液晶のミリ波帯制御デバイスへの応用に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650334
• Research Institution: AKITA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 佐藤 進 秋田大学, 工学資源学部, 教授 (50005401)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河村 希典 秋田大学, 工学資源学部, 助手 (90312694)
• Keywords: マネティック液晶デバイス / 積層構造液晶デバイス / ミリ波透過特性 / ミリ波帯変調デバイス / ミリ波帯制御デバイス / ミリ波帯偏向デバイス / ミリ波帯集束レンス

Research Abstract

1.ガンダイオード,ミリ波帯減衰器,ホーンアンテナ,ミリ波検出器等を用いて前年度に構成したミリ波帯における液晶セルの特性を測定する装置について,液晶セルを透過したミリ波を3次元的に検出し,またミリ波の偏向特性,収束・発散特性等を精度良く測定できるように改良し,さらに測定周波数帯を50GHz帯から90GHz帯へ拡張した。
2.光波領域における液晶セルの特性を測定する装置を構成し,次に配向処理を行った基板と適当な厚みのスペーサ,及び種々の物性定数を有するネマティック液晶を用いて液晶セルを作製した。この液晶セルを用いて,光波領域における基礎的な特性を測定することで,ミリ波帯における液晶デバイスを構成するための指針を得ることができた。
3.作製したネマティソク液晶セルを用いて,電圧印加によるミリ波帯における透過特性を測定し,ミリ波の偏波特性と液晶分子配向との関係について考察した。
4.時間領域有限差分法(FDTD法)を用いた液晶セルに対するミリ波の透過特性を計算しシミュレーションを行う手法を開発し,積層構造の液晶素子に適用するために改良を加えた。
5.ミリ波と液晶層が有効に結合できるように液晶層の実効的な厚みを大きくし,且つミリ波が液晶層方向に透過できるような構造とするために,ネマティック液晶セルを多層積層した構造の液晶デバイスを構成した。さらに,その構造をくさび形やレンズの形状となるようにして積層した液晶デバイスを作製し,ミリ波の透過特性や偏向・収束特性等の測定を行った。次に,この液晶デバイスに電圧を印加した場合のミリ波の透過・偏向・収束・発散特性等の電圧印加こよる制御特性を測定すると共に,FDTD法による解析を行い実験結果と比較考察した。
6.以上の研究結果を取りまとめ,本研究の総括を行った。

Research Products

• [Publications] M.Honma: "Improvement of Aberration Properties of a Liquid Crystal Microlenses Using the Stacked Electrode Structure"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.40,No.3A. 1322-1327 (2001)
• [Publications] M.Tanaka: "Electrically Controlled Millimeter-Wave Transmission Properties of Stack-Layered Liquid Crystal Cells with Metal Substrates"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.40,No.6A. 4131-4135 (2001)
• [Publications] M.Kawamura: "Measurements of Cell Thickness Distributions in Reflective Liquid Crystal Cells Using a Two-Dimensional Stokes Parameter Method"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.40,No.6B. L621-L624 (2001)
• [Publications] M.Tanaka: "Millimeter-Wave Deflection Properties of Liquid Crystal Prism Cells with Stack-Layered Structure"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.40,No.10B. L1123-L1125 (2001)
• [Publications] 1.Tanaka: "Application of Nematic Liquid Crystals to Quasi-Optical Millimeter-Wave Devices"Proceedings of SPIE. Vol.40,No.10B. L1123-L1125 (2001)
• [Publications] S.Yanase: "Molecular Orientation and Converging Properties Simulation of Liquid Crystal Micro lenses by Using3-dimensional Finite Difference Method"Proceedings of SPIE. Vol.4463. 156-163 (2001)
• [Publications] M.Ye: "Transient Properties of a Liquid Crystal Microlens"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.40,No.10. 6012-6016 (2001)
• [Publications] M.Kawamura: "Measurements of Cell Parameters in Reflective Liquid crystal Cells by using a Stokes Parameter Method"Molecular Crystals & Liquid Crystals. Vol.367. 763-770 (2001)
• [Publications] M.Ye: "Dynamic Behaviors of Directors in a Liquid Crystal Microlens"Molecular Crystals & Liquid Crystals. Vol.368. 113-120 (2001)
• [Publications] S.Yanase: "Molecular Orientation Analysis for a Design Concept of Optical Properties of Liquid Crystal Microlenses"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.40,No.11. 6514-6521 (2001)
• [Publications] M.Tanaka: "Focusing Properties of Liquid Crystal Lens Cells with stack-Layered Structure in the Millimeter-Wave Region"IEEE Microwave and Wireless Components Letters. (印刷中). (2002)
• [Publications] M.Kawamura: "A Two-Dimensional Cell Parameter Measurement of Reflective LC Cells Using a Different Wavelengths Stokes Parameter Method"The 21st International Display Research Conference in conjunction with The 8th International Display Workshops. LCTp2-9. 181-184 (2001)
• [Publications] 田中将樹: "積層構造を用いたミリ波帯液晶偏向制御デバイス"2001年日本液晶学会討論会講演予稿集. 2D04. 159-160 (2001)
• [Publications] 田中将樹: "液晶を用いたミリ波帯制御デバイス"電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ2001-79, MW2001-97. 175-180 (2001)