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テラヘルツ近接場測定技術を用いた擬似局在表面プラズモンの時空間分解測定

研究課題

研究課題/領域番号 16K17529
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関京都大学

研究代表者

有川 敬  京都大学, 理学研究科, 助教 (70598490)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードテラヘルツ / プラズモニクス / 近接場 / メタマテリアル / 擬似局在表面プラズモン / 光渦 / 応用光学・量子光工学 / テラヘルツ/赤外材料・素子
研究成果の概要

本研究では、テラヘルツ周波数帯に重くのしかかる回折限界による制限を取り除くための研究を行った。そのための有力なツールとして、擬似局在表面プラズモンに着目して研究を行い、その基礎的性質を実験的に明らかにし、共鳴周波数などを制御することに成功した。また、軌道角運動量を持つ光渦を用いた高次擬似局在表面プラズモンの励起を行った。その結果、全角運動量の保存を満たす選択則が確認できた。これは、可視域のプラズモニクスで予測されていた結果と同じである。これらの結果は、擬似局在表面プラズモンを用いる事で、可視域プラズモニクスで実現している高分解能、高感度測定技術をテラヘルツ帯に応用できる可能性を示している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

擬似局在表面プラズモンを利用することにより、テラヘルツ帯においても可視域プラズモニクスの莫大な研究の蓄積を継承し、高分解能、高感度測定を実現できる可能性がある。本研究による擬似局在表面プラズモンの基礎特性の理解はこのような技術的発展の基礎となるものであると言える。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 10件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] Ecole de technologie superieure (ETS)(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Focusing light with orbital angular momentum by circular array antenna2017

    • 著者名/発表者名
      Arikawa Takashi、Morimoto Shohei、Tanaka Koichiro
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 25 号: 12 ページ: 13728-13728

    • DOI

      10.1364/oe.25.013728

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Characterization of Thin Film Materials Using Near Field THz Imaging2019

    • 著者名/発表者名
      F. Amirkhan, R. Sakata, K. Takiguchi, T. Arikawa, T. Ozaki, K. Tanaka, F. Blanchard
    • 学会等名
      OTST (Optical Terahertz Science and Technilogy)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct observation of the band topology in photonic crystals by terahertz spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Takiguchi, Yuta Inose, Takashi Arikawa, and Koichiro Tanaka
    • 学会等名
      OTST (Optical Terahertz Science and Technilogy)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Subwavelength focusing of light with orbital angular momentum by circular array antenna2019

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Sakata, Kenji Takiguchi, Takashi Arikawa, Francois Blanchard, Koichiro Tanaka
    • 学会等名
      第9回電磁メタマテリアル講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Control of Spoof Localized Surface Plasmons Using Terahertz Near-field Microscope2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Arikawa, Shohei Morimoto, Tomoki Hiraoka, Franc;ois Blanchard, Kyosuke Sakai, Keiji Sasaki, and Koichiro Tanaka
    • 学会等名
      CLEO
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] テラヘルツ領域における光トポロジカル絶縁体の研究2018

    • 著者名/発表者名
      瀧口賢治, 猪瀬裕太, 有川敬, 田中耕一郎
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of thin-film optical properties by THz near-field imaging2018

    • 著者名/発表者名
      F. Amirkhan, R. Nechache, R. Sakata, K. Takiguchi, T. Arikawa, T. Ozaki, K. Tanaka, F. Blanchard
    • 学会等名
      Photonics North
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Near-field terahertz imaging using Bi2FeCrO6 (BFCO) thin-film sensor2018

    • 著者名/発表者名
      Francois Blanchard, Riad Nechache, Ryoichi Sakata, Fatemeh Amirkhan, Kenji Takiguchi, T. Arikawa, and Koichiro Tanaka
    • 学会等名
      PIERS (Progress In Electromagnetics Research Symposium)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective excitation of multipolar spoof plasmons using orbital angular momentum of light2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Arikawa
    • 学会等名
      電磁メタマテリアル講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Subwavelength focusing of terahertz vortex beam by circular array antenna2018

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Sakata
    • 学会等名
      Terametanano-3 (UXMAL, Mexico)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] テラヘルツ光渦による疑似局在表面プラズモンの励起モード制御2017

    • 著者名/発表者名
      森本祥平、有川敬、Francois Blanchard、酒井恭輔、笹木敬司、田中耕一郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Control of spoof localized surface plasmons using terahertz vortex beam2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Arikawa
    • 学会等名
      Optical Terahertz Science and Technology 2017 (OTST2017, London)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 放射状アンテナアレイによる光渦の集光2017

    • 著者名/発表者名
      坂田諒一
    • 学会等名
      電子情報通信学会 テラヘルツ応用システム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 放射状アンテナアレイによる光渦の集光2017

    • 著者名/発表者名
      坂田諒一
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Control of Spoof Localized Surface Plasmons by Vortex of Light in Terahertz Region2016

    • 著者名/発表者名
      Shohei Morimoto, Takashi Arikawa, Francois Blanchard, Kyosuke Sakai, Keiji Sasaki, Koichiro Tanaka
    • 学会等名
      41st International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves
    • 発表場所
      Copenhagen
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation and Control of Spoof Localized Surface Plasmons Using Terahertz Near-field Microscope2016

    • 著者名/発表者名
      Shohei Morimoto, Takashi Arikawa, Francois Blanchard, Kyosuke Sakai, Keiji Sasaki, Koichiro Tanaka
    • 学会等名
      41st International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves
    • 発表場所
      Copenhagen
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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