表面プラズモンを利用した超微細周期パターンのホログラム記録

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薄膜金属格子に励振される表面プラズモン波の干渉を利用した微細周期パターンのホログラム記録に関する研究を次のように行った:1.薄膜金属格子に励起される表面プラズモン波を求めるために,周期構造における電磁波の固有値問題の数値解法を導いた;2.1.の固有値問題を計算機を用いて解き,薄膜金属格子の構造パラメータ(材質,溝形状,膜厚)を変化させたときの,励起される表面プラズモン波の伝搬定数を求めた。その結果,薄膜金属格子の膜厚を調整することによって,表面プラズモン波の伝搬定数が制御できることを数値的に見出した。3.2.の結果を踏まえて,微細周期パターンをホログラム記録するための光学系を考案した。この光学系は,銀でできた薄膜金属格子の両端をフォトレジストでコーティングし,両側からp偏光した平面光を入射させるものである。4.3.の光学系でフォトレジストに記録される干渉パターンを計算機シミュレーションにより求めた。そしてフォトレジストに記録される干渉パターンが凝正弦波状の周期パターンであることを確かめた。さらに,薄膜金属格子の構造パラメータの最適化を行えば,干渉パターンの溝周期を100nm程度にできることを実証した。上記の研究成果は,すでに日本光学会,電気学会電磁会理論研究会および電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会で発表している。今後は,1.から4.までの研究成果をまとめて論文として投稿する予定である。また,本年度は計算機シミュレーションまでしかできなかったので、本研究の成果を実験的に確かめることが今後の課題の一つである。