メタレンズの設計、作製方法と応用技術【提携セミナー】

　　セミナー　　半導体/電子　　電子部品/デバイス　　メタレンズの設計、作製方法と応用技術【提携セミナー】

開催日時	2025/9/30（火）10:00~17:00
担当講師	志村努氏岩見健太郎氏稲秀樹氏上野山聡氏
開催場所	Zoomによるオンライン受講
定員	30名
受講費	66,000円（消費税込・資料付き）

★メタサーフェス、メタレンズの原理、機能、設計手法から応用事例までその可能性を探る

メタレンズの設計、作製方法と応用技術

【提携セミナー】

主催：株式会社技術情報協会

講座内容

本セミナーでは、メタサーフェスを用いた光の変調原理や素子設計の基本的な考え方について解説します。また、メタ位相子やメタ偏光子など、フラットオプティクスの素子をいくつか取り上げ、特に振幅、位相、偏光の2つ以上の要素を同時に変調する素子の可能性についても議論します。
本講座では，誘電体メタサーフェスの設計原理と，その多様な応用について解説します．設計に関しては，光線光学と波動光学それぞれを用いたシミュレーション事例についても解説します．また，メタサーフェスの製造方法について，いくつかの材料（Ｓｉ，ＳｉＮなど）について実際の例を挙げて解説します．メタレンズ・メタサーフェスの応用例について講師の研究室での成果や世界的動向を解説します．
本講座では、メタレンズの等価アッベ数を定義し、その色収差特性を光学シミュレーションを通じて定量化し、従来レンズとの構成の結像光学系の設計手法を理解して頂くことを目的とする。
本講座では、メタサーフェス構造を活用して光検出器の性能を向上させる取り組みについて紹介します。
メタサーフェスは一般的に、光の波面制御やレンズ機能の実装など光学系側の制御に焦点を当てて用いられることが多いですが、本講座ではそれとは異なる視点から、光検出器側の機能改善にメタサーフェスをどのように応用できるかに着目します。本講座を通じて、波面形成だけでなく光の集光や選択的な光制御を通じた検出性能の改善など、メタサーフェスの新たな応用可能性について学んでいただける内容となっています。

習得できる知識

【第1部】

メタサーフェスとは何であるか、フラットオプティクスとは何であるか、の理解
メタサーフェスによって光がどのように変調されるか、の理解
メタサーフェスでできること、できないこと、の理解
フラットオプティクスの可能性に関する基礎的知識の習得

【第2部】

誘電体メタサーフェスの基礎的な設計理論
Jones行列によるメタサーフェスの設計
メタサーフェス・メタレンズの応用事例

【第3部】

メタレンズの等価アッベ数
光線追跡を使用した従来レンズとメタレンズを併用した光学系設計法

【第4部】

メタサーフェスの基本原理（位相制御、構造設計など）の理解
メタサーフェスを活用した光検出器の応用例の理解
メタサーフェスによる光の集光・回折現象の物理的背景と制御方法の習得
メタサーフェス一体型光検出器の設計・作製・評価手法の理解
プラズモニック構造を用いた光検出器の高感度化および時間分解能改善のアプローチ

担当講師

東京大学　名誉教授　志村努氏

東京農工大学　大学院工学研究院　教授　岩見健太郎氏

興和オプトロニクス(株)　技術顧問　稲秀樹氏

浜松ホトニクス(株)　中央研究所　第2研究部　集中プロジェクト　サブリーダー　上野山聡氏

セミナープログラム（予定）

＜１０：００～１１：３０＞
１．メタサーフェスの原理、作製手法と平面光学素子への応用技術

東京大学　志村努氏

１．メタサーフェスの構造・種類
1.1 通常の光学材料
1.2 メタマテリアル
1.3 メタサーフェス
1.4 メタアトム

２．メタサーフェスによる光の変調
2.1 電気双極子モデル
2.2 実効屈折率モデル
2.3 導波路モデル
2.4 ミー散乱
2.5 メタアトム間のカップリング

３．メタレンズ・メタホログラム等の基礎と応用
3.1 メタレンズの原理
3.2 メタサーフェスによる光線の屈折
3.3 正弦条件
3.4 色消しメタレンズ
3.5 大口径メタレンズ
3.6 メタホログラム

４．フラットオプティクス素子の可能性
4.1 メタ位相子
・1/2波長板
・1/4波長板
4.2 メタ偏光子
4.3 メタ振幅変調素子
4.4 複合機能素子

＜１２：１０～１３：４０＞
２．誘電体メタサーフェスの設計、作製方法とメタレンズへの応用

東京農工大学　岩見健太郎氏

１．誘電体メタサーフェスの原理

２．誘電体メタサーフェスの設計
2.1 導波路理論
2.2 Jones行列によるメタサーフェスの表現と設計
2.3 メタサーフェスのシミュレーション

３．誘電体メタサーフェスの製作

４．誘電体メタサーフェスの応用
4.1 回転型可変焦点メタレンズ
4.2 直線偏光分離メタレンズ
4.3 可変焦点・偏光分離メタレンズ
4.4 トップハット照明メタレンズ
4.5 メタサーフェスホログラフィ
4.4 原子時計用多機能集積化メタレンズ

５．まとめ

＜１３：５０～１５：２０＞
３．メタレンズの等価アッベ数と色収差補正技術

興和オプトロニクス(株)　稲秀樹氏

１．メタレンズの等価アッベ数

２．ベクトルモデルによる等価アッベ数の算出

３．光線追跡を使用した設計手法

＜１５：３０～１７：００＞
４．メタサーフェスを実装した光検出器の開発と性能向上

浜松ホトニクス(株)　上野山聡氏

１．メタレンズを用いた光検出器の実装
1.1 光検出器へのメタレンズ導入のモチベーション
1.2 メタレンズの光学特性評価手法と結果
1.3 メタレンズ集光時の光検出器の計測結果
1.4 メタレンズ一体型光検出器の実装方法
1.5 メタレンズ一体型光検出器の計測結果

２．時間分解能改善に向けたプラズモニックフィルタの検討
2.1 時間分解能改善に向けたシンチレーターの課題
2.2 時間分解能改善に向けたプラズモニックフィルタの原理とアプローチ
2.3 プラズモニックフィルタの設計・作製・測定結果
2.4 プラズモニックフィルタ導入時の時間分解能改善に関するシミュレーション結果

３．プラズモニック回折構造による近赤外感度の向上
3.1 近赤外領域における感度向上の課題とプラズモニック回折構造の適用
3.2 プラズモニック回折構造の動作原理
3.3 プラズモニック回折構造の作製および測定結果

４．まとめ