デュアル光磁場コムを用いたメタマテリアル近接場の複素透磁率分光法の開発

利用双光磁场梳开发超材料近场复磁导率光谱

基本信息

批准号：
21K18727
负责人：
安井武史
金额：
$ 4.16万
依托单位：
The University of Tokushima
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18727/
关键词：
光コムメタマテリアル光磁場光電場屈折率透磁率

项目摘要

『光周波数コムの光磁場成分(光磁場コム)』に着目し、デュアル光コム分光法と光磁場検出器を融合して、透磁率の複素スペクトルをRF帯で高精度計測することにより、革新的な近接場光磁場分光法を実現することを目指して研究を行った。今年度は、デュアル光電場コム分光装置の光源部分の簡略化に関する検討を行った。これまでは、２組の独立に周波数安定化制御されたエルビウム添加フィバー光コムをデュアル光コム光源として利用してきたが、周波数安定化制御装置が複雑・高価で汎用性が欠けていた。そこで、別の研究プロジェクトで連携していた学外研究者と共に、機械共有構造を導入することにより、周波数安定化制御装置が不要なデュアル光コム光源を構築した。具体的には、独立した２つのエルビウム添加フィバー光コム共振器を機械的に共有して、環境外乱の影響を同等とした。これにより、エルビウム添加フィバー光コムのモード間隔が環境外乱に依存して変動したとしても、その変動が同じ振る舞いを示すことになり（コモン・モード周波数揺らぎ）、結果として両者の差周波がパッシブに安定化される。これにより、周波数安定化制御装置を不要となり、デュアル光電場コム分光装置の光源部分の大幅な簡略化を実現した。上記以外に、光学的アプローチに基づいた光磁場検出法の理論検討を行った。また、金ナノ粒子を用いたメタマテリアルを自作するための設備を整備し、研究分担者から共有された作成手法に基づき、メタマテリアルの作成を行った。

Focusing on the "optical magnetic field components of optical frequency combs (optical magnetic field combs), the research aimed to realize innovative near-field optical magnetic field spectroscopy by combining dual optical comb spectroscopy with an optical magnetic field detector, and by measuring complex magnetic permeability spectra in the RF band. This year, we discussed simplifying the light source portion of the dual photoelectric field comb spectrometer. Until now, two一组独立频率稳定的Erbium兴奋剂光学梳子已被用作双光梳光源，但是频率稳定控制设备是复杂的，昂贵的，缺乏多功能性，通过引入机器共享结构。机械共享光纤梳子谐振器，以均衡环境干扰的影响。即使Erbium掺杂光纤梳子的模式间隔因环境干扰（常见模式频率波动）而变化，这会导致相同的行为，从而导致两者被动稳定之间的差异频率。这消除了对频率稳定控制装置的需求，并大大简化了双光电场梳状光谱仪的光源部分。除上述内容外，还进行了基于光学方法的光磁场检测方法的理论研究。此外，还建立了设备以自己的方式使用金纳米颗粒进行超材料，并根据研究人员共享的创建方法创建超材料。