電磁誘導透過による複素屈折率制御プラズマフォトニックデバイスの可能性

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18654070
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 兒玉 了祐 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (80211902)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 近藤 公伯 大阪大学, 工学研究科, 助教授 (80225614) ; 湯上 登 宇都宮大学, 工学研究科, 助教授 (60220521)
• Keywords: プラズマフォトニクス / 電磁誘導透過 / 複素屈折率制御 / プラズマデバイス / レーザー

Research Abstract

本研究の目標は、電磁誘導透過(EIT)を利用してプラズマの複素屈折率を制御することである。電磁誘導透過により期待される様々な状態、機能の可能性を探求するために、理論的・数値計算的なアプローチを行う。電磁誘導透過により従来観測できなかった高密度プラズマからのテラヘルツ波発生に関する研究に特化した実験を行う。本年度は以下の成果を得た。
[理論解析]
プラズマ中での電磁誘導透過(励起光、ストークス光、プラズマ波)に関する分散式からそれぞれの光の伝搬を数値計算した。実験との比較を行うために、励起光のスペクトル波形、パルス波形、プラズマの不均一性、などを考慮した数値計算コードを作成した。これをもとに、励起強度、プラズマ密度とその分布などのパラメーターにより、プラズマの複素屈折率を評価し実験条件を明らかにした。これらの結果を論文化できる段階まできた。
[実験]
電磁誘導透過によるテラヘルツ波計測を行うため、テラヘルツシングルショットスペクトル計測器の開発を行った。本計測器では電磁波を計測するために電気光学効果と呼ばれる現象を利用した。検出したいテラヘルツ電磁波とそのテラヘルツ電磁波のパルス幅に対し,十分パルス幅の長いチャープパルスを電気光学結晶にみ射し、相関を測定することでテラヘルツ電磁波のパルス波形を測定しフーリエ変換によりスペクトルを求めるシステムを構築した。
以上、理論解析と計測器開発により次年度以降、本計測器を用いた実験を行う準備が整った。