径偏光ビームの集光場における光と物質の相互作用を利用した極微小レーザに関する研究

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15H05427
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 光工学・光量子科学
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 北村 恭子 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 講師 (40635398)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 径偏光ビーム / フォトニック結晶 / 半導体レーザ / プラズモニックレーザ

研究成果の概要

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において、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た。その結果、径偏光ビームを用いたプラズモニックレーザの可能性を示した。高効率な径偏光ビーム発生を可能にする新たなフォトニック結晶レーザを発明した。その表面加工により波長以下の微小光場形成が可能であることを示した。

自由記述の分野

光量子電子工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、径偏光ビームの集光特性を利用したナノプラズモニックレーザの可能性を示した。また、サブ波長光場を実現する、自己集光型の半導体レーザの可能性を示したことにより、これまで多くの光学系を必要としてきた高分解能顕微技術を、数ミリオーダの半導体レーザワンチップで置き換えうることを示した。これらの成果は、「径偏光ビーム」が、ナノレーザというマイクロチップ内集積化を前提とした微小光学領域においても、また顕微鏡などのマクロな技術における半導体レーザの領域においても、新機軸を創出するビームであることを示す成果である。