講義では、電磁気学にもとづく光の性質であるエバネッセント波と近接場光の概念、回折限界に制限されない光の特徴と ナノフォトニクス分野における様々な応用について講義いただきました。 まず、回折光と近接場光の違いについて解説いただき、近接場光によって光の反射表面付近の屈折率変化や物性の変化を高感度に検出する表面プラズモン共鳴、 ナノ構造を用いた局在プラズモン共鳴について解説いただきました。それぞれの方法によるセンシングの原理と測定方法、医療・創薬分野における応用や、 電磁場シミュレーション計算によるナノ構造の光学機能を予測し製品開発へ役立てている事例などについてご紹介いただきました。

実験実習では、講義で解説いただいた表面プラズモン共鳴を用いたバイオセンサの作成と計測を行いました。レーザーダイオードの出力をビーム成形して、様々な光学素子を組み合わせて試料セルに導入し、反射光に現れる暗線を観測しました。 空気中や様々な濃度のアルコール溶液を試料として用いて、1次元光検出器で定量的に暗線位置を測定し、アルコール濃度による暗線位置の依存性を測定しました。 最後に、アルコール飲料の特性によってどのように暗線が変化するかを、データによって予測する「バイオセンサ利き酒」によって飲料を予測し、その結果について議論しました。


本実験実習では，先端光科学アライアンス「APSA」，工学系研究科附属光量子科学研究センターのご支援により，工学系研究科物理工学専攻の恩河 大 さんにティーチングアシスタントとしてご協力いただきました．