2010 Fiscal Year Annual Research Report
構造共鳴を利用したテラヘルツ波メタマテリアルの作製と機能
| Project Area | Electromagnetic Metamaterials |
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| Project/Area Number |
22109003
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
萩行 正憲 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 教授 (10144429)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永井 正也 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (30343239)
宮丸 文章 信州大学, 理学部, 助教 (20419005)
宮嵜 博司 東北大学, 工学研究科, 准教授 (00134007)
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| Keywords | メタマテリアル / テラヘルツ波 / 低次元波 / 非線形光学効果 / 数値計算 |
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| Research Abstract |
本年度は、メタマテリアル作製用のレーザー加工装置の構築、主として超微細インクジェットプリンタ(SIJ)を駆使した平面並びに立体メタマテリアルの作製とその評価を行った。
まず、SIJを用いて平面メタマテリアルを作製する際の、描画手順、速度、電圧などの最適化を行い、描画精度を向上させた。また、メタマテリアル要素(メタ原子)を基板から立たせることに成功した(立体メタマテリアル)。これらのメタマテリアルをテラヘルツ時間領域分光法で評価し、シミュレーションの予想と一致することを確認した。ついで、アクティブなメタマテリアルへの第一歩として、テラヘルツ放射用のメタ原子付き光伝導アンテナを作製し、メタ原子の形状と配置により放射スペクトルと偏光を制御できることを示すとともに、光パルスによりそのスイッチングが可能であることを初めて示した。これは、フォトニックテラヘルツ通信に応用可能である。レーザー加工装置により、補対型の分割リング共振器配列(C-SRR)を作製し、共鳴周波数での異常な高透過率を実現した。また、テラヘルツ近接場顕微鏡を構築し、C-SRRの近接場電場分布の予備測定を行った。
カイラル媒質の表面波に関して、理論的な相図を作製した。また、メタマテリアルの非線形光学効果へ向けて、高強度のテラヘルツ波発生システムを構築した。その他、石原班との連携で、卍型光伝導アンテナの作製と評価、バイオテンプレートを利用した人工光学活性媒質の作製、(独)レーザー総研と共同で、メタマテリアルを用いたスミス-パーセル効果によるテラヘルツ波放射の理論的研究を行った。
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