| 研究課題/領域番号 |
18206008
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
笹木 敬司 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (00183822)
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| 研究分担者 |
藤原 英樹 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (10374670)
松尾 保孝 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (90374652)
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| キーワード | 超精密計測 / 光ピンセット / 微小球共振器 / マイクロ・ナノデバイス / 量子エレクトロニクス |
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| 研究概要 |
本研究では、放射圧を利用して光子の状態を保ったまま光子を検出するという全く新しいアイデアに基づく光物理計測手法を開発している。本年度は、ファブリ・ペロー共振器を用いたシステムを作年度の設計に基づいて試作した。微小ミラーの作製、DNA鎖の接着や共振器系の構築は、電子科学研究所附属ナノテクノロジー研究センターの設備および技術員の支援を引き続き受けている。また、ミラー面と垂直方向から安定化プローブレーザー光を照射し、反射光を冷却型低雑音2分割フォトダイオードで検出して差動増幅信号からミラーの変位を測定した。入力光として狭帯域レーザーを用い、波長を掃引して共鳴波長にチューニングしたときのミラー変位を観測している。ファブリ・ペロー共振器の作製は容易であり、システム評価のための初期実験として適当と考えているが、Q値を極めて高くすることは困難であり、また常温常圧下の実験なので単一光子検出までは達成できないと予測されるが、目標として、微弱光(ナノワット以下)の無損失計測を実現することとしている。テーパーファイバ結合微小球共振器の開発と性能評価として、シングルモードファイバの一部を数マイクロメートルまで延伸したテーパーファイバを作製し、エバネッセント場を介して微小球に光子がカップリングする系を構築した。100%に近いカップリング効率が得られることが実験から示されており、高Q値の球形共振器の周囲に増強したエバネッセント場が形成され、テーパーファイバに放射圧が作用して僅かながら変位すると考えられる。この変位をプローブレーザー光でモニタすることにより、超高感度光強度計測、さらには単一光子検出(光子数計測)を実現することを目指している。
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