2017 Fiscal Year Research-status Report
テラヘルツ波高時間分解能オシロスコープの実現に向けた波長変換技術の開発
| Project/Area Number |
17K06411
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
|---|
Principal Investigator |
齋藤 伸吾 国立研究開発法人情報通信研究機構, 経営企画部企画戦略室, 総括プランニングマネージャー (80272532)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梶 貴博 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 主任研究員 (40573134)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | テラヘルツ / ポリマー / 非線形光学 / 時間分解測定 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
大容量通信のためのキャリアとして期待されるテラヘルツ帯信号源（テラヘルツ帯量子カスケードレーザー，単一走行キャリアフォトダイオード，共鳴トンネリングダイオード等）の高速応答性に対する評価は行われていない．それは高速応答できる検出器が無いためである．本提案ではパルスレーザー技術及び高い非線形性を持つ有機電気光学（EO）ポリマーを利用して，高時間分解能テラヘルツ帯信号検出システムを構築し，テラヘルツ帯高時間分解能オシロスコープの原理動作を実証し，大容量通信に向けた計測評価技術開発を行うことを目的としている．
具体的には，テラヘルツ波と波長800nm付近のピコ秒パルスとの和周波信号をEOポリマーで高効率で発生させ，さらにパルス光を時間分解のためのゲートとして利用することで，これを実現するものである．
初年度はテラヘルツ量子カスケードレーザーで発生させたテラヘルツ波と1μm帯の強力なパルス光の和周波信号が発生できることを実験的に確認した．この実験は理化学研究所南出グループの協力によって行った．この結果を踏まえ，ゲート光として使用するピコ秒パルスレーザーの立ち上げを行い，さらにゲート光に光学遅延を与え時間分解測定を行う長尺ステージを導入し，時間分解測定のための光学系の構築を進めた．
また，和周波信号を高効率で発生するために重要なEOポリマーを導波路構造とする研究開を行い，シクロオレフィンポリマーをクラッド材とした導波路構造について，これらのポリマーを高精度かつ密着性良く接合する技術開発を行い，テラヘルツ波の発生に成功した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
テラヘルツ波と1μm帯の500ピコ秒幅のパルス光との和周波信号が観測可能であることを確認でき，高時間分解能測定を実証する本研究計画は着実に進捗していると考えている． そして，導波路構造EOポリマーの開発も変換効率の低下の原因となる形状精度，密着性の問題を解決し，高い波長変換効率を得ることに成功している．以上の理由から，本研究課題は総合的に見て概ね順調に進展していると評価できる．
|
| Strategy for Future Research Activity |
研究計画の2年度目は、主に以下の研究課題を実施する．
時間分解測定に向けて，前年度までに準備した時間分解用の光学系を構築を行う．また，これまでのスペクトル整形光学系については，導入用のレンズの最適化を行い，光学系のスループットの向上を目指す．さらに，導波路構造EOポリマーを光学系に組み込むための治具等の製作に取り掛かり，適宜，信号発生効率，検出効率の向上を目指す．
|
| Causes of Carryover |
効率的な執行による結果，差金が発生しました，本課題の成果の適用範囲を広げるために，翌年度分と合わせて新たな光学部品などを導入することで高性能化を行う計画です．
|
