2014 Fiscal Year Research-status Report
超短電子ビームによる高強度ラジアル偏光テラヘルツを用いた巨視的光ピンセットの開発
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26600148
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
黒田 隆之助 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 主任研究員 (70350428)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平 義隆 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 研究員 (60635803)
豊川 弘之 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 研究グループ長 (80357582)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | テラヘルツ / 小型加速器 / 超短パルス電子ビーム / 光ピンセット / 高性能レーザー / ラジアル偏光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、産業技術総合研究所のＳバンド小型リニアック施設において、磁気パルス圧縮器を用いてキロアンペア級のピーク電流値を持つ高輝度・超短パルス電子ビームを生成し、2種類のコヒーレント放射（誘電体チューブからのコヒーレント・チェレンコフ放射とコヒーレント遷移放射）により、ラジアル偏光テラヘルツ光生成を実施し、生成を確認した。同時に、ラジアル偏光テラヘルツを集光することで焦点付近が、径方向電場に感度のある検波器によって計測するとドーナツ状プロファイルになることが確認できた。また、検出器周りの問題が多々あることがわかり、次年度以降の光ピンセット実現のための対策検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究では、高出力のピーク強度を持つテラヘルツパルスを生成しているが、散乱パルスの多重回り込み等に起因する、もしくは、加速器による放射線ノイズや電磁ノイズが原因と思われるテラヘルツ検波器の多頻度故障があったため進捗が遅れてしまった。現在は散乱パルスを抑えるための対策等を検討している。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、検波器の多頻度故障対策を実施し、ラジアル偏光テラヘルツ光を集光した際に生成されるZ偏光電場を用いたテラヘルツ光ピンセットの原理実証を行う。集光点ではポインティング・ベクトルがゼロとなるため、微粒子に対してP偏光成分のみの光が照射されることになり、粒子表面でのフレネル反射係数が小さくなる。そのため粒子の散乱力が低減し、電場勾配による光引力のみが作用する極めて効率の高い光ピンセットを実現できる。
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| Causes of Carryover |
高出力のピーク強度を持つテラヘルツパルスを生成しているが、散乱パルスの多重回り込み等に起因する、もしくは、加速器による放射線ノイズや電磁ノイズが原因と思われるテラヘルツ検波器の多頻度故障があり、その原因を精査する必要があったため。また、加速器の不安定性による実験が計画通り行えなかったことにより、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は、検波器の多頻度故障対策を実施し、ラジアル偏光テラヘルツ光を集光した際に生成されるZ偏光電場を用いたテラヘルツ光ピンセットの原理実証を行う。単色テラヘルツ光を用いる場合では、波長に応じた特定粒径の微粒子をピックアップ可能な光ピンセットとなることを実証する。広帯域テラヘルツ光を用いる場合では、集光点サイズが回折限界により波長依存があることを利用し、光放射圧の違いによって粒子径ごとに微粒子を整列させるテラヘルツ光クロマトグラフィの実験を行う。
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