| 研究概要 |
ガラス内部に光が伝搬する高屈折率層を形成している光導波層を形成し,その中に存在しているAg+イオンをSTM微小短針を使ってガラス表面方向に引き抜く操作によって光開口端の形状した.開口端を原子間力顕微鏡を用いて観察するとともに,開口端からの光の出射と大きさとの関係について調査した.その結果,表面部に析出するアルカリ金属が表面のごく浅いガラス部分をエッチングし,カルデラ状の凹部を形成すること、またそのエッチング形状がSTM短針より発生する電気力線の強さを反映し,特徴的な形状を有していることが明らかになった.また,FE-SEMによる観察から,その開口端部にはナノメートルサイズのAg金属微粒子が表面に析出してるいることがわかった.内部を伝搬してきた光は、この特徴的な開口端形状よりその一部が放射され,光導波路との光の入出を可能とするゲートとして機能していることが明らかとなった.
光開口端との接合を可能とする略半球型ガラス素子の作製においては,高い屈折率を有するガラスを用いた素子の作製を行い,有害物質を含まないものの結晶化が引き起こされやすい高屈折率ガラスを使って良質な略半球型ガラスを作製することに成功した。また,StM法で作製したガラス素子の光共振器としての性能評価では,ドープした活性イオンの発光によるWGM光共振を確認するとともに,高いQ値の達成とレーザー動作の確認に成功した.
つぎに,略半球型ガラス光共振器に光を効率的に導入するために必要な要件を明らかにする目的で行われた光導波路と光共振器との光接合の評価実験では,導波路より染み出される近接場光と共振器内のWGMモードとのモードカップリングの重要性が確認され,光開口端部に発生している近接場光のモード解析と制御が高い効率の接合を達成する上で重要なキーとなることが明らかとなった
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