Poynting for Optics
フォトニック結晶によるスーパープリズムおよびスーパーレンズ効果

負の屈折率をもったフォトニック結晶によるスーパープリズムおよびスーパーレンズ効果の解析事例を紹介します。

負の屈折率とは

通常の物質では媒質となる物体に入射した光は反対側に屈折しますが、負の屈折率を持つ物質では入射と同じ側に屈折が起こります。負の屈折率をもつ物質は自然界には存在しませんが、光の波長以下の人工構造(フォトニック結晶）を作ることにより、負の屈折率を実現できることが知られています。

図1 通常の媒質

図2 負の屈折率の媒質

また、負の屈折率効果を利用して、回折限界を超えた極小のレンズを作成することなどが可能です。

図3 スーパーレンズ効果

図4 スーパープリズム効果の解析モデル

図5 スーパーレンズ効果の解析モデル

解析領域	6,450×40×10,000[nm]
波源	CW, Z偏光, λ=480nm, 球面波, FocalPoint=-2,500nm(発散光)
媒質	n=2.963, 円孔:n=1.000 円孔:r=44.336[nm] 円孔間隔:a=141.42[nm] (45度傾斜正方格子)