アキラル構造からなる光角運動量ソーターの多空間同時光計測による研究

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光の角運動量選択は量子通信・暗号化に不可欠な要素である。これまで角運動量選択には、対掌性をもつキラル構造が提案されてきたが左右回転パリティへの応答が同等でなく、定量性・堅牢性に欠けていた。本研究は、アキラルな構造を用いた光アンテナ・導波路を用いて、両パリティに同等に応答する角運動量ソーターを実現し、更にこの計測のために、光のエネルギー・励起位置・発光位置・発光角度の全情報を同時に得られる多空間同時計測カソードルミネセンスを開発するものである。２０２２年度は、第一年度に設計した構造をベースに、各要素（アンテナ、導波路）を作製・実測した。すでに球体アンテナ構造が両パリティに同等な円偏光アンテナとして機能することがわかっているが、今回は特に、複数の球体からなる構造における円偏光アンテナ、それを発展させた鎖導波路について円偏光特性を調査した。また、単一球アンテナついても、ウイスパリングギャラリーモードがアンテナ利用できることが明らかとなった。また、走査型透過電子顕微鏡をベースにした角度・波長・円偏光情報を同時に取得するナノスケール光マッピングである完全偏波4次元CL（4D-CL）法において、長時間計測におけるドリフト補正をした画像間の演算を行う解析ソフトウェアを作成した。上述の複数の球体からなる光ナノアンテナの計測が実施可能となった。さらに、通常のCL法では、特定できなかった発光位置分解を実施した。それに必要なハードウェアおよびソフトウェアを整備し、実測可能なシステムとしておおよそ稼働し始めるところまで到達している。