更新情報
‘22.5.11｜論文発行のお知らせ
フォトニックバンドダイアグラム顕微鏡 “FA・CEED”の論文が発行されました。
是非、ご覧ください。
製品概要
「フォトニックバンドダイアグラム顕微鏡 “FA・CEED”」は、 フォトニック結晶・メタマテリアルをはじめとした様々な構造において、 バンドダイアグラム全域を高速かつ容易に測定することを可能にする装置です。
従来の評価方法は、それぞれのサンプルに適した形で光学系を組む必要があるとともに、 光学系の調整、測定時間・評価時間など、時間を費やして観測することが一般的でした。本装置は、これらの問題を解決し、 各種フォトニック構造における物性評価を容易かつ高速に測定することを可能にします。
フォトニック構造（光の波長以下の微細構造を一定の周期性をもって並べたもの）は、構造内の光と物質の相互作用を利用して、様々な光の操作を可能にします。代表的なものとして、フォトニック結晶、トポロジカルフォトニック結晶、メタマテリアルがあり、 これらはナノプロセス技術を使って半導体に微細加工が施すことによって実現されます。このような構造の光学特性を決定する重要な指標のひとつが、フォトニックバンドダイアグラムです。本装置はこのフォトニックバンドダイアグラムを高速測定することができ、スローライト効果、偏光依存の一方向性伝搬、負の屈折率など、各種フォトニック構造で見られる様々な光学現象を予想することが可能となります。
本装置を用いることで、様々なフォトニック構造の特徴を明確化でき、基礎物性探求の指標とすることができます。また市場では、各種フォトニック構造が採用された光デバイスの設計が容易となり、関連市場の拡大や、それらのデバイスを用いた新たな研究領域の開拓に繋げられます。
本装置は、科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業CREST 「トポロジカル材料科学に基づく革新的機能を有する材料・デバイスの創出」領域の研究課題「人工グラフェンに基づくトポロジカル状態創成を新規特性開発」などをとおして、東京工業大学 雨宮智宏助教と共同開発した製品です。
特長と用途
高速測定
本装置は、赤外ハイパースペクトルイメージングにより、波長ごとのフーリエ画像を得た後、それらの画像をもとにフォトニックバンドダイアグラムを再構成しています。
そのため、非常に高速かつ汎用的な測定が可能であり、フォトニックバンドダイアグラム全域を約5分で測定することができます。
指定した方位におけるバンドダイアグラムの取得
赤外フーリエ画像において任意のパスを指定することにより、全ての方位に対するバンドダイアグラムを取得することができます。また、サンプルの垂直方向を自動挿引することで3次元方向のバンドダイアグラムも併せて得られます。
特定のバンドダイアグラムを励振
入射光の状態を各種偏光子や波長板／リターダーを用いて制御し、フォトニック構造内に特定のモードを励振することで、そのバンドダイアグラムの情報のみを取得することが可能です。
主な用途
- フォトニック構造の特徴を明確化
- 光デバイスの設計
使用方法と測定データ
正方格子のフォトニック結晶
下記の動画は、正方格子のフォトニック結晶を測定している様子です。
波長可変フィルターの中心波長を変えていくとフーリエ画像もそれに伴って様々な形状に変化していることが分かります。 本結果をもとに再構成されたフォトニックバンドダイアグラムでは、 正方格子のフォトニック結晶で予想される理論結果とほぼ同等の結果が得られます。
