2008 Fiscal Year Annual Research Report
プラズモニックエッジ構造の光超集束による新光機能素子
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20360032
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
高原 淳一 Osaka University, 大学院・基礎工学研究科, 准教授 (90273606)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久武 信太郎 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教 (20362642)
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| Keywords | 表面プラズモン / プラズモニクス / 分極反転 / 超集束 / 負誘電体 / 電気光学効果 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は金属ナノ構造のテーパー部や端部を新しい光機能構造ととらえて「プラズモニックエッジ構造」と命名し、その特異な光伝搬の物理を解明し、それにより新しい光デバイスを生み出すことである。
今年度理論面では準変数分離法を楔型と放物型に拡張することにより、電磁場の解析解をはじめて得ることに成功した。また、64bit計算機を用いて複雑なデバイス構造のシミュレーションを実際に行つた。実験では、radial偏光発生のための偏光制御素子の立ち上げ、負誘電体光導波路作製のためのSio2膜の製装置の導入を行った。ナノホールの微細加工や電気光学結晶基板上に金属光導波路作製を試みた。これにより電気光学效果によるアクティブプラズモニクス準備が整った。
具体的な研究成果は以下の通りである。
1)準変数分離法を用いて、楔形および放物型金属構造における超集束モードの近似解析解をじめて導いた。これによりシミュレーションに頼ることなくテーパー先端部の角度の效果を厳密に取り扱えるようになった。
2)ナノ関口のリング状配列という新しい原理にもとづいたナノ光カップラーの構造を提案した。シミュレーションにより関口を扇形に非対称化することにより、3次元光波が2次元光波に高い效率で変換されリング中央部に集束されることを見出した。
3)2)のデバイス設計に基づいてガラス基板上の金薄膜に素子を実際に作製した。集束イオンビームによりナノ開口の微細加工を行い、開口の形状制御と高い集束特性の実証に成功した。
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