| 研究課題/領域番号 |
20K15191
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分30020:光工学および光量子科学関連
|
|---|
| 研究機関 | 新潟大学 |
|---|
研究代表者 |
安中 裕大 新潟大学, 工学部, 教室系技術職員 (20835699)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
|
|---|
| キーワード | 大強度テラヘルツ波 / 疑似プラズモン / 金属周期構造 / 電子ビーム / 大強度テラヘルツ波発生 / 表面波発振器 / モード制御 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
テラヘルツ波は様々な分野での応用が期待されており、大強度テラヘルツ波光源の開発が進められている。疑似プラズモンと電子ビームの相互作用を利用した光源である表面波発振器は、常温かつ比較的低磁場で大強度テラヘルツ波を発生できるが、動作効率が低いという欠点がある。本研究では、表面波発振器の口径を最適化することで多重疑似プラズモンモードの形成を制御し、高効率化を図る。25GHz帯と0.1THz帯のふたつの周波数帯で実験と数値解析の両面から研究を行う。
|
| 研究成果の概要 |
電子ビームと疑似プラズモンの相互作用を利用した大強度テラヘルツ波源である表面波発振器の研究を行った。サブテラヘルツ帯にあたる周波数100GHzで数値計算プログラムによる解析を行った。解析結果をもとに径が20mmのコルゲート導波管と電子ビーム源を製作した。製作したコルゲート導波管を使用した100GHz帯表面波発振器の動作実験を行い、2キロワットのサブテラヘルツ波の放射が得られた。また最大エネルギー変換効率8%を達成した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
テラヘルツ波は通信技術や医療など様々な分野に応用できる電磁波であるが、その光源の開発は途上である。大強度のテラヘルツ波光源の一種である表面波発振器は常温で動作でき、また比較的弱い磁場で作動するため装置構成を小さくできるという利点がある。しかし動作効率が他のテラヘルツ波源と比べて小さいという欠点があった。本研究では、サブテラヘルツ周波数にあたる100GHz帯で表面波発振器の効率を大きく改善した。この成果により大強度で小型かつ常温動作できるテラヘルツ波源の実現に近づいた。
|
