Study on nano/micro lasers applying interaction between the light of focused radially polarized beam and materials

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15H05427
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Optical engineering, Photon science
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: Kitamura Kyoko 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 講師 (40635398)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 径偏光ビーム / フォトニック結晶 / 半導体レーザ / プラズモニックレーザ

Outline of Final Research Achievements

In this research, we attempted to realize two types of nano/micro lasers using peculiar focusing properties of radially polarized beams. Firstly, we investigated the possibility of nano-plasmonic laser which uses clocking effect and electric field enhancement effect of metal nano-structure of focused radially polarized beam. Secondly, we attempted to develop self-subwavelength-focused single-chip lasers by using a radially polarized beam and dielectric material. As a result, we developed new type of photonic-crystal lasers which generate radially polarized beam efficiently. And we showed that the generation of subwavelength localized electric field can obtain by surface processing on the lasers.

Free Research Field

光量子電子工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、径偏光ビームの集光特性を利用したナノプラズモニックレーザの可能性を示した。また、サブ波長光場を実現する、自己集光型の半導体レーザの可能性を示したことにより、これまで多くの光学系を必要としてきた高分解能顕微技術を、数ミリオーダの半導体レーザワンチップで置き換えうることを示した。これらの成果は、「径偏光ビーム」が、ナノレーザというマイクロチップ内集積化を前提とした微小光学領域においても、また顕微鏡などのマクロな技術における半導体レーザの領域においても、新機軸を創出するビームであることを示す成果である。