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波動関数の偏光量子干渉を利用した極限超解像光リソグラフィー

研究課題

研究課題/領域番号 17560038
研究種目

基盤研究(C)

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
研究機関東京工芸大学

研究代表者

渋谷 眞人  東京工芸大学, 工学部, 教授 (10339799)

研究分担者 江崎 ひろみ  東京工芸大学, 工学部, 助教授 (90213545)
尾松 孝茂  千葉大学, 工学部, 助教授 (30241938)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2006年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2005年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード超解像 / 量子光学 / 光リソグラフィー / 高次の干渉 / 偏光 / リソグラフィー
研究概要

波動関数の偏光量子干渉を利用した極限超解像光リソグラフィーの基礎確認実験を試みた。偏光2光子吸収の可能性のある材料の探索を文献等で行ったが、現在までのところCuClが可能性のある物質である。CuClの励起状態の寿命は非常に短いので、偏光レーザー照射を行い、観察光を同時照射し回折角の測定を行う方法などが考えられる。まずは基本的な資料作成と観察のための基礎実験を行った。銅版をCuCl溶液中に浸して、CuClの成長を試みたが、適切な成長にはなっていなかったようであり、レーザー光(チタンサファイアレーザー、)を照射して観察を行ったが、所望の結果を得ることはできなかった。さらに他のCuCl成長を試みたが、十分な結果を得ることはできなかった。
実用化を考えると、物質には単純な2光子吸収性のみを要求させる方式が望ましい。我々は、入射偏光を時間的に制御することで、超解像パターンができる方式を考案した。典型的な方法として、2光束のP偏光間の位相差およびS偏光間の位相差を制御することで、P偏光によって形成される基本周期干渉パターンとS偏光による基本周期干渉パターンが打ち消しあい基本周期パターン形成を抑制できる。この時さらに、元の入射ビームの偏光状態の時間変動を制御して、2光束のP偏光とS偏光が同時に存在しないようにすると、2倍細かな周期パターンが形成されることになる。これは数学的に表現するならば、偏光の高次コヒーレンスの制御ということになり、偏光の高次干渉を利用したリソグラフィーと呼ぶことができる。この新たな方式の可能性を探るための基礎実験を行なったところ、レーザー波面制御を行なって2光子吸収材料に照射することで、従来知られていなかったパターン形成を確認できた。
今後は、偏光の高次コヒーレンスの理論の構築と共に、より実用的な新方式の考案を行い、超解像パターンを実際に形成する。さらに様々なパターンが形成できるような実用的装置コンフィグレーションの開発を行なっていく。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (26件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Classification of undulated wavefront aberration in projection optics by considering its physical effect2007

    • 著者名/発表者名
      M.Shibuya, N, Watanabe, M.Yamamoto, T.Fukui, H.Ezaki, T.Kiire, S.Nakadate
    • 雑誌名

      Optical Engineering 46巻5号(In press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Classification of undulated wavefront aberration in projection optics by considering its physical effect2007

    • 著者名/発表者名
      M.Shibuya, N, Watanabe, M.Yamamoto, T.Fukui, H.Ezaki, T.Kiire, S.Nakadate
    • 雑誌名

      Optical Engineering Vol.46 (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Classification of undulated wavefront aberration in projection optics by considering its physical effect2007

    • 著者名/発表者名
      M.Shibuya, N, Watanabe, M.Yamamoto, T.Fukui, H.Ezaki, T.Kiire, S.Nakadate
    • 雑誌名

      Optical Engineering 46巻5号(in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Power scaling of a pico-second Nd : YVO4 master-oscillator power amplifier with a phase-conjugate mirror2006

    • 著者名/発表者名
      K.Nawata, Y.Ojima, M.Okida, T.Ogawa, T.Omatsu
    • 雑誌名

      Optics Express 14巻22号

      ページ: 10657-10662

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Over 40-watt diffraction-limited Q-switched output from neodymium-doped YAG ceramic bounce amplifiers2006

    • 著者名/発表者名
      T.Omatsu, K.Nawata, D.Sauder, A.Minassian, M.J.Damzen
    • 雑誌名

      Optics Express 14巻18号

      ページ: 8198-8204

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Preparation of a hologram composed of a striped gold layer using photographic materials2006

    • 著者名/発表者名
      K.Kuge, T.Nakao, Y.Goto, T.Omatsu, A.Hasegawa
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys 100巻

      ページ: 13102-13106

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High repetition rate Q-switching performance in transversely diode-pumped Nd doped mixed gadolinium yttrium vanadate bounce laser2006

    • 著者名/発表者名
      T.Omatsu, M.Okida, A.Minassian, M.J.Damzen
    • 雑誌名

      Optics Express 14巻7号

      ページ: 2727-2734

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Second-order coherence in an exciton-polariton laser : A quantum monte carlo wavefunction approach2006

    • 著者名/発表者名
      H.Ezaki, Y.Yamamoto
    • 雑誌名

      Nonlinear Optics and Quantum Optics 35巻

      ページ: 313-329

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Highly efficient phase-conjugation of a 1 μm pico-second Laguerre-Gaussian beam2006

    • 著者名/発表者名
      Gyeong Bok Jung, Keiichiro Kanaya, Takashige Omatsu
    • 雑誌名

      Optics Express 14巻6号

      ページ: 2250-2255

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Highly efficient 1181nm output from a transversely diode-pumped Nd3+ : KGd(WO4)2 self-stimulating Raman laser2006

    • 著者名/発表者名
      A.Hamano, S.Pleasants, M.Okida, M.Itoh, T.Yatagai, T.Watanabe, M.Fujii, Y.Iketaki, K.Yamamoto, T.Omatsu
    • 雑誌名

      Opt. Commun 260巻2号

      ページ: 675-679

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Power scaling of a pico-second Nd : YVO4 master-oscillator power amplifier with a phase-conjugate mirror2006

    • 著者名/発表者名
      K.Nawata, Y.Ojima, M.Okida, T.Ogawa, T.Omatsu
    • 雑誌名

      Optics Express Vol.14

      ページ: 10657-10662

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Over 40-watt diffraction-limited Q-switched output from neodymium-doped YAG ceramic bounce amplifiers2006

    • 著者名/発表者名
      T.Omatsu, K.Nawata, D.Sauder, A.Minassian, M.J.Damzen
    • 雑誌名

      Optics Express Vol.14

      ページ: 8198-8204

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Preparation of a hologram composed of a striped gold layer using photographic materials2006

    • 著者名/発表者名
      K.Kuge T.Nakao, Y.Goto, T.Omatsu, A.Hasegawa
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys Vol.100

      ページ: 2727-2734

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High repetition rate Q-switching performance in transversely diode-pumped Nd doped mixed gadolinium yttrium vanadate bounce laser2006

    • 著者名/発表者名
      T.Omatsu, M.Okida, A.Minassian, M.J.Damzen
    • 雑誌名

      Optics Express Vol.14

      ページ: 2727-2734

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Second-order coherence in an exciton-polariton laser : A quantum Monte carlo wavefunction approach2006

    • 著者名/発表者名
      H.Ezaki, Y.Yamamoto
    • 雑誌名

      Nonlinear Optics and Quantum Optics Vol.35

      ページ: 313-329

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Highly efficient phase-conjugation of a 1 μm pico-second Laguerre-Gaussian beam2006

    • 著者名/発表者名
      Gyeong Bok Jung, Keiichiro Kanaya, Takashige Omatsu
    • 雑誌名

      Optics Express Vol.14

      ページ: 2250-2255

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Highly efficient 1181nm output from a transversely diode-pumped Nd3+ : KGd(WO4)2 self-stimulating Raman laser2006

    • 著者名/発表者名
      A.Hamano, S.Pleasants, M.Okida, M.Itoh, T.Yatagai, T.Watanabe, M.Fuji i, Y.Iketaki, K.Yamamoto, T.Omatsu
    • 雑誌名

      Opt. Commun

      ページ: 675-679

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Over 40-watt diffraction-limited Q-switched output from neodymium-doped YAG ceramic bounce amplifiers2006

    • 著者名/発表者名
      Takashige Omatsu, Kouji Nawata, Daniel Sauder, Ara Minassian, Michael J. Damzen
    • 雑誌名

      Optics Express 14巻18号

      ページ: 8198-8204

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Second-order Coherence in an Exciton-Polariton Laser : A Quantum Monte Carlo Wavefunction Approach2006

    • 著者名/発表者名
      Hiromi EZAKI, Yoshihisa YAMAMOTO
    • 雑誌名

      Nonlinear Optics and Quantum Optics, 35巻

      ページ: 313-329

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] High repetition rate Q-switching performance in transversely diode-pumped Nd doped mixed gadolinium yttrium vanadate bounce laser2006

    • 著者名/発表者名
      Takashige Omatsu, Masahito Okida, Ara Minassian, Michael J. Damzen
    • 雑誌名

      Optics Express 14巻7号

      ページ: 2727-2734

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Over 10-watt pico-second diffraction-limited output from a Nd:YVO_4 slab amplifier with a phase conjugate mirror2005

    • 著者名/発表者名
      Yasukuni Ojima, Takashige Omatsu
    • 雑誌名

      Optics Express 13 No.22

      ページ: 8993-8998

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Power scaling of highly neodymium-doped YAG ceramic lasers with a bounce amplifier geometry2005

    • 著者名/発表者名
      Takashige Omatsu, Yasukuni Ojima, Ara Minassian, Michael J.Damzen
    • 雑誌名

      Optics Express 13 No.18

      ページ: 7011-7016

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Heat generation in Nd doped vanadate crystals with 1.34 μm laser action2005

    • 著者名/発表者名
      M.Okida, M.Itoh, T.Yatagi, H.Ogilvy, J.Piper, T.Omatsu
    • 雑誌名

      Optics Express 13 No.13

      ページ: 4909-4915

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A novel waveguide dye laser including SiO_2 nano-particles-dispersed random scattering active layer2005

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Watanabe, Yuji Oki, Mitsuo Maeda, Takashige Omatsu
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 86

      ページ: 151123-151125

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Second-order Coherence in Exciton-polariton lasers : Quantum Monte Calro Wavefunction Approach

    • 著者名/発表者名
      H.Ezaki, Y.Yamamoto
    • 雑誌名

      Nonlinear Optics, Quantum Optics (In press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Highly efficient phase-conjugation of a 1μm pico-second Laguerre-Gaussian beam

    • 著者名/発表者名
      Gyeong Bok Jung, Keiichiro Kanaya, Takashige Omatsu
    • 雑誌名

      Optics Express (In press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 回折と結像の光学2005

    • 著者名/発表者名
      渋谷眞人, 大木裕史
    • 総ページ数
      226
    • 出版者
      朝倉書店
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [産業財産権] プラズマ密度変調を利用した回折光学素子2006

    • 発明者名
      尾松孝茂, 近藤公伯
    • 権利者名
      千葉大学
    • 産業財産権番号
      2006-200897
    • 出願年月日
      2006-07-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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