EOポリマー・プラズモニック光フェーズドアレー及び動的光波面制御機能の構築

銀/電気光学ポリマー(EOP)/銀構造の金属ギャップ・プラズモニック光変調器(PPM)をアレー状にN本並列に並べたプラズモニック光フェーズドアレー(POPA)を提案して，初年度からPOPA素子設計を2次元FDTD法を利用して開始した．波長は1.55μmである．POPAでは，素子出力端での光波面の形状を自由形に操作することができる．電圧制御により波面を1)のこぎり刃形状にすると等位相面は一直線に傾き，出力端から空気側に出力される光ビームの方向を電圧可変できる．初年度は出力光ビームの進行方向を100度以上の広範囲で偏向走査できる高速で低消費電力の小型POPAを設計した．一方，POPAでは，光出力端での波面を2)円弧形状にすれば，印加する電圧だけで，凸レンズのように焦点位置に光を集光させる機能を有する．そして１)と2)を併用すれば，光焦点位置を自由自在に電圧で操作できる機能が実現できる．今年度は，上記機能を有する改良型POPAの設計を行った．銀/電気光学ポリマー/銀構造を導波路軸を中心に90度回転させ，幅100nmのPPM導波路を600nm周期間隔でN本並列に並べたPOPA構造を採用した．光出力側媒質は，空気でなく，2次元に広がった水/銀界面を利用する．改良型POPAから出力された光は，水/銀界面の表面プラズモン(SP)モードに結合させると，SPモードは水/銀界面を表面波として進行するため，光電界は界面近くに閉じこめられる．これと上で述べたPOPAの光焦点機能を併用すると，3次元的に光を焦点位置に集中させることが可能となる．電圧操作で光焦点位置を操れるPOPA素子の動作を3次元FDTD法を用いて実証した．このPOPAの応用例としては，液体中を浮遊している微粒子，分子や細胞等を光圧で光焦点位置に集めて，希望する位置に移動可能な光ピンセット機能を有するPOPAとして活用できる．

銀/電気光学ポリマー(EOP)/銀構造の金属ギャップ・プラズモニック光変調器(PPM)をアレー状にN本並列に並べたプラズモニック光フェーズドアレー(POPA)を提案して，初年度からPOPA素子設計を2次元FDTD法を利用して開始した．波長は1.55μmである．POPAでは，素子出力端での光波面の形状を自由形に操作することができる．電圧制御により波面を1)のこぎり刃形状にすると等位相面は一直線に傾き，出力端から空気側に出力される光ビームの方向を電圧可変できる．初年度は出力光ビームの進行方向を100度以上の広範囲で偏向走査できる高速で低消費電力の小型POPAを設計した．一方，POPAでは，光出力端での波面を2)円弧形状にすれば，印加する電圧だけで，凸レンズのように焦点位置に光を集光させる機能を有する．そして１)と2)を併用すれば，光焦点位置を自由自在に電圧で操作できる機能が実現できる．今年度は，上記機能を有する改良型POPAの設計を行った．銀/電気光学ポリマー/銀構造を導波路軸を中心に90度回転させ，幅100nmのPPM導波路を600nm周期間隔でN本並列に並べたPOPA構造を採用した．光出力側媒質は，空気でなく，2次元に広がった水/銀界面を利用する．改良型POPAから出力された光は，水/銀界面の表面プラズモン(SP)モードに結合させると，SPモードは水/銀界面を表面波として進行するため，光電界は界面近くに閉じこめられる．これと上で述べたPOPAの光焦点機能を併用すると，3次元的に光を焦点位置に集中させることが可能となる．電圧操作で光焦点位置を操れるPOPA素子の動作を3次元FDTD法を用いて実証した．このPOPAの応用例としては，液体中を浮遊している微粒子，分子や細胞等を光圧で光焦点位置に集めて，希望する位置に移動可能な光ピンセット機能を有するPOPAとして活用できる．