JP6039775B2 - プラズモン評価方法、プラズモン評価装置、および光ピックアップ - Google Patents
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Description
前記試料に表面側に設けられ、前記試料の表面を所定のタッピング周波数でタッピングするプローブと、前記偏光子によって偏光された励起光を反射することにより前記試料に照射するとともに、前記励起光が照射されたときに前記試料から出射されるレイリー散乱光を偏光する偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタによって偏光されたレイリー散乱光を、前記偏光子の偏光方向とクロスニコル配置である偏光方向に偏光する検光子と、前記検光子によって偏光されたレイリー散乱光を受光し電気信号に変換する受光器と、前記電気信号を前記タッピング周波数に同期して増幅し、取り込む増幅器と、を備えている。
本発明の第1実施形態によるプラズモン評価方法を図2乃至図5を参照して説明する。
次に、本発明の第2実施形態によるプラズモン評価方法を、図6を参照して説明する。
次に、本発明の第3実施形態によるプラズモン評価方法を、図8を参照して説明する。
次に、本発明の第4実施形態によるプラズモン導波路システムを、図9を参照して説明する。
次に、本発明の第5実施形態によるプラズモン導波路システムを、図10および図11を参照して説明する。
次に、本発明の実施例1として、第1乃至第5実施形態に用いられる、Alq3の膜厚の最適値を求める実験を行った。
本発明の実施例2として、図13に示すように、600本/mm(ピッチ1.67μm)の回折格子および1800本/mmの回折格子(ピッチ0.56μm)上にAuを40nm、Alq3を100nm蒸着した試料を作成し、これらの試料について、顕微発光観測と、図5に示したプラズモン評価装置を用いて、ルミネセンス強度の観測を行った。600本/mmおよび1800本/mmの回折格子の顕微発光観測の結果を図14(a)、(b)に示し、ルミネセンス強度の観測を図14(c)、(d),(e)、(f)に示す。
次に、本発明の実施例3として、プローブ(チップ)によって増強されたラマン散乱(以下、プローブ増強ラマン散乱(チップ増強ラマン散乱)ともいう)について説明する。
次に、本発明の第6実施形態を説明する。上記第1乃至第5実施形態においては、プラズモンの評価に、試料に励起光を照射したときに出射される発光またはラマン散乱光を用いていた。本実施形態によるプラズモンの評価方法は、レイリー散乱光を用いたものである。
次に、本発明の第7実施形態によるプラズモン評価方法について図21を参照して説明する。本実施形態の評価方法は、第6実施形態において、偏光変換試料(金属ナノ構造体)として、例えば高さが60nmのワイヤーグリッド400を用いたものであり、図21に示す光学系(プラズモン評価装置)が用いられる。偏光子320に入射する励起光340は、光源420から出射される。偏光子320と検光子330の偏光方向をクロスニコル配置(偏光方向が直交する配置)にすると、光は透過しない。しかし、偏光子320と検光子330との間に、偏光板(例えば、ワイヤーグリッド400)を斜めに配置すると光が透過する。これは、偏光子320と検光子330との間に配置した偏光板(例えば、ワイヤーグリッド400)が偏光変換の機能を果たしていることになる。ただし、偏光板(例えば、ワイヤーグリッド400)の偏光方向が偏光子320あるいは検光子330と同じ偏光方向となる配置では、その機能は無くなる。
次に、本発明の第8実施形態のプラズモン評価方法について図23を参照して説明する。
次に、第8実施形態によるプラズモン評価方法の実施例1として、標準試料としてSi基板上に作製した金ナノロッドを観測した。金ナノロッドのサイズは高さ100nm、幅100nm、長さ400nmである。ナノロッドの長軸を入射光方向に対して45°に配置した。励起光の波長を532nmとして、レイリー散乱光のイメージングを取得した。
次に、第8実施形態の実施例2として、図26に示す、光記録媒体(光ディスク)の読み出し用ピックアップ光学系を作製した。このピックアップ光学系は、図23に示す光学系において、偏光子320と偏光ビームスプリッタ430との間に空間フィルタとなるアパーチャ450を設け、偏光ビームスプリッタ430と検光子33との間に空間フィルタとなるアパーチャ470を設け、偏光ビームスプリッタ430と対物レンズ370との間に1/4波長板460を設け、光源420として半導体レーザーを用い、受光器380としてフォトダイオードを用いた構成となっている。本実施例においても、光ディスク500は、プローブ310によって所定のタッピング周波数でタッピングされる。
10 プローブ
12 金属ナノ粒子
14 PMMAの薄膜
20 試料
30 励起光
32 励起光
34 励起光
40 フォトルミネセンス
50 光学系
52 バンドパスフィルタ
54 ビームスプリッタ
56 対物レンズ
58 ノッチフィルタ
60 励起光発生装置
70 受光装置
80 画像化装置
102 プラズモン導波路
102i(i=1,・・・,5) プラズモン導波路
104 電極
106 光励起発光絶縁層
108 n型Si層
108i(i=1,・・・,5) n型Si層
110 絶縁層
112 電極
112i(i=1,・・・,5) 電極
120 伝播光導波路
200 試料
202 Si基板
202 Au層
204 Alq3層
Claims (2)
- 金属構造体からなる試料にプラズモンを励起する励起光を偏光子によって偏光するステップと、
前記偏光された励起光を偏光ビームスプリッタによって反射することにより前記試料に照射するステップと、
前記試料の表面側に設けられたプローブを用いて前記試料の表面を所定のタッピング周波数でタッピングするステップと、
前記励起光が照射されたときに前記試料から出射されるレイリー散乱光を、前記偏光ビームスプリッタによって偏光するステップと、
前記偏光ビームスプリッタによって偏光されたレイリー散乱光を、前記プローブの振動方向に偏光する検光子を介して受光し電気信号に変換するステップと、
前記電気信号を前記タッピング周波数に同期して増幅し、取り込むステップと、
を備えているプラズモン評価方法。 - 金属構造体からなる試料にプラズモンを励起する励起光を出射する光源と、
前記光源からの励起光を偏光する偏光子と、
前記試料に表面側に設けられ、前記試料の表面を所定のタッピング周波数でタッピングするプローブと、
前記偏光子によって偏光された励起光を反射することにより前記試料に照射するとともに、前記励起光が照射されたときに前記試料から出射されるレイリー散乱光を偏光する偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタによって偏光されたレイリー散乱光を、前記プローブの振動方向に偏光する検光子と、
前記検光子によって偏光されたレイリー散乱光を受光し電気信号に変換する受光器と、
前記電気信号を前記タッピング周波数に同期して増幅し、取り込む増幅器と、
を備えているプラズモン評価装置。
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