| 講演名 | 2013-01-25 電子・光子両状態制御に基づく単峰・狭帯域熱輻射光源の設計(フォトニック,NW・デバイス,フォトニック結晶,ファイバとその応用,光集積回路,光導波路素子,光スイッチング,導波路解析,一般) 井上 卓也, 浅野 卓, デゾイ サメナカ, オスクーイ アドバン, 野田 進, |
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| 抄録(和) | 狭帯域に発光する熱輻射光源は、高効率赤外光源や熱光起電力発電等への応用が期待される。本研究では、量子井戸(QWs)のサブバンド間遷移(ISB-T)による光吸収係数の制御と、2次元フォトニック結晶(PC)スラブによる光共振作用を組み合わせることにより、単峰・狭帯域な熱輻射光源を設計した。設計においては、サブバンド間遷移の吸収帯域における光共振モードの単一化を行い、かつその共振モードにおける吸収レートと放射レートを適切に調整した。その結果、単峰・狭帯域(Q>100)・高放射率(～09)かつ狭放射広がり角(～20°)なスペクトルを有する熱輻射光源の設計が実現した。また、設計光源においては、面垂直方向に一定のピーク強度を得るために必要な入力パワーを黒体光源と比較して1/200程度に抑えられることが数値計算により明らかとなった。 |
| 抄録(英) | Narrow-bandwidth thermal emitters are desired for applications such as highly-efficient infrared light sources and thermophotovoltaic devices. In this report, we describe a procedure for designing single-mode very-narrowband thermal emitters based on absorption coefficient control by intersubband transition (ISB-T) in quantum wells (QWs) and optical resonance in two-dimensional photonic crystal (2D-PC) slabs. We position a single isolated mode of the PC within the absorption range of ISB-T, and precisely match the mode's radiation rate with its absorption rate. The optimized emitters show single-peak emission with a quality factor Q >100, an emissivity of ~0 9, and a radiation divergence cone of ^～20-. We also theoretically demonstrate that the required input power for one of our designed emitters to maintain a given peak intensity in the surface-normal direction is as little as 1/200 of that for the blackbody emitter. |
| キーワード(和) | 熱輻射制御 / フォトニック結晶 / 量子井戸 / サブバンド間遷移 |
| キーワード(英) | Thermal radiation control / Photonic crystal / Quantum well / Intersubband transition |
| 資料番号 | PN2012-58,OPE2012-167,LQE2012-159,EST2012-94,MWP2012-76 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | PN |
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| 開催期間 | 2013/1/17(から1日開催) |
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| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Photonic Network (PN) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 電子・光子両状態制御に基づく単峰・狭帯域熱輻射光源の設計(フォトニック,NW・デバイス,フォトニック結晶,ファイバとその応用,光集積回路,光導波路素子,光スイッチング,導波路解析,一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Design of single-mode narrow-bandwidth thermal emitters via control of electronic and photonic states |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 熱輻射制御 / Thermal radiation control |
| キーワード(2)（和/英） | フォトニック結晶 / Photonic crystal |
| キーワード(3)（和/英） | 量子井戸 / Quantum well |
| キーワード(4)（和/英） | サブバンド間遷移 / Intersubband transition |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 井上 卓也 / Takuya INOUE |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 京都大学大学院工学研究科 Graduate School of Engineering, Kyoto University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 浅野 卓 / Takashi ASANO |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 京都大学大学院工学研究科 Graduate School of Engineering, Kyoto University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | デゾイ サメナカ / ZOYSA Menaka DE |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 京都大学大学院工学研究科 Graduate School of Engineering, Kyoto University |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | オスクーイ アドバン / Ardavan OSKOOI |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 京都大学大学院工学研究科 Graduate School of Engineering, Kyoto University |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 野田 進 / Susumu NODA |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 京都大学大学院工学研究科 Graduate School of Engineering, Kyoto University |
| 発表年月日 | 2013-01-25 |
| 資料番号 | PN2012-58,OPE2012-167,LQE2012-159,EST2012-94,MWP2012-76 |
| 巻番号（vol） | vol.112 |
| 号番号（no） | 398 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |