2019 年度研究成果報告書

金属構造と光誘起構造の融合体で構成されるメタマテリアルによる動的光制御

研究課題

PDF

研究課題/領域番号	16H06086
研究種目	若手研究(A)
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, 工学研究科, 准教授 (50707312)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード	メタマテリアル / 量子・光工学 / 電磁波 / 動的制御 / 光励起
研究成果の概要	光によって電磁応答が動的に制御可能な、構造中に高抵抗シリコンを含むメタマテリアルの過渡応答特性を評価し、そのメタマテリアルを用いた電磁波の捕捉と解放の実証実験を行った。シリコン部分にレーザー光を照射した直後の過渡応答時間は照射レーザー光のパワーに反比例するのに対し、レーザー光の照射を止めた際の過渡応答時間は数十マイクロ秒もの時間がかかることがわかった。この結果を踏まえて、メタマテリアルを一方の入射鏡として含むようなファブリペロー共振器を用いる手法を提案した。メタマテリアルへのレーザー光の照射により、ファブリペロー共振器内に数十ナノ秒程度蓄えられた電磁波を解放することに成功した。
自由記述の分野	電磁光学
研究成果の学術的意義や社会的意義	光によって電磁応答が動的に制御可能なメタマテリアルを用いることによる電磁波の捕捉と解放は本研究により初めて達成されたものである。本研究における実験はマイクロ波領域において行ったが、用いる半導体のバンドギャップエネルギーが電磁波の光子のエネルギーよりも大きい限りメタマテリアルを動的媒質として利用できるので、この手法は光などの高周波領域にも用いることができる。電磁波の捕捉と解放は電磁波を用いた情報処理において非常に重要な技術であるので、この手法をさらに小型の系を用いて実現できるようにすることによって、情報技術の発展に大きく貢献するだろう。