| 研究課題/領域番号 |
21H01839
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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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| 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 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
鈴木 健仁 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60550506)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
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| キーワード | テラヘルツ波 / メタマテリアル / メタサーフェス / アンテナ / 高屈折率材料 / 極限屈折率材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、屈折率が10以上の超高屈折率・無反射な積層構造の人工構造材料により、高効率なテラヘルツデバイスを実現する。研究代表者は、2017年に0.3THz帯で超高屈折率・無反射な一層構造の材料を生み出した。この独自に生み出した超高屈折率・無反射な一層構造の材料をベースにして、パワー密度4.6倍の高効率化を実現するコリメートメタレンズの設計指針[Optics Express]を発表している。この設計指針を応用して、積層構造の材料における設計理論を確立するとともに、作製法の体系化、実験による証明を行い、独自に生み出した材料をテラヘルツデバイスへ応用した際の学理を構築する。
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| 研究成果の概要 |
超高屈折率・無反射な積層材料によるテラヘルツ電磁波の高効率制御の学理構築の研究に取り組んだ。具体的には、偏光特性を有する積層構造メタサーフェスアンテナを小型なテラヘルツデバイスへ融合することを目指し、偏光特性を有する積層構造メタサーフェスアンテナを設計、解析、作製、実験した。本研究課題で研究を進めた偏光特性を有する積層構造メタサーフェスアンテナは、フレネルレンズの原理により360度以上の位相の制御をしている構造ではない。実験により、テラヘルツ波帯連続発振光源の指向性利得が向上することを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
テラヘルツ波帯は次世代無線通信やイメージングなどの産業応用が期待されている周波数帯である。テラヘルツ産業のために、共鳴トンネルダイオードや量子カスケードレーザーなどのテラヘルツ波帯連続発振光源は非常に充実してきている。本研究では、テラヘルツ波帯連続発振光源から放射されたテラヘルツ波の制御の研究に取り組んだ。テラヘルツ波の制御のためには3次元構造のレンズなどが良く用いられる。本研究で取り組んだ平面構造のメタサーフェスアンテナはテラヘルツ波帯連続発振光源への実装に向いており、コンパクトなテラヘルツデバイスの実現を加速できる。
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