2012 Fiscal Year Annual Research Report
光熱変換イメージングによるサブナノ粒子検出識別システムの開発
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22686027
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
水谷 康弘 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 講師 (40374152)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / 光トラップ / ナノ構造 / 偏光計測 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は，光学的にサブナノ粒子を遠隔操作するシステムを開発することである．サブナノ粒子を遠隔操作するシステムには，サブナノ粒子観察系とサブナノ粒子操作系が必要である．サブナノ粒子観察系では光エネルギを熱エネルギに変換する光熱変換効果を利用する．具体的には，高強度レーザ（YAG，二倍波，2W）を照射することにより生じるサブナノ粒子の光熱変換効果を利用する．熱変換効果により温度が上昇したサブナノ粒子からは周囲の媒質中に熱が放出され，放出された熱により温度が上昇した媒質の屈折率は粒子周辺部でわずかに変化する．この屈折率が変化を位相として検出し，偏光計測から位相の二次元分布が可能な計測システムを作製した．また，サブナノ粒子を捕捉するために500nmの格子で発生させたエバネッセント場による光放射圧を用いて捕捉した．これまでに，数値計算（FDTD法）により微細周期構造の形状パラメータについて検討および作製することで，粒径21nmの金γ三酸化二鉄粒子の捕捉および検出に成功した．さらに，磁場による反発力である磁気浮上を捕捉に利用できるようになっている．一方で，当初申請していた計画から新たに単一で粒子を検出する機能が必要となったので干渉計を導入した．ここでは，ビームキューブスプリッタを斜め45度に配置することにより簡易かつ安定な干渉計を構築した．本干渉計は，単一光学素子で構成されているため振動や空気の揺らぎに強く，実際には，300分の1波長の精度の干渉計を構築した．さらに，フーリエ変換法を導入することでビデオレートでの検出が可能な光学系を構築した．新たに作製した干渉計を用いて，当該光学系の回折限界以下である2μmの黒鉛粒子が熱対流を起こしている様子をビデオレートで検出することに成功した．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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