| 研究課題/領域番号 |
09650059
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用光学・量子光工学
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| 研究機関 | 理化学研究所 |
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研究代表者 |
岡本 隆之 理化学研究所, 光工学研究室, 先任研究員 (40185476)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (1998年度)
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| 配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1998年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1997年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
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| キーワード | 非線形光学 / バクテリオロドプシン / 表面プラズモン / 光導波路 / 色素 / 光双安定 / ビーム伝搬法 / 金コロイド / 表面プラズモン共鳴 |
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| 研究概要 |
高屈折率プリズム上に銀薄膜を蒸着し、その上に遠心分離器により薄膜状にしたバクテリオロドプシンを堆積した表面プラズモン共鳴を利用した非線形光学素子を作製した。本素子で入射光強度が大きくなるにつれ、共鳴角が低角度側にシフトすることが確認できた。このとき得られた非線形屈折率はn_2=-0.054cm^2/Wとなった。しかし、バクテリオロドプシン膜が時間とともに収縮し、銀薄膜からはがれてしまうため、安定な状態では実験できなかった。これらの点を解決するために、色素ドープ高分子膜を用いた単一プリズム型導波路素子を作製した。この素子における、導波路内の電場は入射電場に比べて、非常に大きくなり、増強効果は表面プラズモン共鳴におけるそれ以上になる。実験では、Bis(4-dimethylamino-dithiobenzil)nickelをドープしたPMMAを導波路層とした素子を試作し、アルゴンイオンレーザーを用いて共鳴角の強度依存性を測定した。その結果、数mW程度の入射光パワーで、共鳴角が変化し、また、数10mW程度のパワーで、光双安定性が確認できた。しかしながら、これらの非線形光学効果は主として光吸収による熱に起因するため、導波路層がすぐに変質してしまうという問題が残った。さらに、場の増強を図るため、導波路表面に金微粒子を化学的に堆積することを考えた。計算の結果、金微粒子-導波路界面における電場強度が非常に大きく増強されることを確認した。この他に、バクテリオロドプシン膜における複数の光波の伝搬や回折をビーム伝搬法により計算するプログラムの開発を行い、実験とよく一致する解が得られることを確認した。
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