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Development of terahertz-cavity enhanced spectroscopy system

Research Project

Project/Area Number 17K05599
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Atomic/Molecular/Quantum electronics
Research InstitutionOsaka City University

Principal Investigator

Nashima Shigeki  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 講師 (90347485)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsテラヘルツ波 / エンハンスメント共振器 / テラヘルツ時間領域分光法 / キャビティ増強吸収分光法 / テラヘルツ-キャビティエンハンスト分光 / 分光センシング / 増強効果 / フェムト秒レーザー / エンハンスメント共振 / 高繰り返し周期フェムト秒レーザー / 時間領域分光法
Outline of Final Research Achievements

We have developed terahertz-time domain spectroscopy (THz-TDS) system using enhancement cavity. We observed temporal waveforms of 7th-round-trip THz pulses under the asynchronous cavity condition. We also found that maximum effective absorption length of the THz-TDS with enhancement cavity was over 20 at 0.29 THz. These results were expected the applicability of this technique to cavity-enhanced THz-time domain spectroscopy for trace chemical substance.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

共振器で閉じ込められたテラヘルツ波(電磁波)は増強されるだけでなく,同じ光路を何往復もすることから伝搬中の媒質との相互作用が増える為,分光センシングにも応用することができる.この技術を用いて光の領域では,高感度なレーザー吸収分光法として近年利用が進められている.しかしながら,テラヘルツ波領域では未だこの様な分光技術は確立されていない.指紋スペクトルや低エネルギー領域の特徴的な吸収がTHz波領域では見られることから,本研究の技術が確立されれば微量な分子分光や生化学反応などが求められる学術的な研究や同位体分析や呼気検査などの分光センシングへの応用が期待される.

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (9 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] リング型共振器によるInAsから発生したテラヘルツ波の増強2018

    • Author(s)
      三山恭弘,村岡勇宜,中川慶一,菜嶋茂喜,瀧田佑馬,熊谷寛
    • Journal Title

      日本赤外線学会誌

      Volume: 28 Pages: 83-90

    • NAID

      40021653013

    • Related Report
      2018 Research-status Report 2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ウィスパリングギャラリーモード共振器を用いたテラヘルツ時間領域全反射減衰分光2019

    • Author(s)
      岡田大河,中川 慶一,三山 恭弘,植村 祥伍,菜嶋 茂喜
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] WGM共振器を用いたテラヘルツATR法の高感度化2019

    • Author(s)
      岡田大河,中川慶一,三山恭弘,植村祥伍,菜嶋茂喜
    • Organizer
      第28回日本赤外線学会研究発表会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 内部型エンハンスメント共振器によるテラヘルツ波の増強2018

    • Author(s)
      三山恭弘,植村祥伍,菜嶋茂喜,瀧田佑馬,熊谷寛
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 外部型エンハンスメント共振器によるテラヘルツ波の増強2018

    • Author(s)
      植村祥伍,村岡勇宜,中川慶一,三山恭弘,菜嶋茂喜,瀧田佑馬,熊谷寛
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] エンハスメト共振器を用いたテラヘルツ分光の高感度化2018

    • Author(s)
      植村祥伍,村岡勇宜,中川慶一,三山恭弘,菜嶋茂喜,瀧田佑馬,熊谷寛
    • Organizer
      レーザー学会研究会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] リングキャビティによるInAsから発生したテラヘルツ波の増強2018

    • Author(s)
      三山恭弘,村岡勇宜,中川慶一,菜嶋茂喜,瀧田佑馬,熊谷寛
    • Organizer
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] リング型共振器によるInAsから発生したテラヘルツ波の増強2018

    • Author(s)
      三山恭弘,村岡勇宜,中川慶一,菜嶋茂喜,瀧田佑馬,熊谷寛
    • Organizer
      第27回日本赤外線学会研究発表会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] テラヘルツ波における外部型エンハンスメント共振器の作製と評価2018

    • Author(s)
      植村祥伍,村岡勇宣,三山恭弘,中川慶一,菜嶋茂喜,瀧田佑馬,熊谷寛
    • Organizer
      第27回日本赤外線学会研究発表会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 全反射プリズムを用いたウィスパリングギャラリーモードとの結合効率2018

    • Author(s)
      中川慶一,三山恭弘,村岡勇宜,菜嶋茂喜
    • Organizer
      第27回日本赤外線学会研究発表会
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  • [Remarks] 電子情報系専攻の岡田大河君が 第28回日本赤外線学会研究発表会で優秀発表賞を受賞しました

    • URL

      https://www.eng.osaka-cu.ac.jp/news/research-prize/2019/11/18/2698/

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  • [Remarks] 第8回(令和元年度)優秀発表賞(2名)第28回研究発表会(令和元年11月15日) 於 福井大学

    • URL

      http://www.jsir.org/wp/?page_id=1727

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  • [Remarks] 電子情報系専攻の三山恭弘君が第27回日本赤外線学会研究発表会で優秀発表賞を受賞しました

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      https://www.eng.osaka-cu.ac.jp/news/research-prize/2017/10/30/1944/

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  • [Remarks] 第3回(平成29年度)日本赤外線学会学会誌論文賞

    • URL

      http://www.jsir.org/wp/?page_id=5787

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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