2013 Fiscal Year Annual Research Report
プラズマアンテナからのテラヘルツ電磁波エネルギー計測
| Project/Area Number |
23540571
|
|---|
| Research Institution | Utsunomiya University |
|---|
Principal Investigator |
湯上 登 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60220521)
|
|---|
| Keywords | テラヘルツ / 電磁波 / レーザー / プラズマ |
|---|
| Research Abstract |
一般にテラヘルツ電磁波を発生するには、光伝導アンテナ(Photo-conductive antenna)、通称PC アンテナが用いられる．アンテナ間にバイアス電圧を印加し、その状態で電極間にチタンサフ ァイアレーザーなどの短パルスレーザーを照射することにより、電極間には光伝導電流が流れる.この電流の立ち上がり時間がピコ秒 オーダーとなるため,そ
れに対応する電磁波の発生周波数はテラヘルツ帯となる．しかしながら,このPCアンテナには大きな欠点がある.つまり初期の印加電圧を大きくできないため,電極間に流れる 電流が制限され 、結果的には大出力のテラヘルツ電磁波の発生は期待できない.
このような状況を克服するために、プラズマアンテナを提案し、実験を行った．今年度は、プラズマとして薄膜（材質は銅、厚さを５ミクロンから１０ミクロン程度に変化させた）を用い、そこに大強度のレーザーを集光することにより、高速電子を生成することによって、高強度テラヘルツ電磁波の観測ができた．現時点では、1GWクラスのテラヘルツ電磁波の発生がボロメーターによる観測によって確認されている．更に、テラヘルツ電磁波の電場を時間計測することによって、低周波の成分と高周波の成分があることも確認されている．その発生機構の物理過程に関しても、粒子コード(PIC code)を用いてその解析を行っている．現時点では、レーザー照射によって発生した電子が、薄膜内部を通過し、裏面に達した後に、噴水のように飛び出し、また薄膜に戻ってくることによる振動電流がその発生機構でないかと考えられている．
|
