2012 Fiscal Year Annual Research Report
フェムト秒電子ビームとテラヘルツ波メタマテリアルを用いた逆チェレンコフ放射の研究
Publicly Offered Research
| Project Area | Electromagnetic Metamaterials |
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| Project/Area Number |
23109507
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
菅 晃一 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (60553302)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 応用光学・量子光工 / 量子ビーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電子ビームのメタ表面（メタマテリアル表面）におけるスミス・パーセル効果を利用した逆チェレンコフ放射の研究を行った。これまでに、単純な周期構造である金属回折格におけるスミス・パーセル効果による多方向テラヘルツ波発生を行ってきたが、今年度は、金属回折格子をメタ表面に拡張し研究を行った。その結果、メタ表面においてもスミス・パーセル放射が可能であることを明らかにした。
・Vアンテナを用いたメタ表面
アルミが蒸着された石英板にフォトリソグラフィーによるエッチングを行い、薄い金属層である8種類のVアンテナ（周期長：1.5 mm）から構成されるメタ表面を製作した。アンテナ近傍に電子ビーム（エネルギー：~30 MeV）を通過させた結果、テラヘルツ波強度・周波数はアンテナに対する電子ビームの通過方向・電子ビームに対する放射方向に依存する異方性が明らかとなり、例えば放射角が65°のとき0.4 THzにピークを持つ単色テラヘルツ波が観測された。
・直線アンテナを用いたメタ表面
電磁波の共振によるテラヘルツ波伝搬方向を制御することを目指して、薄い金属層である3種類の直線アンテナ（周期長：1.6 mm）から構成されるメタ表面を製作した。この場合もテラヘルツ波強度・周波数はアンテナに対する電子ビームの通過方向・電子ビームに対する放射方向に依存する異方性が観測された。放射角が60°の時、アンテナの向きを反対にすると、0.4 THz単色もしくは1.3 THz多モードテラヘルツ波の発生に成功した。メタ表面におけるスミス・パーセル放射を観測し、チェレンコフ放射の放射角制御の可能性が明らかとなった。
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| Research Progress Status |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(16 results)
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[Presentation] 多モードテラヘルツ波を用いた電子ビーム加速の研究2013
Author(s)
菅晃一, 楊金峰, 小方厚, 近藤孝文, 野澤一太, 法澤公寛, 小林仁, 吉田陽一, 萩行正憲, 黒田隆之助, 豊川弘之
Organizer
日本原子力学会 2013春の年会
Place of Presentation
近畿大学
Year and Date
2013-03-26 – 2013-03-28
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[Presentation] ナノ加工によるテラヘルツデバイス製作・評価2013
Author(s)
菅晃一, 楊金峰, 小方厚, 近藤孝文, 榊原昇一, 野澤一太, 樋川智洋, 法澤公寛, 小林仁, 吉田陽一, 萩行正憲, 黒田隆之助, 豊川弘之
Organizer
ナノテック2013
Place of Presentation
東京ビッグサイト
Year and Date
2013-01-30 – 2013-02-01
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[Presentation] Generation of THz-wave using ultrashort electron beam2013
Author(s)
K. Kan, J. Yang, A. Ogata, T. Kondoh, I. Nozawa, T. Toigawa, K. Norizawa, Y. Yoshida, M. Hangyo, R. Kuroda, H. Toyokawa
Organizer
16th SANKEN International Symposium and 11th SANKEN Nanotechnology Symposium
Place of Presentation
Osaka University
Year and Date
2013-01-22 – 2013-01-23
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[Presentation] メタマテリアルにおけるスミス・パーセル効果およびラジアル偏光テラヘルツ波発生に関する研究2013
Author(s)
菅晃一, 楊金峰, 小方厚, 近藤孝文, 榊原昇一, 野澤一太, 樋川智洋, 法澤公寛, 小林仁, 吉田陽一, 萩行正憲, 黒田隆之助, 豊川弘之
Organizer
第10回高輝度・高周波電子銃研究会
Place of Presentation
SPring-8
Year and Date
2013-01-10 – 2013-01-11
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[Presentation] Smith-Purcell Radiation Based on Femtosecond Electron Beam2012
Author(s)
K. Kan, J. Yang, A. Ogata, T. Kondoh, T. Toigawa, K. Norizawa, H. Kobayashi, Y. Yoshida, M. Hangyo, R. Kuroda, H. Toyokawa
Organizer
International Symposium on Frontiers in THz Technology (FTT2012)
Place of Presentation
Todaiji Culture Center
Year and Date
2012-11-26 – 2012-11-30
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[Presentation] THz-wave generation using femtosecond electron beam2012
Author(s)
K. Kan, J. Yang, A. Ogata, T. Kondoh, K. Norizawa, Y. Yoshida, M. Hangyo, R. Kuroda, H. Toyokawa
Organizer
3rd World Class Institute Symposium (WCI-Symposium 2012)
Place of Presentation
KIST, Seoul, Korea
Year and Date
2012-11-14 – 2012-11-16
Invited
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[Presentation] Terahertz-wave generation using metamaterial and femtosecond electron bunch2012
Author(s)
K. Kan, J. Yang, A. Ogata, T. Kondoh, K. Norizawa, Y. Yoshida, M. Hangyo, R. Kuroda, H. Toyokawa
Organizer
37th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz 2012)
Place of Presentation
Wollongong, Australia
Year and Date
2012-09-23 – 2012-09-28
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[Presentation] 誘電体管コヒーレントチェレンコフ放射によるビーム診断の研究2012
Author(s)
菅晃一, 楊金峰, 小方厚, 近藤孝文, 樋川智洋, 法澤公寛, 小林仁, 吉田陽一, 萩行正憲, 黒田隆之助, 豊川弘之
Organizer
第9回日本加速器学会年会
Place of Presentation
大阪大学
Year and Date
2012-08-08 – 2012-08-11
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[Presentation] コヒーレントチェレンコフ放射による多モードテラヘルツ波発生の研究2012
Author(s)
菅晃一, 楊金峰, 小方厚, 近藤孝文, 樋川智洋, 李亮, 法澤公寛, 小林仁, 吉田陽一, 萩行正憲, 黒田隆之助, 豊川弘之
Organizer
レーザー・加速器を用いた量子ビーム利用研究
Place of Presentation
姫路
Year and Date
2012-05-12 – 2012-05-12
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