4−1 プロッタ式とデジタル式のデ…一一一タ解析の比較
プリズムに蒸着した銀膜にレーーザーを入射した際の反射光の強度は、太陽電池で 電圧変換され、電圧変化で示される。従来の実験では、シグナルアベレージャ ーで平均化されたデ…一・・タは、トランジェントメモリーに一時記憶され、プロッタ ーに出力されていた。励起角の測定はプロッタ・一・一・・でうちだされたグラフから立 ち上がり、立ち下がり、励起のアドレスを読み取り、第三章実験原理に示した方 程式より算出していた。今回の実験では、シグナルアベレージャーのデータは RC−232ポートを経由して、シグナルアベレージャー解析プmグラムを組み込ん だコンピュV一一・hタに入力され、コンピュータで解析することが可能となった。ま た、扱える情報量も増え、実験精度も高まった。Fig．4。1に今回と従来の実験 データの比較図を示す。（a）上段が従来のデータ形式、下段が本実験のデータ形 式である。ともに、縦軸が電圧（V）、横軸がサンプルポイントであるが、プ ロッタ式は横軸の最高値が264ポイントであるのに対し、デジタル式は1023ポ イントである。従来型に比べて、4倍の情報を扱えるようになり、更に精度よく 電圧変化を記録出来るようになった。また、データが数値で扱えるようになり、
人為的誤差を最小限にとどめることができた。
4−2 波ft 633nmのHe−Neレーザーを入射した場合
4−2−1反射波の電圧変化
波長633nmのHe−Neレーザーを入射した際の各膜厚における代表的な反射光の強 度波形をFig．4。2に示す。各図の横軸は角度（度）、縦軸は電圧（v）である。
銀膜；が薄い50Aでは、表面プラズモンの励起は見られない。100Aでは鋭くはな いが励起が確認される。細杷が厚くなっていくにつれ励起はより鋭いものにな
る。さらに試料が厚くなると、鋭い励起のままpeekが弱まり、やがて図中（d）の ように励起が確認できなくなり、銀膜で反射された光はどの角度で入射してき た光も等しく反射するようになることがわかる。Fig．4．3（a＞は、測定で得ら れたグラフを重ねて比較したもの、（b）は表面プラズモンが励起する付近を拡大
したものである。グラフからは、膜厚が厚くなるにしたがって、励起のピ・一一一ク が左に移動していく、言い換えれば、蘇蜜が厚くなると表面プラズモンが励起 するためのレーザーの入射角が小さくなっていくことがわかる。
（a）
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Fig．5．1（a）上段：プmッタ式、下段：デジタル式 （b）液体窒素トラップの効果
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Fig． 4，2He−Neレーザーによる代表的な反射波の波形 （a） 10QA （b） 150A （c）250A
（d）400A （e）sooA （f）700A
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Fig．4．3励起角の膜厚依存性
光源にはHe−Neレーザー一・（633nm）を使用 （a）電圧変化の全体像
（b）励起角付近の拡大図
4−2−2 励起角の膜厚依存性
それぞれのグラフの立ち上がり、立ち下がり、励起のadressより、励起角度を 算出した。また、あわせて、励起角の時問変化を見るため、測定は、銀膜蒸着 直後、24時間後、48時間後に行った。結果を表4−1に表わす。
表4−1励起角の膜厚依存
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一 42 82 0 064
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700 一 ｝ ｝ 一 一 一
（一）は励起角測定不能
また、表4−1をグラフにしたものがFig．4．4である。（a）は蒸着直後のみの膜；
厚と励起角の関係を示している。膜厚が厚くなるにしたがって、励起角が減少 していくことがわかる。膜厚が薄いときには励起角が大きく減少するのに対し、
厚い膜に対しては、減少率が小さいのは特筆すべき点である。（b）は、励起角と 時間の関係を示したグラフである。
4−3 半導体レーサ㌧の特性
入射レーサ㌧の振動数を変化させるために今回新たに導入したものが半導体レ ーザーである。第三章でも述べたが、半導体レーザーはHe−Neレーザーとは異 なる振動数で発振することができ、その出力も自在に変化させることができる。
半導体レーザーは今回初めての導入であるので、その特性を調べることから実 験を始めた。Fig．4．5の（a）は波長669．9nmの半導体レーザーを厚さ200Aに 真空蒸着した試料に入射させたときの電圧変化の波形を示している。（b）は、
673．2nmの半導体レ…一・iザーを厚さ300Aの試料に入射させたときの電圧変化の波 形である。出力電流の違いによって同じ試料であっても、励起のpeekの形に差 があることがわかる。出力が弱いとトリガーをかけることができず、強すぎる
（a） 励起角の膜厚依存
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趣
v
eq 43． 5