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偏光波形整形フェムト秒レーザ励起時空間ナノフォトニクス

偏振波形整形飞秒激光激发时空纳米光子学

基本信息

批准号：
19656092
负责人：
神成文彦
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

フェムト秒レーザーパルスの振幅,位相,偏光波形整形によって,従来ナノ構造によってその空間分布のみが制御されていた局在プラズモンの時空間特性を制御する原理と実際の装置構成,応用の可能性ついて研究を行い,以下の知見を得た。1. FDTD数値モデルを用いて広帯域フェムト秒レーザ励起局在プラズモンの動的変化をシミュレーションし,周波数チャープ特性とナノ構造のプラズモン共鳴波長をうまく組み合わせることで,回折限界以下の空間において局在プラズモン場を時空間制御することが可能であることを明らかにした。さらに,ナノ構造の方向と偏光波形を組み合わせることでも制御可能であることから,フェムト秒レーザーパルスの振幅,位相,偏光波形整形によって自由度の高い制御性が得られることを見出した。2.フェムト秒レーザの偏光波形整形を実現する波形整形器を考案し,実際に実験系を構築してその性能を調べた。本手法は,直交偏光成分に分解しないため非常に安定であることがわかり,局在プラズモン場制御に必要な性能を有することを明らかにした。3.時空間制御された局在プラズモンをいかに計測するかについては,コレクションモードの近接場顕微鏡による周波数干渉計測,平衡ホモダイン型電界相関関数計測,電界相互相関イメージング法を考案し実験を行った。背景光と局在プラズモン場の分離によるSN向上が課題であり,改良方法を考案した。4.応用分野として,フォトニッククリスタル導波路における変調・スイッチング,相変化メモリー,分子間エネルギー共鳴移譲の計測法,などを検討した。

The amplitude, phase, polarization waveform shaping and spatial distribution of polarization structure are controlled by the principle of control of time-spatial characteristics of polarization structure. The following observations are obtained during the study of the possibility of application. 1. FDTD numbers are used in the frequency domain, the second domain, the excitation domain, the dynamic domain, the frequency domain, the resonance wavelength domain, the frequency domain, the frequency domain. In addition, the orientation of the structure and the polarization waveform are combined to form a high degree of freedom in the amplitude, phase and polarization waveform shaping. 2. Waveform shaper design for polarization waveform shaping in real time and performance tuning The method is characterized in that the orthogonal polarization component is decomposed, the stability is very high, and the necessary performance is obtained in the field control. 3. Time and space control system in the field of measurement, near field micro-mirror in the frequency spectrum measurement, balance type electric correlation measurement, electric field correlation method to examine the implementation of the case. Background light is used in the separation of background light and background light. 4. Measurement method of resonance shift between molecules, phase shift, phase shift.