| 研究課題/領域番号 |
20360037
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| 研究機関 | 独立行政法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
岡本 隆之 独立行政法人理化学研究所, 河田ナノフォトニクス研究室, 先任研究員 (40185476)
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| 研究分担者 |
加藤 純一 独立行政法人理化学研究所, 河田ナノフォトニクス研究室, 先任研究員 (70177450)
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| キーワード | 表面プラズモン / プラズモニック結晶 / バンドギャップ / プラズモニックレーザー / 誘導ラマン散乱 |
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| 研究概要 |
本研究の目的の1つは我々が提案しているプラズモニック・バンドギャップ・レーザーの発振を確認することである。発振のためには表面プラズモンの伝搬に伴う損失を利得媒質の利得よりも小さくする必要がある。損失には吸収損失と放射損失が存在する。吸収損失は長距離伝搬型表面プラズモン(LRSP)モードを用いれば著しく低減できることは以前に示した。このモードは金属薄膜の両外側の媒質の屈折率が等しいときにのみ存在する。実際のレーザーの構造はシリカ基板上に銀薄膜と利得媒質である色素薄膜を堆積したものとなっており、LRSPのための構造は構築できない。しかしながら、屈折率n～1.7の色素薄膜の膜厚を調整することで等価的にシリカ基盤の屈折率n=1.46に一致させることができる。このことを実験により確認した。利得媒質としてのDCMをドープしたAlq3の膜厚を変化させて、蛍光スペクトルを測定したところ、膜厚が103nmで最も強い蛍光ピークを観測した。この膜厚は計算結果と一致し、LRSPが励起されたことが確認できた。
金属/誘電体/金属(MIM)プラズモニック導波路の金属/誘電体界面に、表面プラズモンの伝搬方向に沿って一次元周期的に凹凸を設けた構造を提案した。このMIMプラズモニック導波路では表面プラズモンの伝搬方向に平行な端面から平面波によって空間的に連続して表面プラズモンを励起することができ、大きな電場増強効果を与えることが分かった。また、その分散関係にはバンドギャップが生じ、バンドギャップ端では表面プラズモンの定在波が立ち、誘導ラマン散乱の増強に利用できることが分かった。
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