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透明マントの設計とその応用研究

公募研究

研究領域電磁メタマテリアル
研究課題/領域番号 23109512
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大妻女子大学

研究代表者

落合 友四郎  大妻女子大学, 社会情報学部, 准教授 (60423034)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード透明マント / クローキング / メタマテリアル
研究実績の概要

透明マントを実現させる上で困難になるポイントとしては、光を大きく曲げるときに、極端に高い(または低い)屈性率を持つ物質が必要となる点である。特に、波長が短くなればなるほど、その波長に対応するメタマテリアルなどの素材を作るのは難しくなる。
この高い屈折率をもつ物質が必要となる困難を避けながら、物を隠す方法として、従来の透明マントとは別の方法としてカーペットクローキングが考案された。それは、フラットな鏡の中央部に膨らんだ窪みがあるが、光が入射すると窪みの周りを光が迂回して、外側から見るとあたかも完全にフラットな鏡にみえるという装置である。完全なクローキングを実現するには、高い屈折率が必要であり、技術的な難しさがある。それに比べて、カーペットクローキングはより緩和な屈折率で実現できる。
カーペットクローキングを設計する方法のひとつとして、ラプラス変換を用いるやり方を提案したが、ラプラス変換に用いられる関数形と、カーペットクローキングの境界形状の関係が興味深くなる。通常、ラプラス変換に用いられる関数形が決まると、境界形状が決定されるが、この方法の逆問題として、カーペットクローキングの境界の形状からラプラス変換に用いられる関数形を推定する方法論を調べた。
また、透明マントの設計方法には、座標変換を用いるもの以外にも、境界条件を用いて定式化する方法もある。これは、座標変換を用いる方法よりも直接的な方法であり、さらに深い知見を得ることができる。いままで考案してきた透明マントの設計を、境界条件を用いる方法で解析した。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] 透明マントは実現するか?2013

    • 著者名/発表者名
      T. Ochiai
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 第82巻 第1号 ページ: 41-45

    • NAID

      10031140504

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Foreign exchange market data analysis reveals statistical features that predict price movement acceleration2012

    • 著者名/発表者名
      J.C. Nacher, T. Ochiai
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 85 号: 5

    • DOI

      10.1103/physreve.85.056118

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 負の屈折率媒質と透明マントの物理学2011

    • 著者名/発表者名
      T.Ochiai, J.C.Nacher
    • 雑誌名

      マテリアル インテグレーション

      巻: 9月号 ページ: 26-34

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] A model for the dynamic behavior of financial assets affected by news : The case of Tohoku-Kanto earthquake2011

    • 著者名/発表者名
      T.Ochiai, J.C.Nacher
    • 雑誌名

      Physics Letters A

      巻: 375 号: 41 ページ: 3552-3556

    • DOI

      10.1016/j.physleta.2011.08.043

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ラプラス変換とカーペットクローキング2013

    • 著者名/発表者名
      T. Ochiai
    • 学会等名
      新学術領域「電磁メタマテリアル」全体会議
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Perfect Invisibility Devices with Negative Refraction2012

    • 著者名/発表者名
      J.C.Nacher, T.Ochiai
    • 学会等名
      Progress In Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2012)
    • 発表場所
      Kuala Lumpur, Malaysia
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Mathematical Modeling for Invisibility Devices2012

    • 著者名/発表者名
      T.Ochiai, J.C.Nacher
    • 学会等名
      7th Vienna International Conference on Mathematical Modelling, (MATHMOD 2012)
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 透明マントの物理学とCOMSOLシミュレーション2011

    • 著者名/発表者名
      T.Ochiai
    • 学会等名
      COMSOLカンファレンス2011
    • 発表場所
      秋葉原UDX(東京都)(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Geometry and Cloaking Devices2011

    • 著者名/発表者名
      T.Ochiai, J.C.Nacher
    • 学会等名
      9th International Conference of Numerical Analysis and Applied Mathematics (ICNAAM 2011)
    • 発表場所
      Halkidiki, Greece
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Invisibility device with isotropic media using negative refractive index2011

    • 著者名/発表者名
      T.Ochiai
    • 学会等名
      1st Korea-Japan Metamaterials Forum 2011
    • 発表場所
      Seoul, Korea(招待講演)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Transformation optics and invisibility cloaking2011

    • 著者名/発表者名
      T.Ochiai
    • 学会等名
      新学術領域研究「電磁メタマテリアル」全体会議
    • 発表場所
      大阪大学レーザーエネルギー学研究センター(大阪府)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] メタマテリアルⅡ2012

    • 著者名/発表者名
      T. Ochiai, J.C. Nacher(分担執筆)
    • 総ページ数
      278
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] プラズモニックデバイス開発最前線2011

    • 著者名/発表者名
      T.Ochiai, J.C.Nacher
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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