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

EO聚合物等离子体光学相控阵的构建及动态光波前控制功能

• 批准号: 21K04193
• 负责人: 桑村 有司
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04193/
• 关键词: 光フェーズドアレー; 光ピーム走査素子; 光波面制御; プラズモニクス; プラズモニック光位相変調器; 電気光学ポリマー; 光ビーム走査素子; 光フェースドアレー; プラズモニック光導波路; 光位相変調器; 電気光学有機ポリマー; 光制御

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．

Electrical optical equipment (EOP)

项目成果

ロックイン検出法を用いた光検出磁気測定系の高感度化

采用锁定检测方法的高灵敏度光学检测磁测量系统

• 发表时间: 2022
• 作者: 示野義和;河合勝太郎;桑村有司;丸山武男
• 通讯作者: 丸山武男

3D-FDTD Simulation of Voltage-Variable Focusing Lens Effect Using Plasmonic Optical Phased Array

使用等离子体光学相控阵对变压聚焦透镜效应进行 3D-FDTD 仿真

• 发表时间: 2021
• 作者: Dan Yao;Xueyan Bai;Anna Kuwana;Kazuyuki Kawauchi;Masashi Higashino;Haruo Kobayashi;Akira Suzuki;Satoshi Yamada;Tomoyuki Kato;Nobuto Ono;Kazuhiro Miura;Kouji Hirai;Ritsuko Kitakoga,;稗田 直哉，井口 亜希人，辻 寧英，森本 佳太，柏 達也;Yuji Kuwamura and HIkaru Kumai
• 通讯作者: Yuji Kuwamura and HIkaru Kumai

銀回折格子上の表面プラズモンと電子ビームとの相互作用を利用した光放射の観測

利用银衍射光栅上的表面等离子体与电子束之间的相互作用观察光辐射

• 发表时间: 2021
• 期刊: 電子情報通信学会和文論文誌C分冊
• 作者: W. Wang;Z. Zhang;S. Liu;X. Wang;Y. Tsuji;and J. Xu;桑村有司
• 通讯作者: 桑村有司

［招待講演］真空中を進行する電子波動と銀回折格子上の表面プラズモンまたはシリコン光導波路との相互作用を利用した光放射

[特邀报告] 利用在真空中传播的电子波与银衍射光栅或硅光波导上的表面等离子体之间的相互作用进行光辐射

• 发表时间: 2021
• 期刊: 電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス (信学技報)
• 作者: Tanaka Tomoyuki;Ayala Christopher L.;Whiteley Stephen;Mlinar Eric;Barker Aaron;Chen Song;Belov Anton;Barbee Troy;Kawa Jamil;Yoshikawa Nobuyuki;桑村有司
• 通讯作者: 桑村有司

Proposal of a Plasmonic Optical Phased Array Using Electro-Optic Polymers

使用电光聚合物的等离激元光学相控阵的提案

• DOI: 10.14923/transelej.2021jcp5005
• 发表时间: 2022
• 作者: 桑村 有司;日端 恭佑
• 通讯作者: 日端 恭佑