Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

本研究の目的はWhispering gallery mode共振を用いて球体の直径を推定する技術の確立である。光共振を用いて球体直径を高精度に測定するためには、共振波長の測定に加え、その波長のモードを正確に推定する必要がある。これまでの研究で、推定手法は提案してきたもののその推定精度を正確に評価することは困難であった。そこで、Whispering gallery mode共振によって形成される電場の分布を直接計測することでモードの状態の測定を目指している。電場分布の測定には走査型の近接場プローブ(SNOMプローブ)を用いることを予定している。従来の近接場の測定とは異なり、共振器の電場を測定する場合、プローブによるインタラクションが共振状態を変化させてしまうため注意が必要である。そのため、まずは最適なプローブ形状について検討を行い、その後、そのプローブを試作の上、電場分布の測定を実施予定であった。本年は、有限要素解析によってプローブについて検討を行った。その結果、従来のようなナノスケールの先端先鋭なプローブは相互作用は小さいものの、その分計測可能な信号のSNが低すぎることが明らかとなった。一方で、形成される電場の波長に一致するサイズの先端径をもつSNOMプローブを用いることで計測精度は確保したまま、SNを向上させることができるとことが示唆された。また、興味深いことに、これらのプローブで測定する原理自体が異なり、計測中のモードシフトの観点からは共振波長に一致したサイズのプローブを用いることでより安定した計測が可能であることが示唆された。この結果をもとに以後、実際に計測行うことを予定している。

【研究分担者】
高橋哲	東京大学	先端科学技術研究センター	教授	(Kakenデータベース)
門屋祥太郎	東京大学	先端科学技術研究センター	助教	(Kakenデータベース)