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Mathematical analysis of plasmonic superfocusing in the metallic tapered waveguides and its application: Development into terahertz region

Research Project

Project/Area Number 15K04598
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Nanostructural physics
Research InstitutionUniversity of Fukui

Principal Investigator

Kurihara Kazuyoshi  福井大学, 学術研究院教育・人文社会系部門(教員養成), 教授 (20270704)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) YAMAMOTO Kohji  福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 准教授 (70432507)
TANI Masahiko  福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 教授 (00346181)
KUWASHIMA Fumiyoshi  福井工業大学, 工学部, 准教授 (30342554)
MORIKAWA Osamu  海上保安大学校, 海上海洋政策センター, 教授 (30559208)
Project Period (FY) 2015-10-21 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsプラズモン / 超集束 / テラヘルツ波 / 導波路 / 電場増強 / 準変数分離 / 数理解析 / プラズモン超集束 / 金属テーパー導波路 / 表面プラズモン / 計算シミュレーション
Outline of Final Research Achievements

The fundamental concept of plasmonics established in the optical region has been expanded into the terahertz waves’ region, and plasmonic theories and experiments characteristic of the terahertz waves’ region have been developed. In terms of theories, we have found approximate analytic solutions of superfocusing modes in metallic V-grooved tapered waveguides for the terahertz waves’ region. In addition, we have established calculation schemes for transmission characteristics and electric field enhancement in the metallic V-grooved tapered waveguide coupled to the parallel plate waveguide. In terms of experiments, we have made a prototype of the metallic V-grooved tapered waveguide coupled to the parallel plate waveguide containing a nonlinear optical crystal inside, named as electro-optic antenna.

Report

(4 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] 金属V溝テーパー導波路によるTHz波プラズモン超集束の原理と応用 -電子・電磁波複合系としてのTHz波表面プラズモンポラリトン-2017

    • Author(s)
      栗原 一嘉, 桒島 史欣, 森川 治, 山本 晃司, 谷 正彦
    • Journal Title

      レーザー研究

      Volume: 45 Pages: 158-164

    • NAID

      130007957376

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    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 金属テーパー導波路のTHzモード2016

    • Author(s)
      栗原一嘉、山本晃司、谷正彦、桑島史欣、森川治
    • Journal Title

      テラヘルツテクノロジーフォーラム通信

      Volume: 14 Pages: 2-5

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      第14回プラズモニクスシンポジウム
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      福井市・福井大学
    • Year and Date
      2017-01-27
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      Kazuyoshi Kurihara, Kiwamu Kusama, Fumiyoshi Kuwashima, Osamu Morikawa, Kohji Yamamoto, Hideaki Kitahara, and Masahiko Tani
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      JSAP-OSA Joint Symposia 2017
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  • [Presentation] Analysis of THz Plasmonic Superfocusing Mode in Metallic V-Groove Tapered Waveguides2017

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      Kiwamu Kusama, Kazuyoshi Kurihara, Fumiyoshi Kuwashima, Osamu Morikawa, Kohji Yamamoto, and Masahiko Tani
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      EM-NANO2017
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    • Author(s)
      Fumiyoshi Kuwashima, Takuya Shirao, Yusuke Akamine, Kazuyuki Iwao, and Manatsu Ooi, Naoya Sakaue, Takurou Sirasaki, Siori Gouda, Masahiko Tani, Kazuyoshi Kurihara, Kohji Yamamoto, Osamu Morikawa, Hideaki Kitahara, Makoto Nakajima
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      EM-NANO2017
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  • [Presentation] 金属V溝テーパー導波路における透過率の計算2017

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      草間究、栗原一嘉、谷正彦、山本晃司、桒島史欣、森川治
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      森川治、山本晃司、栗原一嘉、桒島史欣、谷正彦
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  • [Presentation] 金属V溝構造におけるTHz超集束の理論的検討2016

    • Author(s)
      栗原一嘉、草間究、山本晃司、桒島史欣、森川治、谷正彦
    • Organizer
      テラヘルツ科学の最先端Ⅲ
    • Place of Presentation
      坂井市・三国観光ホテル
    • Year and Date
      2016-11-24
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  • [Presentation] Plasmonic superfocusing modes of THz waves in metallic V-groove tapered waveguide considered by quasi-separation of variables2016

    • Author(s)
      K. Kurihara, F. Kuwashima, O. Morikawa, K. Yamamoto, and M. Tani
    • Organizer
      IRMMW-THz 2016
    • Place of Presentation
      Copenhagen,Denmark
    • Year and Date
      2016-09-25
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  • [Presentation] 金属V溝構造におけるテラヘルツ波の超集束:動径方程式の近似解析解2016

    • Author(s)
      栗原一嘉、草間究、山本晃司、桒島史欣、森川治、谷正彦
    • Organizer
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      新潟市・朱鷺メッセ
    • Year and Date
      2016-09-13
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  • [Presentation] 金属V溝構造におけるテラヘルツ波の超集束:境界条件の近似解析解2016

    • Author(s)
      栗原一嘉、山本晃司、桒島史欣、森川治、谷正彦
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東工大 大岡山キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-19
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  • [Presentation] 属V溝構造におけるTHzプラズモン超集束の理論的考察2016

    • Author(s)
      栗原一嘉、草間究、山本晃司、桒島史欣、森川治、谷正彦
    • Organizer
      平成28年度応用物理学会北陸・信越支部学術講演会
    • Place of Presentation
      富山市・富山県民会館
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Published: 2015-10-21   Modified: 2019-03-29  

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