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研究内容 -常に世界を意識しよう-
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テラヘルツ波帯電磁メタマテリアル
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0.1〜10THz付近のテラヘルツ波帯では、光源や検出器とともに、光学素子が未発達で、充実が求められています。所望の屈折率nを自然界の材質で任意に実現することは容易ではありません。素材そのものをレンズに加工して用いるため、材質の持つ光学特性により特性が決定されてしまいます。代表的なテラヘルツ波帯のレンズとしては屈折率n=1.52の高密度ポリマーレンズ、n=1.56のTsurupicaレンズ、n=3.41のシリコンレンズなどが挙げられます。
マイクロ波帯では、球形アレー、円板アレー、方形アレー、ワイヤーアレーなどの電磁メタマテリアルで構成されたレンズが積極的に研究されています。テラヘルツ波帯でも、物質固有の特性に頼らず、構造により光学的性質が制御できれば、設計の自由度が増大し、価格面での期待も出てきます。テラヘルツ波帯の電磁メタマテリアルの単位構造素子の大きさは数μm〜数10μm程度で、半導体エッチングや金属加工などの中間値に位置し、作製法についてマイクロ波、ミリ波帯より注意深い検討が必要となります。さらに、材料特性についても
注意深い検討が必要です。
テラヘルツ波帯の光学素子は、他の周波数帯に比べて遅れているため、電磁メタマテリアルの概念を用いて、新規の実用素子が開発できれば応用上の意義が大きくなります。テラヘルツ電磁メタマテリアルは、
光領域の一歩手前に位置し、光領域に向けたさきがけ的な研究の意味があります。文献[2]、[4]、[6]、[9]では、金属溝(コルゲーション)を有する人工誘電体レンズを提案しました。
1 . Takehito Suzuki, Tomonari Suzuki, John C. Young, Keisuke Takano,
Hideaki Kitahara, and Masanori Hangyo, "Analysis of Artificial
Dielectric Lens with Metallic Rectangular Chips for Terahertz
Wave Band," Applied Phyaics A, Vol. 109, No. 4, pp.825-830,
Nov. 2012.
2. Takuya Konno, Takahiro Suzuki, John C. Young Mikio Saigusa,
Keisuke Takano, Hideaki Kitahara, Masanori Hangyo, and Takehito
Suzuki, "Proposal and Analysis of Artificial Dielectric
Lens with Metallic Corrugated Structures for Terahertz Wave Band,"
Applied Phyaics A, Vol. 109, No. 4, pp.825-830, Nov. 2012.
3 . 與那嶺 広樹, 岸 湧大, 今野 拓矢, 高野 恵介, 萩行 正憲, 鈴木 健仁, "金属スリット構造によるテラヘルツ波帯3次元凹型レンズの基礎検討,"
2012年秋季 第73回 応用物理学関係連合講演会, 11p-B1-6, 愛媛大学・松山大学, Sep., 2012.
4 . 今野 拓矢, 三枝 幹雄, 御田 護, 古澤 庄一, John . Young, 高野 恵介，北原 英明, 萩行 正憲，鈴木
健仁, "金属スリット配列による支持層を装加した金属溝周期構造を有するテラヘルツ波帯平面レンズの解析,"
2012年秋季 第73回 応用物理学関係連合講演会, 11p-B1-5, 愛媛大学・松山大学, Sep. 2012.
5 . 岸 湧大, 高野 恵介, 萩行 正憲, 與那嶺 広樹, 今野 拓矢, 鈴木 健仁, "カットオフ周波数での分割リング共振器を装加した金属スリットアレーの周期構造解析,"
2012年秋季 第73回 応用物理学関係連合講演会, 11p-B1-1, 愛媛大学・松山大学, Sep. 2012.
6 . Takuya Konno, Takahiro Suzuki, John C. Young, Mikio Saigusa,
Keisuke Takano, Hideaki Kitahara, Masanori Hangyo, and Takehito
Suzuki, "Proposal and Analysis of Artificial Dielectric Lens
with Metallic Corrugated Structures for Terahertz Wave Band,"
META 2012 3rd International Conference on Metamaterials, Photonic
Crystals and Plasmonics, Paris, France, Apr. 2012.
7 . Takehito Suzuki, Tomonari Suzuki, John C. Young, Keisuke Takano,
Hideaki Kitahara, and Masanori Hangyo, "Analysis of Artificial
Dielectric Lens with Metallic Rectangular Chips for Terahertz
Wave Band ," META 2012 3rd International Conference on Metamaterials,
Photonic Crystals and Plasmonics, Paris, France, Apr. 2012.
8. 鈴木 友也, ジョン ヤング, 高野 恵介,
北原 英明, 萩行 正憲, 鈴木 健仁, "金属方形チップ周期構造を有するテラヘルツ波帯人工誘電体レンズの焦点距
離制御の基礎検討," 2012年春季 第59回 応用物理学関係連合講演会, 17a-E8-11, 早稲田大学, Mar.,
2012.
9. 鈴木 健仁, 今野 拓矢, ジョン ヤング, 高野 恵介, 北原 英明, 萩行 正憲, "金属溝周期構造を有するテラヘルツ波帯人工誘電体レンズの提案と焦点距離制御の基礎検討,"
2012年春季 第59回 応用物理学関係連合講演会, 17a-E8-10, 早稲田大学, Mar., 2012.
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