ナノフォトニクス（久保研究室）

About关于研究室

金属表面の光の波を、フェムト秒で撮る。

ナノフォトニクス（久保）研究室は、金属の表面に沿って伝わる電磁波「表面プラズモンポラリトン」の、超高速の動きと時間・空間の構造を研究しています。
表面プラズモンポラリトンは、光と金属中の自由電子の集団振動が結合した電磁波で、金属と誘電体の界面に電磁場が局在するのが特徴です。
フェムト秒レーザーパルスと金属ナノ構造を組み合わせて波束をつくり、時間分解光電子顕微鏡法や二光子蛍光顕微鏡法で、その伝搬や干渉を直接観測しています。
フェムト秒の時間とナノ・マイクロメートルの空間を舞台に、光と物質の相互作用に関わる新しい物理を、実験と理論の両面から探っています。

Research研究课题

金属表面を伝わる表面プラズモンの性質を、フェムト秒の時間分解能で直接観測し、ストラクチャード・ライトや金属ナノ構造によって能動的に制御することを目指しています。光の時空間構造とスピン角運動量の関係や、周期的なナノ構造による電磁場の局在と制御を明らかにし、光と物質の相互作用に関わる新たな物理の開拓につなげていきます。

※示意图

表面プラズモン波束の可視化↗

金属表面を伝わる光の波束の伝搬や干渉を、フェムト秒レーザーと顕微鏡を組み合わせて、時間を追って撮影しています。時間分解光電子顕微鏡法と二光子蛍光顕微鏡法を用いています。

※示意图

光のスピンがつくる空間構造↗

表面プラズモンが持つスピン角運動量が、場所によって向きや大きさを変える「スピンテクスチャ」を調べています。時間分解観測と電磁場の解析から、光のスピン構造を探っています。

※示意图

表面プラズモンの時空間制御↗

空間光変調器でフェムト秒レーザーパルスの波面を整形し、空間と時間が結びついた光の波束をつくります。これを金属ナノ構造に当てて表面プラズモンの波束に転写し、二光子蛍光顕微鏡で観測しています。

※示意图

ナノ共振器と波束の相互作用↗

表面プラズモンの波束が金属-絶縁体-金属型のナノ共振器を通るときの、周波数成分の変化と時間波形の変形を、時間分解二光子蛍光顕微鏡で調べてきました。波束のピーク位置の変化や分裂を観測しています。

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