円偏光可変スパイラルメタマテリアルによるTHz偏光変調フィルタ

• 研究課題/領域番号: 26706008
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: ナノマイクロシステム
• 研究機関: 電気通信大学 (2015-2016); 東京大学 (2014)
• 研究代表者: 菅 哲朗 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (30504815)
• 研究協力者: 小西 邦昭 ; 神田 夏輝
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円); 2016年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2015年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2014年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
• キーワード: メタマテリアル / テラヘルツ光 / 可変偏光フィルタ / MEMS / テラヘルツ / 円偏光 / チューナブル / 空気圧 / マイクロマシン

研究成果の概要

本課題では、テラヘルツ光の偏光状態を右円偏光と左円偏光に切り替えられる円偏光スイッチング素子の実現に取り組んだ。偏光状態を動的に切り替えられれば、分光を行う際の測定精度が向上し、より細かな情報を得られると期待されている。しかしながら、これまではテラヘルツ光の偏光状態を切り替えられる簡便なデバイスが存在しておらず、それがテラヘルツ光の偏光を活用した技術の開発を妨げていた。そこで本研究では、直径150ミクロンの変形可能な金属の渦巻き構造を縦横に多数配列したメタマテリアルと呼ばれる人工材料を作り、テラヘルツ光の偏光状態を動的に切り替えられる光学デバイスを実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Enantiomeric switching of chiral metamaterial for terahertz polarization modulation employing vertically deformable MEMS spirals (2015)
  • 著者名/発表者名: 3.T. Kan, A. Isozaki, N. Kanda, N. Nemoto, K. Konishi,H. Takahashi, M. Kuwata-Gonokami, K. Matsumoto and I. Shimoyama
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 号: 1 ページ: 8442-8442
  • DOI: 10.1038/ncomms9422
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Out-of-plane Actuation with a Sub-micron Initial Gap for Reconfigurable Terahertz Micro-electro-mechanical Systems Metamaterials (2015)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Isozaki, Tetsuo Kan, Hidetoshi Takahashi, Kiyoshi Matsumoto, and Isao Shimoyama
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 23 号: 20 ページ: 26243-26251
  • DOI: 10.1364/oe.23.026243
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] MEMS キラルメタマテリアル (2016)
  • 著者名/発表者名: 菅 哲朗
  • 学会等名: メタマテリアル第187委員会
  • 発表場所: 機械振興会館(港区, 東京)
  • 年月日: 2016-12-16
  • 招待講演
• [学会発表] Chiral Switable MEMS THz Metamaterial (2016)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Kan
  • 学会等名: The First A3 Metamaterials Forum
  • 発表場所: 東北大学(Sendai, Japan)
  • 年月日: 2016-07-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Chiral Switchable Metamaterial with MEMS Reconfigurable Spiral in THz Frequency (2016)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Kan , A. Isozaki, N. Kanda, N. Nemoto, K. Konishi, H. Takahashi, M. Kuwata-Gonokami, K. Matsumoto, and I. Shimoyama
  • 学会等名: CLEO 2016
  • 発表場所: San Jose Convention Center (San Jose, USA)
  • 年月日: 2016-06-05
  • 国際学会
• [学会発表] キラリティ切替可能なMEMSスパイラルメタマテリアルTHz応答解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 菅哲朗, 磯崎瑛宏, 神田夏輝, 根本夏紀, 小西邦昭, 五神真, 松本 潔, 下山 勲
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学（東京, 目黒区）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] MEMSメタマテリアルのテラヘルツ偏光応答の検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 菅 哲朗
  • 学会等名: COMSOL CONFERENCE TOKYO 2015
  • 発表場所: 秋葉原UDXビル(東京, 千代田区)
  • 年月日: 2015-12-08
  • 招待講演
• [学会発表] MEMSのRF応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 菅 哲朗
  • 学会等名: 神奈川科学技術アカデミーMEMSデバイスの応用コース
  • 発表場所: NANOBIC(神奈川, 川崎市)
  • 年月日: 2015-10-14
  • 招待講演
• [学会発表] Chiral THz tunable metamaterial with MEMS technology (2015)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Kan
  • 学会等名: The 5th Korea-Japan Metamaterial Forum
  • 発表場所: ソウル国立大学（Seoul, Korea）
  • 年月日: 2015-06-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] MEMS可変スパイラルメタマテリアルのテラヘルツ応答 (2015)
  • 著者名/発表者名: 菅 哲朗
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川県平塚市東海大学
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] 3D Structural Fixation Utilizing Tg Transition of A Parylene Film (2015)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Kan
  • 学会等名: The 28th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2015)
  • 発表場所: Estoril, Portugal
  • 年月日: 2015-01-18 – 2015-01-22
• [学会発表] 機械構造変形によるテラヘルツチューナブルMEMS スパイラルメタマテリアル (2015)
  • 著者名/発表者名: 菅 哲朗
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第35回年次大会
  • 発表場所: 東京都港区東海大学
  • 年月日: 2015-01-11 – 2015-01-12
  • 招待講演
• [備考] 電気通信大学菅研究室
  • URL: http://www.ms.mi.uec.ac.jp/
• [備考] UTokyo Research: 動くマイクロらせんで光を制御
  • URL: http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/reconfigurable-micro-spirals-control-light.html
• [備考] Reconfigurable micro spirals control light
  • URL: http://www.u-tokyo.ac.jp/en/utokyo-research/research-news/reconfigurable-micro-spirals-control-light.html
• [備考] プレスリリース：動くマイクロらせんで光を制御
  • URL: http://www.leopard.t.u-tokyo.ac.jp/press/20151001.html