| 研究課題/領域番号 |
18360028
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 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 | 東北大学 |
|---|
研究代表者 |
佐藤 俊一 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30162431)
|
|---|
| 研究分担者 |
中村 貴宏 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (50400429)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2006 – 2007
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
|
| 配分額 *注記 |
13,420千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 1,620千円)
2007年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2006年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
|
|---|
| キーワード | 光トラッピング / 微粒子 / 軸対称偏光レーザー / 径偏光レーザー |
|---|
| 研究概要 |
本研究の目的は、偏光が放射状に分布した径偏光レーザービームを用いて、金属や半導体などの微粒子の光トラッピングを実現することである。初年度は、複屈折性を持った光学結晶を用いて共振器内部で偏光成分を空間的に分離し、径偏光あるいは方位偏光のみが安定に発振するようにした、まず、レーザー媒質にはc軸カットのNd:YVO_4結晶を選択した。これを半導体レーザーによるエンドポンピング法で励起したところ、約100mWの出力の径偏光レーザーの発振に成功した。同様の方法で、均一媒質であるNd:YAG結晶を用いた共振器内にノンドープのc軸カットYVO_4結晶を挿入したところ、2Wを超える径偏光レーザーの発振が確認された。次年度は光トラッピングの実験を行った。レーザービームをNAが1.2である水浸対物レンズによって集光した。捕捉しようとするガラス球またはポリスチレンラテックス球などの微粒子を浮遊させたガラスセルに対物レンズを浸し、観察した。まず、光軸と同じ方向の力を測定するために、ガラス球をトラップし、次にレーザー出力を次第に下げていき、粒子がトラップから外れる時の出力を記録した。大きさの異なるいくつかのガラス球に対して、同様の実験を行った。直線偏光のレーザービームに対するトラップ力と比較すると、径偏光ビームの方が大きな力が得られることが分かった。これは、幾何光学に基づいて行なった、トラップ力の計算結果ともよく一致しており、径偏光ビームが光トラッピングに対して、従来よく利用されている直線偏光ビームよりも、有効であることを明らかにすることができた。また、計算においては、粒子の屈折率に対する光トラップの効率も求めたが、それによると、屈折率の大きな粒子の方がより大きな効率を示すことがわかり、半導体のトラップにも有効であることを示すことができた。
|
