2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25610072
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
武田 三男 信州大学, 理学部, 教授 (20115653)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 動的カシミール効果 / メタマテリアル / 光の局在 / 電磁誘起透明化現象 / 超音波振動子 / 圧電素子 / テラヘルツ時間領域分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、鏡の表面を電磁波を局在させることの可能なメタマテリアルで覆い、その鏡を超音波振動子により振動させ、光子対生成を実証しようとするものである。超音波振動子はシリコン基板の片方の面にメタマテリアル構造を持たせた金属薄膜を蒸着し、反対側に圧電体酸化亜鉛薄膜を塗布したものを設計試作した。メタマテリアルとしては、電磁誘起透明化（EIT）現象により電磁波の群速度遅延が起こるスプリットリングとバーの２種類の共振器を組み合わせて作製した。生成される光子対の振動数はGHzからTHz領域と見積もられるため、現有のフーリエ分光装置を使用した。
初年度は、①数値解析によるメタマテリアルの格子パラメーターの決定、②シリコン基板を用いたメタマテリアルの設計と試作、③テラヘルツ時間領域分光装置によるEIT現象の確認と群速度の決定、および④メタマテリアル超音波振動子可動鏡の設計試作を行った。
昨年度は、初年度に引続き①～③を確認するとともに、光子対生成検出のために高周波発振装置を購入し作製した超音波振動子可動鏡の超音波発振状況を測定し、400MHzの超音波が発振していること、すなわち、⑤可動鏡が400MHzで振動していることを確認した。電磁波の発生については残念ながら確認出来なかった。この原因を解明するため、Bright modeが機械的振動によりどの程度自由空間に放出されるかを解析するための有限要素法ツールを購入し解析を試みた。
最終年度である本年度は昨年度までに得られた知見を基に、電磁波が確認できない原因を検討した。原因は以下の２つが考えられる。①光子対の振動数の見積もりが正しくない、②メタマテリアル表面からの自由空間への放射効率が低い。昨年度整備した有限要素法ツール等により数値解析を試みたが残念ながら結論が得られていない。今後は、原因を解明し光子対生成により発生した電磁波の実測を行いたい。
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