低次元光波伝送路の高機能化とナノセンシングに関する基礎研究

低维光波传输线高功能与纳米传感基础研究

• 批准号: 11122214
• 负责人: 高原 淳一
• 金额: $ 0.58万
• 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11122214/
• 关键词: 低次元光波; 2次元光波伝送路; 2次元光波位相変調器; 2次元光波検出器; 電気工学触質; 光近接場; ナノ光回路

本研究者らは従来より低次元光波の概念を提案し、低次元光波伝送路とよばれる回折限界より十分小さなナノメートルオーダーの光伝送路について研究してきた。低次元光波伝送路を利用すると光集積回路を超微細化したナノ光回路が実現できるが、そのためにはこの伝送路に機能性を持たせる必要があった。本研究では、低次元光波伝送路に機能性を持たせるために、伝送路の一部を電気光学媒質とした構造について理論的に調べ、新しい低次元光波変調素子の提案を行っている。また、この素子のナノセンシングへの応用についても提案を行っている。以下が、現在までの研究成果である。1.2次元光波位相変調器、強度変調器の提案と解析:2次元光波伝送路の一部を電気光学媒質とした2次元光波位相変調器を提案した。また、位相変調器2個を組み合わせたマッハツエンダー型2次元光波強度変調器を提案した。2次元光波位相変調器の解析を行い、電気光学結晶としてLiTaO_3を用いたときの半波長電圧を求めた。位相変調器は素子厚がナノメートルオーダーであるために、通常の導波路型光位相変調器より低電圧で位相変調が可能であることがわかった。2.ナノセンシングのための新原理の提案: 2次元光波位相変調器の逆過程である光整流効果を応用して、微小領域の低次元光波の変化を電圧として検出するセンサー「2次元光波検出器」を提案した。従来のナノセンシングでは、表面に発生した光近接場をプローブにより伝搬光に変換し遠視野で検出するが、この素子は2次元光波を近接場において直接検出するという新しい方式である。

This paper proposes the concept of low-dimensional light wave transmission and its reflection limit. The use of low-dimensional optical transmission circuits requires ultra-fine optical transmission circuits to be functional. In this paper, we propose a new method for the functional modulation of low-dimensional optical transmission channels, which is based on the theory of electric-optical medium structure. This is the first time that a person has ever been involved in a project. The following research results are presented. 1.2 Analysis of the proposal of two-dimensional lightwave phase modulator and intensity modulator: part of the two-dimensional lightwave transmission path is an electric optical medium. 2-dimensional light wave intensity modulator 2-D Optical Phase Modulator: Analytical, Electrical and Optical Crystallization of LiTaO3 The phase modulator is usually a waveguide type optical phase modulator with low voltage and phase modulation. 2. Proposal of new principle of phase modulation: inverse process of 2D optical wave phase modulator, application of optical rectification effect, transformation of low dimensional optical wave in micro domain, electric voltage detection, proposal of "2D optical wave detector." In the near field, light is emitted from the surface, and in the far field, light is emitted from the surface. In the near field, light is emitted directly from the surface.

项目成果

高原淳一: "ナノトンネルを伝搬する光-低次元光波-"応用物理. 70・6. 673-678 (1999)

高原纯一：“通过纳米隧道传播的光 - 低维光波 -”应用物理学 70・6（1999）。

Junichi Takahara: "Propagation of two-dimensional optical wave through metal gaps with nanometer-order thickness"Technical Digest of Quantum electronics and Laser Science. QThG10. 209-210 (1999)

高原淳一：“通过纳米级厚度的金属间隙传播二维光波”量子电子学和激光科学技术文摘。