• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

単一微粒子の光共鳴ダイナミック分光計測法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 10305007
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関北海道大学

研究代表者

笹木 敬司  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (00183822)

研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
28,500千円 (直接経費: 28,500千円)
2000年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
1999年度: 9,700千円 (直接経費: 9,700千円)
1998年度: 14,500千円 (直接経費: 14,500千円)
キーワード単一微粒子 / 光共振現象 / 微小球レーザー / 時間分解分光 / イントラキャビティ分光 / レーザーマニピュレーション / レーザーマニピュレーシ
研究概要

有機ナノクリスタル、半導体超微粒子、高分子凝集体、ミセル等の微粒子は、サイズ、モルフォロジー、構造の違いによって一個一個の機能・物性に個性があり、微粒子の光ダイナミクスを正確に解明するためには単一微粒子を分光計側することが要求されているが、微粒子一個の蛍光や吸収は極めて微弱なため、従来の顕微分光手法では極限られた物質系を除いて多数の微粒子集団の平均情報しか解析されていない。本研究では、単一微粒子の内部、特に表面・界面層で起こる光物理・光化学現象を高感度・高精度に計測することを目的とし、微粒子を光共振器として利用した全く新しいダイナミック分光計測法を開発した。本手法は、微粒子に色素をドープしてポンプし発光させると、表面波が発生し微粒子の周りを光がぐるぐると回りだして共鳴する微小球共振現象を利用したものである。これは一種のイントラキャビティー効果であり、発振強度の減少量から微粒子内部、特に共振器を形成する微粒子界面近傍における吸収を高感度に計測することができる。さらに、微小球共鳴によりピコ秒パルス発振が実現でき、このパルス光を利用すれば微粒子内の超高速現象をピコ秒の時間スケールで観測することが可能である。本研究を展開する中で、さらに、高いQ値の球形微粒子共振器の中で量子電気力学効果により自然放出のレートが数十倍も増強する現象を観測することに成功した。また、微小球における2種類の分子間のエネルギー移動ダイナミクスについても観測を行った結果、双極子・双極子相互作用によるエネルギー移動の効率がバルクにおける観測値に比べて30倍以上高くなることを見出した。微粒子に特徴的な光共鳴現象を用いて微粒子の分光測定を行う研究は世界的にも例がなく、全く新しいアイデアに基づくものであり、微粒子の光物理・光化学現象を解明してダイナミクスを制御することが可能になった。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] Hideki Fujiwara: "Pyrene fluorescence dynamics within a polymer microspherical cavity"Journal of Applied Physics. 85. 2052-2056 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 笹木敬司: "微小球キャビティと多光子顕微分光"分光研究. 48. 165-173 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤原英樹: "多光子顕微鏡と微子球レーザー"レーザー研究. 27. 823-826 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideki Fujiwara: "Upconversion Lasing of a Thulium-ion-doped Fluorozirconate Glass Microshere"Journal of Applied Physics. 86. 2385-2388 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideki Fujiwara: "Lasing of a Microsphere in Dye Solution"Japanese Journal of Applied Physics. 38. 5101-5104 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Matsuo: "Absorption analysis of a single microparticle by optical forcemeasurement"Journal of Applied Physics. 89巻. 5438-5441 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sasaki: "Analysis of Radiation Pressure Exerted on a Metallic Particle within an Evanescent Field"Optics Letters. 25巻. 1385-1387 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Wada: "Optical Measurement of Interaction Potentials between a Single Microparticle and an Evanescent Field"Applied Physics Letters. 76巻. 2815-2817 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤原英樹: "希土類イオン含有ガラス微粒子ランダム媒質におけるアップコンバージョン発光"応用物理学会薄膜・表面物理分科会誌. 110巻. 3-8 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 笹木敬司: "新しいフォトニクス時代の材料とデバイス"ティー・アイ・シー. 412 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Fujiwara, K.Sasaki: "Lasing og a Microsphere in Dye Solution"Jpn.J.Appl.Phys.. 38. 5101-5104 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Fujiwara, K.Sasaki, H.Masuhara: "Pyrene Fluorescence Dynamics within a Polymer Microspherical Cavity"J.Appl.Phys.. 85. 2052-2056 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Fujiwara, K.Sasaki: "Upconversion Lasing of a Thulium-ion-doped Fluorozirconate Glass Microsphere"J.Appl.Phys.. 86. 2385-2388 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sasaki: "Microspherical Cavities and Multi-photon Microspectroscopy"Bunko-kenkyu. 48. 165-173 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Fujiwara, K.Sasaki: "Multi-photon Microscopy and Microspherical Laser"Laser-kenkyu. 27. 823-826 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sasaki, J.Hotta, K.Wada, H.Masuhara: "Analysis of Radiation Pressure Exerted on a Metallic Particle within an Evanescent Field"Opt.Lett.. 25. 1385-1387 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Wada, K.Sasaki, H.Masuhara: "Optical Measurement of Interaction Potentials between an Single Microparticle and an Evanescent Field"Appl.Phys.Lett.. 76. 28115-2817 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Fujiwara: "Upconversion Emission from a Random Medium Conposed of Rare-Earth-Ion Doped"Oyobuturi-Hyomen-Buturi. 110. 3-8 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Matsuo, H.Takasaki, J.Hotta, K.Sasaki: "Absorption Analysis of Single Microparticle by Optical Force Measurement"J.Appl.Phys.. 89. 5438-5441 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sasaki: "Microspherical Laser World "Materials and Devices in New Photonics""TIC. (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Matsuo: "Absorption analysis of a single microparticle by optical forcemeasurement"Journal of Applied Physics. (印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Sasaki: "Analysis of Radiation Pressure Exerted on a Metallic Particle within an Evanescent Field"Optics Letters. 25巻. 1385-1387 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Wada: "Optical Measurement of Interaction Potentials between a Single Microparticle and an Evanescent Field"Applied Physics Letters. 76巻. 2815-2817 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 笹木敬司: "新しいフォトニクス時代の材料とデバイス"ティー・アイ・シー. 412 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 笹木 敬司: "微小球キャビティと多光子顕微分光"分光研究. 48. 165-173 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原 秀樹: "多光子顕微鏡と微小球レーザー"レーザー研究. 27. 823-826 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hideki Fujiwara: "Upconversion Lasing of a Thulium-ion-doped Fluorozirconate Glass Microsphere"Journal of Applied Physics. 86. 2385-2388 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hideki Fujiwara: "Lasing of a Microsphere in Dye Solution"Japan Journal of Applied Physics. 38. 5101-5104 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hideki Fujiwara: "Pyrene fluorescene dynamics within a polymer microspherical cavity." Journal of Applied Physics. 85,4. 2052-2056 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

URL: 

公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi