エバネッセント場による光の圧力を用いたマクロ浮上装置の開発

利用倏逝场产生的光压开发宏观悬浮装置

• 批准号: 06750064
• 负责人: 中野 隆志
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750064/
• 关键词: 光の圧力; エバネッセント場; 光導波路; マイクロマシン

本研究では、エバネッセント場による光の圧力を用いたマクロ浮上装置の開発を目的として、光導波路を用いた装置を提案し、本方法の可能性を計算機シミュレーションによって検討した。また、その実験を試みた。計算機シミュレーションは、マイクロ構造物として誘電体薄膜が光導波路上にギャップを挟んで存在する場合をモデルに行った。光導波路上の薄膜に働く光の圧力はマックスウェルの応力を使って求めた。マックスウェルの応力の計算に必要な電磁場分布は、薄膜も導波路と考え、モード結合理論を用いて計算した。その結果、導波路上の薄膜が受ける光の圧力は、導波路と薄膜の基準導波モードとギャップの組み合わせによって異なることがわかった。特に、薄膜が斥力を受けるのは、モード結合している導波路と薄膜の基準導波モードの伝播定数が近い場合であり、しかもギャップに制限があることがわかった。例として、レーザーのパワーが1mWで窒化シリコンの薄膜の場合を計算すると、斥力は1mm^2あたり10^<-6>N程度になり、厚さがサブμmで、数10μm四方の大きさの薄膜が、空気中で重力に逆らって導波路上に浮かぶ可能性があることがわかった。ただし、薄膜が導波路に近づきすぎると引力のみしか働かないため、基板から薄膜を持ち上げることは難しいことがわかった。計算機シミュレーションの結果をもとに、CVD装置を用いて実験に用いる光導波路を製作し、実験を試みた。しかし、これまでのところ、本方法の有効性を実験でたしかめるには至らなかった。これは、実験に必要な導波路が予想以上に厚さの均一性が要求され、製作した光導波路では光を十分導波できていないためと考えている。今後、導波路の製作法に工夫を加えてより均一な導波路を製作し、実験で提案した方法の有効性を確認する予定である。また、シミュレーションの結果については、現在、論文を投稿する準備を行っている。

The purpose of this study is to use the floating device of the エバネッセントfield to light the pressure, and to use it. There is a proposal for a device using an optical waveguide, and the possibility of this method is a computer-controlled device.また、その実験をtrialみた. Computer シミュレーションは, マイクロ structure としてElectroelectric film がOn the optical waveguide path, there is no need to carry out the operation of the optical waveguide. The thin film on the optical waveguide path is the same as the optical waveguide. The electromagnetic field distribution is necessary for the calculation of the magnetic force, the thin film waveguide is tested, and the combination theory is used for the calculation. The result, the pressure of the thin film on the waveguide path, and the pressure of the thin film on the waveguide path. Guide wave モードとギャップの组み合わせによってdifferent なることがわかった. Characteristics, repulsive force of thin film, combined waveguide path, and reference waveguide of thin filmードの伝发determined number がNearly い occasion であり, しかもギャップに limit があることがわかった. Example: Calculation of として, レーザーのパワーが1mW suffocation of シリコンのfilmのcase, repulsion force は1mm^2あたり10^<-6>N degree になり, thickness is さがサブμmで, several 10μm square is a large きさの film, で in the air is gravity に inverse ら っ て guide wave path に floating か ぶ possibility が る こ と が わ か っ た.ただし、Film がWaveguide にNearly づきすぎるとGravity のみしか働かないため、The substrate is thin and the film is strong. The computer is used to produce the optical waveguide, and the CVD device is used to test the results.しかし、これまでのところ、The effectiveness of this method is from を実験でたしかめるには to らなかった.これは、実験にNecessary waveguide path がThickness and uniformity requirements され、 Make the light guide wave path and guide the light wave very well. From now on, the waveguide manufacturing method will be made uniformly with time and effort, and the effectiveness of the proposed method will be confirmed and determined.また、シミュレーションのRESULTS については、Now, the paper is submitted and the preparation is done.