放射圧による微粒子ランダム媒質の創製と光局在解析

使用辐射压力和光学定位分析创建粒子随机介质

• 批准号: 13875013
• 负责人: 笹木 敬司
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13875013/
• 关键词: 不規則媒質; 光閉じ込め; 共振器電機動力学; 放射圧; ランダムレーザー; アップコンバージョン; 近接場分光; 共振器電気動力学

本研究は、3次元スペックル場が発生する空間的に不規則な分布をした光の放射圧を微粒子に作用し3次元ランダム媒質を制御して作製する、という新しいアイデアに基づいて光子のアンダーソン局在を解明することを試みた。光の揺らぎに起因するスペックルパターンを数十〜数百ナノメートルサイズの微粒子に照射し、光子の運動量変化によって発生する放射圧により微粒子を不規則に配置させる。放射圧で形成したランダム媒質の平均自由行程を自由に変化させたり、さらにはフォトニック結晶構造から不規則構造へと転移させることも可能と考えられる。しかしながら、実験においては、微粒子による多重散乱が放射圧に与える影響が極めて大きく、自在にランダム構造を作製するところまでは未だ至っていない。すなわち、ランダム構造を形成した微粒子集団がさらに複雑な散乱場を形成してランダム構造を複雑化していくという自己組織化的な振る舞いが観られた。一方、ランダム媒質の光局在を制御する試みとして、非線形光学応答をもつ有機微結晶によりランダム媒質を作製し、光励起による屈折率変化により、局在モードが変化していく様子を理論的、実験的に解析した。コンピュータシミュレーションの結果および自然放出の増強効果の実験結果は、ランダム媒質の光閉じ込め効果を光制御可能であることを示すことができた。本研究の成果は、超低しきい値レーザー、超高速光制御デバイス、高感度感光材料、量子コンピュータの制御ゲート、量子暗号通信デバイスとして展開できるものと考えている。

は this study, three yuan ス ペ ッ ク ル field が 発 raw す る space distribution of irregular に な を し た light emitting の 圧 を in micro particle に し 3 dimensional ラ ン ダ ム medium を suppression し て cropping す る, と い う new し い ア イ デ ア に base づ い て photon の ア ン ダ ー ソ ン bureau in を interpret す る こ と を try み た. Light の 揺 ら ぎ に cause す る ス ペ ッ ク ル パ タ ー ン を dozens to hundreds of ナ ノ メ ー ト ル サ イ ズ の に irradiation し particles, photons の exercise - the に よ っ て 発 raw す る radiation 圧 に よ り particles を irregular に configuration さ せ る. Radiation 圧 で form し た ラ ン ダ ム media freedom の average trip を に variations change さ せ た り, さ ら に は フ ォ ト ニ ッ ク crystal structure か ら irregular structure へ と planning move さ せ る こ と も possible と え ら れ る. し か し な が ら, be 験 に お い て は, particles に よ る multiple scattered radiation 圧 が に and え る influence が め extremely large て き く and comfortable に ラ ン ダ ム す the tectonic を cropping る と こ ろ ま で は not だ to っ て い な い. す な わ ち, ラ ン ダ を ム structure formation し た particles subset 団 が さ ら に complex 雑 な scattered field を form し て ラ ン ダ を after 雑 ム structure change し て い く と い い う yourself organized な vibration る dance が 観 ら れ た. Side, ラ ン ダ ム medium の light bureau in を suppression す る try み と し て, nonlinear optics 応 answer を も つ organic micro crystal に よ り ラ ン ダ ム し, excitation light up the medium を cropping に よ る inflectional rate - the に よ り, bureau in モ ー ド が variations change し て い く others を theory, be 験 に resolution し た. コ ン ピ ュ ー タ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の results お よ び natural release の raised strong working fruit の be 験 results は, ラ ン ダ ム medium の light closed じ 込 め unseen fruit を light suppression may で あ る こ と を shown す こ と が で き た. は の this study achievements, ultra-low し き い numerical レ ー ザ ー, ultra-high-speed optical suppression デ バ イ ス, Gao Gan degrees of photographic materials, quantum コ ン ピ ュ ー タ の suppression ゲ ー ト code, quantum communication デ バ イ ス と し て expand で き る も の と exam え て い る.

项目成果

Y.Matsuo: "Time-resolved Laser Scattering Spectroscopy of a Single Metallic Nanoparticle"Jpn.J.Appl.Phys.. 40. 6143-6147 (2001)

Y.Matsuo：“单一金属纳米颗粒的时间分辨激光散射光谱”Jpn.J.Appl.Phys.. 40. 6143-6147 (2001)

K.Tsujino: "A detailed analysis of the fidelity of quantum teleportation using photons : Considering real experimental parameters"Physical Review A. 66. 042314-1-042314-6 (2002)

K.Tsujino：“使用光子的量子隐形传态保真度的详细分析：考虑真实的实验参数”物理评论 A. 66. 042314-1-042314-6 (2002)

Y. Matsuo: "Absorption analysis of a single microparticle by optical force measurement"J. Appl. Phys.. 89,10. 5438-5441 (2001)

Y. Matsuo：“通过光学力测量对单个微粒进行吸收分析”J。

笹木 敬司(分担執筆): "科学計測のためのデータ処理入門 第4章、第9章"CQ出版社. 223 (2002)

Keiji Sasaki（贡献者）：“科学测量数据处理简介，第 4 章和第 9 章”CQ Publishing 223 (2002)。

H.Fujiwara: "Lasing emission from a random medium composed of thulium-ion-doped glass particles and titanium dioxide powders"Proceedings of SPIE. vol.4416. 190-193 (2001)

H.Fujiwara：“由铥离子掺杂玻璃颗粒和二氧化钛粉末组成的随机介质的激光发射”SPIE 论文集。