Development of Vacuum Ultraviolet Coherent Light Source Technology Using Dielectric Nanomembrane Artificial Nanotructures

利用介电纳米膜人工纳米结构开发真空紫外相干光源技术

基本信息

批准号：
21H04660
负责人：
小西邦昭
金额：
$ 26.96万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04660/
关键词：
フォトニック結晶非線形光学真空紫外光メタマテリアル

项目摘要

波長200nm以下の光である真空紫外コヒーレント光を用いた分光法は、固体中の電子のバンド構造の直接観測や、生体分子の構造計測など物理、化学、生命科学の広い分野で重要な応用を有している。しかしながら、真空紫外コヒーレント光の発生には現状、高度なレーザー技術が必要であり、これが専門家以外の利用を困難とする一因となっている。本研究では、代表者が近年発見した誘電体ナノメンブレン人工構造における真空紫外光への波長変換の現象を、新たな真空紫外光源技術として確立することを目的とする。すなわち、新材料・最適構造の誘電体ナノメンブレン人工構造を設計・作製する手法を明らかにし、分光用光源として使用可能な強度、波長、偏光での真空紫外コヒーレント光発生を実現する。さらにそれを用いて、真空紫外領域での波長可変ポンププローブ分光および円二色性分光への応用が可能であることを実証する。本年度は、高温アニール法及びMEMS作製プロセスを活用して、SiO2ナノメンブレンに対して周期的なナノ開口を形成し、フラットなSiO2フォトニック結晶ナノメンブレンを作製する技術の開発を進め、電子線リソグラフィー及びドライエッチングを用いた、SiO2薄膜への構造作製及びメンブレン化のプロセス条件を確立した。この手法を用いて、真空紫外円偏光発生用のSiO2フォトニック結晶ナノメンブレンを作製し、透過測定において共鳴ディップを観測することに成功した。また、真空紫外直線偏光THGの短波長化を目指したフッ化物薄膜ナノメンブレンの開発を進め、作製が可能となるプロセス手法を明らかにした。また、誘電体メンブレンから発生される真空紫外光を用いた円偏光観測システムの構築を進めた。

使用真空紫外线相干光（具有200 nm或更少的波长）的光谱学在物理，化学和生命科学领域具有重要应用，例如直接观察固体中电子带的带和测量生物分子的结构。但是，真空紫外线相干光的产生目前需要先进的激光技术，这使得非专家很难使用它。这项研究旨在建立在人工介电纳米桥结构中波长转换为真空紫外线的现象，近年来代表作为一种新的真空紫外线光源技术发现了代表。换句话说，很明显，使用新材料和最佳结构的人工介电纳米桥结构和制造方法，并以强度，波长和偏振光来实现真空紫外线的相干光生成，并可以用作光谱光源。进一步用来证明可以在真空紫外线区域中应用于可调泵探针光谱和圆形二分法光谱。今年，我们一直在开发一项技术，以使用高温退火和MEMS制造过程制造SIO2纳米膜中的周期性纳米开张，并制造平坦的SIO2光子晶体晶体纳米膜，并确定了使用电子束光束精美和干燥蚀刻的Sio2薄膜的结构和膜化的过程条件。使用此技术，制造了用于真空紫外线圆极化产生的SIO2光子晶体纳米膜，并在传输测量中成功观察到了共振倾角。此外，已经开发出旨在缩短真空紫外线线性极化THG波长的氟化物薄膜纳米膜的发展，并且已经阐明了一种实现制造的工艺方法。此外，我们已经开始使用介电膜产生的真空紫外线构建一个圆形极化的光观测系统。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Photonic crystal nanomembranes: a new tool for wavelength conversion and polarization control in the vacuum ultraviolet region

光子晶体纳米膜：真空紫外区波长转换和偏振控制的新工具

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
西田有輝;楊添翔;山下遥;後藤正幸;内藤裕義;渡邉力也;Kuniaki Konishi
通讯作者：
Kuniaki Konishi

誘電体ナノメンブレンを用いた真空紫外コヒーレント光発生と円偏光制御

使用介电纳米膜产生真空紫外相干光和圆偏振控制

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
光アライアンス
影响因子：
0
作者：
小西邦昭;五神真
通讯作者：
五神真

Circularly polarized vacuum ultraviolet coherent light generation using a square lattice photonic crystal nanomembrane

DOI：
10.1364/optica.393816
发表时间：
2020-08-20
期刊：
OPTICA
影响因子：
10.4
作者：
Konishi, Kuniaki;Akai, Daisuke;Kuwata-Gonokami, Koto
通讯作者：
Kuwata-Gonokami, Koto

Metamaterials for controlling and generating circular polarization

用于控制和产生圆偏振的超材料

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kuniaki Konishi;Makoto Kuwata-Gonokami
通讯作者：
Makoto Kuwata-Gonokami

誘電体ナノメンブレンを用いた真空紫外コヒーレント光発生と円偏光制御技術の開拓

利用介电纳米膜开发真空紫外相干光发生和圆偏振控制技术

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
高瀬隼人; 岡本行広;渡邉望美;松根英樹;塩盛弘一郎;馬越大;小西邦昭
通讯作者：
小西邦昭

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发表时间：
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通讯作者：
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通讯作者：
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通讯作者：
黒崎洋輔