2018 Fiscal Year Research-status Report
積層型メタルスリットアレイ構造の擬似誘電体的性質を利用したテラヘルツ光制御
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16K04982
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| Research Institution | Okayama Prefectural University |
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Principal Investigator |
徳田 安紀 岡山県立大学, 情報工学部, 教授 (80393502)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂口 浩一郎 岡山県立大学, 情報工学部, 助教 (10551822)
高野 恵介 大阪大学, レーザー科学研究所, 助教 (70583102) [Withdrawn]
加藤 康作 大阪大学, レーザー科学研究所, 特任研究員 (40751087)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 人工誘電体 / メタルスリットアレイ / メタマテリアル / 光学共鳴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
テラヘルツ時間領域分光法を用いた透過スペクトルの測定と時間領域有限差分法を用いたシミュレーションにより，人工誘電体とみなせるメタルスリットアレイの積層構造で発現する特異な物理現象の抽出とそれらの物理メカニズムの解明および応用検討を行ってきた．今年度の主要な成果は以下である．
１．スリットアレイで誘電体を挟んだ構造の共鳴モードの振舞いついて調べた．シミュレーションでは紙（屈折率1.4）を挿入した構造でも空気と同様にスリット端での回折限界周波数以下で顕著な導波路共鳴がみられたが，空気と同様の振舞いをする周波数領域はスリットの回折限界周波数よりかなり低く，それ以上では複雑な特性を示した．一方，実験ではその領域で共鳴モードの著しい減衰がみられた．これは，空気（屈折率１.0）との屈折率の違いにより上下のスリット端での回折限界周波数が異なり，中間領域では回折波が生じ，シミュレーションではそれらの干渉が正確に再現されるが，現実には試料の構造ばらつきにより干渉モードは減衰するためと分かった．誘電体の挿入による透過特性の変化は応用上も意味があると考えられ，論文投稿を行い採択された．
２．上下のスリット間の相対的な横ずれ量が透過特性に与える影響について詳細に調べ，昨年度報告した偶数次の共鳴モードのブルーシフトが生じる臨界周波数で透過スペクトルは顕著なアノマリーを示すことが分かった．さらに，その周波数は，スリットの周期と幅に加えて，ずれ量を考慮して極めて正確に予測できることが分かった．まとめを行って，論文投稿する予定である．
３．現在の系では，通常の誘電体多層膜とは異なり，共鳴モードの様々な結合形態（縮退，反発，減衰，消滅）がみられることが分かってきた．一部のメカニズム解明は終わっているが，次年度でできる限りすべての現象解明を目指す．
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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
計画に基づき行っているが，予想以上に物理メカニズムの解明が必要な現象が多く見つかっている．そのため，成果の一部は論文投稿レベルまでまとめるのに時間を要しており，期間延長を行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
期間延長を行った次年度では，これまで得られた結果の解釈と，必要に応じて追加検討を行い，できるだけ論文投稿を行う予定である．また，次年度で積み残した課題や新たに見つかった課題は，継続して検討を続けていく予定である．
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| Causes of Carryover |
論文投稿に時間がかかっており，採択された場合の掲載費用ならびに追加検討のためのの実験およびシミュレーションにかかる費用に使用するため
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