2019 Fiscal Year Research-status Report
Local field enhancement of ultra intense laser by surface plasmon resonance
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18K03577
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
羽原 英明 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (60397734)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | カスタム回折格子 / 高強度場 / 広帯域光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は近年大きく発展を続けるナノフォトニクス技術を高強度レーザーに適応し、光による真空崩壊など非線形量子電磁力学的現象が期待できるような「超高強度場」を実現するための基礎技術を確立することにある。大きな電場増強効果が期待できる表面プラズモン共鳴現象を最大限に利用するため、高強度レーザーに用いられる超短パルス広帯域光に共鳴条件が最適化された２段回折格子を設計開発し、実験とシミュレーション双方より現象を理解する。さらに本研究成果とナノフォトニクスの知見を統合することで相対論的プラズモニクスとして体系化していき、将来見込まれているレーザー装置の高強度化技術と併せた超高強度場の実現や、商用的に競争力のある小型高強度レーザーによる高効率量子ビーム源の開発などに資する基盤技術を開発していく。
今年度は２段回折格子の作成を大阪大学産業科学研究所ナノテクノロジープラットフォームにて行った。電子ビームリソグラフィ装置にて所定の描画を行った後プラズマエッチング装置で１段目を作成後、再びリソグラフィ装置で２段目を描画した。昨年度よりも２回め描画の際のいち合わせとなる目印構造の見直し、最適化を行ったところ、再現性良く所定のきれいな２段回折格子の作製に成功した。
さらにこの回折格子を用いた実験を行い、高強度レーザーを照射した場合でも、共鳴条件を満たす場合では反射率の減少が確認され、さらに電磁場増強の結果と思われる高エネルギー電子生成の増大を確認した。この結果より本研究の目的をほぼ達成することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
３年で実施する予定の計画を２年で実施することに成功し、研究目的をほぼ達成したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は研究成果を論文として公表するとともに、追加で実験を行い、回折格子上の電磁場を直接推測する実験を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
非常に高額な２段回折格子作成に伴う大阪大学産業科学研究所のナノテクノロジープラットフォーム使用量を次年度も見込んでいるため。
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