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2021 年度 研究成果報告書

多段結合された共振器の中の速い光と遅い光、Goos-Hanchenシフト

研究課題

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研究課題/領域番号 18H01150
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
研究機関静岡大学

研究代表者

冨田 誠  静岡大学, 理学部, 教授 (70197929)

研究分担者 松本 貴裕  名古屋市立大学, 大学院芸術工学研究科, 教授 (10422742)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードグースハンシェンシフト / ファノ干渉 / ファノ多層膜 / 分散 / 速い光 / 遅い光 / 誘導透明化現象 / リング共振器
研究成果の概要

本研究では、研究代表者がこれまで進めてきた微小球共振器を対象とした「速い光」と「遅い光」、さらに微小球を結合させた系で起こる「結合共振器誘導透明化現象」にかかわる独自の研究を2つの方向で発展させた。第一に、従来、周波数領域でのみで研究されていた誘導透明化現象を波数領域に拡張した。ファノ干渉によってプラズモン誘導透明化現象を波数(k)領域で実現し、急峻な波数分散を利用して巨大Goos Hanchenシフトを実現した。これは時間領域での「遅い光」に対応する。第二に、共鳴周波数が完全に一致した多数の共振器を直列に配列した系を等価的に構築し、「速い光」と因果律にかかわる実証研究を進めた。

自由記述の分野

量子エレクトロニクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

(1)金属誘電体多層膜Fano構造を新しく提案し、従来の報告中では最大となる巨大なGHシフトを実現した。このGHシフトのユニークな特長はFano構造の位相反転効果を利用することで巨大GHシフトと高い反射率が共存していることである。巨大なGHシフトは、センサーなどへの応用にも高い可能性を持っている。
(2)微小球共振器のモードが作り出す分散は、原子の作り出す分散と類似している。しかしながら、単一の共振器は「伝播効果」を含んでいない。本研究では、ダイナミックな帰還ループを用い、複数の共振器を多段に配列した系を等価的に作り出し、光の伝播に関する学術的意義の高い多彩な実験を展開できた。

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公開日: 2023-01-30  

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