金属ナノスリット・アレイによる入射角度および偏光に無依存な光学フィルタ

• 研究課題/領域番号: 25390099
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 光工学・光量子科学
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 菊田 久雄 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10214743)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 金属ナノスリット / 光学フィルタ / 光共鳴 / メタマテリアル / ナノインプリント

研究成果の概要

金属ナノスリット・アレイによる入射角度に依存しない光学フィルタを開発した。フィルタ設計においては、厳密光波結合解析法を使って金属微細構造がフィルタとして振る舞うための基本パラメータを算出することで、ピーク透過率やフィルタ半値幅を効率的に設定する方法を確立した。フィルタの製作においては、エポキシ系樹脂のナノインプリントと無電解銅メッキ法によりナノスリット構造を作製し、スリット内での光共鳴による反射光の吸収スペクトルピークが得られることを実験により示した。
その他、金属層をもつ周期構造による高感度屈折率センサや金属スリットを効率的に形成するレーザ加工法について提案を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Fourfold rotationally symmetrically polarized laser beam for drilling a square hole (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kikuchi, Akio Mizutani, and Hisao Kikuta
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics, Volume 55, Number 4 巻: 55 号: 4 ページ: 042701-042701
  • DOI: 10.7567/jjap.55.042701
  • NAID: 210000146235
• [雑誌論文] Highly sensitive refractive index sensor using a resonant gratingwaveguide on a metal substrate (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Mizutani, S. Urakawa, H. Kikuta
  • 雑誌名: Applied Optics 巻: 54 号: 13 ページ: 4161-4166
  • DOI: 10.1364/ao.54.004161
• [雑誌論文] Built-in lens mask lithography (challenge for high-definition lens-less lithography) (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Ueda, M. Sasago, H. Kikuta, H. Kawata, Y. Hirai
  • 雑誌名: Journal of Vacuum Science & Technology B 巻: 32 号: 6
  • DOI: 10.1116/1.4900604
  • 査読あり
• [学会発表] 二層の金属三角格子構造を用いた垂直共鳴屈折率センサ (2015)
  • 著者名/発表者名: 山下大輔、水谷彰夫、菊田久雄
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2015,
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス文京校舎（東京都文京区）
  • 年月日: 2015-10-28
• [学会発表] Hole shape control by a non-axisymmetrically polarized beam (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Kikuchi, A. Mizutani, H. Kikuta
  • 学会等名: The 7th International Congress on Laser Advanced Material Processing
  • 発表場所: Kitakyushu International Conference Center （福岡県北九州市）
  • 年月日: 2015-05-26
• [学会発表] 偏光無依存な垂直共鳴型屈折率センサ (2015)
  • 著者名/発表者名: 山下大輔，水谷彰夫，菊田久雄，平井義彦，川田博昭
  • 学会等名: 第62回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] ビルトインレンズマスクリソグラフィによる3次元露光の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上田直樹，笹子勝，菊田久雄，川田博昭，平井義彦
  • 学会等名: 第75回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] 金属微細周期構造の近接場と内部反射光の位相シフトを考慮した有効媒質モデルのためのパラメータ抽出法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 水谷 彰夫，菊田 久雄
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス、神奈川
• [学会発表] Double layered wire-grid structure for a refractive index sensor (2014)
  • 著者名/発表者名: E. Arakane, A. Mizutani, and H. Kikuta
  • 学会等名: 9th International Coference on Optics-photonics Design & Fabrication
  • 発表場所: Itabashi Culture Center, Tokyo