Dynamics of surface plasmon polaritons excited on nonmetallic material with femtosecond laser pulse

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H01894
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: MIYAJI GODAI 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30378905)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 表面プラズモン / フェムト秒レーザー / レーザー加工 / ナノ構造

Outline of Final Research Achievements

We have observed that a low-fluence femtosecond (fs) laser pulse can transiently excite surface plasmon polaritons (SPPs) on a silicon grating metalized by the intense fs laser pulse. The experimental results obtained clearly show that SPP wavelength, propagation length, and amplitude can be changed by the laser fluence and time difference between two beams, and that they have optimum for its strong excitation.

Free Research Field

非線形光工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

表面プラズモンは伝導電子の集団振動であり、ナノメートル領域に高強度の電磁場を有する特徴から、様々な光デバイスに応用されている。本研究により、伝導電子が存在しない半導体・誘電体表面に高強度レーザー光を照射することにより、表面プラズモンを励起でき、ナノメートルサイズで微細加工できることが分かった。さらに、高強度レーザー光の照射条件によって、表面プラズモンの励起効率を数倍～数10倍増強できることを初めて明らかにした。