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

2010 年度 実績報告書

構造共鳴を利用したマイクロ波の偏光および伝播制御

計画研究

研究領域電磁メタマテリアル
研究課題/領域番号 22109004
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

研究機関京都大学

研究代表者

北野 正雄  京都大学, 工学研究科, 教授 (70115830)

研究分担者 酒井 道  京都大学, 工学研究科, 准教授 (30362445)
久門 尚史  京都大学, 工学研究科, 准教授 (80301240)
中西 俊博  京都大学, 工学研究科, 助教 (30362461)
出口 博之  同志社大学, 理工学部, 教授 (80329953)
キーワードメタマテリアル / 群速度制御 / 第2次高調波発生 / プラズマ / 最適化設計 / 任意形状素子 / 単導体線路
研究概要

平成22年度は主に以下の5つの成果を得た。
(1)群速度を電場勾配で制御するメタマテリアルを考案し、実験的検証を行った。導波管の中に設計したメタマテリアルを配置し透過測定を行ったところ、狭帯域の透明化現象が観測され、透明化帯域で群速度の低下も観測された。そして、電磁界シミュレーションで電場勾配によって透明化幅が変調され群速度が制御できることが分かった。
(2)磁気結合共振メタマテリアルを用いた高効率第2次高調波発生について研究を行った。基本波と第2次高調波の両方に共振するカットワイヤ構造を利用することで、従来の単一共振構造のメタマテリアルより約7dB高い第2次高調波発生効率を得た。
(3)気体プラズマを用いたメタマテリアルについては、新たに構築した高速応答性に優れたマイクロ波回路系により、多重らせん構造に対して低周波電源を接続してプラズマ生成を行い、プラズマの生成から消滅至るまでの間の屈折率の複素平面上における変化を診断した。屈折率の実数部は、プラズマ生成時に-1.5から-3.0に変化していると見積もられた。
(4)周期境界条件を用いたスペクトル領域モーメント法の解析を基に遺伝的アルゴリズムにより、右手/左手系複合伝送線路を構成する任意形状線路素子、ならびにメタマテリアル・サーフェースを構成する任意形状単位セルを各々設計した結果、最適化した周波数範囲において所定の左手系媒質の特性を実現できる見通しが得られた。
(5)メタマテリアルを構成する素子として、単導体線に対して単導体素子を用いてモデル化を行ない、時間領域の表現法として遅延方程式を導出した。また、屈曲単導体について提案手法とFDTD法による電磁界解析と比較することにより,提案手法の妥当性を確認した。一方、単導体線に対する集中定数モデルとして、導体球と導体線のモデルを提案した。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (12件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Electromagnetic response of a metamaterial with field-gradient-induced transparency2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Tamayama, T.Nakanishi, Y.Wakasa, T.Kanazawa, K.Sugiyama, M.Kitano
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 82 ページ: 165130-1-165130-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Negative refractive index designed in a periodic composite of lossy microplasmas and microresonators2010

    • 著者名/発表者名
      O.Sakai, T.Shimomura, K.Tachibana
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 17 ページ: 123504-1-123504-9

    • 査読あり
  • [学会発表] 2共振で構成した直交偏波共用リフレクトアレー2011

    • 著者名/発表者名
      西村昂洋, 出口博之, 辻幹男
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      東京都市大学世田谷キャンパス
    • 年月日
      2011-03-16
  • [学会発表] Metamaterial Analogue of Electromagnetically Induced Transparency2011

    • 著者名/発表者名
      T.Nakanishi, M.Kitano
    • 学会等名
      GCOE & CK Project Joint International Symposium on Atomic and Fundamental Physics and Its Applications 2011
    • 発表場所
      Kyoto University, Kyoto
    • 年月日
      2011-01-29
  • [学会発表] 2共振特性を基にした直交偏波共用リフレクトアレー素子の一検討2011

    • 著者名/発表者名
      西村昂洋, 出口博之, 辻幹男
    • 学会等名
      電気学会電磁界理論研究会
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパスコンベンションセンター
    • 年月日
      2011-01-28
  • [学会発表] 負屈折媒質中の群速度とエネルギー流2011

    • 著者名/発表者名
      北野正雄、玉山泰宏、中西俊博
    • 学会等名
      電磁界理論研究会
    • 発表場所
      大阪大学(招待)
    • 年月日
      2011-01-27
  • [学会発表] 電磁波の異常群速度伝搬の回路表現とメタマテリアルによる実現2011

    • 著者名/発表者名
      中西俊博
    • 学会等名
      NAISTメタマテリアルセミナー
    • 発表場所
      奈良先端大学院大学(招待)
    • 年月日
      2011-01-11
  • [学会発表] メタマテリアルにおける第二次高調波の発生2010

    • 著者名/発表者名
      金澤哲夫、玉山泰宏、中西俊博、北野正雄
    • 学会等名
      幅射科学研究会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2010-12-20
  • [学会発表] 二重共振構造をもつメタマテリアルにおける第二次高調波の増強2010

    • 著者名/発表者名
      金澤哲夫、玉山泰宏、中西俊博、杉山和彦、北野正雄
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] 2次元金属カゴメ格子におけるテラヘルツ磁気プラズモン2010

    • 著者名/発表者名
      中田陽介、岡田隆典、中西俊博、杉山和彦、北野正雄
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] No-reflection No-refraction Metamaterial for Circularly Polarized Light2010

    • 著者名/発表者名
      M.Kitano, Y.Tamayama, T.Nakanishi
    • 学会等名
      Asia-Pacific Radio Science Conference
    • 発表場所
      Toyama International Conference Center, Toyama(招待)
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] Field-gradient-induced-transparency metamaterial2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Tamayama, T.Nakanishi, Y.Wakasa, T.Kanazawa, K.Sugiyama, M.Kitano
    • 学会等名
      The 4th international congress on advanced electromagnetic materials in microwave and optics
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 年月日
      2010-09-14
  • [学会発表] GAにより最適化された任意形状素子で構成するリフレクトアレー2010

    • 著者名/発表者名
      青木祐樹, 出口博之, 辻幹男, 栂修平
    • 学会等名
      電子情報通信学会技研報告
    • 発表場所
      北見工業大学工学部
    • 年月日
      2010-07-22
  • [学会発表] Non-reflectivity for circular polarization in chiral media and EIT phenomena in metamaterials2010

    • 著者名/発表者名
      M.Kitano
    • 学会等名
      The 4th Yamada Symposium on Advanced Photons and Science Evolution 2010
    • 発表場所
      JICA Osaka, Osaka(招待)
    • 年月日
      2010-06-15
  • [図書] WAVE PROPAGATION2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Tamayama, T.Nakanishi, K.Sugiyama, M.Kitano
    • 総ページ数
      415-432
    • 出版者
      InTech
  • [図書] フォトニックナノ構造の最近の進展2011

    • 著者名/発表者名
      北野正雄、中西俊博
    • 総ページ数
      268-276
    • 出版者
      シーエムシー出版

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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