研究課題
基盤研究(A)
本申請研究では、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する事を目的としている。実現に向けた課題としては、a) 光子1個レベルを検出するために光子場を増強する手法の考案、b) 極めて高感度な力測定技術の開発および熱雑音の抑制技術の確立、が挙げられる。これらの達成のため本研究では、以下の課題を設定し、研究を行っている。(1) 光共振器において発生する放射圧の理論的解析とシステムの設計(H18) 微小共振器における電磁界分布や力学的応答について数値シミュレーションを行い、必要な実験条件を見積もった上で、非破壊光子検出システムを設計する。(2) 超高感度フォトンフォース計測システムの試作と性能評価(H18) 上記で得られた設計指針に基づきシステムを試作する。システム評価のための初期実験として作製が容易なファブリ・ペロー共振器を用い、ナノワット以下の微弱光の無損失計測の実現を目指す。(3) 低温低圧条件による雑音軽減と検出限界の向上(H19) 感度・精度に限界を与える熱雑音の軽減を目指し、マイクロクライオスタットの本システムへの導入を行う。(4) テーパーファイバ結合微小球共振器を用いた光子検出(H19-H20) 高Q値の共振器構造としてテーパーファイバ結合微小球共振器系を用いたシステムの構築を行う。高Q値の微小球共振器に発生する増強エバネッセント場によるテーパーファイバ位置の変位をモニタすることにより、超高感度光強度計測の実現を目指す。(5) 単一分子・バイオフォトニクス、光量子情報技術への応用(H21) 開発したシステムを用い、単一分子の微弱発光の時空間特性の計測や細胞内の蛍光タンパクの動的挙動を高感度・高精度に解析する研究への応用を試みる。
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すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 備考 (1件)
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http://optsys2.es.hokudai.ac.jp/
