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Kusaba

Last-modified: 2019-10-14 (月) 17:25:14
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草場 哲 / S. Kusaba

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Les Houches, France, March 16th, 2019.

 
IMG_1580_2.jpg

The view from Mt. Daimonji (near Kyoto University), July 20th, 2018.

基礎情報 Information

  • 博士後期課程4回生
  • 研究テーマ: 単原子層物質(単層遷移金属ダイカルコゲナイドが主)の光物性
  • 連絡先: kusabaあっとscphys.kyoto-u.ac.jp
  • 居室: 5号館126号室
  • 趣味: 剣道(四段)、散歩、園芸(特に蓮と瓢箪)、観光(京都の世界遺産は全て巡りました。京都検定は1度受験して、3級)等。
  • その他: 学部時代より科学教育・科学コミュニケーション活動にも興味を持ち、いくつかのイベントに参加させていただきました。
 
  • PhD candidate
  • Research interest: Transition metal dichalcogenides(TMD)
  • E-mail: kusaba /at/ scphys.kyoto-u.ac.jp
  • Office: Bldg.5, room 126
  • I like kendo(the Japanese martial art of swordmanship. My grade is 4th "dan".), gardening(especially I like lotus and gourd.), walking, sightseeing, etc...

igorマクロ置き場

  • (4回生向け)Igorの使い方メモ書き
    • 最終更新日時:2019年9月25日
    • 分かりにくいところや要望がありましたら、連絡ください。気が向いたときに随時更新します。
  • 輝線スペクトルで波長補正を行うためのプログラム
    • 2017.03.13 致命的なバグを見つけましたので、修正しました。
    • rootフォルダ上で使用してください。
    • ピーク検出は極大値を検出します。
    • 波長校正のフィッティングは線形フィットです。
    • 表示したグラフの横軸レンジの調整で、Auto機能は不具合アリです。今後修正します。
    • 不具合・改善点ありましたら教えてください。
  • NanoFinder 2D Mapping 解析用マクロ
    • いつも使っている2D Mapping解析用のマクロを適当に抜き出してきたものです。
    • 関数の抜け等あったらご指摘ください。
  • 軸フォーマット調整&グラフを等間隔にずらすマクロ
    • SetAxisは表示されているグラフの軸のフォーマットを調整する。
      • Axis > Axis standoff : off
      • Axis > Axis Thick : 1.50
      • Axis > Font : Arial
      • Axis > Font Size : 16
      • Axis > Free Position : Fraction of Plot Area, % of Plot Area = 0
      • Tick Dimensions > Location : Inside
    • MoveYAxisは複数のグラフをY軸方向に等間隔にずらすマクロ
  • (2018年8月30日輪読)多層膜の反射の計算をするためのigorファイル
    • 学習用としてご活用ください。
  • 1軸性非線形光学結晶の計算のための関数(Sellmeier方程式はNon-doped LNのものを入れています。必要に応じて書き換えてください。)
  • コンボリューションフィッティング用のユーザー定義関数。 装置関数のWaveをもとに、single exponential decay, double exponential decay またはsingle exponential rise & single exponential decayとコンボリューションします。装置関数Waveの補完は線形補完を用いています。使用前にプログラム中の"instwave"を装置関数のWaveの名前に変えてください。
  • Igorのことを調べてたらIgorで音楽を演奏している人を見つけてしまったので、私もまねして作ってしまいました(またつまらぬものを作ってしまった…)。バッハの管弦楽組曲第2番ブーレIを演奏するプログラムです。解析の一休みにどうぞ(一度演奏を始めると他の操作はできませんのであしからず)。真面目な話をすると、重たい解析や計算を回すときに、終了の合図に「PlaySound」で音を鳴らすのはありなのかもしれない(igorでそんな重たい計算を回すことはあまりない気もするけど…)。
  • バグ等ございましたら、ご指摘いただけると幸いです。
  • 過去の先輩たちのプログラムはこちら谷さんもマクロを作って公開しています。

その他資料

計算メモです。

備忘録

計算とか

  • 波長λ[nm]とエネルギーε[eV]の換算: ε=1239.842/λ ※真空中
    • 800nm → 1.55eV
    • HeNe 632.8nm → 1.96eV
    • Nd:YAG第2高調波 532nm → 2.33eV
  • 1 THz = 4.136 meV = 47.99 K
  • 300 K = 25.85 meV = 6.25 THz
  • 1 K = 0.0862 meV = 20.8 GHz
  • 強度I[W/cm^2]と電場E[V/cm]の換算式 I=1.33×10^-3 E^2
  • パルス幅求めるときは、実際のパルス幅は自己相関関数の幅の1/√2。
  • 波長532nm(2.33eV)の1フォトンのエネルギー=3.7x10^-19 J。1秒間に1000フォトン来たとすると、3.7x10^-16W=0.37fW。
  • 10^6倍の増倍率のPMTで1フォトンを受光すると、1.6x10^-13 C。1秒間に1フォトンを受光すれば0.16pAの電流が流れる。

計算ミスしてたらごめんなさい。

igor

  • 便利ツール
    Data > DataBrowser
    Misc > GraphBrowser
  • imageプロットするときは、2Dデータに対して軸の点数を1点だけ多くする。 1点増やすには「Interpolate」を用いればよい。例えば、元の軸のデータが670点あるとすると、簡単には
   Interpolate/N=671/Y=<new wave name> <wave name>
   Interpolate2/N=671/Y=<new wave name> <wave name>

などのようにすれば点数が1点増やすことができる。ただしこの場合、両端の値が元と同じ値になるため、グラフはわずかにずれることになる。これを気にするような場合は、まず、元の軸のデータ<Ywave>に対して同じ要素数を持つ<Xwave>と1つ多い、<X2wave>を作る。次に

   Xwave=x :{0, 1, 2, 3, ..., 669}というwave
   X2wave=x-0.5 :{-0.5, 0.5, 1.5, ..., 669.5}というwave

などとして、X2waveがXwaveの値の間をとるようにする。そのうえで、Y Dataに<Ywave>、X Dataに<Xwave>、X Destinationに<X2wave>を入れてInterpolateする。このときSmoothing Factorは0とする。

   Interpolate2//T=3/N=671/I=3/F=0/Y=<new wave name>/X=X2wave Xwave, Ywave
  • 要素が100個あるwave0の順番を逆にして新しいwave1をつくるときは
    wave1=wave0[99-x]
    とすればよい。左辺は[x]は不要であることに注意。
  • NaN値かどうかを判定する関数はnumtype関数
  • 文字列の一致を調べるのはstringmatch関数
  • パネル機能を用いるとマクロの操作が楽。
  • 行列への1次元waveの代入操作
    wave1[][3]=wave2[p]
    wave1[7][]=wave2[q]
  • 数値をフォーマット指定して文字列に変えるのはsprintf操作関数
    例えば、num2str関数は数を文字列に変えることができるが、大きい数字に対しては指数表示を行うことになる。これを防ぎたい場合は、例えば次のような関数を作ればよい。
   function/t num2str2(num)
       variable num
       string result
       sprintf result, "%d", num
       return result
   end function
  • waveの結合はconcatenate関数
  • 2Dウェーブへの代入:wave[3,5][10,22]=6 などのようにする。

Lab view

  • 数値「14」を文字列「014」などに変換する際はFormat into stringを用いる

その他便利情報

  • PowerPointで平凸レンズを描くのは、丸と四角を重ねて描いて「書式>図形の結合>重なり抽出」をすればよい。
  • 論文管理ソフトの1つとして、Mendeleyというソフトがある。 ダウンロードした論文pdfファイルの名前を著者名やタイトル、出版社などに変換することができる。また、Microsoft Wordのプラグインがあり、Wordで文章を書くときに、引用文献を入力するのが楽。
  • Illustratorのpdfファイルを保存するときはjpgを選択すると容量が減る。
  • 過去の研究室ピクニックの行先はPastPicnic

工作

実験用に作ったものメモ。何か必要になったら&余裕があったらもっといろいろ作りたい。

  • シャッター / パワーメータ自動出入器
    • Arduino Unoを使って、サーボモータ(私が用いたのはSG92R)を駆動させる。サーボモータの先に板をつければシャッターに、L字材を加工してパワーメータを取り付ければ、自動でパワーメータを出し入れできる。
    • PCからの命令はシリアル通信で行う。LabViewのプログラムは例えばシグマ光機さんのステージを動かすプログラムなどが参考になる。
    • Arduinoからの電源供給はあまり大きくないので、サーボモータの電源は別の電源を用いたほうが良い。負荷がかかった時にはサーボにはかなり電流が流れる。例えばSG92Rは、負荷をかけた時には500mAくらい流れていた。
    • サーボモータに負荷をかけたまま動作状態で放置するのは、寿命を短くするようである。実験後、角度を維持する設定のままサーボモータに負荷がかかった状態で放置していると、最初はピタリと止まった状態でも、やがて何日もするとガタガタ震える状態となり、そして動かなくなる。対策として、サーボに供給する電源Vccにスイッチを入れ、実験以外の時間はOFFにするようにしてみた。現在状況観察中。スイッチをリレーに置き換えて、電源もArduinoで自動ON/OFFしてみるなども楽しい(便利?)かもしれない。あとは、サーボに取り付けているものの重心が回転軸上に来るようにするなどの工夫はするべきだと思うが、そこまで手が回っていない。
    • 今後の課題は、①サーボが壊れにくいような使い方②いかに負担を減らして自作できるか。②については3Dプリンターなどを活用してもよいのかもしれない。
    • 調べてみると、例えば某社の電動シャッターは約6万円、電動フリッパーマウントは約8万円くらいした。今回の自作シャッター・パワーメータ出し入れ器の最低限必要な部分を作るのは工作時間は1日あればいける?Arduinoケースなどを自作するとなお時間がかかるものの、原材料費の安さ、作ろうとすれば同時に複数個作れること(Arduino1個で複数のサーボを制御可能)、さらに自分が使いやすいようにアレンジできることを考えると、自作は悪くないと考える。
    • ご質問等ある場合はご連絡を。
  • 電源装置

静電磁気学関連

2017年度および2018年度に電磁気学演習1のTAをしておりました。そのとき作った資料です。

  • 複数の点電荷についての電気力線のシミュレータを作りました。Excelのマクロ有効ブックです。4次Runge-Kutta法で計算を行っています。静電磁気学の勉強にご活用ください。プログラムのバグ等ございましたら、教えていただければ幸いです。
    Graph0_1.png
    ↑+q,-q,-q,+qの電荷を一直線上に並べた時の電気力線。グラフプロットはIgorを用いた。
  • 等角写像を用いた解法で計算した、xz平面のx>0の領域に広がる電荷を帯びた半無限金属平板の端面でのポテンシャルと電気力線。端に電気力線が集まっている(=電場が強い)ことが分かる。
    等角写像Graph0_1.png
  • 鏡像法を用いて計算した、平面に半球が飛び出た形状の金属と点電荷があるときの電気力線。
    Graph0_7.png
    球面と平面の2種類の境界があるので2つの鏡像電荷、さらに"鏡像電荷の鏡像電荷"を考えることになります。 鏡像法については、本演習の参考図書となっている後藤憲一・山崎修一郎『詳解電磁気学演習』(共立出版株式会社)99頁や、太田浩一『電磁気学の基礎I』(東京大学出版会)74頁などに解説されています。

科学コミュニケーション・科学教育

学部時代より科学コミュニケーション・科学教育に興味を持ち、イベント等に参加させていただいてきました。友人の勧めもあり、とりあえずこちらに簡単にまとめておきます。

  • 親子理科実験教室/算数教室NPOあいんしゅたいん
    学部1回生時より、不定期でアシスタントを担当しています。また、学生が担当する実験教室では企画・講師を務めました。こちらの質問箱にも回答しています。
    • 算数教室で行ったヒストグラムを学ぶための実験「5秒あてゲーム」のExcelプログラムを作りました。
    • 最近の活動(2018年)
      • おもしろ算数塾Hop編 第2回
      • おもしろ算数塾Step編 第2回
      • 親子理科実験教室(夏休み集中コース)1日目・2日目
      • 親子理科実験教室(クリスマス企画)
  • 2018年ノーベル賞の受賞対象となったChirped Pulse Amplificationについて解説を作成しました。
    私たち光物性研究室にも馴染みのある技術です。
  • 資格:教育職員免許状(高等学校・理科・専修)
    教職課程の授業「教職実践演習」ではこちらの展示に関わりました。