走査型近接場光学顕微鏡の金属コーティングプローブの電磁界解析

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本研究では、コレクションモードNSOMに用いられるファイバープローブの機能の1つであるプローブ先端での近接場光から伝搬光へのモード変換を電磁波の散乱問題として捉え、コレクションモードNSOMのプローブを表面に凸凹を持つ金属円筒と見なして、不規則表面を持つ完全導体円筒の電磁界散乱問題として解析した。不規則な円筒境界面を解析的に扱うために確率場で表現した。従って、不規則な円筒面により散乱される波動場も必然的に不規則面を表す確率場の汎関数で表現できる。ここで、不規則円筒面をGauss確率場と仮定することにより、Wienerの非線形汎関数解析法、確率場の一様性、群論的対称性を考慮して散乱場を決定することができ、従来から我々はこの手法を確率汎関数法と呼び、不規則平面の散乱、放射、回折や不規則円筒、不規則ランダム球の散乱問題に適応して、各種の散乱特性を明らかにした。本手法では、散乱場の表現は確率論的な無限級数和の形をとるため、高次の項のみならず低次の項に関しても不規則表面でおこる多重散乱の影響が自動的に繰り込まれる特徴がある。従って、高次項を0と仮定して数値計算を行なった場合でも、計算により得られた散乱場には多重散乱の効果が反映されている。本研究では、この確率汎関数法を用いて、水平偏波ならびに垂直偏波平面波が入射した場合に、完全導体の不規則円筒面で散乱される散乱場の解析的表現を示した。さらに、不規則円筒面の半径や凹凸を表すパラメタを幾つか変えて数値計算を行ない、散乱特性を示した。