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超高速フォノニクス・プラズモニクスによるナノスケール音響光学変調

研究課題

研究課題/領域番号 10F00795
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 応用物理学一般
研究機関北海道大学

研究代表者

O.B. Wright  北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授

研究分担者 OTSUKA Paul  北海道大学, 大学院・工学研究院, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2010年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワード表面プラズモンポラトリン / ポンプ・プローブ法 / プラズモニック結晶 / THz音響振動 / 音響光学変調 / 金属ナノ構造 / 表面プラズモンポラリトン / イメージング
研究概要

1)プラズモニック・フォノニック結晶のイメージング
プラズモニック・フォノニック結晶の振動マッピングのデモンストレーションを発表した。
2)異常光透過のGHz周波数帯における変調
ガラス基板上の厚み40nmの金薄膜に、サイズ240nmの四角形の穴を780nm周期で正方格子状にあけた試料を用いた。固定波長のポンプ光と波長可変のプローブ光を試料上の固定点に集光し、構造の集団的な振動によるGHz領域のいくつかの共振を観測した。これらの共振の振動数や減衰を時間領域有限要素法の音響シミュレーションを使って特定した。また、この音響シミュレーションの結果を、フーリエモード法に基づく光学シミュレーションに組み入れ、その結果と実験データを比較した。プラズモン共鳴がどの程度関連するのかについては、更なる研究が必要となる。
3)プラズモニック・ナノ導波路におけるプラズモンの変調
この研究は、アムステルダムのAMOLFに製作依頼していたナノ導波路試料の到着が遅れたために2012年12月に開始した。このナノ導波路は500nm×120nm×120nmの金でできている。このナノ導波路に超短プローブ光を出し入れするような結合条件を見つけ、ポンプ光によりレーザー誘起グレーティングを作って、光変調するシステムを現在作成している。
4)フォノニック結晶導波路の広帯域k空間時間イメージング
直径6ミクロンの穴がミクロンスケールで格子状に並べられたフォノニック結晶中の直線やL字型の導波路におけるフォノニック固有状態をk空間(すなわち波数空間)時間領域でイメージングした。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (7件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Mapping gigahertz vibrations in a plasmonic-phononic crystal2013

    • 著者名/発表者名
      T. A. Kelf
    • 雑誌名

      New Journal of Physics

      巻: 15 号: 2 ページ: 23013-23013

    • DOI

      10.1088/1367-2630/15/2/023013

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bulk and surface acoustic wave phenomena in crystals2013

    • 著者名/発表者名
      A. G. Every
    • 雑誌名

      Wave Motion

      巻: (in press)(未定)

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reciprocity in reflection and transmission : What is a 'phonon diode'?2013

    • 著者名/発表者名
      A. A. Maznev
    • 雑誌名

      Wave Motion

      巻: (in press)(未定)

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Point source in a phononic grating : stop bands give rise to phonon-focusing caustics,2012

    • 著者名/発表者名
      I. A. Veres
    • 雑誌名

      New Journal of Physics

      巻: 14 号: 12 ページ: 123015-123015

    • DOI

      10.1088/1367-2630/14/12/123015

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vibrational modes of GaAs hexagonal nanopillar arrays studied with ultrashort optical pulses2012

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Sakuma, Motonobu Tomoda, Paul H.Otsuka, Osamu Matsuda, Oliver B.Wright, Takashi Fukui, Katsuhiro Tomioka, Istvan A.Veres
    • 雑誌名

      APPLIED PHYSICS LETTERS

      巻: 100 号: 13

    • DOI

      10.1063/1.3696380

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Fleeting photons and phonons in tight places (Plenary)2013

    • 著者名/発表者名
      O. B. Wright
    • 学会等名
      Laser Ultrasonics and Advanced Sensing
    • 発表場所
      The Red Brick Warehouse Yokohama (Japan)
    • 年月日
      2013-06-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Imaging Gigahertz Vibrations Trapped in Phononic Crystal Cavities and Nanovoid Arrays2012

    • 著者名/発表者名
      O. B. Wright
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Laser Applications in Science and Engineering
    • 発表場所
      Nanjing University of Science and Engineering Nanjing (China)(invited)
    • 年月日
      2012-11-01
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] k-space Representation of Surface Phonon Propagation in Phononic Crystal Waveguides2012

    • 著者名/発表者名
      P. H. Otsuka
    • 学会等名
      Phonons 2012
    • 発表場所
      University of Michigan Ann Arbor, MI USA
    • 年月日
      2012-07-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Vibrational response of the optical transmission through a metamaterial made up of an array of square holes2012

    • 著者名/発表者名
      H. Sakuma
    • 学会等名
      2nd Japan Korea Metamaterials Forum
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Centre, Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2012-06-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Imaging confined phonons in plasmonic and phononic crystals2012

    • 著者名/発表者名
      O. B. Wright
    • 学会等名
      NanoMetal3
    • 発表場所
      Olympia Congress Centre, Seefeld (Austria)(invited)
    • 年月日
      2012-01-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Observation and simulation of surface acoustic waves on phononic waveguides2011

    • 著者名/発表者名
      Authors : Paul Otsuka, Keisuke Nanri, Motonobu Tomoda, Oliver Wright, Osamu Matsuda, Dieter Profunser, Istvan A.Veres, Sorasak Danworaphong, Abdelkrim Khelif, Vincent Laude, Sarah Benchabane
    • 学会等名
      1st International Conference on Phononic Crystals, Metamaterials & Optomechanics
    • 発表場所
      Hilton Santa Fe Historic Plaza, Santa Fe (USA)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Imaging surface acoustic waves in phononic crystal waveguides2011

    • 著者名/発表者名
      Paul Otsuka, Keisuke Nanri, Motonobu Tomoda, Oliver Wright, Osamu Matsuda, Dieter Profunser, Istvan A.Veres, Sorasak Danworaphong, Abdelkrim Khelif, Vincent Laude, Sarah Benchabane
    • 学会等名
      16th International Conferences on Photoacoustic and Photothermal Phenomena
    • 発表場所
      Hyatt Regency Hotel Merida, Merida (Mexico)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://kino-ap.eng.hokudai.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://kino-ap.eng.hokudai.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://kino-ap.eng.hokudai.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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