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2020 Fiscal Year Annual Research Report

大面積メンブレン誘電体人工ナノ構造を用いた真空紫外円偏光波長変換技術の開拓

Research Project

Project/Area Number 18H01147
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

小西 邦昭  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (60543072)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywordsフォトニック結晶 / 非線形光学 / 真空紫外光 / メタマテリアル
Outline of Annual Research Achievements

本研究で見出したフォトニック結晶ナノメンブレンからのコヒーレント真空紫外円偏光発生に関して、その発生する真空紫外光の高強度化が、実際の応用を考える上では重要な課題となる。これに対して本年度は、フォトニック結晶を作製する材料に新たな物質を導入することを試みた。具体的には、これまで用いていたγ-Al2O3メンブレンより高強度化が見込まれるSiO2を母材としたメンブレンを自作する技術を確立し、真空紫外光の発生を検証した。通常のSiO2薄膜はメンブレン化することによって圧縮応力が生じてしまい、シワシワになってしまうという問題が生じることが知られていた。この問題を解決するための方策として我々は、適切な温度でアニールを施すことが有効であることを見出し、この手法によってシワの生じないSiO2ナノメンブレンを作成する手法を確立した。さらに、そのメンブレンの形状観察を長期的に継続し、少なくとも半年以上にわたって、シワの無いメンブレン形状が保持されること確認した。
さらに、その自作したSiO2ナノメンブレンに対して、フォトニック結晶構造を作製するためのナノプロセス手法の開発を進めた。その結果、実際にSiO2フォトニック結晶ナノメンブレンを作製できるプロセスレシピを開発することに成功した。
これによって、SiO2というより汎用的な物質を用いて真空紫外コヒーレント光発生用の波長変換材料が作製できるようになるだけでなく、発生する真空紫外光強度の増大にもつながり、光源応用への可能性を高める結果であると言える。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

(9 results)

All 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Tunable third harmonic generation in the vacuum ultraviolet region using dielectric nanomembranes2020

    • Author(s)
      Konishi Kuniaki、Akai Daisuke、Mita Yoshio、Ishida Makoto、Yumoto Junji、Kuwata-Gonokami Makoto
    • Journal Title

      APL Photonics

      Volume: 5 Pages: 066103~066103

    • DOI

      10.1063/5.0008568

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Tunable and nonlinear metamaterials for controlling circular polarization2020

    • Author(s)
      Konishi Kuniaki、Kan Tetsuo、Kuwata-Gonokami Makoto
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 127 Pages: 230902~230902

    • DOI

      10.1063/5.0005131

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Circularly polarized vacuum ultraviolet coherent light generation using a square lattice photonic crystal nanomembrane2020

    • Author(s)
      Konishi Kuniaki、Akai Daisuke、Mita Yoshio、Ishida Makoto、Yumoto Junji、Kuwata-Gonokami Makoto
    • Journal Title

      Optica

      Volume: 7 Pages: 855~855

    • DOI

      10.1364/optica.393816

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ナノメンブレンを用いた真空紫外コヒーレント光発生と円偏光制御2020

    • Author(s)
      小西 邦昭
    • Organizer
      第5回超高速光エレクトロニクス研究会
    • Invited
  • [Presentation] Tunable Third Harmonic Vacuum Ultraviolet Coherent Light Generation Using Dielectric Nanomembranes2020

    • Author(s)
      Konishi Kuniaki、Akai Daisuke、Mita Yoshio、Ishida Makoto、Yumoto Junji、Kuwata-Gonokami Makoto
    • Organizer
      The 22nd International Conference on Ultrafast Phenomena (UP 2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Circularly Polarized Third Harmonic Generation in Vacuum Ultraviolet Region Using Square Lattice Photonic Crystal Nanomembrane2020

    • Author(s)
      Konishi Kuniaki、Akai Daisuke、Mita Yoshio、Ishida Makoto、Yumoto Junji、Kuwata-Gonokami Makoto
    • Organizer
      The 14th International Congress on Artificial Materials for Novel Wave Phenomena (Metamaterials 2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 正方格子フォトニック結晶からの真空紫外円偏光第三次高調波発生における構造異方性の影響2020

    • Author(s)
      小西 邦昭, 赤井 大輔, 三田 吉郎, 石田 誠, 湯本 潤司, 五神 真
    • Organizer
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 誘電体ナノメンブレンからの真空紫外第三次高調波発生における材料・膜厚依存性2020

    • Author(s)
      小西 邦昭, 赤井 大輔, 三田 吉郎, 石田 誠, 湯本 潤司, 五神 真
    • Organizer
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 真空紫外光の発生方法及びそれに用いる装置2020

    • Inventor(s)
      小西 邦昭, 五神 真, 湯本 潤司, 石田 誠, 赤井 大輔
    • Industrial Property Rights Holder
      小西 邦昭, 五神 真, 湯本 潤司, 石田 誠, 赤井 大輔
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2020/031549
    • Overseas

URL: 

Published: 2021-12-27  

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