High power THz-wave generation based on stimulated polariton scattering with controlling temporal pulses

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H01282
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Measurement engineering
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Minamide Hiroaki 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, チームリーダー (10322687)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 瀧田 佑馬 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, 基礎科学特別研究員 (50714820) ; 縄田 耕二 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, 研究員 (90586405)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: テラヘルツ / 非線形光学 / フォノンポラリトン / ニオブ酸リチウム結晶 / 高強度パルス発生 / 波長可変 / VCSEL / MEMS

Outline of Final Research Achievements

We demonstrated an injection-seeded terahertz-wave parametric generator (is-TPG) with capability of synchronization to other devices. A gain-switched laser diode as a pump source for terahertz-wave generation provided suppression of pulse jitter below 1 ns. The low time-jitter is-TPG demonstrated asynchronies spectrum sweep terahertz measurement with MEM-VCSEL as an injection seeder. This research project also studied photorefractive effect, suppression of phonon damping, and THz-wave generation based on DFG method for efficient optical to terahertz-wave conversion.

Free Research Field

量子エレクトロニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

テラヘルツ波の利用・応用に関して今後ますます発展させるためには、これまでテラヘルツ波研究を先導してきたモノサイクルのテラヘルツ波だけでなく、光波領域同様に積極的な単色テラヘルツ波の利用が必要である。本成果は、マイクロチップレーザーを用いた従来方式では困難であった実験上の計測機器やスレーブ機器との同期を可能にしたことから、将来の応用展開に関する社会的意義は大きい。また、この成果の実現には、成果概要に記載した各種の新たな知見が活かされており、テラヘルツ波パラメトリック発生に関する学術的進展も得られた。