| 研究課題/領域番号 |
16740314
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
プラズマ科学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
酒井 道 京都大学, 工学研究科, 助手 (30362445)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2004年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
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| キーワード | プラズマ / 電磁波 / ミリ波 / マイクロ波 / 周波数 / プラズマ周波数 / マイクロストリップ線路 / 電子密度 |
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| 研究概要 |
時間的・空間的にデザインされたプラズマを用いて、ミリ波帯の電磁波を入射しその透過特性を調べることで、デザイン型プラズマによる電磁波制御性を検証した。
まず、平成16年度に引き続き、マイクロストリップ線路基板上にデザイン型プラズマをプラズマチャネルとして生成し、時間的にオン・オフ・変調が可能な動的T分岐素子を形成した。そのパラメータ依存性を調べ、圧力上昇に伴い電磁波の減衰量が増加するものの、安定なプラズマ生成が200Torrまでに限定されることがわかった。また、位置依存性として、"T"字型のどの分岐をプラズマとするかでの減衰量を確認したところ、直線線路へ垂直分岐を形成した場合が約10%の減衰であるのに対し、L型線路へ電磁波進行方向に沿って分岐を形成した場合は約25%までの減衰の増大が確認された。これらの知見により、この動的T分岐素子を振幅変調素子あるいは可変整合素子として応用する基礎特性を確認できたと言える。
次に、デザイン型プラズマを伸長させアレイ状に形成することで、2次元結晶状構造を生成してそこへ電磁波を入射し,その透過特性を調べた。格子定数2.1mm時、2次元結晶状構造により透過波は概して0-20%程度減衰するが、周波数が33-35GHzにおいては格子列方向の透過率が逆に5-30%増加する現象が観測された。このとき電子密度が約10^<13>cm^<-3>と見積もられることから、これはプラズマ周波数(約28GHz)近辺での電磁波伝搬の単一指向性化と推定され、理論計算の結果とも一致した。さらに、周波数74.5GHz付近において格子列方向の透過量の減少と斜め方向の透過量の増大が観測された。理論検討より、この周波数付近には伝搬可能バンド間の禁制帯(バンドギャップ)が位置しており、この実験結果は禁制帯の存在とそこでの電磁波伝搬の異常性の実証を行ったものと言える。
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