【手続補正書】
【提出日】平成20年6月6日(2008.6.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記誘電体ホストは基板を備え、前記構成要素の少なくとも１つの格子は、導電要素の２つの分散格子を含んでおり、前記勾配構造はさらにそこに入射する電磁波を集束するよう構成されている、請求項１に記載のメタマテリアルレンズ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
前記少なくとも１つの誘電体基板層は、ガラス、シリコン、石英およびポリマーのうち１つまたは複数からできたプリント基板を備え、
前記通路は、前記２つの平坦な対向面の少なくとも１つに対して開き、前記導体で充填されるビアを備えている、請求項１３に記載の複合メタマテリアル。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６２】
インダクタンス／キャパシタンスの比率を変えることによって、誘導電流（抵抗損を導く）の誘導電圧（誘電損失を導く）に対する相対的な大きさを変えることで損失が最小限になる。つまり、電界（ＣＶ２／２）と磁界（ＬＩ２／２）とに蓄えられたエネルギー間で通常、振動する共振回路は、Ｌ／Ｃ比を変えることによってＶ／Ｉ比を変えることができる。これには実際的な限界がある。つまり、伝搬するＥＭモードと結びつけなければならないＳＲＲによって設定された最小のインダクタンスおよびキャパシタンスがある。いずれかの損失機構が低減すると、より低い純損失という利益を達成することができる。空気を含む、低損失の誘電体を用いることは、損失を低減する１つの手段である。例えば図１５（ｃ）で示されているように、構造物に用いられる積層材料に伴う損失を低減するためにギャップが用いられる場合、先に論じた回路基板のＮＩＭ構造の変更がある。
Ｅ（５）ＴＨｚ周波数に有用なメタマテリアル
従来技術においてマイクロ波周波数で利用可能なメタマテリアルには、二重スプリットリング共振器（ＤＳＲＲ）が含まれ、４つのＤＳＲＲが図２４（ａ）で概略的に示されている。４つが図２４（ｂ）に概略的に示されているが、単一スプリットリング共振器（ＳＲＲ）はさらに有用な共振器である。別の共振器の構成は、図２４（ｃ）で示されたＴＨｚを含む高周波で使用可能であると考えられている。図２３（ａ）および（ｂ）のＤＳＲＲとＳＲＲは、他の構造に加え、同様に、ＴＨｚを含む高周波で有用であると考えられている。さらに別のリング共振器（Ｃ字型リング共振器）が図２３（ｄ）に示されている。二重のＣ字形リング共振器も可能である。図２３の共振器の全ては、本発明の例示的なメタマテリアルの実施形態において用いることができる。共振器はまた、例えば直線格子のワイヤ導体など、追加の導体と組み合わされてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６９】
これらの例示的なステップを繰り返すことによって、一連の反復ＳＲＲと細線が作製される。あるいは、これらのステップを利用して、図２５に図示するように、アレイ内に配置された複数の単位セルを同時に形成できる。したがって、図２５に示したような、複数または多数の個々のセルを備えたメタマテリアルを製造できる。本発明のこのおよび他のＭＥＭＳ製造方法によって、これら２つの微細構造構築ブロックを統合する効果的な方法を提供し、高周波数ＮＩＭを形成することができる。
Ｅ（６）ＮＩＭによる空間フィルタリング
本発明の受動ＮＩＭの１つの例示的な用途は、空間フィルタリングであって、空間フィルタリングでは入射界分布が平坦材料に変化を受ける。空間フィルタリングの概念が図２６で示され、図２６（ａ）に従来の空間フィルタリングが示され、図２６（ｂ）に本発明のＮＩＭを用いた空間フィルタリングが示されている。図２６（ｂ）に示されたＮＩＭ素子は、異方性ＮＩＭの補償二重層から形成されている。１つまたは複数のタイプの異方性ＮＩＭを含む複合体が、従来の多要素システムと同じ空間フィルタリング機能をコンパクトに実行できる。薄い平坦な（受動）ＮＩＭ平板が１つまたは複数の入射角に対して選択される。このような材料は、ラドームなどの構造に適切に一体化されて、例えばＲＦ通信の検知を低減することに用途を見出すことができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７３】
Ｘ帯域のマイクロ波の範囲内で動作する１つの例示的な活性ＮＩＭの概略的な図が図２８に示されている。ｐＦキャパシタンスを備えた４：１の調整範囲を有する電圧バイアス可変キャパシタンスである、Ｍｉｃｒｏｓｅｍｉ社のバラクタが右側に示されている。パッケージは工業規格０４０２の大きさで、高容積の組み立てに対して、市販のピック・アンド・プレース機械で適切に加工される。左側には、活性ＮＩＭアセンブリが示されている。電気誘電率に用いられる銅ワイヤの層が、スプリットリング組立面の下に（明確にするため支持されずに）示されている。１つのリングにつき２つのギャップを有した３×４のスプリットリングアレイが回路基板上に示されている。バラクタが各ギャップに跨り、動的に調節可能なキャパシタンスを与える。バラクタは、最大２０Ｖの電圧を印加することによって調整される。このバイアス電圧は、図２８に示すラインによって供給される。本質的には電流（充電する最初のキャパシタンスを超えて）は流れないため、バイアスを供給するのに極めて低い導電ラインを使用できる。高抵抗ラインは、制御ラインによって隣接セルがショートするのを防ぐ。ＲＦに対して高インピーダンスを示すが、制御信号に対しては低インピーダンスを示す大きな誘電性ラインを用いることもできるが、製造における課題を提示する。ポリマーベースの導体または顆粒の黒鉛材料を含む、多数の低導電性材料を用いることができる。バイアスラインがＶｂとグラウンドに交互にバイアスをかけること、および交互の列のバラクタの物理的配向が、セルにバイアスをかける簡単な手段を収容するために逆向きにされることに留意されたい。
Ｅ（８）能動回路により損失低減されたメタマテリアル
抵抗回路網において抵抗損失の平衡を取るために能動回路が適用可能である。この潜在的に重要な技術は、全周波数範囲にわたり、特に光学的ポンプ材料が容易に得られる場合において価値がある。しかし、低周波数では、既成の増幅器と等価な構成部品とを用いて、技術を研究して開発することにより、制御損失の基本概念を探求できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７５】
純位相応答が回路内に存在する場合、その位相応答は残りの材料の位相応答に加わり、この位相応答を利用して材料の負の屈折率特性をさらに制御できる。このような回路は、基本構成要素を操作する必要がある周波数、例えば低いＧＨｚ範囲で、操作する制約がある可能性がある。構成要素のサイズもまた、それらの使用をより長い波長に制限する可能性がある。
Ｅ（９）非線形メタマテリアル
それ自体が周波数分散性を有するメタマテリアル構造に非線形性を組み合わせることによって、潜在的に有用な種類の挙動を導くことができる。例えば、局所的な電界が共振メタマテリアル要素の容量性領域で著しく増加するため、このような構造に意図的に配置される非線形材料の特性を大幅に向上することができる。カーの非線形性（すなわち屈折率が、形態ｎ＝ｎ１＋ｎ２Ｅ２を有する）を有する材料がＳＲＲアレイに埋め込まれる場合、光双安定性の形態が生じることが示されてきた。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７８】
実施例には、分散型の正屈折率の材料と負屈折率の材料との組み合わせから形成される構造が含まれている。構造の別の種類は、非線形性を備えたＮＩＭである。多種多様な用途が、種々のタイプの非線形性を表すＮＩＭについて示唆されてきた。前の実施例のように、低周波数では、適切にバイアスをかけられたダイオードなどの非線形素子を、負の屈折率を有するメタマテリアルを作製するのに利用できる。負の屈折率を持つメタマテリアルは、入射電磁界に対して非線形の応答を示す。
Ｅ（１０）活性高周波ＮＩＭ
ＮＩＭに能動制御および非線形要素を埋め込むための２つの好ましいルートがある。上述のように、離散電気構成部品の、回路基板ベースのＮＩＭ構造との統合およびＮＩＭ構造のカスタムメイドの半導体材料との統合である。後者は活性要素を含んでいる。離散型構成部品を用いた前者の方法は、実行し、設計方法を試験するのがより簡単であるが、２０ＧＨｚ以下の周波数に限定される。後者の方法は、カスタムメイドの活性要素がＬＨＭ構造と同じ半導体基板上にリソグラフィでパターン化された状態で、活性要素に対して、最終的には、かなり高い中心動作周波数を可能にする。これは１００〜２００ＧＨｚおよびそれ以上に近づき得るが、開発作業において大幅な高コストと長い準備期間を生じさせる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７９】
あるいは、ディスクリートであるがパッケージされていない構成部品の使用に関して、１００μｍオーダーのチップダイサイズを２つを組み合わせる方法によって、十分に高度な回路基板のような技術で、かなり高い周波数での操作を可能にして、ＭＥＭＳ技術を用いてパターン化されたおそらくは半導体（例えばＳｉおよびポリＳｉ）基板を用いて、高度に研磨された硬い半導体によって提供される硬質の超平坦表面にバイアおよび対応する内部接続能力を加えることができる。
Ｅ（１１）調整可能なＴＨｚのＮＩＭ
ＴｉＯ２の誘電体機能は、印加電場によってＴＨｚ周波数において変更できる。図３１に概略的に示された本発明の例示的な素子がこの目的で製造されてきた。２０００オングストロームのＴｉＯ２層が、物理蒸着法（ＰＶＤ）を用いて、ドープされたＳｉの上に成長して、底部電極として機能する。この構造における上部電極の役割は、絶縁体であるポリ３ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）の膜によって果たされる。しかし、電荷が電界効果ドーピングによって注入されると、Ｐ３ＨＴは、室温で大きな導電性を示す。このＦＥＴの形状が、印加電場の下で、ＴｉＯ２のＴＨｚおよび赤外線研究のために採用されてきた。素子の新規性には、遠赤外線から近赤外線への伝搬実験に適した、大面積（＞１ｃｍ２）の「グリッド電極」構造が、近赤外線がＳｉ基板のバンドギャップによって遮断された状態で、含まれている。ドーパントの濃度が１０１８ｃｍ−３範囲内にあって、基板したがって素子構造全体が、ＴＨｚ以下から最大Ｓｉのバンドギャップエネルギーまで高い透過率Ｔ（ω）＝２０〜３０％を示している。