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大面積メンブレン誘電体人工ナノ構造を用いた真空紫外円偏光波長変換技術の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 18H01147
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
研究機関東京大学

研究代表者

小西 邦昭  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (60543072)

研究分担者 赤井 大輔  豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 助教 (50378246)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
キーワードメタマテリアル / フォトニック結晶 / 非線形光学 / 真空紫外光 / メンブレン
研究成果の概要

本研究においては、厚さがたった50nm程度しかない薄い透明な自立薄膜に対して、可視光のパルスレーザーを入射すると、真空紫外光と呼ばれる、これまで発生が難しかった波長200nm以下の光に高い効率で変換されることを初めて見出した。さらに、その自立薄膜に、約200nmの大きさのナノスケールの穴を周期的に作製すると、光の電場が進行方向に対して回転する円偏光状態への真空紫外波長変換が可能となることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、人工ナノ構造を用いて、真空紫外領域のコヒーレント円偏光を直接発生することに成功した初めての成果であり、真空紫外光の発生方法として新たな選択肢を加えるものである。さらに、誘電体の高いレーザー破壊閾値特性を生かして、ARPESのような実際の眞空紫外分光等への応用の可能性が検討可能な強度での真空紫外光発生が実現できた点も重要であり、今後は、この手法による発生強度をさらに増大させることによって、コヒーレント真空紫外光源としての応用が進むことが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] モスクワ大学(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Tunable third harmonic generation in the vacuum ultraviolet region using dielectric nanomembranes2020

    • 著者名/発表者名
      Konishi Kuniaki、Akai Daisuke、Mita Yoshio、Ishida Makoto、Yumoto Junji、Kuwata-Gonokami Makoto
    • 雑誌名

      APL Photonics

      巻: 5 号: 6 ページ: 066103-066103

    • DOI

      10.1063/5.0008568

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tunable and nonlinear metamaterials for controlling circular polarization2020

    • 著者名/発表者名
      Konishi Kuniaki、Kan Tetsuo、Kuwata-Gonokami Makoto
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 127 号: 23 ページ: 230902-230902

    • DOI

      10.1063/5.0005131

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Circularly polarized vacuum ultraviolet coherent light generation using a square lattice photonic crystal nanomembrane2020

    • 著者名/発表者名
      Konishi Kuniaki、Akai Daisuke、Mita Yoshio、Ishida Makoto、Yumoto Junji、Kuwata-Gonokami Makoto
    • 雑誌名

      Optica

      巻: 7 号: 8 ページ: 855-855

    • DOI

      10.1364/optica.393816

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ナノメンブレンを用いた真空紫外コヒーレント光発生と円偏光制御2020

    • 著者名/発表者名
      小西 邦昭
    • 学会等名
      第5回超高速光エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tunable Third Harmonic Vacuum Ultraviolet Coherent Light Generation Using Dielectric Nanomembranes2020

    • 著者名/発表者名
      Konishi Kuniaki、Akai Daisuke、Mita Yoshio、Ishida Makoto、Yumoto Junji、Kuwata-Gonokami Makoto
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Ultrafast Phenomena (UP 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Circularly Polarized Third Harmonic Generation in Vacuum Ultraviolet Region Using Square Lattice Photonic Crystal Nanomembrane2020

    • 著者名/発表者名
      Konishi Kuniaki、Akai Daisuke、Mita Yoshio、Ishida Makoto、Yumoto Junji、Kuwata-Gonokami Makoto
    • 学会等名
      The 14th International Congress on Artificial Materials for Novel Wave Phenomena (Metamaterials 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 正方格子フォトニック結晶からの真空紫外円偏光第三次高調波発生における構造異方性の影響2020

    • 著者名/発表者名
      小西 邦昭, 赤井 大輔, 三田 吉郎, 石田 誠, 湯本 潤司, 五神 真
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 誘電体ナノメンブレンからの真空紫外第三次高調波発生における材料・膜厚依存性2020

    • 著者名/発表者名
      小西 邦昭, 赤井 大輔, 三田 吉郎, 石田 誠, 湯本 潤司, 五神 真
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 誘電体ナノメンブレンを用いた真空紫外第三次高調波発生2020

    • 著者名/発表者名
      小西邦昭, 赤井大輔, 三田吉郎, 石田誠, 湯本潤司, 五神真
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 正方格子誘電体フォトニック結晶ナノメンブレンを用いた真空紫外領域におけるコヒーレント円偏光発生2020

    • 著者名/発表者名
      小西邦昭, 赤井大輔, 三田吉郎, 石田誠, 湯本潤司, 五神真
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 四回回転対称誘電体フォトニック結晶からの真空紫外円偏光第三次高調波発生2020

    • 著者名/発表者名
      小西邦昭, 赤井大輔, 三田吉郎, 石田誠, 湯本潤司, 五神真
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 真空紫外光の発生方法及びそれに用いる装置2020

    • 発明者名
      小西 邦昭, 五神 真, 湯本 潤司, 石田 誠, 赤井 大輔
    • 権利者名
      小西 邦昭, 五神 真, 湯本 潤司, 石田 誠, 赤井 大輔
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 真空紫外光の発生方法及びそれに用いる装置2019

    • 発明者名
      小西邦昭, 湯本潤司, 五神真, 石田誠, 赤井大輔
    • 権利者名
      小西邦昭, 湯本潤司, 五神真, 石田誠, 赤井大輔
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-150800
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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