2023 Fiscal Year Research-status Report
液晶の潜在的巨大位相遅延の機能を活用した広角・高速な波面制御装置の開発
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22K19075
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
井上 曜 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 准教授 (30723770)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Keywords | 液晶 / 波面制御 / ビームスキャン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、機械的な駆動が無く、透過したレーザー光を素早く様々な角度に曲げられるような波面制御型のビームスキャンデバイスの実現が望まれている。このような応用が期待できる最先端テクノロジーは、メタマテリアル・メタサーフェスなどが話題にされることが多いが、実用的な速度・角度変化でレーザーをスキャンするような技術の実現は困難である。そこで、本研究では厚さ数ミリ程度の肉厚な液晶素子を用いることで、波面制御によるスキャンを実現することを目標とした研究を行った。
2023年度は光屈折の原理を根本原理とした新規波面制御機構の開発に成功し、成果が論文に掲載された。この論文では、応募者が有する液晶高速化手法を組み合わせることで、従来の機械的手法によるスキャン速度を上回るkHzオーダーの高速ビームステアリングが可能であった。さらに、従来の不連続な液晶ビームスキャンデバイスと比較して、完全に連続的なビームスキャンが達成された。また、ビームの分裂等もなく、シングルビームのまま高いビーム品質が維持されていた。しかしながら、スキャン角度が最大0.3度と非常に小さく、課題が残った。ただし、本技術の欠点はこのスキャン角度のみであり、これらが大幅に改善されれば、実用化に向けて大きな前進と考えられる。今後はこのスキャン角度の改善を中心とした研究を行う。
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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
提案した新規原理を実証することに成功したため。ただし、実用化に向けては、スキャン角度の改善が必要であり、課題を残す状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度は0.3度のスキャン角度を10度まで約30倍に改善することを目標としている。現時点で、素子の積層、屈折率の勾配の増大により、スキャン角度は10倍の3度までの改善が達成されており、それらの成果は論文投稿準備中である。今後、10度のスキャン角度を実現するため、微細紫外線露光システム、及び光重合性液晶材料を組み合わせた屈折率分布のデザインを行うことで、さらなるスキャン角度の改善を目指す予定である。
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| Causes of Carryover |
2024年度に大きな費用がかかる役務(その他)の案件があり、
繰り越し金額と合わせて使用する計画があるため。
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