金属ナノ粒子におけるプラズモン光散乱の非線形特性解明とその光学機器への応用

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15J01780
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 桶谷 亮介 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2015-04-24 – 2017-03-31
• キーワード: 超解像 / 共焦点顕微鏡 / イメージスキャニング顕微鏡 / 非線形信号

研究実績の概要

金属ナノ粒子の散乱光における非線形応答を利用することで、顕微鏡の光学特性を変化させることができるため、超解像観察に利用できる。イメージスキャニング顕微鏡を組み合わせることで、信号量を増加させ、より高次の非線形信号を取得でき、空間分解能を向上することができる。
非線形応答がイメージスキャニング顕微鏡に利用できるかどうかを検証するため、理論計算により、顕微鏡の点像分布関数を計算した。散乱光の飽和モデルが確立されていないため、同様の飽和を示す蛍光色素のモデルを用いて、点像分布関数を計算した。通常の共焦点顕微鏡と比較して、空間分解能の向上が期待できることがわかった。
イメージスキャニング顕微鏡と非線形応答を組み合わせるための実験系を構築した。実験系はイメージスキャニング顕微鏡と同様で、強度を変更して画像を取得するために自動回転NDフィルターを使用した。現在、実験系の調整及び動作確認を行っている。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

理論的に超解像観察が可能であることがわかり、それに向けた実験系の構築も完了した。実験系の調整を行うことで、近いうちに結果を得られると考えられる。

今後の研究の推進方策

まず、超解像観察が可能であることを実験的に示し、励起条件による分解能及び信号強度の変化を測定・考察する。また、その他の超解像技術との組み合わせの可否も検討する。