| 研究課題/領域番号 |
13650023
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用物性・結晶工学
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| 研究機関 | 熊本電波工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
松田 豊稔 熊本電波工業高等専門学校, 情報通信工学科, 教授 (00157322)
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| 研究分担者 |
西山 英治 熊本電波工業高等専門学校, 電子工学科, 助教授 (00237752)
伊藤 日出男 産業技術総合研究所, サイバーアシスト研究センター, デバイスグループリーダー主任研究員
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2002年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2001年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
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| キーワード | 周期構造 / フォトニック結晶 / 光共鳴吸収 / Moth eye効果 / 回折 / 無反射 / 計算電磁気学 / ナノテクノロジー / 安浦の方法 / 最小二乗法 / 並列計算 / Moth eye 効果 / 最小2乗法 / 表面プラズモン / モード変換 |
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| 研究概要 |
本研究では、生物にある微細周期構造による光吸収特性のメカニズムを解明することを目的として研究を行い、以下の成果を得た。
1.表面観察 夜行性の蛾の角膜に光の波長よりも小さい突起が周期的に配置されていることが知られていた。(Acta Physiologica Scandinavia Vol.63.P19)。本研究では、蛾以外の昆虫ミドリとモルフォキプロスといった蝶の眼の角膜に直径0.1μmで高さが0.2μm程度の突起が周期0.2μm程度で2次元的に配置されていることを観察した。この角膜にある突起は、2次元周期構造と見なすことができる。
2.計算機シミュレーション 昆虫の角膜に突起が有する光学的な機能は、その周期構造に基づくものである。そこで、走査電子顕微鏡観察の結果をもとに、昆虫の角膜を突起が周期的に並んだ2次元周期構造としてモデル化した。そして、その周期構造による光の回折現象を解析する解析アルゴリズムを開発した。このアルゴリズムに基づく計算機シミュレーションにより、周期構造モデルの反射率や透過率を計算でき、角膜にある突起の光学特性を調べることができる。また、このアルゴリズムは周期構造による光の共鳴吸収現象を解析することも可能である。
3.実験 昆虫の角膜にある突起の配列の光学特性を調べるために、顕微分光による角膜の微小領域の反射・透過スペクトル特性を測定する実験について検討した。また、この実験と平行して、昆虫の角膜を構成する材料の光学的性質を知るために、屈折液(屈折率の値が既知の試薬)を用いて液侵法により角膜の屈折率を測定するための基礎実験を行った。
昆虫の角膜にある微細周期構造は、ナノサイズのフォトニック結晶として捉えることができ、その光学機能に関する研究を今後も引続き行う予定である。
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