All-Opticalサブミリ波発生・検出システムの基礎的研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05452107
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 伊藤 弘昌 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (20006274)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 学 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (50226007) ; 佐藤 俊一 東北大学, 素材工学研究所, 助教授 (30162431)
• Keywords: サブミリ波 / 非線形光学相互作用 / 半導体材料 / ドメイン反転 / 疑似位相整合 / 量子井戸構造 / サブバンド遷移

Research Abstract

サブミリ波領域は、光波と電磁波との境界であり、通信や計測分野などで重要であるが、光源や検出器などの整備・開発が十分とは言えず、今後の研究・開発を必要とするのが現状である。本研究では、主に非線形性の大きい強誘電体および半導体材料をベースとして、非線形光学相互作用を用いたサブミリ波の発生・検出に関して知見を得ることを目的に研究を進めた。
現在までの研究成果は、以下に示す通りである。
1.周期ドメイン反転LiNaO_3を用いた疑似位相整合を用いた差周波混合によるサブミリ波の発生に関して変換効率の計算とデバイス設計を行い、基本特性とデバイスパラメータを理論的に明らかにした。
2.半導体材料について光波とサブミリ波との位相整合条件を検討し、CdS,InP,GaAsについては、位相整合条件が成り立つことを初めて明らかにした。さらに、シングルリゾナンス条件における入力パワーのしきい値を理論的に算出して、パラメトリック相互作用に基づくサブミリ波の発生が実現可能であるとの有益な知見を得た。
3.外部電界印加による非対称量子井戸構造において2次の非線形光学係数が理論的にバルク結晶の場合より約2桁大きい10^<-8>m/Vであることおよび疑似位相整合が可能なことを明らかとした。さらに、サブバンドのスプリットエネルギーを用いてサブミリ波を発生させる方法を提案した。

Research Products

• [Publications] Kodo Kawase et.al: "Submillimetre Generation using Periodic Domain Reversals" Nonlinear Optics. Vol.7. 225-229 (1994)
• [Publications] Hiromasa Ito: "Nonlinear Optics using PeriodicDomain Inverted Structures" Nonlinear Optics. Vo1.7. 327-331 (1994)
• [Publications] 川瀬晃道、他: "パラメトリック効果によるテラヘルツ波発生の基礎的検討" 電子情報通信学会技術報告書. LQE94. 91-96 (1994)
• [Publications] 川瀬晃道、他: "周期ドメイン反転構造を用いたサブミリ波発生の検討" 第40回応用物理学春季関係合講演会講演予稿集. No、3. 954- (1994)
• [Publications] 川瀬晃道、他: "パラメトリック発振によるテラヘルツ波発生" 電気関係学会東北支部連合大会. 303- (1994)
• [Publications] 川瀬晃道、他: "周期ドメイン反転構造を用いたサブミリ波発生の検討" 電気関係学会東北支部連合大会. 195- (1993)