多視済済!

100万円台の手作りワイヤグリッド

図1●金属製のワイヤをピッチdで等間隔に配置した場合，入射する電磁波の波長をλとすると，d＜λのときに偏光子として機能する。電場がワイヤに垂直な TM波では，振動方向の線幅が小さいため自由電子の振動が制限されて，TM波は透過する。一方，ワイヤに平行なTE波では，自由電子が電場に平行に振動できるため，TE波を反射する。これにより，ワイヤグリッドは透過光に対して偏光子として作用する。

　前ページの正体は，ワイヤグリッド。0.3T～10THzと，光に近い周波数帯の電磁波を扱う領域で使う偏光子だ＊。一般に，直径10μ～100μm程 度の金属製ワイヤを金属製の枠に渡した構造で，ワイヤに対して平行な偏波は反射し，垂直な偏波は透過する（図1）。その特性は，ワイヤの直径とピッチ，グ リッド面の平たん性などの影響を受け，いかに平行に，等間隔に，たわみなくワイヤを配置するかが性能を決める。

　しかし既存のワイヤグリッドは，タングステン・ワイヤを20μ～200μmのピッチで枠に固定する手作り品で，100万円もする。生産性が悪い上，精度が安定せず，強度も低い。ガラスなどの基板にワイヤを貼るものもあるが，解析が複雑になる。

20万円台の高性能ワイヤグリッド

図2●高透過率タイプは，厚さ50μmの板から造る。1THz帯までの製品を2007年5月から睦コーポレーション（本社愛知県半田市）が製造・販売している。3THzにもメドが付いており，今後は10THzを目指して開発を進める計画だ。

　100万円台を20万円台まで一挙に安くしたのが，村田製作所研究開発センター桂研究室室長の藤井高志氏らのグループだ。同氏らは，精密機械器具メー カーのオリジン（本社京都市）が持つエッチングでふるいを製造する技術を応用し，ワイヤグリッドの低コスト化に成功した（図2）。

　このワイヤグリッドは，SUSの板から造るため表面が平たんで，横桟があるので強度が高い。透過率については，高透過率タイプで95％以上を達成している。

　ところが，この高性能ワイヤグリッドには，最大180mmと，口径に限界があった。板の両側からエッチングするため，広い範囲にわたって位置決め精 度を維持するのが難しいからだ。

１0万円台の西陣フィルター

　精度が高くて丈夫で，安定して造れる大型のワイヤグリッド。それを目指して開発したのが，前ページの西陣フィルターだ。

　高性能ワイヤグリッドを開発した藤井氏は，西陣織の作品展を見て気付いた。織物の技術をワイヤグリッドに生かせば，大口径化できるのではないか。早速， 村田製作所の桂研究室がある京大桂ベンチャープラザに相談すると，「工業分野に西陣の技術を生かせないか」（財木氏）と考えていた財木を紹介された。そし て，西陣フィルターの開発が始まったのである。

　出来上がった西陣フィルターの価格は，1×1.5mで10万円程度。1mm当たり10本のSUSを配置しており，1THzに対応する。

　ただし，絹糸は電磁波を10～15％吸収する。このため西陣フィルターの対応周波数帯は，1.5THzが限界。それ以上の用途では，安価な西陣フィルターを使って性能を確かめてから，より高性能なワイヤグリッドを採用するといいという。

　大口径が必要な用途向けには，緯糸として，より細いワイヤを使う可能性もある。直径が20μmなら，2T～2.5THzに対応できる。絹糸より高価になるが，緯糸にポリエチレンを使えば，3T～4THzにも対応可能。経糸にSUSを使うことも考えられる。

　用途については，例えば，筒状にして導波路として使えないか，という研究者がいる。電磁波を遮断しながら向こう側を見通せる特徴を使えないか，という企業もある。藤井氏によれば，ほかにも「アイデアはある」。

＊　電波法では，「『電波』とは，300万MHz（3THz）以下の周波数の電磁波をいう」と定めており，これより高い周波数は光の領域となる。