2013 Fiscal Year Annual Research Report
増強エバネッセント光共振器における光放射とその制御
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23560016
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| Research Institution | Ibaraki National College of Technology |
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Principal Investigator |
若松 孝 茨城工業高等専門学校, 電気電子システム工学科, 准教授 (80220838)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
豊島 晋 明石工業高等専門学校, 電気情報工学科, 助教 (70515840)
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| Keywords | 微小光学 / 微小光共振器 / エバネッセント光 / 全反射減衰（ATR）法 / 有機薄膜 / 蛍光スペクトル / フォトルミネッセンス / 光干渉法 |
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| Research Abstract |
(1)プリズム/銀薄膜/ルブレン薄膜で全反射減衰(ATR)法による蛍光特性を調べた。通常の励起条件に比べて約45倍増強した蛍光が得られた。厚さが光波長程度の有機薄膜に対してもATR法で増強エバネッセント光の励起が可能であり、蛍光が増強されることが分かった。
(2)プリズム/金属/有機薄膜/空気ギャップ/金属構造の微小光共振器を動作させる上で重要なギャップ層(＜10μm)を高精度に検出・制御する実験を行った。微小半球レンズ(半径1.5 mm)の球面を銀薄膜で被覆した金属ロッド先端を対向金属として使用した。レーザ光干渉計測から、ロッド先端の平面金属と同様、ギャップ距離変調の検出とその制御が可能であることを確認した。垂直入射と増強エバネッセント光励起下で色素分子を励起し、微小光共振器からの放射光を測定する実験を行った。スペクトルが角度に依存した放射光がプリズム側から観測されたが、ギャップ距離に変調する放射光は観測されなかった。金属共振器内の励起色素分子の寿命と増強エバネッセント光学モードの励起・放射条件が関係していると考えられる。
(3)銀薄膜上のルブレン薄膜で、放射角にスペクトルが大きく依存する異常な放射光を見出した。ルブレン分子の励起には、プリズムを用いず、放射角度に対して放射光を測定した。厚さが光波長程度のルブレン薄膜では、放射角に対して黄色から赤色へ放射光が変化した。このような異常な放射光は、光波長よりも薄い場合やガラス上の作製薄膜では見られなかった。
金属微小光共振器における、空気ギャップ距離制御による放射光スペクトルの変調・制御まで到達することができなかったが、金属上ルブレン薄膜の構造で放射角度に大きくスペクトル依存する放射光を新たに見出した。今後、この現象の機構解明と有機オプトエレクトロニクスへの応用研究を進める。
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