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 based on the following specific research topics, which are typical of the current light pressure technology. [1] Induced emission of light-pressure-generated particles produces narrow lines of light through the selection of light particles. [2] Certification of the の発光によるオプトメカニクス mechanism on the metal substrate. [3] Ultra-precision light separation and ultra-high light pressure measurement of particle aggregation at extremely low temperatures.これらのそれぞれにおいて下のような Results があった. [1] NV center を を ダ イ ヤ よ り か に い line width, か つ large oscillator strength を holder つ SiV The central を一つレベルで contains するナノダイヤのに成し, これを水で"absorb light pressure" The transmission of the selected material, the condensation of the SiV content, and the narrowing of the light width were confirmed. The center of the single light contains the success of the transmission of light pressure in the first part of the light. Induced release is made with light pressure and high pressure. [2] The ultra-low vibration refrigerator has a thermal sound and a measurement system that enables the measurement of the ultimate suppressor and mechanical vibration and light characteristics.また, ペロブスカイトによる film-shaped mechanical vibrator and mirror substrate からなる光合The structure of the oscillator has been formed and the intensity of the light has increased significantly, and the light intensity has been confirmed. It is possible to measure the light vibration of the thin film and confirm it. We use two-dimensional materials, bridges, and high-precision mechanical resonance measurement technology. [3] Ultra-fluid micro-particle capture and manipulation element technology has been successfully developed, and micro-particle technology has been successfully developed. The formalization of the theory of super light state particles and light pressure has been successfully described.これにより、Super fluid ヘリウム中でナノの発rayのULTRA-PRECISION SELECTING を行い、また极Ultra-precision light pressure operation at low temperature and ultra-high light pressure measurement and preparation are carried out.

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