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Metamaterial with a negative refractive index for real-time terahertz imaging with sub-wavelength resolution

Research Project

Project/Area Number 26706017
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Research Field Optical engineering, Photon science
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology (2017)
Ibaraki University (2014-2016)

Principal Investigator

Suzuki Takehito  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60550506)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥24,050,000 (Direct Cost: ¥18,500,000、Indirect Cost: ¥5,550,000)
Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2015: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000)
Fiscal Year 2014: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
Keywordsテラヘルツ波帯 / メタマテリアル / 負の屈折率 / ゼロ屈折率 / 高屈折率 / 超高屈折率 / テラヘルツ波 / 極限屈折率材料 / テラヘルツイメージャー / テラヘルツ / ゼロ近傍屈折率
Outline of Final Research Achievements

We demonstrate a negative refractive index metamaterial with high transmission, low reflection, and low loss in the terahertz waveband. The metamaterial with a negative refractive index consists of asymmetrically aligned paired cut metal wires on the front and back of a dielectric substrate. A cyclo-olefin polymer film with copper layers on the front and back is etched. Measurements by terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS) demonstrate a metamaterial with a negative refractive index of -4.2+j0.17, high transmitted power of 81.5%, low reflected power of 4.3%, and a high figure of merit (FOM) of 24.2 at 0.42 THz.

Report

(5 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (56 results)

All 2018 2017 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (19 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 17 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 12 results) Presentation (33 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 7 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Negative refractive index metamaterial with high transmission, low reflection, and low loss in the terahertz waveband2018

    • Author(s)
      Takehito Suzuki, Masashi Sekiya, Tatsuya Sato, and Yuki Takebayashi
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: Vol. 26, Issue 7 Issue: 7 Pages: 8314-8324

    • DOI

      10.1364/oe.26.008314

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    • Author(s)
      大内 隆嗣, 石原 功基, 佐藤 竜也, 富樫 隆久, 鈴木 健仁
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌B 通信

      Volume: J100-B Issue: 3 Pages: 235-244

    • DOI

      10.14923/transcomj.2016JBP3027

    • ISSN
      1881-0209
    • Year and Date
      2017-03-01
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    • Author(s)
      Koki Ishihara and Takehito Suzuki
    • Journal Title

      Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves

      Volume: vol. 38, no. 9 Issue: 9 Pages: 1130-1139

    • DOI

      10.1007/s10762-017-0416-8

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    • Author(s)
      鈴木 健仁
    • Journal Title

      応用物理

      Volume: vol.86, no.10 Pages: 897-902

    • NAID

      130007715519

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      鈴木 健仁
    • Journal Title

      電気学会誌

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    • NAID

      130005683684

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      Takehito Suzuki, Tatsuya Kimura, Takahisa Togashi, Hideaki Kitahara, Koki Ishihara, Tatsuya Sato
    • Journal Title

      Applied Physics A

      Volume: Volume 123, Issue 2 Issue: 2 Pages: 139-144

    • DOI

      10.1007/s00339-016-0714-3

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    • Author(s)
      鈴木 健仁, 石原 功基, 大内 隆嗣
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      電子情報通信学会誌

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      レーザー研究

      Volume: vol.44, no.2 Pages: 116-120

    • NAID

      130007957267

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      Takehito Suzuki, Masaya Nagai, and Yudai Kishi
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      Optics Letters

      Volume: vol.41, no.2 Issue: 2 Pages: 325-328

    • DOI

      10.1364/ol.41.000325

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    • Author(s)
      岸 湧大, 鈴木 健仁
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines

      Volume: 135 Issue: 11 Pages: 460-465

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.135.460

    • NAID

      130005106171

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
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    • Author(s)
      石原 功基, 岸 湧大, 鈴木 健仁
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines

      Volume: 135 Issue: 11 Pages: 466-473

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.135.466

    • NAID

      130005106174

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
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    • Author(s)
      竹林 佑記, 富樫 隆久, 鈴木 健仁
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines

      Volume: 135 Issue: 11 Pages: 476-477

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.135.476

    • NAID

      130005106172

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
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    • Author(s)
      鈴木 健仁, 大内 隆嗣, 古謝 望, 石原 功基
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines

      Volume: 135 Issue: 11 Pages: 478-479

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.135.478

    • NAID

      130005106173

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      1341-8939, 1347-5525
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    • Author(s)
      Nozomu Koja, John C. Young, and Takehito Suzuki
    • Journal Title

      Applied Physics A

      Volume: vol.120, no.2 Issue: 2 Pages: 479-485

    • DOI

      10.1007/s00339-015-9259-0

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    • Author(s)
      2.Y. Kishi, M. Nagai, J. C. Young, K. Takano, M. Hangyo, and T. Suzuki
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      Applied Physics Express

      Volume: 8 Issue: 3 Pages: 032201-032201

    • DOI

      10.7567/apex.8.032201

    • NAID

      210000137424

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      Takahisa Togashi, Hideaki Kitahara, Keisuke Takano, Masanori Hangyo, Mamoru Mita, John C. Young, and Takehito Suzuki
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      Volume: vol. 118, no. 2 Issue: 2 Pages: 397-402

    • DOI

      10.1007/s00339-014-8918-x

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    • Author(s)
      Katsunari Irie, Keisuke Takano, John C. Young, Kohji Yamamoto, Masahiko Tani, and Takehito Suzuki
    • Journal Title

      ournal of Modeling and Simulation of Antennas and Propagation

      Volume: vol. 1, no. 1 Pages: 20-24

    • DOI

      10.1109/irmmw-thz.2012.6380246

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      石原 功基, 岸 湧大, 鈴木 健仁
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      電気学会論文誌E

      Volume: 不明

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      130005106174

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      岸 湧大, 鈴木 健仁
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      Volume: 不明

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      130005106171

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    • Author(s)
      関谷 允志, 鈴木 健仁
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      鈴木 健仁
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      鈴木 健仁
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      渡井 和央, 石原 功基, 近藤 諭, 佐藤 竜也, 司城 誠, 鈴木 健仁
    • Organizer
      2017年第64回応用物理学春季学術講演会
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      パシフィコ横浜 (神奈川県横浜市)
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      東京工業大学(東京都目黒区)
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      東京工業大学(東京都目黒区)
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      2016-03-21
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      東京工業大学(東京都目黒区)
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      2016-03-21
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      木村 辰也, 安田 淳一, 鈴木 健仁
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      東京工業大学(東京都目黒区)
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      2016-03-20
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      2015-09-14
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      電子情報通信学会テラヘルツ応用システム研究会
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      東京工業大学(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2015-08-07
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  • [Presentation] ゼロ近傍誘電率を有する金属スリットアレーのモードマッチング法解析と凹レンズ構造によるテラヘルツ波の集光2015

    • Author(s)
      木村 辰也, 富樫 隆久, 北原 英明, 石原 功基, 佐藤 竜也, 鈴木 健仁
    • Organizer
      電気学会E部門総合研究会 マイクロマシン・センサシステム研究会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2015-07-03
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] メタマテリアルによるテラヘルツ波高機能制御のための光学素子・アンテナの研究開発 -損失との闘い-2015

    • Author(s)
      鈴木 健仁
    • Organizer
      平成27年電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      東京都市大学(東京都)
    • Year and Date
      2015-03-24 – 2015-03-25
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 佐藤 竜也, 古謝 望, 鈴木 健仁2015

    • Author(s)
      佐藤 竜也, 古謝 望, 鈴木 健仁
    • Organizer
      2015年春季 第62回 応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学 湘南キャンパス(神奈川県)
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 非対称ペアカットワイヤーによる負の分布屈折率を有するフレキシブル薄フィルムレンズの設計2015

    • Author(s)
      梅原 一樹, 佐藤 竜也, 石原 功基, 竹林 佑記, 鈴木 健仁
    • Organizer
      2015年春季 第62回 応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学 湘南キャンパス(神奈川県)
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] フレキシブル薄フィルム上2層構造カットワイヤーによるテラヘルツ波用1/4波長板の設計と評価2015

    • Author(s)
      大内 隆嗣, 鈴木 健仁
    • Organizer
      2015年春季 第62回 応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学 湘南キャンパス(神奈川県)
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Terahertz Polarizer Consisting of Laminated Hollow Structure with High Extinction Ratio and Transmission Power2015

    • Author(s)
      Yudai Kishi, Masaya Nagai, Mamoru Mita, John C. Young, Keisuke Takano, Masanori Hangyo, and Takehito Suzuki
    • Organizer
      Optical Terahertz Science & Technology Conference 2015
    • Place of Presentation
      The Catamaran Resort Hotel and Spa(San Diego)
    • Year and Date
      2015-03-08 – 2015-03-13
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  • [Presentation] Negative Refractive Index by Paired Metal Cut Wires with an Asymmetric Alignment for Terahertz Superlens2015

    • Author(s)
      Yuki Takebayashi, Takahisa Togashi, Keisuke Takano, Masanori Hangyo, John C. Young, and Takehito Suzuki
    • Organizer
      Optical Terahertz Science & Technology Conference 2015
    • Place of Presentation
      The Catamaran Resort Hotel and Spa(San Diego)
    • Year and Date
      2015-03-08 – 2015-03-13
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] "金属非対称ペアカットワイヤー構造によるテラヘルツ波帯での負の屈折率の実験評価2015

    • Author(s)
      竹林 佑記, 梅原 一樹, 富樫 隆久, 鈴木 健仁
    • Organizer
      電子情報通信学会テラヘルツ応用システム研究会
    • Place of Presentation
      国際電気通信基礎技術研究所(京都府)
    • Year and Date
      2015-01-29 – 2015-01-30
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] -50 dB以下の高消光比と80 %以上の高透過電力を両立設計したテラヘルツ波帯ワイヤーグリッドの実験評価2014

    • Author(s)
      岸 湧大, 永井 正也, 御田 護, 高野 恵介, 萩行 正憲, 鈴木 健仁
    • Organizer
      2014年秋季 第75回 応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 3次元金属マイクロコイルを装加した金属スリットアレーによるテラヘルツ波帯負の屈折率設計2014

    • Author(s)
      石原 功基, 岸 湧大, 高野 恵介, 萩行 正憲, 鈴木 健仁
    • Organizer
      2014年秋季 第75回 応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
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      2014 Annual Research Report
  • [Book] セラミックス, vol.51, no.10 テラヘルツ光領域で屈折率ゼロの透明物質を実現2016

    • Author(s)
      鈴木 健仁
    • Total Pages
      1
    • Publisher
      日本セラミックス協会
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      2016 Annual Research Report
  • [Book] 光アライアンス 2015年1月号 メタマテリアルによる光学素子・アンテナの研究開発動向2015

    • Author(s)
      鈴木健仁
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      日本工業出版株式会社
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      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京農工大学 電気電子工学科 鈴木研究室

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~suzuki-lab/index.html

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  • [Remarks] 茨城大学 電気電子工学科 鈴木研究室

    • URL

      http://suzuki-lab.ee.ibaraki.ac.jp/

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Published: 2014-04-04   Modified: 2019-03-29  

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