2018 Fiscal Year Annual Research Report
Realization and application of extremely high-Q Fano resonances in multilayer systems
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16K04979
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
林 真至 神戸大学, 工学研究科, 名誉教授 (50107348)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 稔 神戸大学, 工学研究科, 教授 (00273798)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | Fano共鳴 / 多層膜構造 / 蛍光分子 / 導波路モード / 増強電場 / フォトクロミズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、以下のような成果を得た。
１）蛍光色素をドープした多層膜構造による蛍光Fano共鳴の観測：昨年度までの研究で、all-dielectric多層膜構造では、導波路層内の局所電場が、Fano共鳴の振舞いを示すことが本質的であることが示されていた。しかし、あくまでも電磁気計算により示されただけで、実験的に裏図けられた訳ではない。そこで、ポリスチレン膜にDCM分子をドープし、それを導波路層とする多層膜構造を作製した。ATR配置で試料を励起し、蛍光スペクトル及びATRスペクトルを同時に測定した。その結果、蛍光スペクトル上に、ATRスペクトルと良く対応するFano共鳴が見出された。分子の蛍光は、導波路層内の局所電場によって励起されることから、蛍光スペクトル上でのFano共鳴は、局所場のFano共鳴の振舞いを直接反映したものとみなせる。従って、導波路モードのFano共鳴的振舞いを、直接的に実証できたといえる。
２）光異性化分子をドープした多層膜構造での、Fano共鳴の光制御：Half-leaky guided modeを用いたFano共鳴多層膜構造に、光異性化分子のDR1をドープし、外部光を照射することにより、Fano共鳴の形状を制御することを試みた。DR1分子の光吸収帯内の波長を持つ外部光を照射しながら、ATR測定を行ったところ、DR1の光異性化に伴う光吸収量の変化に伴う、スペクトルの変化が見られた。光照射強度により、Fano共鳴線の非対称性が変化しており、Fano共鳴の光制御の新しい手法が実証できた。
３）Coupled-mode理論による、Fano共鳴線の解析：従来のCoupled-mode理論を拡張し、多層膜構造のATRスペクトルに適用できる、Coupled-mode理論を構築した。この理論により、現在までの実験結果を統一的に理解することが可能になった。
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