Development of tunable and multiple mega optical vortex formation technology

点击翻译按钮获取中文摘要

「光渦」は電磁波の一形態であり、光強度が0となる特異点を中心に円環状の光強度分布と螺旋状の波面を持つ。光渦を用いたSTED超解像顕微鏡が2014年にノーベル化学賞を受賞したことから一躍脚光を浴び、現在では軌道角運動量多重光通信やカイラル構造形成など多方面に応用されている。本研究では、これまでに開発した干渉パターンの制御法を発展させ、複数光渦が精密配列した新しい光の形態「メガ光渦」の存在を実証し、さらに2波長独立制御を行うことである。本年度の研究計画は、1．メガ光渦シミュレーターの改良による2波長化、2D・3D化、2．光強度分布の時間分解解析による螺旋波面の証明、3．パラメトリック発信器の導入、4．深層学習による粒子解析法の構築である。以下に概要を説明する。1．これまでに開発した2D干渉パターンシミュレーションコードを改造し、2波長を同時に入力出来るようにした。さらに、エクセルファイルを利用したパラメーター入力を行えるよう改良した。また、3D出力を可能にした。2．上記のシミュレーションコードを用い、出力を3D化することで螺旋波面を視覚的に捉えることが可能になった。3．Ekspla社のNT242を導入した。シグナル・アイドラー光同軸の特注仕様とし、周辺機器と合わせて動作テストを行った。4．PC上に深層学習による粒子解析システムを構築した。解析モデルとして、既報のケイ素ナノ構造増強光ピンセットによるポリスチレン粒子の多粒子捕捉を利用し、解析精度の改良と集合過程を分析した。