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光を極微小空間に“長時間”閉じこめ

掲載日:2007年8月3日

一辺がわずか1.5マイクロメートルの極微小空間に、約2ナノ秒間(ナノは10億分の1)、光を閉じ込めておくことに科学技術振興機構、京都大学の研究チームが成功した。

極微小領域に、光を長く、強く閉じ込めることを可能とする技術(光ナノ共振器)の開発は、光を止めたり、一瞬蓄えたりする光制御を可能にすることを意味する。将来、光を使った量子コンピュータの実現など次世代の光科学に欠かせない基礎技術として、世界中で開発競争が行われている。

既にこの分野で世界をリードする実績を重ねている野田進・京都大学大学院工学研究科教授らの研究グループは、フォトニック結晶と呼ばれる材料の構造をさらに高度にすることにより、これまでの光閉じこめ実績を大幅に上回る世界最高値を達成した。

野田教授らが研究に用いたフォトニック結晶とは、光の波長と同程度の周期的な屈折率分布をもつ新しい光ナノ構造で、3次元的な屈折率分布がダイアモンド構造をとるときに、光を閉じこめてどの方向にも進ませない性質を持つ。また周期構造に部分的な乱れをつくることで、光を局在させることや、進路を曲げることができる。

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