特許情報

光伝搬制御可能なプラズモン導波路

 

管理番号 2013-009
技術の名称 光伝搬制御可能なプラズモン導波路
キーワード 光学素子,表面プラズモン
番号 特願2013-102667

 

技術の概要

情報の高速・大容量化に伴い、光学システムの微細・集積可能な光学素子の実現が求められる。近年、ナノオーダーの金属薄膜や構造体に生じる表面プラズモン(Surface Plasmon:以下、SP)を利用し、

回折限界以下の領域で光制御を可能とするSP導波路が報告されている。

しかし、その光伝搬特性は、導波形状や光源に依存し、特定のSP共鳴波長に留まっている。

本シーズでは、ギャップ型SP導波路[1]にNEMSアクチュエータ機構を採用することで、電圧変調による金属ギャップと、それに伴う光伝搬特性の制御を実現した(図1、2参照)。

活用のセールスポイント

単一試料、単一構造でSPの導波及び集光特性を制御可能となった。
一方、可変ナノ光学フィルタ及びセンサに関する別シーズを保有している。

説明図等
導波路の構造、及び原理(概要)

図1 光伝搬制御可能なプラズモン導波路
(a) SEM像、偏光顕微鏡像(無印加)(b) s偏光(SP励起)、(c) p偏光(SP未励起)

図2 光伝搬制御可能なプラズモン導波路の変調原理.
電圧を印加することにより、金属ギャップの先端幅が変化し、SP導波(共鳴波長と伝搬距離)及び集光特性が変化する。

観測データ
図3 印加電圧依存透過光スペクトル.
印加電圧が大きくなるにつれ、透過光共鳴ピーク波長のレッドシフト(約30 nm)を確認した。また、本スペクトルは、計算結果と定性的に一致した。なお、金属ギャップ先端で集光効果を示した。

想定される応用分野・製品、市場規模
・ ナノ光集積回路のための光導波路
・ 局所センサ(ガス、バイオ、微量分析)
・ 集光器(信号光増幅器)、検出器