Casino Phú Quốcナノフォトニクスとは

ナノフォトニクス（ 「ナノオプティクス」とも呼ばれる)は、ナノスケール（10億分の1メートル）での

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そのため、ナノフォトニクスには、電磁スペクトル（300 ～1.200nm).

ナノフォトニクスに関する知識の向上につとめる物理学者、エンジニア、 材料科学者は、金属ナノ粒子、カーボンナノチューフォトニック結晶などのナノ構造と光の相互作用に注目しています。彼らは、光を効率的に制御するためのナノフォト

ナノフォトニクスは新しいテクノロジーではありません。今まで何世紀にもわたり、光調整は、現在では金属ナノ粒子と判明している物質がガラスに付加されたことによるものです。

近代では、光の振幅、位相、偏光、局在など、光の特性を制御する独創的な方法が発見されました。将来

こうした状況下で、ナノフォトニクスが明確な分野として認識され始めたのは、この20年間に新しい金属、誘電体、

これらの材料が特に注目されるのは、最新の機械学習、シミュレーション、計算ツールと組み合わせることで、原子に近い精度で

その結果、ナノフォトニクスは次のようなイノベーションを推進させています。

• 太陽電池テクノロジーにより、広い太陽スペクトルにわたって強い吸収特性を示す金属ナノ粒子の製造が可能になり、デバイスサ
• Casino chơiでは、これまでにないレベルの集光と偏光が可能になり、デバイスの小型化も実現できるため、優れた分光法や
• 医療フォトニクスでは、疾患の検出、予防、治療のための超高速光変調が可能になることで、リモートから
• 光コンピューティングでは、 エネルギー消費量が少ない超高速情報処理を実現します。

高速データ伝送に使用される既存の銅線では、回路の長さに比例して信号劣化が生じます。

光子ベースの回路は、非常に少ないエネルギー消費量で電子に匹敵する光子の高速動作を実現できる

回折限界を超えると、金属表面および構造の周囲に形成される表面プラズモンポラリトン（制約された電磁放射）などの新しい.

ナノフォトニクスは、特に電磁放射がナノメートルスケールのサイズに閉じ込められると電磁界の増強効果が発生するナノ構造との単一光子相互作用に着目します。こうした相互作用により、ナノスケールのサイズで光を切り替え

ただし、ナノスケールで光と物質の相互作用を操作.

ナノスケールでの光の生成に影響する主な原理は、エネルギーの局Bạn có thể làm điều đó một cách dễ dàng.ラマン散乱などの自然放出プロセスです。

光共振器は、電磁界の増強を介してこれらの相互作用を増大させます。特に、プラズモニックナノキャビティ

放射強度を制御するためには、ポンプ数を増やすためにフォトニクス集積キャビテ2D準表面プラズモンは、フィールド強度の増大と局在性を大幅に向上させ（20nmの範囲内では10⁷を超える）、高解像度のセンシングやイメージングに理想的に適用される第二次高調波の生成（SHG）を可能にします。

フォトニックナノ構造の研究は、ナノフォトニクスの開発を促進する原動力となり、ナ

ナノフォトニクスにおける閉じ込め手法

研究者は、光と物質の相互作用をナノスケールのサイズに閉じ込めるために、次の3つの手法のいずれかを使用します。

1. 光の回折限界をはるかに下回る光の閉じ込め
2. 物質の閉じ込め
3. 光化学または光誘起相転移（PIPT）による閉じ込め

物質に関しては、さまざまな手法が採用されており、ナノマー（サイズ依存の光学特性を持つナノ

たとえば、プラズモニクスでは、金属ナノ粒子の電磁界が増強され、2つの赤外線光子を吸収して可視紫外線光子に変換するなど、独自の特性を示します。

他には、光の波長の次数の長さで周期的に繰り返す誘電体構造のフォトニック結晶があります。さらに、ナ.

ナノフォトニクスにおける閉じ込め効果

研究者は、次のようなさまざまなジオメトリを用いて閉じ込めを実現します。

• エバネセント波の形成と、エバネセント波と表面プラズモンの相互作用に依存する軸方向の局在化
• 光源から発せられる入射光の波長の一部に試料が配置される横方向の局在化

ナノフォトニクスにおけるエバネセント波

エバネセント波は、従来.

屈折率が異なる2つの媒体間の界面（プリズム-試料界面など)で光が内部で全反射されるときに、エバネセント波が形成されます。

プリズムは、一般的には試料と相互に作ント波を生成するた

エバネセント波の利点の1つは、特にセンシングにおいて、 ナノスケールの光学相互作用を促進し、強

導波路チャネル間のエネルギー輸送を伴う検出アプリケーションとして、エバネセント波結合導波路も提案されています。こうした導波路は、光通信ネットワークの指向性波カプラとしても使用できます。

ナノフォトニクスにおける表面プラズモン共鳴（SPR）

表面プラズモン（SP)は、金属表面における自由電子の集団振動です。入射光の運動量が表面プラズモンXUÂNでは、エバネセント波が形成され、金属-誘電体界面で表面プラズマに結合し、光と物質の相互作用が大幅に増大します。

内部光の全反射は、プリズムの代わりに導波路（通常は、誘電体基板上の金属薄膜)を使用して達成されます。SP波の生

光がSPに強く結合し、金属-誘電体界面に沿って伝播すると、表面プラズモンポラリトン（SPP）

ナノフォトニクスにおける金属光学

金属は、回折限界未満に光を閉じ込める効果的な方法をもたらします。これは、金属が光周波数（スペクトルの可視領域と近

誘電率は、周波数に依存します。プラズマ周波数（紫外線領域）近く、あるいは

金属は、無線およびマイクロ波エンジニアリングで広く活用されています。たとえば、サブ波長の金属アンテナや

実際に、ナノ光学設計の多くは、集中定数金属平行板導波路（ストリッ

ただし、ナノ光学回路とマイクロ波回路の間には、次のような重要な違いがあります。ナノスケール（および

ナノフォトニクスにおける非線形光学

光が非線形媒体内を伝播すると（電場に対して誘電体偏光が非線形に応答する）、通常は観察されない現象を引き起こす独特の光学

特に、（レーザーによって生成されるなど)高いフィールド強度では、非線形の光学

• 周波数変換:これは、第二次高調波の生成、光学パラメトリック振動、光位相共役、および四波混合などの
• 多光子プロセス:非線形の多光子プロセスは、光.
• 超高速処理:非線形の光学的効果は、超高速時間光の高速変調とスイッチングを可能にします。
• デバイスの小型化:非線形フォトニクスは、オンチップ機能の進歩に不可欠なデバイスの小型化を促進します。
• 新材料:非線形性の向上を追求するために、ガラス、結晶、半導体、そして最近ではナノ構造材料な
• 量子エミッター:量子ドットなどの量子エミッターとナノフォトニック導波路の間では、非線形の相互作用が

サブ波長サイズでの光の流れ、位相、振幅、偏光の制御に関する研究が進むにつれて集積回路、光コンピューティング、生化学、医療、燃料電池テクノロジー、太陽電池テクノロジーなどの分野で新たな可能性が広がります。

以下に、ナノフォトニクスで注目される応用例を示します。

ナノレーザー

金属-誘電体界面では、表面プラズモンポラリトンを使用することで、レーザーのサブ波長スでの閉じ込めが可能になります。ナ

ナノレーザーは、高速変調（データ伝送の向上）や低しきい値電流（電力効率の向上）など、光通信

SPASER（Khuếch đại Plasmon bề mặt bằng sự phát xạ kích thích của Bức xạ).

ナノレーザーや表面プラズモン増幅器.

光検出器

光検出器は、光を検出して電気信号に変換する機能により、光電子回路とマイクロ電子回路の両方で中心的な役割を果たし、次のような

• 単一光子アバランシュ検出器（SPAD: Máy dò tuyết lở photon đơn)は、LiDAR、3Dイメージング、PETスキャンなどで使用される個々の光子（空間-時間解像度
• 光ファイバーを介して伝送される高速赤外線信号を検出できるヒ化インジウムガリウム（InGaAs）ダイオードなどの光ファイバー通信デバイスは、最大2.5ギガビット/秒のデータ通信速度を実現します。
• 導波路内蔵の近赤外検出器などの光通信デバイス。
• 天文学で使用されるリモートセンシング装置は、遠赤外線からガンマ線までの幅広い波長を検出します。
• 環境モニタリング装置は、微量の化学物質や生物学的作用物質を検出するために使用されます。
• 太陽電池は、太陽光を電気エネルギーに変換します。
• 電荷結合素子（CCD)および相補型金属酸化膜半導体（CMOS）センサーは、デジタルカメラなどのイメージングデバイスで使用されます。
• 建物のアクセス制御システム。

全光スイッチング

プラズモニックメタマテリアルでは、集積回路内の個々のコンポーネントのプラズモニック共鳴と、それらプラズモニック励起によって効果的な全光学変調が得られます。

Lưu trữ dữ liệu

光学式データストレージでは、サブ波長の（記録媒体に埋め込んだまたは記録

熱アシスト磁気記録では、データをエンコードする前にレーザーによって磁性材料のサブ波長領域が加熱されるため、単位面積あたりに保存される

シリコンフォトニクス

シリコンフォトニクスでは、光と電子の両方を誘導できるシリコン基板にナノスケールの光電子デバイスが組み込まれており、単一のオ

集積回路

メーカーは、フォトリソグラフィを使用して、マイクロプロセッサやメモリチップなどの集積回路を製造しています。フォトリソグラフィでは、紫外線、極紫外線、X線など、さまざまな種類の光を使用して、フォトマ

さらに、集積回路内の電子コンポーネント（トランジスタなど)

バイオセンサー

ナノフォトニックバイオセンサーは、現在利用できる最も信頼性が高く正確なセンシングシステムに搭載されていま

これらの自己完結型デバイスは、D NA.

光学バイオセンサーは、シリコンフォトニクSPR

光学バイオセンサーは、ラベルや染料を適用することなく、センサー表面でのリアルタイムの相互作用に基づいて、生化学

メタサーフェス

メタサーフェスは、非線形場の増強を追求する.

• 負の誘電率と透磁率（負の屈折率）を示すメタサーフェスから形成されたスーパーレンズ。回折限界を超えて光を
• 誘電率と透磁率がともに負となる媒質と、正の屈折率を持つ材料を組み合わせた、位相補償媒質。
• ゼロに近い屈折率を持つメタサーフェスから形成されたクロークサーフェス（相対誘電率または透磁率がゼロに近い）。

ナノフォトニクスは、ますます小型化するマルチモーダル機能をもたらすコンパクトでエネルギー効率の高いテクノロジー

光ファイバーケーブルなどのフォトニクスデバイス.

Casino Phú Quốc FDTD^TMは、ナノフォトニックデバイス、プロセス、および材料をモデリンĐèn LED có đèn LED

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