研究：ダイヤモンドNVセンター

ダイヤモンドNVセンタ励起方法は、一般的に空間光学系を用います。上に示すのは空間光学励起系の一例です。このようにダイヤモンドを緑の光で励起し、赤色に蛍光したダイヤから、これをレンズで集光することで磁場センサとして使用します。

我々の研究室は、NVセンタ励起方法に光集積回路を提案します。提案する光集積回路の概要についてですが、まず先球ファイバにより光源をデバイスと結合します。次にデバイス平面に対し分岐構造で光を分岐させます。次にグレーティングにより面内均一強度で上面に照射します。この照射領域に対し、ダイヤを設置することでダイヤを励起します。この光集積回路が空間光学系に対し有利な点は、まずNV蛍光の集光レンズが不要な点です。また、大面積に対し均一強度で励起が可能です。加えてDBR構造でダイヤを囲うことでフォトンリサイクルにより励起率を向上することが可能です。最後に、大面積励起により時間分解能が向上します。励起面積は空間光学系の400倍に設計予定です。

List of reports

• H. Kagami, T. Amemiya, S. Okada, N. Nishiyama, X. Hu, “Topological converter for high-efficiency coupling between Si wire waveguide and topological waveguide,” Optics Express, Vol. 28, No. 22, pp. 33619-33631 (2020).
• T. Amemiya, S. Okada, H. Kagami, N. Nishiyama, Y. Yao, K. Sakoda, X. Hu, “High-speed infrared photonic band microscope using hyperspectral Fourier image spectroscopy,” Optics Letters, Vol. 47, No. 10, pp. 2430-2433 (2022).
• S. Okada, T. Amemiya, H. Kagami, Y. Wang, N. Nishiyama, X. Hu “Discussion on fabrication accuracy of infrared topological photonic structures using hyperspectral Fourier image spectroscopy,” Journal of Optical Society of America B, Vol. 39, Issue 9, pp. 2464-2469 (2022).