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メタマテリアルによる生体分子の円偏光二色性の増強効果解明に関する研究

Research Project

Project/Area Number 17J04085
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics I
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

小口 研一  慶應義塾大学, 理工学部, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsテラヘルツ波 / 電気光学検出法 / 非線形光学 / メタマテリアル / 近接場 / 透明電極 / テルル化亜鉛
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、電気光学(electro-optic: EO)検出法を用いて、高分解能のテラヘルツ(THz)電場のベクトルイメージング系を構築し、メタマテリアル近傍の電場ベクトル分布を可視化し、最終的にメタマテリアルによる円偏光二色性信号の増強メカニズムを解明することを目的とする。そこで、本年度は、まずイメージング系の検証として、透明電極ITOが蒸着されたガラス板の裏面にて回折するTHz電場ベクトルのイメージング(可視化)を行った。本研究は研究室の後輩の鈴木氏と共同で進めた研究であり、特別研究員は主に測定手法・測定原理の考案、透明電極ITOの蒸着条件の最適化を主に行い、鈴木氏が主に測定と数値シミュレーションを行った。結果として、境界に対して平行な偏光成分よりも垂直な成分の方が非常に強く回折する様子が観察され、この回折現象はRayleigh-sommerfeldの回折理論から説明できることが分かった。また、電磁界シミュレーション ソフト (CST studio)を用いた数値計算からも同様の偏光依存の回折結果が得られた。以上の結果から、構築したイメージング系によって、正確に電場ベクトル分布を可視化することに成功した、と言える。本研究の成果は、Appl. Phys. Express誌に受理され、既に論文として公開されている。メタマテリアル近傍の電場ベクトル分布の可視化、そしてメタマテリアルによる円偏光二色性信号の増強メカニズムを解明までは至らなかったが、上記の電場ベクトルイメージングの成果の他に、デュアルコムを用いた偏光計測、中赤外領域の電場ベクトル波形計測など、本研究に関連する実績も達成した(詳細は学会発表のリストを参照)。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] コンスタンツ大学(ドイツ)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] コンスタンツ大学(ドイツ)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Spatio-temporal imaging of terahertz electric-field vector: Observation of polarization-dependent knife-edge diffraction2019

    • Author(s)
      K. Suzuki, K. Oguchi, Y. Monnai, M. Okano, and S. Watanabe
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 12 Pages: 052010-052010

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polarization-sensitive electro-optic sampling of elliptically-polarized terahertz pulses: Theoretical description and experimental demonstration2019

    • Author(s)
      K. Oguchi, M. Okano, and S. Watanabe
    • Journal Title

      Particles

      Volume: 2 Issue: 1 Pages: 70-89

    • DOI

      10.3390/particles2010006

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Retrieving the undistorted terahertz time-domain electric-field vector from the electro-optic effect2017

    • Author(s)
      Kenichi Oguchi, Makoto Okano, Shinichi Watanabe
    • Journal Title

      Journal of the Optical Society of America B

      Volume: 34 Pages: 1946-1956

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] デュアルコム分光法を用いた偏光計測装置の高速化2019

    • Author(s)
      住原 花奈, 大久保 章, 小口 研一, 稲場 肇, 渡邉 紳一
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Polarization-sensitive electro-optic sampling in mid infrared region2018

    • Author(s)
      小口 研一, 栗原 貴之, Marco Fischer, 渡邉 紳一, Daniele Brida
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] デュアルコム分光法による複素屈折率の異方性計測2018

    • Author(s)
      住原花奈, 大久保章, 小口研一, 稲場肇, 渡邉紳一
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Measurement of elliptically-polarized E-field waveforms in mid infrared range by electro-optic sampling2018

    • Author(s)
      K. Oguchi, T. Kurihara, M. Fischer, S. Watanabe, D. Brida
    • Organizer
      JSAP-OSA Joint Symposia, The 79th JSAP Autumn Meeting 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Retrieval of elliptically-polarized terahertz electric-field pulse shapes by electro-optic sampling2017

    • Author(s)
      Kenichi Oguchi
    • Organizer
      Optical Terahertz Science and Technology (OTST 2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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