2014 Fiscal Year Research-status Report
金属ナノスリット・アレイによる入射角度および偏光に無依存な光学フィルタ
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25390099
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
菊田 久雄 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10214743)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 金属ナノスリット / 光学フィルタ / 光共鳴 / メタマテリアル / ナノインプリント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光の波長より短い周期で構成される金属ナノスリット・アレイによって、透過波長が入射角度に依存しない光学フィルタを作製する。このフィルタは、金属スリットの厚み方向での共鳴現象を利用する新しいタイプの光学フィルタである。本研究では、フィルタ機能を持たせるための設計法の確立、および、ナノインプリント法と無電解メッキを用いて大面積のフィルタを効率的に作製する技術の確立を目指している。H26年度は、フィルタの作製技術の確立に注力した。
H25年度ではナノインプリント法によって微細構造を作製し、蒸着によって金属層を設けることができていた。しかし、インプリントに使用したアクリル系の紫外線硬化樹脂（PAK01）がアルカリ性の無電解メッキ液に耐えられなかった。H26年度は、アルカリメッキ浴に耐えるエポキシ系樹脂（SU8）、および有機／無機ハイブリッド樹脂（Ormostamp）を使って、ナノインプリントで微細構造を形成し、無電解銅メッキによって金属層を設ける技術を確立した。SU8およびOrmostampは耐アルカリ性に優れた堅い材料であり、研磨による表面の平滑化が可能である。とくに、Ormostampは無機材料が含まれていることから、堅いだけでなく耐熱性についても優れている。これらの樹脂を用いてインプリントにより微細構造を作製し、無電解銅メッキによって溝部に銅を埋め込むことが可能になった。
こられの技術応用として、光ファイバー端面にナノインプリント法で作製した有機／無機ハイブリッド樹脂の凹凸構造に金属薄膜を設けることで、ファイバー端面で機能する高感度屈折率センサーを試作した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度（H25年度）は、フィルタの設計法を確立することを中心にすすめ、素子の作製についてはナノインプリント法で微細構造を形成するところまで進捗した。本年度は無電解メッキと研磨によりフィルタとして機能する素子を作製し、基本的な光学特性を確認する予定であった。しかし、H25年度に利用したアクリル系樹脂がアルカリメッキ浴に耐えないことが年度当初の実験で判明し、耐アルカリ性がある堅いUV樹脂の探索とそのプロセスの確立に時間を費やした。そのため、素子の光学特性評価および２次元周期構造のモールド作製などに至らなかった。
一方、この取り組みで得られた技術を使って、光ファイバー端面に高感度な屈折率センサーを試作できたことは成果であった。
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| Strategy for Future Research Activity |
H27年度前半は、本年度に確立した有機／無機ハイブリッド樹脂のナノインプリント技術によって、微細矩形構造を作製し、無電解メッキと研磨によって１次元周期構造をもつフィルタ素子を試作する。また、作製したフィルタの光学特性が入射角度に依存しないことを実験で検証する。
年度後半は、２次元周期構造をもつフィルタ素子を作製し、フィルタ特性が入射角度のみならず入射光の偏向にも依存しないことを確かめる。また、これらの研究成果を国内会議および国際会議で発表する。
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Research Products
(4 results)
