权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

擬似表面プラズモンによる熱輻射制御とテラヘルツイメージングへの応用

使用赝表面等离子体激元的热辐射控制及其在太赫兹成像中的应用

基本信息

批准号：
11J00012
负责人：
上羽陽介
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題の目標は、分光イメージング用のテラヘルツ連続波光源に応用可能な熱輻射光源を得ることである。今年度当該研究員は、下記の成果を得た。前年度に検討したメタマテリアルによる輻射光源のように、熱輻射制御を伴うエミッターデバイスは光源面の裏側にヒーターを置き、加熱することが常識であった。本研究では光学的特性だけでなく熱的特性も向上させ、より目的に則し、産業応用が見込めるテラヘルツ光源を見出した。具体的には、表面のメタマテリアル構造を電気的に接続し電力供給することで、メタマテリアルがジュール加熱され、熱輻射光を得る光源である。メタマテリアルが輻射制御だけでなく熱源としての役割も担うことから、このデバイスをメタフィラメントと呼ぶ。上記の接続線が光学アンテナとしても機能すると考えた。シミュレーションの結果、メアンダ型に接続した時にx偏光が最大になることを見出した。また絶縁層の最適条件も割り出し、電子ピーム露光と蒸着、リフトオフに寄るプロセスで作製した。供給電力一定の実験の結果、直接通電加熱方式によってヒーター加熱の25倍強度が強い輻射が得られた。熱源が基板の裏に配置したヒーターではなく表面に位置するので、熱容量を低く抑えられていると考える。別の計算によると、直接通電加熱によって熱容量を12分の一に低減できたことがわかった。これより電気-光エネルギー変換効率を12倍に向上したことを見出した。また直接通電加熱によって半値幅がより狭くなった結果も得られた。直接通電加熱は表面を直接加熱するので、背景輻射がヒーター加熱よりも小さいからであると考える。世界ではじめて直接通電型の熱幅射光源「メタフィラメント」を提案し、このコンセプトによってよりエネルギー効率が高く狭帯域なテラヘルツ光原を実現した。

The purpose of this research is to obtain the optimal thermal radiation light source for spectroscopic applications. This year, when the researcher wrote down the results, he was successful. In the past year, the radiation source and the heat radiation control system were arranged on the inner side of the light source surface. This study focuses on the characteristics of optics, thermal properties, industrial applications, and light sources. The specific structure of the surface is connected to the power supply, heating and thermal radiation. The heat source and radiation control system can be used to control the radiation. Note that the connection line is optical and functional. The results of the study show that the maximum value of x-polarization is obtained when the type of polarization is changed. The optimum conditions for the insulation layer are: cutting off, electron exposure, evaporation, separation, and operation. As a result of constant power supply, direct electrified heating method is used to heat up 25 times the intensity of intense radiation. The heat source is located in the substrate, and the heat capacity is low. The heat capacity of direct current heating is 12 minutes. This shows that the electric-optical conversion efficiency has increased by 12 times. The heat of direct current was applied to the surface of the glass. Direct heating of the surface, direct heating of the surface, background radiation, heating of the surface In the world, the direct current type thermal radiation light source is proposed to have a high efficiency and narrow range thermal radiation light source.