2014 Fiscal Year Research-status Report
テラヘルツ波用チューブリーキー導波路とそれを用いたテラヘルツ波回路素子の実現
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26630142
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
松浦 祐司 東北大学, 医工学研究科, 教授 (10241530)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片桐 崇史 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90415125)
木野 彩子 東北大学, 医工学研究科, 産学官連携研究員 (30536082)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | テラヘルツ波 / 中空導波路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
テラヘルツ波用チューブリーキー導波路を用いた方向性結合器の設計を行った．なお伝送対象とするテラヘルツ波の周波数は分光応用に利用される0.5～3 THz とした．この帯域において機能するチューブリーキー導波路の誘電体層の厚さは，誘電体の屈折率を1.5 とすれば20～120ミクロン程度となることがわかり，誘電体材料としてはテラヘルツ波領域で透明な環状オレフィンポリマーや高密度ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂樹脂などが有力であることがわかった．
２つのチューブリーキー導波路を隣接させ，一方の導波路を励振すると，放射漏れモードと導波モードの結合により他方の導波路へパワー移行が生じる．このテラヘルツチューブリーキー導波路間における結合を計算した．導波路間結合の評価は，ビーム伝搬法を用い，スラブ導波路についての2次元モデルに対して行い，同一径の複数導波路を隣接して配置し，そのうちの1つの導波路に最低次モードの界と一致するガウスビーム（TE波，波長200 ミクロン）を入射した．2本および3本の導波路について内径の異なる複数のモデルに対して計算を行ったところ，導波路内径が1 mmの3導波路モデルでは13 cm程度の導波路で完全な結合が生じることがわかり，現実的なサイズの2分岐導波路が実現可能であることが示された．次に，コア径を0.5-2 mmの間で変化させた場合は，コア径が大きいほど結合長が増加することが確認でき，これはコア径が大きいほどコア内へ光がより強く閉じ込められるためであることがわかった．
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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
目的のひとつであるチューブリーキー導波路を用いた方向性結合器の設計については順調に進んでおり，結合器の実現にめどがついた．それをもとにテラヘルツ波用チューブリーキー導波路の作製にとりかかっているものの，良好な結果はまだ得られていない．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は計算結果をもとに，チューブリーキー導波路の製作を行うとともに，導波路評価のための実験システムを構築する予定である
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| Causes of Carryover |
デバイス設計計算の結果，予想と異なる条件で良好な特性が得られることがわかり，より詳細に最適設計を行った．そのため，デバイス製造実験の開始が遅れた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
新たに得られた最適構造を目指してデバイス製造実験を行うための材料や器具を購入する予定である．
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