デュアル光磁場コムを用いたメタマテリアル近接場の複素透磁率分光法の開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K18727
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 安井 武史 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 教授 (70314408)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 拓男 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (40283733) ; 岡本 敏弘 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 准教授 (60274263) ; 南川 丈夫 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 准教授 (10637193) ; 浅原 彰文 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (00770091)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: 光コム / メタマテリアル / 光磁場 / 光電場 / 屈折率 / 透磁率

Outline of Annual Research Achievements

２組のエルビウム添加フィバー光コム（中心波長=1550nm、スペクトル幅=50nm、繰り返し周波数=100MHz）を用いて、デュアル光電場コム分光装置の構築を行った。測定用光コムから出力された光は、サンプル光とリファレンス光に分割され、サンプル光がサンプルを通った後、再びリファレンス光と重ねられる。その後、偏光ビームスプリッタで読み出し用（局部発振器用）光コムと干渉させ、バンドパスフィルタで帯域制限を行った後、光検出器で検出する。取得したインターフェログラムをフーリエ変換することにより、光電場コムのモード分解振幅コムとモード分解位相コムを取得した。
構築した装置の基本特性を評価するため、複素屈折率スペクトルが既知の標準サンプルを計測したところ、複素屈折率（屈折率、消衰係数）が文献値と同じであることを確認した。次に、メタマテリアル模擬サンプルとして、金ナノ粒子濃度の異なる透過性光学材料を計測した。その結果、金ナノ粒子濃度の依存性を確認した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

・デュアル光電場コム分光装置の構築を行い、ほぼ想定通りの測定性能を達成した。
・メタマテリアル模擬サンプルを計測し、複素屈折率スペクトルにおける光学特性の違いを確認出来た。

Strategy for Future Research Activity

構築したデュアル光電場コム分光装置を用いて、複素屈折率スペクトル特性が意図的に制御されたメタマテリアルサンプルを計測し、所望通りの特性が実現できているのかを確認する。また、メタマテリアルサンプルの複素屈折率スペクトル特性制御手法と、実現された複素屈折率スペクトル特性との関係性を明らかにする。並列して、光磁場検出の検討を行い、デュアル光磁場コム分光装置の実現可能性を検証する。

Causes of Carryover

研究代表者が2021年度末に発注した備品の納品が年度末となり、支払いが年度明けになったため。
研究分担者が、研究進捗を勘案して、製品発注を2022年度に行う予定のため。