| 研究課題/領域番号 |
15K05227
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
森永 実 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 准教授 (60230140)
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| 研究期間 (年度) |
2015-10-21 – 2018-03-31
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| キーワード | 導波路 / 波動光学 |
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| 研究実績の概要 |
同一形状の開口を持つ不透明マスクを一直線上に等間隔に並べた構造中の波の伝搬を理論・実験の両面から調べている。このような構造は本質的に散逸が避けられないため一見すると導波路に向かないが、理論的な解析の結果不透明マスクの間隔を小さくしていくと単位長さ当たりの損失を0に近づけることが可能で損失のマスク間隔、サイズ等に対する関数型も明らかになってきた。
また実験面ではマスク数が10枚程度の装置を構築して予備実験を行ない伝搬方向の損失と曲げに対する損失特性などの評価を行ない概ね理論予想に沿う結果を得ている。なお測定に使用する光は2波長を用意し効率良くデータを得る工夫をしている。
本研究の考案段階では主に解析的手法を用いて本研究で提案している不透明マスクによる導波路の実現の可否について検討してきたが、適用できるパラメータ範囲を広げるため数値的な解析も始めている。
離散周期構造中の波の物理については散逸のない系についてはよく調べられているが、散逸系に特有な面白い現象も見られてきている（例えば異なる次数の横モードが必ずしも直交しないので干渉し導波路中の伝搬の減衰曲線に振動が見られる）ので、この視点からも研究の幅を広げていきたい。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究は10月スタートであったため実験等の体制準備がおおよそ終わった段階であり研究開始からの半年間での目覚ましい成果というものはないが、本格的な実験を行なう準備が整ってきており順調に進んでいると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の実験面での展開は理論との整合性を検証するための精密な不透明マスク列の製作・特性評価とピンホール列でガイドし曲げるデモンストレーション用の導波路の作製の2本立てで行なう。マスクの作製法としてはこれまではもっぱら機械的な加工法を用いてきたが、レーザー加工すなわちマスク材料となる金属薄板を等間隔で重ねレーザーを照射しその熱により穿孔する方法を検討する。加工されたピンホールを導波実験に用いるほか、加工された穴の大きさの変化を調べれば導波の性質・特性の情報を得ることも可能なはずである。
今までに行なってきた解析的手法による理論解析と予備実験とでは、前者は損失が小さいパラメータ領域（マスク1枚当たりの損失がおおよそ0.1%以下）でのみ精度の高い予測を与えるのに対して後者は損失が大きい範囲でしかパラメータを振ることができなかった（マスク1枚当たりの損失がおおよそ2%以上）。このように両者の間にはギャップがあったため定量的な比較を行なうことができなかった。
今後はこのギャップを埋めるために理論面からは数値的な解析手法を導入しあらゆるパラメータ領域に対応する一方実験面では規模の大きい導波路（マスク数が200程度）の製作を進めて損失の小さい導波路を実現したい。
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