2009 Fiscal Year Annual Research Report
表面プラズモンポラリトンの顕微的フェムト秒ダイナミクス
Publicly Offered Research
| Project Area | Strong Photons-Molecules Coupling Fields for Chemical Reactions |
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| Project/Area Number |
21020006
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
久保 敦 University of Tsukuba, 大学院・数理科学研究科, 助教 (10500283)
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| Keywords | 光物性 / 微小光学 / 表面プラズモン / 表面・界面物性 / フェムト秒 / 超高速ダイナミクス |
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| Research Abstract |
光エネルギーを微小領域に閉じ込め、エネルギー密度を高める効果のある表面プラズモンは、光-分子の強結合場を形成する上で重要である。本研究は、伝播型のモードである「表面プラズモンポラリトン(SPP)」をフェムト秒レーザーで励起し、表面プラズモンポラリトン集光場形成過程のダイナミクスをフェムト秒時間分解顕微法により動画像化する事を目標にしている。
この計画に基づき、平成21年度は10フェムト秒級チタンサファイアレーザーの製作を行い、さらに時間分解観察に必要なアト秒精度ポンプ-プローブ遅延光学系を建設した。当レーザーは、SPPを励起するための光源となるものである。さらに、遅延光学系に独自の安定化機構を備える事により、ポンプ-プローブパルス対の遅延時間を数十アト秒の確度で制御する事を可能にしている。これらの装置開発により、SPPの動画像化に必要な光源系が完成した。
さらに、SPPの映像化方法として蛍光顕微鏡法を選択し、本手法の有用性を実証するための試料の試作と実験を行った。励起光源に連続光レーザーを用いた実験より、SPPによって表面に形成された近接場で極薄の色素層を励起し、色素からの蛍光発光をCCDカメラで撮影する手法により、当初の計画通りSPPの画像化が可能である事を確認した。当方式は、色素層の種類や光学フィルター等を調整する事により、フェムト秒レーザー励起蛍光顕微鏡へ適用する事ができる。
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