• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

囁きの回廊モード共鳴を用いたナノセンサーと信号処理素子のシミュレーションデザイン

研究課題

研究課題/領域番号 24560071
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 工学基礎
研究機関筑波大学

研究代表者

COLE James B  筑波大学, システム情報系, 准教授 (20280901)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2012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silver nanorods / metamaterial / whispering gallery mode / recursive convolution / FDTD / time-reversed FDTD / Silver nanorods / 囁きの回廊モード / 微小共振器 / CROW / NS-FDTD / 量子コンピュータ / フォトン共振 / qubit
研究成果の概要

*囁きの回廊モードを円筒、四角、三角などで試し、光学特性として円筒が最適であることを確認した。*実部の銀のナノロッドアレー(直径10~20nm、間隔20~50 nm)に関して、誘電率の実部が負であり、可視光領域の場合の光学的特性の計算を行った。*これらのプログラムはスパコン上で並列化を行った。*FDTDを使い逆解析によりイメージを再構成する方法も新規に発見した。*離散的グリーン関数法に関する証明も行い、副産物として逆時間FDTDにより形状を再構成する新たな方法を発見した。計算は膨大な量になり注意してアルゴリズム化しないと数値不安定となる。これらの問題点を克服し、良い結果を得た。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Electromagnetic imaging of two-dimensional geometries by multi pulse interference using the inverse FDTD method2014

    • 著者名/発表者名
      Naoki Okada, James B. Cole
    • 雑誌名

      Advanced in Optical Technologies

      巻: 529563 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1155/2014/529563

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finite difference time domain methods to solve problems in light scattering and propagation : new development and extensions2013

    • 著者名/発表者名
      James B. Cole, Naoki Okada, Saswatee Banerjee
    • 雑誌名

      Journal of Optics

      巻: 42, 4 号: 4 ページ: 316-327

    • DOI

      10.1007/s12596-013-0134-0

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rendering Morpho Butterflies Based on High Accuracy Nano-Optical Simulation2013

    • 著者名/発表者名
      N. Okada, D. Zhu, D. Cai, J. B. Cole, M. Kambe, S. Kinoshita
    • 雑誌名

      Journal of Optics

      巻: 42 号: 1 ページ: 25-36

    • DOI

      10.1007/s12596-012-0092-y

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effective Permittivity for FDTD Calculation of Plasmonic Materials2012

    • 著者名/発表者名
      Naoki Okada, James B.Cole
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 3 号: 1 ページ: 168-179

    • DOI

      10.3390/mi3010168

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Subgrid Representations of Objects for NS-FDTD Calculations Based on Mie Theory for Layered Structures2015

    • 著者名/発表者名
      J. B. Cole and S. Banerjee
    • 学会等名
      ACES Conference
    • 発表場所
      Wiiliamsburg, Virginia, USA
    • 年月日
      2015-03-22 – 2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Insights of Finite Difference Models of the Wave Equation and Maxwell’s Equations into the Geometry of Space-Time2014

    • 著者名/発表者名
      J. B. Cole
    • 学会等名
      SPIE Conference
    • 発表場所
      San Diego , California, USA
    • 年月日
      2014-08-17 – 2014-08-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] High Accuracy Models of Sources in FDTD Computations for Subwavelength Photonics Design Simulations2014

    • 著者名/発表者名
      J. B. Cole and S. Banerjee
    • 学会等名
      SPIE Conference
    • 発表場所
      San Diego , California, USA
    • 年月日
      2014-08-17 – 2014-08-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Discrete Green's Function for Computational Electromagnetics Using a Nonstandard Finite Difference Model2014

    • 著者名/発表者名
      J B Cole
    • 学会等名
      The 30th International Review of Progress in Applied Computational Electromagnetics
    • 発表場所
      Hyatt Regency Jacksonville Riverfront, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Computing Scattering Properties of Metal Nanorods Using FDTD Methods2014

    • 著者名/発表者名
      N Okada, J B Cole, Y Zempo, S Banerjee
    • 学会等名
      The 30th International Review of Progress in Applied Computational Electromagnetics
    • 発表場所
      Hyatt Regency Jacksonville Riverfront,USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Discrete Green’s Function Solution of a Nonstandard Finite Difference Model of Maxwell’s Equations2014

    • 著者名/発表者名
      J B Cole
    • 学会等名
      International Conference on Optics &Optoelectronics
    • 発表場所
      IRDE, Deheradun, Uttarakhand, India
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High Accuracy Models for Source Terms in the Nonstandard FDTD Algorithm2013

    • 著者名/発表者名
      JB Cole, N Okada
    • 学会等名
      2013 International Symposium on Electromagnetic Theory
    • 発表場所
      International Conference Center Hiroshima
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Fast and high accuracy FDTD using numerical Green's functions based on a nonstandard finite difference model for photonics design2013

    • 著者名/発表者名
      JB Cole, N Okada
    • 学会等名
      SPIE:NanoScience +Engineering
    • 発表場所
      San Diago Convention Center,USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] A Monochromatic Recursive Convolution Finite-difference Time-domain Algorithm and its application in simulation of arrays of metal nano-particles2013

    • 著者名/発表者名
      S. Banerjee, J.B. Cole,
    • 学会等名
      SPIE:NanoScience +Engineering
    • 発表場所
      San Diago Convention Center,USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Simulation of arrays of metal nano-particles using a monochromatic recursive convolution finite difference time-domain method.2013

    • 著者名/発表者名
      S. Banerjee, J.B. Cole
    • 学会等名
      SPIE:NanoScience +Engineering
    • 発表場所
      San Diago Convention Center,USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Invisibility Cloak with Layered Photonic Crystal that Permits Optical Communication between the Inside and Outside2012

    • 著者名/発表者名
      N. Okada, J. B. Cole
    • 学会等名
      The 2nd Japan-Korea Metamaterials Forum
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Nano-Whispering Gallery Modes and Applications2012

    • 著者名/発表者名
      J. B. Cole, N. Okada
    • 学会等名
      第73回応用物理学会,
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Nonstandard Finite Difference Models for the Discrete Green's Function of the Scattered Field2012

    • 著者名/発表者名
      N. Okada, J. B. Cole
    • 学会等名
      2012 International Symposium on Antennas and Propagation
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [図書] Finite Difference Modeling and Numerical Simulation for Computational Photonics and Electromagnetics, the Devils in the Details2015

    • 著者名/発表者名
      J. B. Cole and S. Banerjee
    • 出版者
      SPIE
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Light Scattering Reviews, Vol. 6  "Chapter 4: Advances in finite difference time domain calculation methods"2012

    • 著者名/発表者名
      editor:Alexander A. Kokhanovsky / James B. Cole, Naoki Okada, Saswatee Banerjee
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] Nonstandard FDTD Simulations

    • URL

      http://www.cavelab.cs.tsukuba.ac.jp/nsfdtd/jp/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2013-05-31   更新日: 2021-04-07  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi