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電磁メタマテリアルの原理を応用した未来の電磁メタマテリアル

電磁メタマテリアルとは自然界には無い人工構造物

Reversal of Doppler effect

 ドップラー効果の逆。

Reversal of Cerenkov radiation

 チェレンコフ放射の逆。

Reversal of planar lensing effect

 平面レンズ効果の逆。

Negative refraction

 負の屈折。
 誘電率と透磁率が共に負となる領域で起こります。

Electromagnetic Band-Gap

 EBG(電磁バンドギャップ)。
 誘電率または透磁率の一方が負となる領域で起こります。

Perfect Magnetic Conductor

 PMC(完全磁気導体)。
 特定の周波数で電磁波を位相回転無しに反射する表面性質を持ちます。
 通常の金属表面は、完全電気導体で、電磁波を逆位相で反射します。
 同位相で反射する表面は、メタサーフェスと呼ばれます。
 メタサーフェスは、アンテナ、フィルタ、吸収体などの性能を向上させるために適用されています。
 メタサーフェスで反射した電磁波の位相を制御できます。
 メタサーフェスの設計法:

電磁メタマテリアルを構成する単位素子

 微小単位が、電磁波の波長に比べて充分小さな距離で、人為的に等間隔で配置されます。
 電磁波に対して均質な媒質として振舞うように構成された物質で、電磁メタマテリアルを構成します。

人工誘電体

 金属ワイヤを一定方向に向きをそろえて、等間隔に配置した構造体。

人工磁性体

 人工誘電体とは、Cの字型に一部を切断した金属円環も金属スプリット・リング共振器と呼ばれます。

高分子材料

 真空の屈折率1.0よりも低い屈折率0.35を実現した三次元電磁メタマテリアルも。

フォトニック結晶

 フォトニック結晶とは、屈折率の異なる物質を光の波長程度の周期で規則的に配列させた構造体。
 フォトニック結晶には、フォトニックバンドギャップと呼ばれる光の禁止帯が存在します。
 フォトニックバンドギャップを利用することで、光の閉じ込めや急峻な曲げなどが可能に。
 フォトニック結晶は、光の偏光角や透過帯域などの特性を自由に制御することができます。
 チューナブルフォトニック結晶は、外部信号によって特性を自由に変化させることができます。
 カイラル分子を含むコレステリック液晶や強誘電性液晶は自己組織的に螺旋周期構造となります。
 螺旋ピッチが光の波長程度の場合には選択反射を示します。
 選択反射とは、螺旋の巻き方向と同じ円偏光の光だけが選択的ブラッグ反射されるもの。
 螺旋周期構造は擬一次元フォトニック結晶とみなすことができます。
 カイラル分子の濃度で螺旋を巻く力を制御できるため、螺旋ピッチの制御も容易。
 導体損のない誘電体周期構造であるフォトニック結晶も研究中。

電磁バンドギャップ(EBG)

 電磁バンドギャップとは、電磁波伝播が禁止される帯域のことです。
 誘電率または透磁率の一方が負となる領域では、電磁波の伝播が禁止されます。
 無線回路とアンテナを備えた通信機の電磁ノイズで低下していた受信感度がEBGで向上します。

未来の電磁メタマテリアルとなる電子の浄化ツール

 DS元気は、未来の電磁メタマテリアルです。
 名前そのままで、マイナス感情も浄化するDS元気です。

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外部リンク

Wikipedia


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