研究課題
本研究は、微小集光特性などで注目を集めてきた径偏光ビームの新たな価値創出を目指すものである。具体的には、径偏光ビーム集光場における光と金属ナノ構造および誘電体構造との相互作用に基づき、①径偏光ビーム集光場におけるクローキング的効果と金属による電場増強効果を用いた、ナノプラズモニックレーザおよび②径偏光ビーム集光特性と誘電体構造を用いた、単一チップサブ波長自己集光レーザの2種の異なるタイプの極微小レーザを創製することを目指している。平成30年度は、上記の研究内容①に関連して、過年度より取り組んでいる誘導放出過程を解析するための電磁界シミュレーションの拡張を完成させ、金属-誘電体(ゲイン物質)-金属と集光径偏光ビームによるレーザ動作特性について検証することを目指した。また、上記の研究内容②に関連して、径偏光ビームを高効率に発生させるためのフォトニック結晶構造について、更なるビーム品質向上のための設計および、自己集光のための表面加工について検討した。全体としては、研究内容①に関して、過年度までに構築したシミュレーション基盤において、プラズモニックレーザ動作を検討した。現実的なゲイン物質に比べてキャリア密度が大きな値を必要とすることが分かった。また、構造に起因する適切なバンド端での励振が重要であることが分かった。研究内容②に関しては、径偏光ビームを高効率に発生させるためのフォトニック結晶構造について、ビーム品質向上のため、より細かく設計パラメータを変化させながら検証を行った。また、自己集光を行うためのレーザ構造表面への加工について、シミュレーションと実験から検討した。しかし、当初予定の集積化の実現にまでは至っておらず、今後の課題である。
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)
Optics Express
巻: 27 ページ: 1045-1050
10.1364/OE.27.001045
光技術コンタクト
巻: 56 ページ: 4-8
http://www.cis.kit.ac.jp/~kyoko/
