Development of novel optical manipulation systems based on the design of environment and luminescence

基于环境和发光设计的新型光学操纵系统的开发

• 批准号: 21H05019
• 负责人: 石原 一
• 金额: $ 120.47万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H05019/
• 关键词: 光マニピュレーション; 光圧; 発光; ナノダイヤ; オプトメカニクス; 誘導放出

本課題では、以下のように発光光圧技術の実現を明瞭に示すための典型的かつ具体的研究課題を取り上げている。[1]誘導放出による光圧発生の実証と発光ナノ粒子の選別を通した発光線狭線化。[2] 金属基板上のペロブスカイト薄膜の発光によるオプトメカニクス機構の実証。[3]極低温下でのμeVオーダーの超精密発光線選別とナノ粒子集団の超蛍光光圧の観測。これらのそれぞれにおいて以下のような成果があった。[1]NV 中心を持つダイヤより遙かに細い線幅、かつ大きな振動子強度を持つSiV 中心を一つレベルで含有するナノダイヤの作製に成功し、これを水中で「吸収光圧」で選択的に輸送し、SiV含有ダイヤの濃縮、及び発光線幅の狭線化が確認出来た。単一発光中心含有ナノダイヤの初めての光圧輸送の成功である。誘導放出を用いた光圧発生の実証への大きな足がかりとなった。[2] 超低振動冷凍機で熱雑音を究極的に抑え、機械的振動と発光特性の計測が可能な測定系を構築した。また、ペロブスカイトによる膜状機械振動子と鏡面基板からなる光共振器構造を形成し、発光強度の大幅な増大とピークシフトを確認した。これにより、薄膜の発光振動計測が可能であることが確認できた。これにより二次元材料を架橋して高精度な機械的共振測定を行う技術が整った。[3] 超流動ヘリウム中で微粒子を捕捉・操作する要素技術を開発し、ナノ微粒子の光トラップに成功した。また、超蛍光状態にある粒子に対する光圧を記述する理論の定式化に始めて成功した。これにより、超流動ヘリウム中でナノ粒子の発光線の超精密選別を行い、また極低温下での超精密な発光光圧操作や超蛍光による光圧の観測を行う準備が整った。

This topic is aimed at clarifying the typical and concrete research topics of the following aspects: [1]Induction of emission of light pressure generation and emission of light particles selection and transmission of light narrowing. [2]The light emitting mechanism of thin film on metal substrate is verified. [3]Ultra-precision light selection for ultra-low-temperature micro-UV detection and ultra-high-temperature light pressure measurement for particle clusters. The result of the experiment was that [1]NV The center of SiV is maintained at a distance of fine amplitude, large amplitude of oscillator, center of SiV is maintained at a distance of 10 nm, and the operation of SiV is successful. The selected transmission of SiV is confirmed by the absorption voltage in water, concentration of SiV content, and narrowing of emission amplitude. A single light emitting center contains the initial light and pressure transmission success. The induction of light emission in the middle of the production of a large number of particles [2]A possible measurement system for ultra-low vibration refrigerator is constructed for the measurement of thermal noise and mechanical vibration emission characteristics. It is confirmed that the structure of the optical resonator is formed and the light emission intensity is greatly increased. The measurement of light emitting vibration of thin films is possible. High precision mechanical resonance measurement technology [3]The development of micro-particle capture and manipulation technologies in ultra-fluid systems has been successful. The theoretical formulation of the optical state In this paper, ultra-precision selection of emission light from particles, ultra-precision operation of emission light pressure at extremely low temperatures, and preparation of ultra-precision measurement of emission light pressure at ultra-low temperatures are included.

项目成果

Development of plasmonic thin-layer chromatography for size-selective and optical-property-dependent separation of quantum dots

• DOI: 10.1038/s41427-022-00414-3
• 发表时间: 2022-07
• 期刊: NPG Asia Materials
• 影响因子: 9.7
• 作者: T. Torimoto;N. Yamaguchi;Yui Maeda;Kazutaka Akiyoshi;T. Kameyama;T. Nagai;T. Shoji;Hidemasa Yamane-Hidem

キラル物質の微視的構造を考慮した光圧の表式とキラル感受率に基づく表式の比較

考虑手性物质微观结构的光学压力表达与基于手性磁化率的表达的比较

• 发表时间: 2022
• 作者: 蓬莱貴大;石原一
• 通讯作者: 石原一

レーザーアブレーション法による量子渦の可視化

使用激光烧蚀方法可视化量子涡流

• 发表时间: 2022
• 作者: 蓑輪陽介;青柳翔太;乾聡介;中川朋;朝賀我夢;坪田誠;芦田昌明
• 通讯作者: 芦田昌明

光誘起力顕微鏡による光圧分光マッピング

使用光诱导力显微镜进行光学压力光谱测绘

• 发表时间: 2021
• 作者: 山西絢介;山根秀勝;余越伸彦;鳥本司;石原一;菅原康弘
• 通讯作者: 菅原康弘

Optical force techniques for nanoparticles based on linear and nonlinear optical responses

基于线性和非线性光学响应的​​纳米颗粒光力技术

• 发表时间: 2022
• 作者: どど孝介;江越脩祐;佐藤綾人;田村結城;大金賢司;藤原広一;大沼可奈;中尾周平;寺山直樹;袖岡幹子;Hajime Ishihara
• 通讯作者: Hajime Ishihara