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。

我们已经研究了局部等离子体的原理和实用设备配置以及潜在的应用，其中仅使用振幅，相位和极化波形激光脉冲的幅度，相位和极化波形形状，并且已经获得了以下发现。 1。使用FDTD数值模型，我们模拟了宽带飞秒激光激发局部等离子的动态变化，并揭示了通过将频率CHIRP特性与纳米结构的等离子共振波长相结合，可以控制以下局部等化性等基质磁场的平面量。此外，由于可以通过结合纳米结构和极化波形的方向来控制它，因此已经发现，可以通过塑造飞秒激光脉冲的振幅，相位和极化波形来获得高度自由度。 2。我们设计了一个波形塑形设备，该设备可以使飞秒激光器的极化波形塑形，并实际构建了一个实验系统来研究其性能。发现此方法非常稳定，因为它不会分解为正交偏振组件，并且很明显，它具有局部等离子体磁场控制所需的性能。 3。为了测量空间控制的局部等离子体，我们已经使用收集模式近场显微镜，平衡的同源性电场相关函数测量和电场交叉相关成像方法设计并通过频率干涉法进行了频率干涉法。面临的挑战是通过将背景光和局部等离子体场分开来改善SN，并设计了一种改进的方法。 4。研究了光子晶体波导中的应用，调制和切换，相位变化记忆以及分子间能量共振转移的测量方法。