インコヒーレント光源を用いたサブテラヘルツ分光システムの試作

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450031
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 萩行 正憲 大阪大学, 超伝導エレクトロニクス研究センター, 教授 (10144429)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 斗内 政吉 大阪大学, 超伝導エレクトロニクス研究センター, 助教授 (40207593)
• Keywords: テラヘルツ電磁波 / サブテラヘルツ波 / インコヒーレント光源 / 相互相関 / 時間領域テラヘルツ分光 / 光伝導スイッチ / マルチモードレーザーダイオード / スーパールミネッセントダイオード

Research Abstract

本研究の目的は、従来の時間領域テラヘルツ分光システムにおいてテラヘルツ波の励起に用いられている高価な超短パルスレーザーの替わりにCWマルチモードレーザーダイオード(MMDL)やスーパールミネッセントダイオード(SLD)を用い、また、検出素子に光伝導アンテナを用いることにより、極めて安価な時間削減領域サブテラヘルツ分光システムを試作することである。
本年度は、まず励起にMMDL、検出系としてマーチンパプレット型干渉計とボロメーターを用いたシステムを構築し、種々のドープ量のシリコンウエハの透過率を測定した。その結果、このシステムはサブテラヘルツ域の安価な分光器として機能し、シリコンのキャリヤ密度の非接触測定に応用できることがわかった。次に、MMDLと光伝導アンテナを用いたシステムを構築し、シリコンウエハのサブテラヘルツ域の複素屈折率を測定した結果、このシステムが従来のTDSと等価な機能を有することがわかった。即ち、初年度において既に、極めて安価な時間削減サブテラヘルツ分光システムの原理実験に成功した。また、従来の作製が困難なLT-GaAs光伝導スイッチの替わりに、作製の容易なアモルファスGaAs光伝導スイッチの作製を行い、高速の光応答とサブテラヘルツ波の放射を確認した。
さらに、高効率のシステムを構築するために申請のスーパールミネッセントダイオードを導入整備し、実験を進めている。

Research Products

• [Publications] T. Kiwa: "THz emission properties of amorphous GaAs photoswitches fabricated on YBa_2Cu_3O_<7-δ> thin films"IEEE 7th Int. Conf. on Terahertz Electronics Proc.. 165-168 (1999)
• [Publications] O. Morikawa: "A spectroscopic system in sub-terahertz region using an incoherent light source and its cross-correlation signal"EEE 7th Int. Conf. on Terahertz Electronics Porch.. 304-307 (1999)
• [Publications] O. Morikawa: "Sub-THz spectroscopic system using a multimode laser diode and photoconductive antenna"Appl. phys Lett.. 75. 3772-3774 (1999)
• [Publications] O. Morikawa: "A cross-correlation spectroscopy in sub-terahertz region using an incoherent light source"Appl. phys Lett.. 75(印刷中). (2000)