2000 Fiscal Year Annual Research Report
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12450033
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
原口 雅宣 徳島大学, 工学部, 講師 (20198906)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福井 萬壽夫 徳島大学, 工学部, 教授 (70035632)
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| Keywords | 誘電体微小球 / 光学特性 / 非線形光学効果 / 有限差分時間領域法 / 連結微小球 / マイクロマニピュレーション / リソグラフィ技術 / 有機非線形光学材料 |
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| Research Abstract |
今年度は、ガラス基板上の直径数ミクロン〜数十ミクロンの誘電体微小球について、1.一次元に球を配列させる技術の確立、2.線形光学特性の測定、3.配列球の線形・非線形光学特性について数値シミュレーションおよび理論解析を行う、ことを目的とした。
<1.一次元に配列させる技術>
リソグラフィ技術により周期的に配列した穴や溝(深さ数百nm程度)を作製したガラス基板上にマニピュレータを使用し、直径2-50ミクロンの球を1次元に配列させる手法の基本的な技術を確立した。穴や溝の構造の周期は最小500nmから作ることができた。これにより、所望の長さ・形状の一次元配列を作製するめどができた。また、非線形光学特性をもつ球を用意する手法として、シランカップリング材により非線形光学特性を示す有機分子の単分子膜をシリカ球上に作製する技術を確立した。
<2.線形光学特性の測定>
エッチング法により先鋭化したファイバプローブを用いて、特定の直径2-50ミクロンの単一球や数個の連結球の光学特性を測定する手法を確立することができた。これにより球の光散乱特性、光伝搬測定が確実にできるようになった。
<3.数値シミュレーションおよび理論解析>
基板を考慮したMie散乱理論と有限差分時間領域(FDTD)法により得られる光散乱特性を比較し、FDTD法により基本的特性を得られること、FDTD法には若干の誤差があることを確認した。FDTD法を行い、ガラス基板上の配列微小球についての線形光伝搬特性や光散乱特性をあきらかにした。全反射減衰配置では連結球にギャラリーモードや伝搬モードを励起できることが確認され、それらのモードは寿命が短いことの説明ができた。また、3次の非線形光学現象の一種である光カー効果を扱えるFDTD法により非線形光学特性を持つ球の光特性を明らかにするシミュレーション技術を確立した。
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[Publications] Masamitsu Fujii: "Finite-Difference Time-Domain Analysis on Nonlinear Fabry-Perot Resonator in Optical Waveguide Geometry"Japanese Journal of Applied Physics. 40・4A. (2001)
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[Publications] Masanobu Haraguehi: "Numerical Analysis of Optical Modes in Two-Dimensionally Ordered Polystyrene Spheres in Attenuated Total Reflection Geometry"Japanese Journal of Applied Physics. 40・4A. (2001)
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[Publications] Toshihiro Okamoto: "Optical Switching Due to Local Kerr Nonlinearity in Attenuated Total Reflection Geometry"Japanese Journal of Applied Physics. 39・7A. 3977-3982 (2000)
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[Publications] M.Haraguchi: "Near-Field Optics : Principle and Applications"Editors : Xing Zhu and Motoichi Ohtsu World Scientific Publishing Co.Pte.Ltd., Singapore. 273 (2000)
