Verification of broadband control of complex transmittance matrix for electromagnetic waves using Brewster metafilms

使用布鲁斯特超薄膜验证电磁波复杂透射矩阵的宽带控制

• 批准号: 21K04192
• 负责人: 玉山 泰宏
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04192/
• 关键词: メタマテリアル; 電磁波; ブリュースター現象; 広帯域制御; 群遅延; 異方性; 旋光性; 偏光

本研究では、厚さが1メタ原子層のメタマテリアルであるメタ薄膜におけるブリュースター現象を利用することで、電磁波の異方性も含めた広帯域複素透過率制御が実現できることを示す。今年度は、直線偏光基底での異方性も含めた広帯域複素透過率制御の実証として、広帯域波長板の実現に取り組んだ。電気双極子のみが誘起されるメタ原子を用いて、ブリュースター現象が生じるようにメタ薄膜を形成すると、メタ薄膜はp偏光に対してはオールパスフィルター、s偏光に対しては透明な媒質として振舞う。そのため、直交する直線偏光成分がそれぞれp偏光となるように、入射面の向きが90度異なる2種のメタ薄膜を積層させることにより、直交する直線偏光成分の複素透過率を独立に制御できる。この電磁波制御手法の実証として、2つの異なる周波数依存性をもつ広帯域波長板を設計した。1つ目の波長板はメタ薄膜の共振周波数から離れた周波数領域を利用することにより、透過位相の周波数に対する変化が小さくなるようにした広帯域波長板である。2つ目の波長板はメタ薄膜の共振周波数付近を利用することにより、透過位相の周波数に対する変化が大きくなるようにした広帯域波長板である。これら2つの波長板は、広帯域で直交する直線偏光成分に対する透過位相差が一定であるという点では同じであるが、透過位相の周波数に対する変化が異なるので群遅延は異なる。このことはメタ薄膜におけるブリュースター現象を利用することにより、直線偏光基底において、透過率、透過位相、群遅延、さらには、群遅延分散の周波数依存性まで同時に考慮した形で電磁波制御が行える可能性があることを示唆している。この技術は、情報処理をはじめとした広帯域電磁波を扱う応用の発展につながるものである。

This research demonstrates that the anisotropic and wide-range complex element transmittance control of electromagnetic waves can be realized by utilizing the phenomenon of optical fibers in thin films as thick as 1-meter atomic layer. This year, the anisotropy of linearly polarized substrates includes the realization of multi-spectral transmittance control and the realization of multi-spectral wavelength plates. The electric dipole is induced by the atom, and the phenomenon of polarization occurs. The linear polarization components of the two films are controlled independently of each other in terms of the complex transmittance of the linear polarization components. This electromagnetic wave control method is based on the frequency dependence of the frequency domain wavelength plate. 1. Wavelength plates of thin films are used to reduce the resonance frequency of thin films and to reduce the frequency of thin films. 2. The wavelength of the optical fiber is close to the resonance frequency of the thin film. The wavelength of the optical fiber is close to the resonance frequency of the thin film. 2. The wavelength of the wavelength plate is perpendicular to the wavelength band. The transmission phase difference is constant. The transmission phase is different from the wavelength band. The dependence of the transmission phase, the group delay, the group delay and the frequency of the linearly polarized substrate on the frequency of the electromagnetic wave is also considered. The technology and information processing of electromagnetic waves in the wide range of applications

项目成果

Broadband Control of Group Delay Using the Brewster Effect in Metafilms

• DOI: 10.1103/physrevapplied.18.014029
• 发表时间: 2022-07
• 期刊: Physical Review Applied
• 影响因子: 4.6
• 作者: Y. Tamayama;Hiromu Yamamoto

ブリュースターメタ薄膜による複素透過率の周波数および偏光依存性制御

布儒斯特元薄膜对复透射率的频率和偏振相关控制

• 发表时间: 2023
• 作者: W. Wang;Z. Zhang;S. Liu;X. Wang;Y. Tsuji;and J. Xu;桑村有司;Yasuhiro Tamayama and Hiromu Yamamoto;玉山 泰宏
• 通讯作者: 玉山 泰宏

メタミラーを含むファブリペロー共振器を用いたマイクロプラズマ生成

使用包含超镜的法布里-珀罗腔生成微等离子体

• 发表时间: 2022
• 作者: 佐藤 鷹之介;玉山 泰宏
• 通讯作者: 玉山 泰宏

メタマテリアルを用いたテラヘルツ波の群遅延制御

使用超材料对太赫兹波进行群延迟控制

• 发表时间: 2021
• 作者: Hironaka Yuki;Yamae Taiki;Ayala Christopher L.;Yoshikawa Nobuyuki;Takeuchi Naoki;玉山 泰宏
• 通讯作者: 玉山 泰宏

長岡技術科学大学 メタマテリアル研究室

长冈工业大学超材料实验室