間接結合型共振器で構成されるメタマテリアルにおける電磁波の極低群速度伝搬

• 研究課題/領域番号: 25889028
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 玉山 泰宏 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50707312)
• 研究期間 (年度): 2013-08-30 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 応用光学・量子光工学 / メタマテリアル / 群速度 / 電磁誘起透明化 / 非線形現象

研究成果の概要

量子光学における電磁誘起透明化を模擬するメタマテリアルを作製し, 電磁波の極低群速度伝搬の実現, および, それを利用した非線形現象発生の高効率化に取り組んだ. 間接結合型の共振器で構成されるメタマテリアルを用いると, 群速度を真空中の光速の1/27000まで低減できることを示した. 低群速度伝搬に伴う局所電場増強効果を利用して空気の絶縁破壊を局所的に発生させることにより, メタマテリアルの特性を, EIT型とローレンツ型との間で動的に制御することに成功した. これらの成果は, 電磁波に対するリミッタやスイッチとしての応用につながるものである.

研究成果

• [雑誌論文] A linear-to-circular polarization converter with half transmission and half reflection using a single-layered metamaterial (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Tamayama, K. Yasui, T. Nakanishi, M. Kitano
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 105 号: 2 ページ: 021110-021110
  • DOI: 10.1063/1.4890623
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electromagnetically induced transparency like transmission in a metamaterial composed of cut-wire pairs with indirect coupling (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Tamayama, K. Yasui, T. Nakanishi, and M. Kitano
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 89 号: 7 ページ: 75120-75120
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.075120
  • 査読あり
• [学会発表] 間接結合を導入した電磁誘起透明化メタマテリアルにおける最大群遅延 (2014)
  • 著者名/発表者名: 玉山 泰宏, 安井 寛治, 中西 俊博, 北野 正雄
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学（愛知）
  • 年月日: 2014-09-07
• [学会発表] 間接結合を導入した結合共振メタマテリアルにおける狭帯域透明化現象
  • 著者名/発表者名: 玉山 泰宏, 安井 寛治, 中西 俊博, 北野 正雄
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
• [学会発表] 電磁誘起透明化現象を模擬するメタマテリアルにおける電磁波の群速度制御
  • 著者名/発表者名: 玉山 泰宏, 安井 寛治, 中西 俊博, 北野 正雄
  • 学会等名: 電子部品・材料研究会（CPM）
  • 発表場所: 新潟大学 駅南キャンパス 「ときめいと」
• [学会発表] Slow and Variable Group Velocity in a Metamaterial Mimicking Electromagnetically Induced Transparency
  • 著者名/発表者名: Y. Tamayama, K. Yasui, T. Nakanishi, and M. Kitano
  • 学会等名: MJIIT-JUC Joint International Symposium 2013
  • 発表場所: Tokai University
• [学会発表] メタマテリアルによる電磁波の低群速度伝搬の実現
  • 著者名/発表者名: 玉山 泰宏, 安井 寛治, 中西 俊博, 北野 正雄
  • 学会等名: 産学連携環境エネルギーシンポジウム2014
  • 発表場所: 小山工業高等専門学校
  • 招待講演
• [備考] メタマテリアルの研究紹介
  • URL: http://kyasuiweb.nagaokaut.ac.jp/tamayama/index.html