表面プラズモン支援型微小非線形光学素子の提案とナノフォトケミストリーへの応用

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360032
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 杉田 篤史 静岡大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20334956)
• 研究分担者: 間瀬 暢之 静岡大学, 大学院工学系研究科, 教授 (40313936) ; 川田 善正 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (70221900)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 非線形光学 / 表面プラズモン / 非線形光学ポリマー / ナノフォトニクス

研究概要

本研究では、非線形光学ポリマーと金属ナノ構造体から構成される表面プラズモン励起支援型非線形光学波長変換ナノフォトニクスのプロトタイプデバイスの開発とその性能評価を行った。金属ナノ構造体表面に発生する表面プラズモン増強光電場の周波数を、その上に積層した非線形光学ポリマーにより周波数変換することが提案するナノデバイスの基本動作原理である。研究の結果、非線形光学ポリマーの積層により、表面プラズモン共鳴条件下での金属ナノ構造体表面非線形光学波長変換効率を60%程度増強させることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Second order nonlinear optical susceptibilities in non-electrically poled guest-host polymers with novel tricyanofuran chromophores (2014)
  • 著者名/発表者名: K.Ito, Y.Sato, R.Takasu, N.Mase, Y.Kawata, S.Tasaka and A.Sugita
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 53 ページ: 01AD09
• [雑誌論文] Nanometric light spots of cathode luminescence in Y_2O_3:Eu^<3+> phosphor thin films excited by focused electron beams as ultra-small illumination source for high-resolution optical microscope (2014)
  • 著者名/発表者名: A.Sugita, M.Kamiya, C.Morita, A.Miyake, Y.Nawa, Y.Masuda, W.Inami, H.Kominami, Y.Nakanishi, and Y.Kawata
  • 雑誌名: Optical Materials Express 巻: Vol.4(1) ページ: 155-161
• [雑誌論文] Second-order nonlinear optical susceptibilities of nonelectrically poled DR1-PMMA guest-host polymers (2013)
  • 著者名/発表者名: A.Sugita, Y.Sato, K.Ito, K.Murakami, Y.Tamaki, N.Mase, Y.Kawata and S.Tasaka
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: Vol.117 (47) ページ: 14857-14864
• [雑誌論文] Amorphous silicon nitride thin films implanted with cerium ions for cathodoluminescent light source (2013)
  • 著者名/発表者名: A.Chiba, S.Tanaka, W.Inami, A.Sugita, K.Takada, Y.Kawata
  • 雑誌名: Optical Materials 巻: Vol.35, No.11 ページ: 1887-1889
• [雑誌論文] Generation of Hermite-Gaussian modes and vortex arrays based on 2D gain-distribution controlled microchip laser (2012)
  • 著者名/発表者名: W.Kong, A.Sugita, and Takunori Taira
  • 雑誌名: Opt. Lett. 巻: Vol.37 (13) ページ: 2661-2663
• [雑誌論文] Pump-seed synchronization for MHz repetition rate, high-power optical parametric chirped pulse amplification (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Fattahi, C.Y.Teisset, O.Pronin, A.Sugita, R.Graf, V.Pervak, X.Gu, T.Metzger, Z.Major, F.Krausz, and A.Apolonski
  • 雑誌名: Optics Express 巻: Vol.20 (9) ページ: 9833-9840
• [雑誌論文] Adsorption dynamics of the N719 dye on nanoporous titanium oxides studied by Resonance Raman Scattering and Fourier Transform Infrared spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Suto, A.Konnno, Y.Kawata, S.Tasaka and A.Sugita
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: Vol.536 ページ: 42-45
• [雑誌論文] Self-organizing second-order nonlinear susceptibility in NLO-chromophore doped amorphous ferroelectric polymers, poly (cyanophenylene sulfide) (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Sugita, M.Morimoto, Y.Tamaki, N.Mase, Y.Kawata, S.Tasaka
  • 雑誌名: Optical Material Express 巻: Vol2 (1) ページ: 2-10
• [雑誌論文] Formation of a Metastable Phase of Bisphenol-A Polycarbonate Induced by Mechanical Stress (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsuda, R.Hanamura, Y.Takemura, A.Sugita, S.Tasaka
  • 雑誌名: Journal of Applied Polymer Science 巻: Vol.126(S2) ページ: E116-E122
• [学会発表] Second-order nonlinear susceptibilities in nonelectrically poled DR1-PMMA guest-host polymers (2014)
  • 著者名/発表者名: A.Sugita, Y.Sato, K.Ito, Y.Kawata, S.Tasaka
  • 学会等名: Organic Photonic Materials and Devices XVI
  • 発表場所: San Francisco, California USA
  • 年月日: 20140201-06
• [学会発表] 非線形光学高分子の無電界ポーリング現象と二次非線形光学への展開 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉田篤史
  • 学会等名: レーザー学会創立40周年記念学術講演会 第34回年次大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2014-01-21
• [学会発表] High resolution imaging by electron-beam excitation assisted (EXA) optical microscope with Y2O3 : Eu emission layer for the brighter nanometric light source (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Masuda, Y.Nawa, M.Kamiya, W.Inami, A.Miyake, A.Sugita, Y.Kawata, and Y.Nakanishi
  • 学会等名: Focus On Microscopy 2013
  • 発表場所: Maastricht, the Netherlands
  • 年月日: 20130324-27
• [学会発表] Optimal conditions of nonelectrical poling procedure for second order susceptibilities in NLO polymers (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Sato, K.Ito, K.Murakami, N.Mase, W.Inami, Y.Kawata, and A.Sugita
  • 学会等名: Seventh International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE7)
  • 発表場所: Fukuoka International Congress Center
  • 年月日: 20130317-19
• [学会発表] Nonelectrical poling behaviors of nonlinear optical chromophores with different electron accepting moieties (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Ito, Y.Sato, K.Murakami, N.Mase, W.Inami, Y.Kawata, and A.Sugita
  • 学会等名: Seventh International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE7)
  • 発表場所: Fukuoka International Congress Center
  • 年月日: 20130317-19
• [学会発表] Second harmonic generation in non-electrically-poled NLO polymers excited by surface plasmon enhanced electric field (2013)
  • 著者名/発表者名: A.Sugita, K.Suto, T.Sato, A.Ono, W.Inami, Y.Kawata, S.Tasaka
  • 学会等名: Organic Photonic Materials and Devices XV
  • 発表場所: San Francisco, California USA
  • 年月日: 20130202-07
• [学会発表] 光パルスによる高分子表面の分子運動評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉田篤史
  • 学会等名: 特別討論会「高分子表面界面の構造と分子運動」 第44回 中部化学関係学協会支部連
  • 発表場所: 静岡大学
  • 年月日: 2013-11-02
• [学会発表] Second Harmonic Generations pumped by Surface Plasmon Enhanced Fields in Nonelectrically Poled NLO Polymers (2013)
  • 著者名/発表者名: A.Sugita, T.Sato, K.Suto, A.Ono, Y.Kawata, and S.Tasaka
  • 学会等名: CLEO 2013 - QTu2B4
  • 発表場所: San Jose Convention Center, U. S. A.
  • 年月日: 2013-06-11
• [学会発表] Second order nonlinear optical susceptibility of nonelectrically poled DR1-doped PMMA host-guest polymers (2013)
  • 著者名/発表者名: A.Sugita, Y.Sato, K.Ito, K.Murakami, N.Mase, Y.Kawata
  • 学会等名: CE-7.4, CLEO/Europe-IQEC 2013
  • 発表場所: Munich, Germany
  • 年月日: 2013-05-15
• [学会発表] Second harmonic generation in NLO polymers excited by Surface Plasmon enhanced electric field induced by femtosecond optical pulses (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Sugita, K.Suto, A.Ono, W.Inami, and Y.Kawata
  • 学会等名: 18th International Conference on Ultrafast Phenomena (UP2012)
  • 発表場所: Lausanne, Switzerland
  • 年月日: 20120708-13
• [学会発表] PMMA copolymerized with polyacrylonitrile as novel host material for host-guest type second-order NLO polymers (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Sugita, Y.Tamaki, N.Mase, W.Inami, Y.Kawata, and S.Tasaka
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics 2012
  • 発表場所: San Jose McEnery Convention Center in San Jose, California, U.S.A.
  • 年月日: 20120506-11
• [学会発表] Second-order NLO of non-electrically-poled choromophore-doped amorphous ferroelectric polymers (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Sugita, M.Morimoto, Y.Tamaki, N.Mase, K.Yoshimasa, and S.Tasaka
  • 学会等名: Nonlinear Optics
  • 発表場所: Hawaii U.S.A.
  • 年月日: 20110717-22
• [学会発表] Acrylonitrile-Containing Methyl Methacrylate Polymers as New Host Materials for second-order NLO polymers (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Sugita, T.Kato, M.Morimoto, Y.Tamaki, Y.Kawata, S.Tasaka
  • 学会等名: CLEO/Europe-EQEC Conference
  • 発表場所: International Congress Centre, Munich, Germany
  • 年月日: 20110522-26
• [学会発表] Nonelectrical Poling Procedure for ordering NLO dyes in novel host amorphous ferroelectric polymer (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Sugita, M.Morimoto, N.Mase, Y.Kawata, and S.Tasaka
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics 2011
  • 発表場所: Baltimore Convention Center, Maryland, U.S.A.
  • 年月日: 20110501-06
• [学会発表] Poly (cyanophenylene sulfide) as new host materials of second order nonlinear optical polymers
  • 著者名/発表者名: A.Sugita, Y.Tamaki, N.Mase, Y.Kawata, and S.Tasaka
  • 学会等名: Organic Photonic Materials and Devices XIV
  • 発表場所: San Francisco, California, U.S.A.
  • 年月日: 00000126-31