Visualization of submicron localized light using electron beams

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K18974
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 29:Applied condensed matter physics and related fields
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Yamasaki Jun 大阪大学, 超高圧電子顕微鏡センター, 教授 (40335071)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 畑中 修平 大阪大学, 超高圧電子顕微鏡センター, 技術職員 (30838503) ; 近藤 正彦 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (90403170) ; 森藤 正人 大阪大学, 大学院工学研究科, 招へい准教授 (00230144)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: 局在光 / 電子線偏向

Outline of Final Research Achievements

We have developed a completely new imaging technique to visualize light localized at micron to submicron sizes utilizing the phenomenon of electron beam deflection caused by a light intensity gradient. Using a femtosecond laser, a focused light spot was formed inside a transmission electron microscope. By precisely measuring the deflection angle of a pulsed electron beam synchronized with the spot forming, we have succeeded in capturing a deflection that is believed to reflect the intensity gradient of the localized light.

Free Research Field

Electron Microscopy

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

フォトニック結晶などに代表される次世代の光デバイス技術の開発が進んでおり、信号として用いる光の空間的な局在性を可視化することにより動作原理の検証や高性能化に貢献しうるという社会的意義を持つ。またミクロの世界を可視化する電子顕微鏡の観察対象は原子核と電子からなる物質構造に概ね限定されているが、本課題は観察対象を光子にまで広げるという学術的意義を持ち、その第一歩となる基礎的な取り組みに成功した。