2014 Fiscal Year Annual Research Report
円偏光可変スパイラルメタマテリアルによるTHz偏光変調フィルタ
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26706008
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
菅 哲朗 東京大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (30504815)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | メタマテリアル / テラヘルツ / 円偏光 / チューナブル / 空気圧 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、これまでテラヘルツ帯に存在しなかった、動的な偏光変調フィルタの実現を目的とする。そのために、スパイラルの金属構造が右ネジ巻きか左ネジ巻きかのキラリティに応じて、左もしくは右円偏光との選択的な共鳴性を持つことを生かし、テラヘルツ(THz)帯円偏光メタマテリアルを提案する。平面スパイラルの上下の機械変形方向の選択により、立体構造のキラリティを左右切り替え可能なので、一つのデバイスで左右両方の円偏光と共鳴し、円偏光分光に適用できる偏光変調フィルタを実現可能となる。
本年は、スパイラルメタマテリアルが左右どちらか一方向の円偏光だけでなく、両方の円偏光成分に応答するような駆動の実現に取り組んだ。静電気による駆動を利用した場合には、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）の加工の制約により、基板上側への駆動は可能だが、下側への駆動を行う場合には、基板による静電遮蔽のために電界がスパイラル構造に作用せず、変形が得られないという現象が見られた。そこで、空気圧に切り替えることにより、こうした駆動方向による応答特性の差を抑える取り組むを行った。メタマテリアルチップを三次元プリンタにより製作した空気圧チャンバ中に挟み込み、上側と下側の双方から圧力を印加できる構成とした。これにより、上下方向に対称的に変形する構造を得ることができた。
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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
当初予定していた、上下方向のスパイラル構造の駆動に成功した。また、上下方向に変形した場合のTHz光偏光変調機能に関して、高い応答性が得られている。さらに、COMSOLなどで評価計算系が整備できた。以上により、順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、デバイスの応答周波数の広帯域化、および透過特性の向上に取り組む。これらは、当初予定に入れていた課題であったが、これら以外にも偏光フィルタとしての利用を考える上では、ビデオレートなどと同期した高速な駆動が必要となってくることがわかってきた。最終目標として、分光システムに組み込んだ場合の有効性の検証を行いたいと考えているので、このような研究の進展に伴い明らかとなってきた課題について、適宜取り組む予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度は、早期に評価用光学系を整備するために、基金分の前倒し支払い請求を行った。結果的に未使用額が922円生じたが、これは英文校正が為替レートなどで変動するため、安全を見て残していたものである。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度以降の予算とあわせて有効に利用させていただく予定である。金額は僅少なので、全体計画に変更は必要ないと考えている。
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