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微小な物体の熱放射に現れるサイズ効果

研究課題

研究課題/領域番号 26400420
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 原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関明治大学

研究代表者

立川 真樹  明治大学, 理工学部, 専任教授 (60201612)

研究分担者 金本 理奈  明治大学, 理工学部, 専任准教授 (00382028)
小田島 仁司  明治大学, 理工学部, 専任教授 (50233557)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016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)
2016年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード熱放射 / 微粒子 / 光トラップ / 共振器QED / 共振器QED
研究成果の概要

本研究では、光トラップを用いて高温微粒子を空中に静止させ、その熱放射スペクトルを観測することにより、熱放射のサイズ効果を明らかにした。
ミクロンサイズの誘電体球の場合、微粒子自体が光共振器として作用し、共振器QED効果により特定のwhispering gallery modeの周波数で熱放射の増強が起こる。熱放射スペクトルは、放射体の形・大きさ・光学定数に敏感に依存することが実験・理論両面から明らかになり、スペクトル形状から高温媒質の光学定数を測定できることが示された。さらに粒子がサブミクロンまで縮小すると、表面フォノンポラリトン共鳴が支配的になり、熱放射が単色化することが予想された。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Mode-selective thermal radiation from a microsphere as a probe of optical properties of high-temperature materials2017

    • 著者名/発表者名
      R. Morino, H. Tajima, H. Sonoda, H. Kobayashi, R. Kanamoto, H. Odashima, and M. Tachikawa
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 微粒子の熱放射における共振器量子電磁気学的効果2015

    • 著者名/発表者名
      立川真樹,小田島仁司
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 70 ページ: 269-274

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 微粒子の熱放射における共振器量子電磁気学的効果2015

    • 著者名/発表者名
      立川真樹 小田島仁司
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 4月号 ページ: 269-274

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Mie理論を用いた微粒子の熱放射スペクトルの解析2017

    • 著者名/発表者名
      田島英樹,森野遼,井上和宏,金本理奈,小田島仁司,立川真樹
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 誘電体微粒子の熱放射におけるモード選択性2016

    • 著者名/発表者名
      森野遼, 小林遼, 園田宙志, 井上和宏, 鶴丸俊郎, 立川真樹, 小田島仁司
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Size effects of thermal radiation from a dielectric microparticle2015

    • 著者名/発表者名
      M. Tachikawa and H. Odashima
    • 学会等名
      8th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms
    • 発表場所
      RIKEN, Saitama
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nonlinear optomechanics in the quantum regime2015

    • 著者名/発表者名
      R. Kanamoto
    • 学会等名
      Physical Sciences Simposia 2015 (Quantum Science Simposium)
    • 発表場所
      Boston
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cavity- QED effect in Thermal Radiation from a Microparticle2015

    • 著者名/発表者名
      H. Odashima and M. Tachikawa
    • 学会等名
      6th International Workshop on Electrostatic Storage Devices (ESD 2015)
    • 発表場所
      RIKEN, Saitama
    • 年月日
      2015-06-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cavity-QED Effect in Thermal Radiation from a Microparticle2015

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Odashima and Maki Tachikawa
    • 学会等名
      The 6th International Workshop on Electrostatic Storage Devices
    • 発表場所
      RIKEN
    • 年月日
      2015-06-08 – 2015-06-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Optical levitation of a single microparticle for its emission spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      M. Tachikawa
    • 学会等名
      OMC 2015, Optics and Photonics International Congress 2015
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama
    • 年月日
      2015-04-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical levitation of a single microparticle for its emission spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Maki Tachikawa
    • 学会等名
      OMC 2015, Optics and Photonics International Congress 2015
    • 発表場所
      Pacifico-Yokohama
    • 年月日
      2015-04-22 – 2015-04-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Size-dependence of radiation power thermally emitted from a microparticle2014

    • 著者名/発表者名
      Maki Tachikawa, Hitoshi Odashima, Kosuke Nagase, Toru Ehara, and Hiroshi Sonoda
    • 学会等名
      The 24th International Conference on Atomic Physics
    • 発表場所
      Washington, D.C.
    • 年月日
      2014-08-03 – 2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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