2016 Fiscal Year Research-status Report
メタマテリアルを含む1次元フォトニック結晶波長可変型超高速THzスイッチの開発
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15K04697
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
鶴町 徳昭 香川大学, 工学部, 教授 (50372719)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | メタマテリアル / テラヘルツ波 / 微小共振器 / 超高速現象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
メタマテリアルと1次元フォトニック結晶（1DPC）の融合による波長可変型超高速THzスイッチに関する研究遂行のために，まず光励起により誘電関数が超高速に変化するようなTHz域のメタマテリアルが必要である．今年度は高屈折率を示すとされているＩ型メタマテリアルの設計・作製・およびその光学特性の評価を行った．高屈折率を示すところまでは行かなかったもののＩ型構造の作製には成功した．
一方，これまで共振器構造として誘電体多層膜構造である1DPCを想定していたが，ワイヤーグリッド構造の反射特性を利用した新規の共振器構造を考案し，そのFDTD解析を行った．これにより良好な共振器特性を示すことがわかったので，今後はこの方向性を進める予定である．更にこの共振器中にＩ型メタマテリアルなどを挿入した系の透過特性のFDTD解析を行った結果，共振モードの分裂が確認された．これは結合共振器モードとも考えられると同時に共振器‐励起子系における共振器ポラリトンと同様の現象とも考えられ，今後の詳しい研究が必要であることが分かった．
光励起によるスペクトル変化を調べるための光ポンププローブ分光に関しては装置の不調などのため，若干停滞しているが，その一方で別の実験系における二色レーザー誘起空気プラズマからの高強度THz波の発生を行っており，THz域の非線形光学効果を視野に入れたTHzポンププローブ実験も行っている．THz帯のメタマテリアルと微小共振器複合体のみならず，可視域の共振器ポラリトンを示す試料を利用した超高速スイッチに関する研究にもこの実験は適用できるため，研究が当初計画以上の広がりを見せ始めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画にもあった高屈折率を示すことが期待できるＩ型メタマテリアルの作製には成功している．またより簡便に作製できるワイヤーグリッド共振器の考案とその特性解析も行っており，試料作製に関して進展があった．一方，超高速分光系に関して現在精力的に高強度THz波を用いた系の整備を行っており，近いうちにその実証実験に着手する予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度はワイヤーグリッド共振器の作製と評価，そしてそれにメタマテリアルを導入した試料の作製と評価を行う．また高強度THz波を用いたTHz帯の非線形現象の実験も加えて，メタマテリアルと微小共振器の融合による波長可変型超高速THzスイッチに関する研究全体をさらに推進していきたい．
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| Causes of Carryover |
予定していた旅費が多少安くなったため，使用額が浮いた．これを利用して次年度，物品購入などに役立てようと思った．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
論文の英文添削や出張旅費等に役立てる予定である．
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