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有限要素法によるポーラス・コロイドフォトニック構造の特性解析

研究課題

研究課題/領域番号 23540436
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関東京慈恵会医科大学

研究代表者

植田 毅  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (30251185)

研究分担者 藤井 雅留太  信州大学, 工学部, 助教 (90569344)
研究協力者 森本 元  
宮本 潔  
小作 明則  
研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードランダム系 / 構造色 / フォトニック・アモルファス / ポーラス構造 / 有限要素法 / ランダムレーザー / 反射スペクトル / ルリビタキ / カワセミ / 羽枝 / ランダムポーラス構造 / 有限要素法解析 / 泡モデル / ポーラスフォトニック結晶 / 電磁波 / コロイド
研究成果の概要

青い羽根を持つルリビタキの羽枝の断面TEM画像より、羽枝を多孔質誘電体円筒とした数理モデルを完成し、様々な入射角に対する反射特性を計算した。その結果、ルリビタキの羽の反射スペクトルはポーラス構造による反射で、また、エアーロッドがランダムに並んでいることが本質的であること、反射スペクトルが青色より長波長側に尾を引くのは光が斜めに入射した部分の寄与であることを示した。また、網目構造を持ち、より複雑なカワセミの羽枝の実測に基づく数理モデルを完成した。

報告書

(5件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2015 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Numerical study on the structural color of blue birds by a disordered porous photonic crystal model2014

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Ueta, Garuda Fujii, Gen Morimoto, Kiyoshi Miyamoto, Akinori Kosaku, Takeo Kuriyama and Takahiko Hariyama
    • 雑誌名

      Europhysics Letters

      巻: 107 号: 3 ページ: 34004-34004

    • DOI

      10.1209/0295-5075/107/34004

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical analysis for reflectance properties of bird-feather fibers2014

    • 著者名/発表者名
      G. Fujii, T. Ueta, G. Morimoto and M. Nakamura
    • 雑誌名

      Proceedings of MetaMaterials 2014

      巻: 2014 ページ: 115-117

    • DOI

      10.1109/metamaterials.2014.6948614

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical study on the structural color of blue birds by a disordered porous photonic crystal model2014

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Ueta, Garuda Fujii, Gen Morimoto, Kiyoshi Miyamoto, Akinori Kosaku, Takeo Kuriyama and Takahiko Hariyama
    • 雑誌名

      Proceedings of META'14-Singapore

      巻: 2014 ページ: 153-157

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 周期高速多重極法を用いたモルフォチョウの翅の構造色シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      奥野智貴、植田 毅、西村直志
    • 雑誌名

      計算工学講演会論文集

      巻: 17

    • NAID

      40019704464

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Local Gauge Finite Element Method for Electron Waves in Magnetic Fields2012

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Ueta and Yuu Miyagawa
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 86 号: 2 ページ: 26707-26707

    • DOI

      10.1103/physreve.86.026707

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finite Element Analysis of Laser Modes within Photonic Random Media2012

    • 著者名/発表者名
      G. Fujii, T. Matsumoto, T. Takahashi and T. Ueta
    • 雑誌名

      J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys.

      巻: 45 号: 8 ページ: 85404-85404

    • DOI

      10.1088/0953-4075/45/8/085404

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on transition from photonic-crystal laser to random laser2012

    • 著者名/発表者名
      G. Fujii, T. Matsumoto, T. Takahashi and T. Ueta
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 20 ページ: 7300-7315

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 誘電体ランダム配置系におけるレーザ発振の系内電場強度依存性に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      藤井雅留太、松本敏郎、高橋徹、山田崇恭、植田毅
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C

      巻: 132 ページ: 89-95

    • NAID

      10030529010

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A study on effect of filling factor for laser actions in dielectric random media2011

    • 著者名/発表者名
      Garuda Fujii, Toshiro Matsumoto, Toru Takahashi and Tsuyoshi Ueta
    • 雑誌名

      Applied Physics A

      巻: 107 号: 1 ページ: 35-42

    • DOI

      10.1007/s00339-011-6734-0

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Study on the structural color of kingfisher: experimental measurement and numerical simulation by a disordered porous photonic crystal model2015

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Ueta, Garuda Fujii, Gen Morimoto, Kiyoshi Miyamoto and Akinori Kosaku
    • 学会等名
      ICMAT2015
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2015-06-28 – 2015-07-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Numerical analysis for reflectance properties of bird-feather fibers2014

    • 著者名/発表者名
      G. Fujii, T. Ueta, G. Morimoto and M. Nakamura
    • 学会等名
      Metamaterials 2014
    • 発表場所
      Copenhagen
    • 年月日
      2014-08-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Numerical study on the structural color of blue birds by a disordered porous photonic crystal model2014

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Ueta, Garuda Fujii, Gen Morimoto, Kiyoshi Miyamoto, Akinori Kosaku, Takeo Kuriyama and Takahiko Hariyama
    • 学会等名
      META'14-Singapore
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2014-05-20 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Finite element analyses for random laser action in metallic disordered structures2012

    • 著者名/発表者名
      G. Fujii, T. Ueta and M. Mizuno
    • 学会等名
      the Sixth International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics (Metamaterials ’2012)
    • 発表場所
      St. Petersburg, Russia
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] ランダム・ポーラスフォトニック結晶の構造色解析

    • 著者名/発表者名
      植田毅
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学 平塚市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical study on the structural color of blue birds by a disordered porous photonic crystal model

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Ueta
    • 学会等名
      the 5th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics
    • 発表場所
      Nanyang Technological University (NTU), Singapore
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ミミズの表皮構造色のフォトニック結晶的取扱い

    • 著者名/発表者名
      植田毅、大谷佳広、西村直志
    • 学会等名
      第12回構造色シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] A study on effect of filling factor for laser actions in dielectric random media

    • 著者名/発表者名
      Garuda Fujii, Toshiro Matsumoto, Toru Takahashi and Tsuyoshi Ueta
    • 学会等名
      ICMAT2011
    • 発表場所
      シンガポール
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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