2019 年度研究成果報告書

真の電磁誘起透明化現象を実現するメタマテリアルによる電磁波の保存と再生

研究課題

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研究課題/領域番号	17K05075
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	光工学・光量子科学
研究機関	京都大学
研究代表者	中西俊博京都大学, 工学研究科, 講師 (30362461)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	メタマテリアル / 電磁誘起透明化 / 電磁波の保存と再生 / 非線形光学
研究成果の概要	メタマテリアルと呼ばれる人工原子系を用いて、伝搬する電磁波を空間中に保存し、任意のタイミングで再伝搬させる方法を研究した。特に、原子系で研究されてきた電磁誘起透明化現象をメタマテリアルで正確に再現することで、電磁波の保存と再生を実現することを最終目標とした。非線形容量素子を導入したメタマテリアルを用いることで、マイクロ波の保存と再生の実験実証に成功した。加えて、電磁誘起透明化現象を光領域で実現する非線形誘電体メタマテリアルを考案し、その動作を電磁界シミュレーションで実証した。
自由記述の分野	メタマテリアル
研究成果の学術的意義や社会的意義	電磁波はこの世で最も速く伝搬するものであり、その特性は情報通信に欠かせないものであるが、電磁波を特定の場所に留めておくことは簡単ではない。電磁誘起透明化現象という物理効果を用いることで、媒質中に電磁波を保存する方法が研究されてきたが、本研究では、メタマテリアルと呼ばれる人工的な媒質を用いて同現象を実現することに初めて成功した。通常の媒質と異なり、メタマテリアルは動作する波長を人工構造の設計によって自在にコントロールすることができるために、電磁波の保存と再生をマイクロ波領域から光領域までの広い領域で実現することが可能になると期待される。