可変メタサーフェスを利用した光位相変調素子

1. はじめに

波長よりも小さな単位構造からなるメタマテリアルは,構造に依存した屈折率を人為的に設計できる。負の屈折率などの自然界には存在しない屈折率が実現できるなどの特徴を持つ。しかし,光の周波数帯におけるメタマテリアルは,サブ波長3次元微細加工の困難さという問題を抱えており,近年は2次元的なメタマテリアルであるメタサーフェスの分野に注目が集まっている。

メタサーフェスは,基板上にサブ波長スケールの単位構造を配列した素子である。単位構造によって光波に位相遅延を与えたり,配列分布の工夫によって波面を制御したりすることができる。リソグラフィ技術との親和性の高さから製作が比較的容易であり,レンズ・偏光素子からホログラフィまで幅広い応用研究が進展しており,可視光から近赤外光で動作する様々な素子が作成されている1〜5)

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