特殊透過現象を用いたサブ波長構造光学デバイスの研究

利用特殊传输现象的亚波长结构光学器件研究

• 批准号: 10J09000
• 负责人: 前田 悦男
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J09000/
• 关键词: サブ波長構造; 表面プラズモン; 水素吸蔵; 光センサ

本研究の目的は、金属サブ波長構造配列を用いた、光学デバイスを試作評価することである。前年度に引き続き、(1)サブ波長構造デバイスの性能評価(2)新しいサブ波長構造デバイスの設計と試作評価(3)光学デバイスの集積化に関する検討を平成23年度に行った。(1)サブ波長構造デバイスの性能評価 金属材料としてパラジウムを選択し、パラジウムの水素化について誘電率の分散性を考慮しLorentz-Drudeモデルのパラメータフィットを行った。構造形状については、電波領域におけるアンテナの考え方を応用し、Frequency-Selective-Surfaceと呼ばれる構造配列を用いることとした。光学パラメータの変化に対して、サブ波長構造が形成する伝搬定数のTransparent-Windowが作用することを示した。(2)新しいサブ波長構造デバイスの設計と試作評価 近年の論文で提案された新しい構造試作法(高アスペクト比ナノフィン構造)について、サブ波長構造デバイスへの応用を検討した。具体的には、光を増強した際の電場の増強効果について注目し、Poyinting-Vectorを用いた構造形状と波長の関係性について明らかにした。また、試作評価については、紫外-近赤外分光計を用いて、高アスペクト比ナノフィン構造の反射スペクトルを計測した。結果として、光学解析結果と実験結果がよく一致することを示した。(3)光学デバイスの集積化に関する検討 光学デバイスの集積化に関する検討を行った。これまでに試作したサブ波長開口配列は赤外領域の光を用いるため、光源やディテクタの小型化が困難である。しかし、高アスペクト比ナノフィン構造は、紫外-近赤外領域において動作するため、比較的、光源やディテクタの小型化、集積化が容易である。

The purpose of this study is to use the wavelength structure arrangement of metals and evaluate the trial production of optical sensors. Performance evaluation of the previous year's high-definition wavelength structure, (1) new wavelength structure design, and (2) new wavelength structure designイスのDesign and trial production review (3) Optical デバイスのintegration に关する検 Discussion をHeisei 23rd year に行った. (1) Performance evaluation of the wavelength structure デバイスのDispersion of metal materials such as hydration and electrolyte dispersion SexをConsiderationしLorentz-Drudeモデルのパラメータフィットを行った. Structural shape におけるアンテナの考えsquare を応用し, Radio wave field におけるアンテナの考え方を応用し, Frequency-Selective-Surface とcall ばれるstructural arrangement を用いることとした. Optical rectification, wavelength structure formation, Transparent-Window function, and wavelength structure formation. (2) New wavelength structure design and trial production evaluation In recent years, the paper proposes a new structural trial method (高アスペクト比ナノフィンSTRUCTURE) について、サブ Wavelength STRUCTURE デバイスへの応用を検した. Specifically, the light intensity is increased, the electric field is enhanced, the electric field is enhanced, the effect is noticed, and the Poyinting-Vector is constructed using a shape, and the relationship between the wavelength and the wavelength is clearly defined.また, trial production evaluation 価については, ultraviolet-near infrared spectrometer を use いて, high アスペクトratio ナノフィン structure のreflection スペクトルを measurement した. The result is the same as the optical analysis result and the result is consistent. (3) The integration of the optical system has been completed. The integration of the optical system has been completed. It is difficult to use the light source in the infrared field due to the wavelength opening arrangement of the trial production, and the miniaturization of the light source.しかし、高アスペクト比ナノフィンstructuralは、UV-near infrared field において动For comparison, the light source can be miniaturized and integrated easily.

项目成果

金属サブ波長ホールアレイにおける異常透過光の伝搬モード依存性

金属亚波长孔阵列中反常透射光的传播模式依赖性

• 发表时间: 2012
• 作者: Etsuo Maeda;Jean-Jacques Delaunay;et al
• 通讯作者: et al

Electnc field design of metallc sub-wavelength hole arrays for optical permittivity sensing

用于光学介电常数传感的金属亚波长孔阵列电场设计

• 发表时间: 2012
• 期刊: Proceedings of the 2012 7th IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular
• 作者: Etsuo Maeda;Jean-Jacques Delaunay;et al
• 通讯作者: et al

Array of subwavelength rectangular structures in palladium for optical hydrogen detection

用于光学氢检测的钯亚波长矩形结构阵列

• DOI: 10.1117/12.907509
• 发表时间: 2012
• 期刊: Proceedings of SPIE
• 作者: Etsuo Maeda;Jean-Jacques Delaunay;et al
• 通讯作者: et al

Gas chromatography on micro-fabricated columns with pillars

微型柱柱气相色谱分析

• 发表时间: 2012
• 作者: Etsuo Maeda;Jean-Tacques Delaunay;et al
• 通讯作者: et al

Hole shape effect induced optical response to permittivity change in palladium sub-wavelength hole arrays upon hydrogen exposure

• DOI: 10.1063/1.3703664
• 发表时间: 2012-04-15
• 期刊: JOURNAL OF APPLIED PHYSICS
• 影响因子: 3.2
• 作者: Maeda, Etsuo;Matsuki, Takanori;Delaunay, Jean-Jacques
• 通讯作者: Delaunay, Jean-Jacques