2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of ultrasmall compound-eye imaging system based on varifocal metalens
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21H01781
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
岩見 健太郎 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80514710)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池沢 聡 早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (00571613)
田中 雄一 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (10547029)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | メタマテリアル / メタサーフェス / メタレンズ / ＭＥＭＳ / ＮＥＭＳ / マイクロ・ナノ光システム / ホログラフィ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
２０２３年度には、偏光分離機能と可変焦点機能を統合したAlvarezメタレンズの構築に取り組んだ。まず、Alvarezメタレンズの位相分布と軸外しレンズの位相分布を重畳させることで、軸外しAlvarezメタレンズに関する位相分布式を得た。この軸外し座標をx偏光とy偏光とで別々の座標を与えることで、偏光分離Alvarezメタレンズの位相分布の解析解を得た。さらに、メタ原子に長方形断面を有するSi異方性柱形状を採用することで、メタレンズ柱配列の設計解を得ることができた。東京工業大学に設置されたスーパーコンピュータTSUBAME3.0と有限要素法解析ソフトCOMSOL Multiphysics6.1を用いて、設計された偏光分離Alvarezメタレンズの動作を確認した。この解をもとに文部科学省ARIM微細加工拠点（東京大学）の加工装置を用いてメタレンズを製作した。
赤外カメラを利用して製作したメタレンズの評価を行ったところ、偏光分離機能と可変焦点機能の両立を確認することができた。焦点距離の可変範囲として0.75~10.65mmを、x-y両偏光間の消光比として18.5dBの性能を確認することができた。
そのほか、照明系メタサーフェスとして取り組んだホログラフィでは、2次元画像の多色動画化を達成することができた。窒化シリコンメタ原子の製造条件最適化に取り組み、可視光域の平均透過率90％、一次光回折効率70％以上を達成することができた。RGB3波長×30フレームからなるホログラフィ配列基盤を製作し、最大再生速度30fpsでの再生を行うことができた。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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