Control of terahertz waves with high efficiency by laminated metasurfaces with an extremely high refractive index

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01839
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: Suzuki Takehito 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60550506)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: テラヘルツ波 / メタマテリアル / メタサーフェス / アンテナ / 高屈折率材料 / 極限屈折率材料

Outline of Final Research Achievements

We researched the control of terahertz waves with high efficiency by laminated metasurfaces with an extremely high refractive index. A polarization-dependent metasurface antenna with a laminated structure was designed, simulated, fabricated, and measured to aim at the integration into compact terahertz devices. The polarization-dependent metasurface antenna with a laminated structure does not have the structure that controls phases beyond 360 degrees based on the principle of Fresnel lenses. Measurements verified that the polarization-dependent metasurface antenna with a laminated structure enhances the directivity of a terahertz continuous-wave source.

Free Research Field

光工学および光量子科学関連

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

テラヘルツ波帯は次世代無線通信やイメージングなどの産業応用が期待されている周波数帯である。テラヘルツ産業のために、共鳴トンネルダイオードや量子カスケードレーザーなどのテラヘルツ波帯連続発振光源は非常に充実してきている。本研究では、テラヘルツ波帯連続発振光源から放射されたテラヘルツ波の制御の研究に取り組んだ。テラヘルツ波の制御のためには3次元構造のレンズなどが良く用いられる。本研究で取り組んだ平面構造のメタサーフェスアンテナはテラヘルツ波帯連続発振光源への実装に向いており、コンパクトなテラヘルツデバイスの実現を加速できる。