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電磁波の位相速度制御方法及び位相速度制御構造 新技術説明会

Patent code P160012919
File No. FU527
Posted date 2016年4月19日
Application number 特願2013-102527
Publication number 特開2014-222861
Patent number 特許第6217963号
Date of filing 平成25年5月14日(2013.5.14)
Date of publication of application 平成26年11月27日(2014.11.27)
Date of registration 平成29年10月6日(2017.10.6)
Inventor
  • 谷 正彦
  • 左近 知也
  • 竹嶋 大貴
  • 都築 聡
  • 山本 晃司
  • 栗原 一嘉
  • 古屋 岳
  • 桑島 史欣
Applicant
  • 国立大学法人福井大学
  • 学校法人金井学園
Title 電磁波の位相速度制御方法及び位相速度制御構造 新技術説明会
Abstract 【課題】 簡単かつ低コストで電磁波の位相速度の制御が可能な方法を提供する。
【解決手段】 電磁波照射手段から照射された電磁波の位相速度を制御する方法であって、少なくとも電磁波が伝搬する表面が表面プラズモン結合を生じさせる金属で形成された平行平板導波路と、この平行平板導波路に前記電磁波を導入する導入手段とを準備し、前記平行平板導波路の幅を前記電磁波の波長以下とし、前記電磁波が伝搬する前記平行平板導波路の表面粗さを変化させることで前記電磁波に対する前記平行平板導波路の有効屈折率を変化させ、これにより前記導入手段から前記平行平板導波路に導入した電磁波の位相速度を制御するようにした。
【選択図】図7
Outline of related art and contending technology

この種の周波数領域の中では、特にテラヘルツ波帯の電界強度を検出することで非破壊的に検査等を行う技術が近年開発され、例えば、X線装置に代わる安全な透視検査装置を構成してイメージングを行う技術などへの利用が進んでいる。また、物質内部の吸収スペクトルや複素誘電率を求めて分子の結合状態などの物性を調べる分光技術、キャリア濃度や移動度、導電率などの物性を調べる計測技術、生体分子の解析技術などへの利用も進められている(例えば、特許文献1,2,3参照)。

Field of industrial application

本発明は、電磁波の位相速度の制御が可能な方法及びその構造に関し、特に、周波数30GHz~30THz,波長10mm~10μmの周波数領域の電磁波の位相速度制御方法及びそのための構造に関する。

Scope of claims 【請求項1】
電磁波照射手段から照射された30GHz~10THzの電磁波の位相速度を制御する方法であって、
少なくとも前記電磁波が伝搬する表面が表面プラズモン結合を生じさせる金属で形成された平行平板導波路と、この平行平板導波路に前記電磁波を導入する導入手段とを準備し、
前記平行平板導波路の幅を前記電磁波の波長以下とし、
前記電磁波が伝搬する前記平行平板導波路の表面粗さを変化させることで前記電磁波に対する前記平行平板導波路の有効屈折率を変化させ、これにより前記導入手段から前記平行平板導波路に導入した電磁波の位相速度を制御すること、
を特徴とする電磁波の位相速度制御方法。

【請求項2】
前記有効屈折率と前記表面粗さとの関係が、縦軸を有効屈折率、横軸を表面粗さとした両対数グラフにデータフィッティングの結果をプロットしたときに単調増加のグラフで表わされるものであること特徴とする請求項1に記載の電磁波の位相速度制御方法。

【請求項3】
前記単調増加のグラフが直線的であることを特徴とする請求項2に記載の電磁波の位相速度制御方法。

【請求項4】
前記導入手段は、レンズ又は少なくとも電磁波が伝搬する表面が前記電磁波との間で表面プラズモン結合を生じさせる金属で形成され出口の幅が前記電磁波の波長以下の寸法に形成された先細状の溝であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の電磁波の位相速度制御方法。

【請求項5】
前記先細状の溝がV溝で、前記V溝の頂部の角度は、前記V溝に入射される電磁波の集束角に基づいて決定されることを特徴とする請求項4に記載の電磁波の位相速度制御方法。

【請求項6】
電磁波照射手段から照射された30GHz~10THzの電磁波の位相速度を制御する構造であって、
少なくとも前記電磁波が伝搬する表面が表面プラズモン結合を生じさせる金属で形成された平行平板導波路と、
この平行平板導波路に前記電磁波を導入する導入手段とを有し、
前記平行平板導波路の幅を前記電磁波の波長以下とし、
前記平行平板導波路の表面の表面粗さが、前記平行平板導波路の有効屈折率に対して予め設定された関係で形成され、前記表面粗さを変化させることで前記平行平板導波路に導入した電磁波の位相速度を制御すること、
を特徴とする電磁波の位相速度制御構造。

【請求項7】
前記表面粗さが、前記有効屈折率に対して、縦軸を有効屈折率、横軸を表面粗さとした両対数グラフにデータフィッティングの結果をプロットしたときに単調増加のグラフで表される関係で設定されていることを特徴とする請求項6に記載の電磁波の位相速度制御構造。

【請求項8】
前記単調増加のグラフが直線的であることを特徴とする請求項7に記載の電磁波の位相速度制御構造。

【請求項9】
前記導入手段は、レンズ又は少なくとも電磁波が伝搬する表面が前記電磁波との間で表面プラズモン結合を生じさせる金属で形成され、出口の幅が前記電磁波の波長以下の寸法に形成された先細状の溝であることであることを特徴とする請求項6~8のいずれかに記載の電磁波の位相速度制御構造。

【請求項10】
前記先細状の溝がV溝で、前記V溝の頂部の角度は、前記V溝に入射される電磁波の集束角に基づいて決定されていることを特徴とする請求項9に記載の電磁波の位相速度制御構造。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2013102527thum.jpg
State of application right 登録
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