| 研究課題/領域番号 |
14350026
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用光学・量子光工学
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| 研究機関 | 北見工業大学 |
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研究代表者 |
原田 康浩 北見工業大学, 工学部, 助教授 (80198928)
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| 研究分担者 |
曽根 宏靖 北見工業大学, 工学部, 助手 (00333667)
岩井 俊昭 北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (80183193)
石井 勝弘 北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (30311517)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| キーワード | フォトニック結晶 / 光放射圧 / 自己組織化 / 微粒子凝集体 |
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| 研究概要 |
期間内に異なる3つの方法による微粒子規則構造生成法を理論、計算機シミュレーション、および実験によって調べ、それぞれ以下のことがわかった。
1.単光束レーザー光照射で勾配力と散乱力を利用して溶液セル底面に規則構造を生成する方法
(1)簡便に微粒子の規則構造を生成できるが、形成される構造の大きさは照射レーザー光のスポット径で制限され、大きな微粒子規則構造を一度に形成することはできない。
(2)スポット内であれば、3次元の積層構造を形成できる可能性がある。
2.多光束レーザー光によって形成される3次元規則分布干渉縞の勾配力を用いて生成する方法
(1)理論解析の結果、3次元空間で規則的な干渉光強度分布を形成するには、少なくとも4本の光ビームによる干渉を用いなければならない。
(2)結晶学における14種類の結晶格子構造と同じ干渉強度分布を実現するための4本の光ビームの照射関係を理論的に明らかにした。
3.単光束レーザー光の空問光強度分布を動的に変調して多数粒子を規則的に配置する方法
(1)トラップ用の光ビームの空間分布を液晶空間光変調器を用いることで制御し、所望のパターン構造に微粒子を配置できるようになった。
(2)所望のパターン構造の光強度分布を実現する空間光変調器での光波変調位相分布の算出に、Gerchberg-Saxtonの位相回復法を使用したが、アルゴリズムとして単純であるため、ビデオレートでの照射光パターンの更新となった。すなわち、微粒子配列パターンを動的に変えることができるようになった。
いずれの方法でも、まだフォトニック結晶と呼べるようなサイズ・積層数の規則構造は実現できておらず、今後の課題として残されている。
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