2016 Fiscal Year Annual Research Report
Singleshot Terahertz Oscilloscope
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15K13378
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
片山 郁文 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80432532)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 物性実験 / 量子エレクトロニクス / テラヘルツ / 超高速応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、シングルショット超高速分光法を用いて、テラヘルツ領域、ピコ秒領域の変化をオシロスコープ上でモニターできる装置を開発することを目的に研究を行った。原理としては、チャープパルスを用いて、超高速の時間応答を波長にマッピングし、それを長距離のファイバーになどの分散媒質に透過させることで、時間的に伸長したうえで単一のフォトダイオードとオシロスコープにて観測するものである。これによって、オシロスコープのトリガーレートと、レーザーの繰返し周波数のみによって制限されるレートで、超高速分光法の測定を繰り返せる手法を開発することができた。具体的には下記の3点について応用を実証した。①1kHzのレーザーを用いて、非線形光学結晶のカー効果の高速評価を実証した。②光誘起相変化材料における超高速応答の変化を測定し、相変化前後で超高速応答が大きく変化し、かつその変化にため込み効果が存在することを明らかにした。これはそれまでの超高速分光法では観測できなかった効果である。③テラヘルツ電場波形の検出を同様の手法によって行い、電場波形の計測が1kHzの高速で測定できることを示した。この結果はテラヘルツオシロスコープの実現につながる、非常に大きな成果である。また、検出にこれまでの長距離ファイバーのみではなく、チャープファイバーブラッググレーティングという、と呼ばれる特殊なファイバーを用いることで、損失なく信号波形を伝搬させることに成功し、高い信号雑音比を実現しつつ、超高速応答を高繰り返しで測定することに成功した。また、波形取得に使用させるチャープパルスのパルス幅を大きくすることによって、様々な時間窓で超高速応答が測定できることも示した。
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Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Single-Shot Terahertz Time-Domain Spectroscopy in Pulsed High Magnetic Fields2016
Author(s)
G. T. Noe, I. Katayama, F. Katsutani, J. J. Allred, J. A. Horowitz, D. M. Sullivan, Q. Zhang, F. Sekiguchi, G. L. Woods, M. C. Hoffmann, H. Nojiri, J. Takeda, and J. Kono
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Journal Title
Optics Express
Volume: ２４
Pages: 30328-30337
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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