Development of terahertz-cavity enhanced spectroscopy system

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K05599
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Atomic/Molecular/Quantum electronics
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: Nashima Shigeki 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 講師 (90347485)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: テラヘルツ波 / エンハンスメント共振器 / テラヘルツ時間領域分光法 / キャビティ増強吸収分光法

Outline of Final Research Achievements

We have developed terahertz-time domain spectroscopy (THz-TDS) system using enhancement cavity. We observed temporal waveforms of 7th-round-trip THz pulses under the asynchronous cavity condition. We also found that maximum effective absorption length of the THz-TDS with enhancement cavity was over 20 at 0.29 THz. These results were expected the applicability of this technique to cavity-enhanced THz-time domain spectroscopy for trace chemical substance.

Free Research Field

テラヘルツ波工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

共振器で閉じ込められたテラヘルツ波（電磁波）は増強されるだけでなく，同じ光路を何往復もすることから伝搬中の媒質との相互作用が増える為，分光センシングにも応用することができる．この技術を用いて光の領域では，高感度なレーザー吸収分光法として近年利用が進められている．しかしながら，テラヘルツ波領域では未だこの様な分光技術は確立されていない．指紋スペクトルや低エネルギー領域の特徴的な吸収がTHz波領域では見られることから，本研究の技術が確立されれば微量な分子分光や生化学反応などが求められる学術的な研究や同位体分析や呼気検査などの分光センシングへの応用が期待される．