| 研究課題/領域番号 |
19K05304
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分30020:光工学および光量子科学関連
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
宮丸 文章 信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (20419005)
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| 研究分担者 |
中西 俊博 京都大学, 工学研究科, 講師 (30362461)
Dani Keshav 沖縄科学技術大学院大学, フェムト秒分光法ユニット, 准教授 (80630946)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | テラヘルツ波 / 時間界面 / 周波数変換 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
テラヘルツ波と呼ばれる電磁波領域は，過去十数年に著しい技術開発と応用展開が進められており，その中でテラヘルツ波の振幅や偏光，位相などを制御する方法が研究されてきました。しかしテラヘルツ波の周波数を制御することは，今なお難しく，残された課題です。本研究では，テラヘルツ波が伝搬している空間の状態を，ピコ秒の時間スケールで変化させることによって，テラヘルツ波の周波数を変換することを目的としています。具体的には，導波路やメタマテリアルと呼ばれる共鳴素子構造を提案し，実際にその素子を作製することによって，テラヘルツ波の周波数変換の実証実験を行うことを目指しています。
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| 研究成果の概要 |
近年，テラヘルツ波技術の発展は目覚ましいものがあるが，テラヘルツ領域で使うことのできる光学素子はいまだ多くはなく，とくに周波数を制御する素子は，テラヘルツ領域において開発が遅れている。本研究では，「時間界面」というものを用いることによって，テラヘルツ波の周波数変換を実現することを目的としており，金属導波路構造を用いることにより，フェムト秒パルスレーザーによる光励起によって時間界面を実現し，テラヘルツ波の周波数変換の実証実験を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
物質パラメータの時間的不連続性として実現される時間境界は，波動物理学における最も基本的な概念の一つである。しかし，その重要性にもかかわらず，これまで時間境界での波動ダイナミクスを明確に観測することが困難であった。本研究では，時間境界における電磁波の超高速ダイナミクスを実験的に観測し，構造的分散制御によって生じる時間境界での準解析的な理論式を導出した。本研究の成果は、時間境界における波動の基礎的理解に貢献するとともに、時間変動する系における構造分散制御の可能性を見出したと言える。
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