金属・誘電体極細ファイバにおける特異な伝搬モードに関する理論的研究

金属/介电超细纤维独特传播模式的理论研究

• 批准号: 10135217
• 负责人: 高原 淳一
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10135217/
• 关键词: 1次元光波; 回折限界; 負誘電体; ナノメートル; 低次元光波; 負誘電体チューブ; Fanoモード

本研究は金属・誘電体極細ファイバにおける1次元光波の伝搬モードについて理論的に調べ、光の回折限界より十分小さな光ビームを形成し、回折拡がり無く伝搬させる方法を見いだすことを目的とする。系として金属コートした光ファイバーの理想的モデルである負誘電体(金属)チューブを考え、その伝送特性(伝搬モードと伝送損失)の解析を行った。本研究で我々が得た新たな結果を以下にまとめる。1. 1次元光波のTMモードとハイブリッドモードについて伝搬モードを求めた。その結果、TMモードでは1次元光波の解が二つのモードに分かれることがわかった。この分離は負誘電体層の厚さに強く依存しており、厚さが真空波長の1/10程度以下になると明確に現れる。また界分布の計算から、これが各界面の表面波の偶、奇結合に対応していることがわかった。奇モードの伝搬定数はコア半径を小さくするとカットオフを持つが、偶モードの伝搬定数は無限に大きくなる。これは負誘電体薄膜および間隙において知られているFanoモードの振る舞いと同様であった。また、ハイブリッドモードの中にも、伝搬定数がコア半径を小さくすると無限に大きくなるものがあることがわかった。2. TMモードのビーム半径について調べた。その結果、偶モードの伝搬定数がコア半径を小さくすると無限に大きくなる性質のために、ビーム半径はコア半径を小さくするにつれていくらでも小さくできることがわかった。このことは光ビームの直径をナノメートルオーダーまで小さく絞ったまま伝送できることを示している。また、金属の損失を考慮して伝送距離を求めた結果、サブμm〜μ程度の伝送距離があり、長距離伝送はできないもののナノ領域の伝送には十分であることがわかった。以上の結果から、負誘電体チューブはナノメートル径を持つ光の伝送路となることがわかった。

This study is based on the theory of metal and dielectric fine particles transfer of 1-dimensional light waves, and the method of formation and reflection of light waves without transfer of light waves. Analysis of transmission characteristics (transmission loss) of negative conductor (metal) and ideal transmission characteristics (transmission loss) of metal alloy. The results of this study are as follows: 1. 1-dimensional light wave TM As a result, TM is the solution of 1-dimensional light waves. The separation depends strongly on the thickness of the negative dielectric layer, and the thickness is less than 1/10 of the vacuum wavelength. The calculation of boundary distribution is based on the combination of even and odd surface waves at each interface. The number of odd points is the radius of the circle. This is a negative dielectric film. In the middle of the room, the number of movements is small, and the number of movements is infinite. 2. TM As a result, even if the number of transitions is small, the number of transitions is infinite, and the number of transitions is small. This is the first time I've ever seen a woman who's been in a relationship with someone else. The loss of metal is considered. The transmission distance is calculated. The transmission distance of the degree of μm ~ μ is calculated. The transmission distance of the long distance is calculated. The transmission distance of the long distance is calculated. The above results show that the negative induction medium has a negative influence on the transmission path of light.

项目成果

Junichi Takahara: "Propagation of a nanometer diameter optical beam in negative dielectric tubes" Technical Digest of the 5th International Conference on Near Field Optics and Related Techniques. 232-233 (1998)

Junichi Takahara：“纳米直径光束在负电介质管中的传播”第五届国际近场光学及相关技术会议技术文摘。