• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2020 Fiscal Year Annual Research Report

ナノフォトニック構造における偏光特異点を利用したポアンカレビームの生成

Research Project

Project/Area Number 19J13955
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

林 文博  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2021-03-31
Keywordsポアンカレ / トポロジー / スキルミオン / 偏光 / 光渦 / ナノフォトニクス
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、フルポアンカレビームと呼ばるモード断面の偏光分布がポアンカレ球上の全偏光状態を被覆する光ビームを、微小光共振器を用いてオンチップで生成することを目標とする。フルポアンカレビームはスキルミオンで表現されるトポロジカルな偏光分布を持ち、同ビームの持つこの特異な偏光分布は新奇光トラップやレーザー加工等への応用が期待されている。同ビームの生成は現在バルクの光学素子を利用した報告に限定されているが、微小光共振器を用いてオンチップで生成することが可能になればセンサー等への応用の可能性が拓け、同ビームの有用性を一層引き立てることが期待される。
昨年度の研究では、微小光共振器を用いてフルポアンカレビームを生成する手法を世界で初めて見出し、数値解析による検証とデバイスの設計を行った。本年度では、設計したデバイスの作製技術と評価技術を開発し、提案手法の実験的実証を行った。本研究で提案したデバイスはリング共振器上に微小な屈折率摂動から成る2重の回折格子を有する。同提案デバイスの作製にはグレースケールリソグラフィーを模した電子線リソグラフィ技術を開発することにより、リング共振器上に微小な浅い穴を形成することにより達成した。同デバイスへの光入力と、出力された光の遠方界偏光分布が評価可能な光学系を構築し、作製デバイスからの放射が遠方界にてスキルミオンで表現される偏光分布を持ち、フルポアンカレビームであることを観測した。本研究は微小光共振器によるフルポアンカレビームの生成に世界で初めて成功しており、本成果は同ビームの応用範囲をより一層広げるとともに、光科学、特にトポロジカル光波科学の分野の発展に貢献し得ると確信している。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (2 results)

All 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Microcavity-based generation of full Poincar? beams with arbitrary skyrmion numbers2021

    • Author(s)
      Lin Wenbo、Ota Yasutomo、Arakawa Yasuhiko、Iwamoto Satoshi
    • Journal Title

      Physical Review Research

      Volume: 3 Pages: 023055

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.3.023055

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 光スキルミオン結晶ビームの生成手法の提案2020

    • Author(s)
      林文博、太田泰友、荒川泰彦、岩本敏
    • Organizer
      第81回応用物理学会 秋季学術講演会

URL: 

Published: 2021-12-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi