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金属テーパー導波路におけるプラズモン超集束の数理解析と応用:テラヘルツ波への展開

研究課題

研究課題/領域番号 15K04598
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ナノ構造物理
研究機関福井大学

研究代表者

栗原 一嘉  福井大学, 学術研究院教育・人文社会系部門(教員養成), 教授 (20270704)

連携研究者 山本 晃司  福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 准教授 (70432507)
谷 正彦  福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 教授 (00346181)
桒島 史欣  福井工業大学, 工学部, 准教授 (30342554)
森川 治  海上保安大学校, 海上海洋政策センター, 教授 (30559208)
研究期間 (年度) 2015-10-21 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードプラズモン / 超集束 / テラヘルツ波 / 導波路 / 電場増強 / 準変数分離 / 数理解析 / プラズモン超集束 / 金属テーパー導波路 / 表面プラズモン / 計算シミュレーション
研究成果の概要

光領域で確立したプラズモニクスの考え方をテラヘルツ波領域に拡張し、テラヘルツ波に特有なプラズモニクスの理論と実験を展開した。理論面では、金属V溝テーパー導波路構造の超集束モードの近似解析解を求めた。また、平行平板付き金属V溝テーパー導波路に対して、透過特性や電場増強度を計算する枠組みを確立した。実験面では、電気光学アンテナと名付けた、非線形光学結晶を挟んだ平行平板付き金属V溝テーパー導波路を試作した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] 金属V溝テーパー導波路によるTHz波プラズモン超集束の原理と応用 -電子・電磁波複合系としてのTHz波表面プラズモンポラリトン-2017

    • 著者名/発表者名
      栗原 一嘉, 桒島 史欣, 森川 治, 山本 晃司, 谷 正彦
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 45 ページ: 158-164

    • NAID

      130007957376

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 金属テーパー導波路のTHzモード2016

    • 著者名/発表者名
      栗原一嘉、山本晃司、谷正彦、桑島史欣、森川治
    • 雑誌名

      テラヘルツテクノロジーフォーラム通信

      巻: 14 ページ: 2-5

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] レーザーカオスと金属V溝を用いたTHz-TDSにおけるギャップ幅の影響2018

    • 著者名/発表者名
      桒島史欣、白尾拓也、岩尾憲幸、大井真夏、坂上直哉、白崎拓郎、合田汐里、谷正彦、栗原一嘉、山本晃司、森川治、北原英明、中嶋誠
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 光伝導アンテナ-自由空間結合器におけるSiレンズとテーパ付き伝送線路の比較2018

    • 著者名/発表者名
      森川治、安恒拓哉、山本晃司、栗原一嘉、桒島史欣、谷正彦
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 電気光学アンテナを用いたテラヘルツ時間領域分光の開発:光学系の設計2018

    • 著者名/発表者名
      栗原一嘉、草間究、北原英明、谷正彦、田畑寛明、山本晃司、桒島史欣、森川治、
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] レーザーカオスと金属V溝を用いたTHz時間領域分光法におけるギャップ幅の影響2018

    • 著者名/発表者名
      桒島史欣、白尾拓也、岩尾憲幸、坂上直哉、白崎拓郎、合田汐里、谷正彦、栗原一嘉、山本晃司、森川治、北原英明、中島誠
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第38回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] プラズモニック電界面扇形ホーンTHz波アンテナの理論考察2017

    • 著者名/発表者名
      栗原一嘉、草間究、山本晃司、桒島史欣、森川治、谷正彦
    • 学会等名
      第14回プラズモニクスシンポジウム
    • 発表場所
      福井市・福井大学
    • 年月日
      2017-01-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Theoretical Considerations on Plasmonic Enhancement of THz Electric Field in Parallel-Plate Waveguides Coupled to V-groove Tapered Waveguides2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Kurihara, Kiwamu Kusama, Fumiyoshi Kuwashima, Osamu Morikawa, Kohji Yamamoto, Hideaki Kitahara, and Masahiko Tani
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of THz Plasmonic Superfocusing Mode in Metallic V-Groove Tapered Waveguides2017

    • 著者名/発表者名
      Kiwamu Kusama, Kazuyoshi Kurihara, Fumiyoshi Kuwashima, Osamu Morikawa, Kohji Yamamoto, and Masahiko Tani
    • 学会等名
      EM-NANO2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Metal V-Grooved Waveguide Gap Width on High Efficient THz Waves Generations Using Laser Chaos and Super Focusing2017

    • 著者名/発表者名
      Fumiyoshi Kuwashima, Takuya Shirao, Yusuke Akamine, Kazuyuki Iwao, and Manatsu Ooi, Naoya Sakaue, Takurou Sirasaki, Siori Gouda, Masahiko Tani, Kazuyoshi Kurihara, Kohji Yamamoto, Osamu Morikawa, Hideaki Kitahara, Makoto Nakajima
    • 学会等名
      EM-NANO2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属V溝テーパー導波路における透過率の計算2017

    • 著者名/発表者名
      草間究、栗原一嘉、谷正彦、山本晃司、桒島史欣、森川治
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] FDTD法による金属テーパー構造導波路のテラヘルツ帯透過解析2017

    • 著者名/発表者名
      田畑寛明、北原英明、山本晃司、福井一俊、栗原一嘉、森川治、桒島史欣、谷正彦
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] テーパーつき伝送線路によるSub-THz電磁波の導波モードと集光補助2017

    • 著者名/発表者名
      森川治、山本晃司、栗原一嘉、桒島史欣、谷正彦
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 金属V溝構造におけるTHz超集束の理論的検討2016

    • 著者名/発表者名
      栗原一嘉、草間究、山本晃司、桒島史欣、森川治、谷正彦
    • 学会等名
      テラヘルツ科学の最先端Ⅲ
    • 発表場所
      坂井市・三国観光ホテル
    • 年月日
      2016-11-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Plasmonic superfocusing modes of THz waves in metallic V-groove tapered waveguide considered by quasi-separation of variables2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kurihara, F. Kuwashima, O. Morikawa, K. Yamamoto, and M. Tani
    • 学会等名
      IRMMW-THz 2016
    • 発表場所
      Copenhagen,Denmark
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属V溝構造におけるテラヘルツ波の超集束:動径方程式の近似解析解2016

    • 著者名/発表者名
      栗原一嘉、草間究、山本晃司、桒島史欣、森川治、谷正彦
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      新潟市・朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属V溝構造におけるテラヘルツ波の超集束:境界条件の近似解析解2016

    • 著者名/発表者名
      栗原一嘉、山本晃司、桒島史欣、森川治、谷正彦
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大 大岡山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 属V溝構造におけるTHzプラズモン超集束の理論的考察2016

    • 著者名/発表者名
      栗原一嘉、草間究、山本晃司、桒島史欣、森川治、谷正彦
    • 学会等名
      平成28年度応用物理学会北陸・信越支部学術講演会
    • 発表場所
      富山市・富山県民会館
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2015-10-21   更新日: 2019-03-29  

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