2006 Fiscal Year Annual Research Report
プラズマフォトニック結晶法を用いた高機能ミリ波伝搬特性制御の原理実験
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18654099
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
服部 邦彦 東北大学, 大学院工学研究科, 助手 (90261578)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
犬竹 正明 東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (90023738)
安藤 晃 東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (90182998)
北條 仁人 筑波大学, 数理物質科学研究科, 助教授 (30116660)
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| Keywords | プラズマフォトニック結晶 / 電磁波伝搬制御 / プラズマ制御 |
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| Research Abstract |
本研究では、フォトニック結晶を用いた能動的光制御法を開発するために、プラズマとフォトニック結晶構造を組み合わせたまったく新しい手法を開拓することを目的とする。すなわち、ミリ波領域の電磁波伝播制御をプラズマで満たした空間に誘電体でフォトニック結晶格子を構成し、プラズマ密度を制御することによって、先に提案されている北條らの計算機シミュレーション結果を基に原理的な実験検証を行う。
本年度は、北條らのシミュレーション結果に基づき、まずは、プラズマ生成を行うための実験装置を製作および予備実験を行った。プラズマ発生装置は、東北大学に設置されている高密度電磁流体実験装置(HITOP)を用いて行った。この装置は、全長3.3m、内直径0.8mの真空容器内にMPDアークジェットを用いて準定常的(約1ミリ秒)に高密度プラズマを生成することができる。この放電電流および外部コイルによる磁場を印加することで、プラズマの密度を制御することができる。プラズマフォトニック結晶法の実験を行うためにHITOP装置端部に大型の石英窓を有した真空容器を設置し、静電プローブによる密度測定を行った。その結果、磁場配位および放電電流を制御することで、半値直径25cm程度、10^<11>〜10^<13>cm^<-3>のプラズマを実現できた。また、準定常状態でプラズマが生成されるため1ショットの放電でプラズマフォトニック結晶のプラズマ密度依存性を得ることができる。ここに、ガラスロッド(直径2mm)を格子状に配置し、6GHz〜26GHz帯のマイクロ波を入射し伝搬特性測定を行い予備データを得、今後の改良点や問題点を検討した。また、実際の実験パラメータをもとに計算機シミュレーションを実施した。
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