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2009 Fiscal Year Annual Research Report

フラクタル構造メタマテリアルによるテラヘルツ電磁波の制御

Research Project

Project/Area Number 20244047
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

武田 三男  Shinshu University, 理学部, 教授 (20115653)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宮丸 文章  信州大学, 理学部, 助教 (20419005)
Keywordsメタマテリアル / フラクタル / テラヘルツ電磁波 / 電磁波の局在 / 光伝導アンテナ / H字型フラクタル / 電磁波の共鳴効果 / 時間領域分光法
Research Abstract

平成21年度は下記の研究課題を実施した。
『新規メタマテリアル構造の設計・作製と電磁波局在機構の解明』
(1)スプリットリング共振器メタマテリアルの設計・試作とテラヘルツ波伝播特性解析
高分子材料PET基板に金属メッキによりスプリットリング共振器アレイを形成し、これを積層して三次元メタマテリアルを作製した。テラヘルツ時間領域分光法により透過特性の詳細をしらべ、その電磁波伝播特性を議論した。透過及び反射スペクトルには磁気および電気共鳴に対応する位置に異常ピーク及びディップを確認した。電磁波の入射方向依存性からこれらのモードの伝播特性を議論した。(発表論文1&5)
(2)三次元H型フラクタル構造メタマテリアルの設計・試作
テラヘルツ領域で透明なセラミック基板に三次元微細加工により、三次元H型フラクタル構造を持つメタマテリアルを作製した。テラヘルツ時間領域分光法により透過特性し、FDTDにより局在モードを解析中である。
(3)メタルホールアレイのテラヘルツ波透過特性の解明
メタルホールアレイの実験結果の詳細な解析により、伝播特性を解明した。局在モードの電場及び磁場の空間分布をFDTDにより数値解析した。さらに、メタルホールアレイ表面に高分子化合物膜を張りアレイ表面の誘電率を変化させ、異常透過ピーク振動数の誘電率依存性の詳細を調べ、センシングの可能性を議論した。(発表論文2&4)
『メタマテリアル構造アンテナの設計試作と発振特性の解析』
(4)H型フラクタル光伝導アンテナの設計試作と発振特性の解析
金蒸着によりGaAs基板上に対称性の異なる数種類のH型フラクタル構造を持つアンテナを作製し、そのテラヘルツ波発振特性を調べた。また、FDTDにより局在モードを解析し、共鳴効果と発振特性を考察した。これにより、点対称及び鏡面対称性を崩した場合にテラヘルツ波の発信特性が高まることを見出した。(発表論文3)

  • Research Products

    (13 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (5 results) Presentation (7 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Three-dimensional bulk metamaterials operating in the terahertz range2010

    • Author(s)
      F.Miyamaru, S.Kubota, K.Taima, K.Takano, M.Hangyo, M.W.Takeda
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 96

      Pages: 81105/1-81105/3

  • [Journal Article] Effect of dielectric thin films on reflection properties of metal hole arrays2010

    • Author(s)
      F.Miyamaru, Y.Sasagawa, M.W.Takeda
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 96

      Pages: 21106/1-21106/3

  • [Journal Article] Emission of terahertz radiations from fractal antennas2009

    • Author(s)
      F.Miyamaru, Y.Saito, M.W.Takeda, B.Hou, L.Liu, W.Wen, P.Sheng
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 95

      Pages: 221111/1-221111/3

  • [Journal Article] Coupling between localized resonance and excitation of surface waves in metal hole arrays2009

    • Author(s)
      F.Miyamaru, M.W.Takeda
    • Journal Title

      Physical Review B 79

      Pages: 153405/1-153405/6

  • [Journal Article] Characterization of Terahertz Metamaterials Fabricated on Flexible Plastic Films : Toward Fabrication of Bulk Metamaterials in Terahertz Region2009

    • Author(s)
      F.Miyamaru, M.W.Takeda, K.Taima
    • Journal Title

      Applied Physics Express 2

      Pages: 42001/1-42001/3

  • [Presentation] テラヘルツ領域における金属開孔アレイを用いた高感度反射センシングの研究2009

    • Author(s)
      笹川侑希, 宮丸文章, 武田三男, 宮嵜博司
    • Organizer
      日本分光学会 テラヘルツ分光部会 国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      福井
    • Year and Date
      2009-10-23
  • [Presentation] Terahertz response of fractal metamaterials2009

    • Author(s)
      S. Kubota, F. Miyamaru, M. W. Takeda
    • Organizer
      The 3th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Wave
    • Place of Presentation
      Busan, Korea
    • Year and Date
      2009-09-23
  • [Presentation] Coupling Between Localized Resonances and Lattice Resonances in Resonant Transmission of Metal Hole Arrays2009

    • Author(s)
      F. Miyamaru, M. W. Takeda, K. Takano, M. Hangyo, and H. Miyazaki
    • Organizer
      The 3th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Wave
    • Place of Presentation
      Busan, Korea
    • Year and Date
      2009-09-23
  • [Presentation] Terahertz Responses of Near Self-Complementary Metallic checkerboard Patterns2009

    • Author(s)
      K.Takano, F.Miyamaru, K.Akiyama, Y.Chiyoda, H.Miyazaki, M.W.Takeda, Y.Abde, Y.Tokuda, H.Ito, M.Hangyo
    • Organizer
      The 3th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Wave
    • Place of Presentation
      Busan, Korea
    • Year and Date
      2009-09-22
  • [Presentation] フラクタルメタマテリアルのテラヘルツ電磁応答2009

    • Author(s)
      窪田志朗,宮丸文章,武田三男,萩行正憲,高野恵介,宮嵜博司
    • Organizer
      第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2009-09-08
  • [Presentation] カゴメ格子金属開口アレイのテラヘルツ応答特性2009

    • Author(s)
      上條元嗣,宮丸文章,武田三男,萩行正憲,高野恵介,宮嵜博司
    • Organizer
      第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2009-09-08
  • [Presentation] Transmission characteristics of terahertz metamaterials fabricated on polyethlene terephthalate films2009

    • Author(s)
      F. Miyamaru, K. Takano, M. Takeda, and M. Hangyo
    • Organizer
      THE THIRD INTERNATIONAL CONGRESS ON ADVANCED ELECTROMAGNETIC MATERIALS IN MICROWAVES AND OPTICS
    • Place of Presentation
      London, United Kingdam
    • Year and Date
      2009-09-01
  • [Remarks]

    • URL

      http://science.shinshu-u.ac.jp/~thz/kenkyusitu/kenkyusitu_ronbun.html

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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