2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of wavelength tuning type ultrafast THz switching by one-dimensional photonic crystal containing metamaterials
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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，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．27年度は金属カットワイヤ構造，28年度は高屈折率I型構造の設計と作製を行った．さらに29年度は純粋な電気応答を示す電気的分割リング共振器構造設計及び作製を行った．本構造は過去2年間のものと比べて作製条件がシビアで試行錯誤を繰り返したが，最終的にFDTD計算したものとほぼ同じ透過スペクトルを有する設計通りのものの作製に成功した．これらにより様々なメタマテリアル構造の作製ノウハウを得ることができた．また，昨年度より1DPCではなくワイヤグリッド構造を利用したより制御性の良い微小共振器のほうへ方針転換した．今年度は実際にこの構造を作製した．この研究を通じて単なるメタ表面ではなく，立体構造の作製が可能となった．
光励起によるTHz域のスペクトル変化を調べるための光ポンプTHzプローブ実験に関しては，昨年同様装置の不備により停滞したが，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ポンププローブ分光などに着手した．今年度は発生したTHz電場の絶対値測定法を確立し，系の整備を行うとともに，共振器ポラリトン状態を示す有機分子を含む可視域の1DPC微小共振器に対して，THzポンプ光プローブ測定を行った．しかし，高周波数側THz波の基板による吸収が予想以上に大きく，現時点では特記できる成果は得られていない．現在，この系の再整備を行うとともに適切な試料の作製を行い，今後につなげたいと考えている．
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