Super-resolution three-dimensional terahertz imaging using doubly resonant terahertz-wave resonators

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05286
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 29030:Applied condensed matter physics-related
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: SHIKATA Jun-ichi 日本大学, 工学部, 教授 (50302237)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 時実 悠 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 特任助教 (80648931) ; 南出 泰亜 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) ; 池田 正則 日本大学, 工学部, 教授 (10222902)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: テラヘルツ波 / 表面プラズモン共振器 / 二重共鳴構造 / 超解像 / イメージング

Outline of Final Research Achievements

Super-resolution three-dimensional terahertz imaging was studied using terahertz-wave resonators and optical coherence tomography (THz-OCT). We found continuous, broad-band operations of surface-plasmon resonators by introducing self-complementary log-periodic structures. We also found enhanced transmissions of doubly-resonant THz-wave resonators based on multimode Fabry-Perot resonances. Furthermore, we successfully obtained interferograms and their depth information by frequency-domain THz-OCT using a tunable THz-wave parametric source.

Free Research Field

テラヘルツ光学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

表面プラズモン共鳴型のテラヘルツ波共振器は従来単一デバイスでは単一周波数動作であったが、本課題において自己補対型対数周期アンテナの原理を導入し、連続広帯域動作が可能であることを明らかにした。このテラヘルツ帯プラスモニクスに関わる新しい学理は、次世代通信における広帯域テラヘルツ波処理回路にも適用できる社会的意義を有する。また、テラヘルツ波を用いた周波数ドメインOCTの実現は、高輝度な周波数可変テラヘルツ波光源の応用分野として3次元計測の分野を開拓する学術的意義をもつ。