MIMダイオードによる周波数可変テラヘルツ(THz)光源の開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10640383
• Research Institution: Toyama University
• Principal Investigator: 小田島 仁司 富山大学, 理学部, 助教授 (50233557)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 常川 省三 富山大学, 理学部, 教授 (40018982) ; 松島 房和 富山大学, 理学部, 助教授 (40142236)
• Keywords: MIMダイオード / テラヘルツ電磁波 / 遠赤外光 / 差周波発生 / 分子分光

Research Abstract

本研究は、波長11-13μmで発振するアンモニア(^<15>NH_3)レーザーと波長9-10μmで発振する炭酸ガスレーザーの光をMIM(Metal-Insulator-Metal)ダイオードで混合し,6THz以上の周波数を持つテラヘルツ電磁波(遠赤外光)を発生させるというものである.これまでに,その光源となるアンモニア(^<15>NH_3)レーザー及びそれを励起するための炭酸ガスレーザーを構成するレーザーフレーム,レーザー管の設計・製作、およびそれらの組立を行った.また,レーザーの周波数安定化のために必要なフィードバック回路の設計・製作を行った.このシステムを使って,アンモニア・レーザーを低圧^<15>NH_3ガスの飽和吸収スペクトルにロックし,周波数安定化を行った.差周波の周波数を知るためには,アンモニア・レーザーの発振周波数が既知でなければならない.そこで炭酸ガスレーザーを基準とするヘテロダイン法により,アンモニア・レーザーの発振周波数の測定を行った.
次に,既存の安定化された炭酸ガスレーザーとアンモニア・レーザーの差周波をMIMダイオードにより発生させた.遠赤外光の発生は,6-9THzに豊富なスペクトルを持つCH_3OHのスペクトルの観測により確認した.その結果9THzの遠赤外光の発生を確認できた.さらに,この分光計をHF,H^<35>Cl,H^<37>Cl分子の6-9THzにおける測定に応用し,8本のスペクトルの遷移周波数の測定を行った.

Research Products

• [Publications] Hitoshi Odashima: "Tunable Far-Infrared Spectroscopy Extended to 9.1THz"Optics Letters. 24. 406-407 (1999)
• [Publications] Hitoshi Odashima: "Tunable Far-Infrared Spectroscopy of HF, H^<35>Cl, and H^<37>Cl in the 6 to 9 THz Region"