| 研究課題/領域番号 |
21K04193
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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21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
桑村 有司 金沢大学, 電子情報通信学系, 准教授 (10195612)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 光フェーズドアレー / プラズモニック位相変調器 / プラズモニクス / 電気光学ポリマー / 光ピンセット / 光ビーム走査素子 / 回折格子スラブ導波路 / 光ピーム走査素子 / 光波面制御 / プラズモニック光位相変調器 / 光フェースドアレー / プラズモニック光導波路 / 光位相変調器 / 電気光学有機ポリマー / 光制御 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、電気光学有機ポリマー材料とプラズモニック位相変調器をN本並べた新規光フェズドアレーを新たに提案し、低電圧で偏向角走査範囲が100度以上、超高速、超小型、超消費電力の素子設計を行う。提案素子では、電圧で出力端での光等位相面形状を自由に操ることできるため、1次元方向の偏向走査に加え、焦点距離可変の集光レンズ機能等を有する動的な出力光ビーム形状・走査機能も実現できる。2次元ビーム走査や凸レンズのように焦点位置に集光でき、その位置を自由自在に操ることができる動的なレンズ機能を有する素子を設計する。集光機能のみならず光の等位相面を任意の形状に変換操作できる機能を確認する。
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| 研究成果の概要 |
我々は、電気光学ポリマーを用いたプラズモニック位相変調素子のアレーからなる新型プラズモニック光フェーズドアレーを提案して，1.55umの波長で設計した．出力光は1本のみで，電圧制御により100度以上の広い範囲で偏向・走査可能できる．小型，低電圧，高速，低消費電力の光フェーズドアレーを設計した．この素子は，電圧制御により光波面の形状を自由自在に操ることができる．集光レンズのように波面を円弧形状に調整すれば，焦点位置に光は集光でき，焦点位置も電圧で移動させることができる．光圧を利用して水中の微粒子を光の焦点位置にトラップして移動させることができる光ピンセット機能を有する光デバイスも設計した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電気信号で光ビームの出力方向を高速に走査できる光フェーズドアレー(OPA)は，自動運転支援システム，レーザ計測など多岐にわたる光技術分野で利用できる基本的な光デバイスである．本研究で設計したOPAは，出力光ピームを100°以上広い範囲で走査でき，小型，高速で，かつ消費電力が低い特徴があり，従来型OPAに比べ，高い性能があることが確認された．また，新たに設計した光ピンセット機能を有するOPAは，水などの液体中の微粒子や細胞などを自由に移動させることができるため，医療やバイオ関係の分野で活用できると予想される．
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