiple hotspots from Ag nanowire on mirror2017
Author(s)
Kenzo Yamaguchi, Tatsuki Nakamoto, Masayuki Ideue, Daiki Misawa, Masamitsu Fujii, Jeremy J. Baumberg
Organizer
The 8th International Conference on Surface Plasmon Photonics
Place of Presentation
Taipei, Taiwan
Year and Date
2017-05-22 – 2017-05-26
Int'l Joint Research
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