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非線形光学波長変換を用いたコヒーレント・テラヘルツ波発生および検出に関する研究

Research Project

Project/Area Number 13J30003
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied optics/Quantum optical engineering
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

瀧田 佑馬  独立行政法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Keywordsテラヘルツ波 / 非線形光学波長変換 / 高出力発生 / 高感度検出 / 周波数可変 / 高強度 / 単色 / 波長可変
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,受入研究チームにて独自の進展を遂げてきた非線形光学波長変換による高出力テラヘルツ波発生および高感度テラヘルツ波検出システムの高度化を目的としている.本年度では,前年度に達成した高出力テラヘルツ波発生の要素技術に基き,高ダイナミックレンジのテラヘルツ波計測システムの開発に取り組んだ.
MgO:LiNbO3結晶を用いたテラヘルツ波発生および検出を行う上で,結晶自身による吸収損失が動作周波数範囲を制限する要因となっている.そのため,台形型にカットしたMgO:LiNbO3結晶による表面結合方式を用いることで,結晶内でのテラヘルツ波の伝搬距離を最小化し,吸収損失を低減することで特に2 THz以上の高周波数領域において高効率なテラヘルツ波発生および検出を狙った.実験の結果,発生側において,励起光強度が15 mJ/pulse,注入光強度が400 mWのとき,1.0~2.8 THz領域の広帯域にわたって0.1 μJ/pulse以上のテラヘルツ波出力が観測された.2 THz以上の高周波数領域においても出力が大きく減少することなく,ピークパワーで1 kW以上の高出力なテラヘルツ波が得られた.さらに,検出側においても,0.8~2.8 THz領域でノンコリニア位相整合条件を満たす検出信号光が観測された.発生の場合と同様に,高周波数領域においても0.1 mJ/pulse以上の検出信号光が得られ,フラットな検出特性が得られた.光パワーメーターを用いて本発生検出システムの性能を評価した結果,2.3 THzにおいて70 dBのダイナミックレンジを実現した.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Acknowledgement Compliant: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] 高出力テラヘルツ波パラメトリック光源を用いたパイロ検出器の感度較正法の確立に向けて2014

    • Author(s)
      瀧田 佑馬,柴 直孝,野竹 孝志,縄田 耕二,時実 悠,林 伸一郎,廣本 宣久,南出 泰亜
    • Journal Title

      電気通信情報学会技術研究報告(信学技報)

      Volume: 114 Pages: 33-37

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Coherent time-domain detection of terahertz pulses generated from a noncollinear phase-matched, picosecond terahertz parametric oscillator2014

    • Author(s)
      Y. Tadokoro, Y Takida, H. Kumagai, S. Nashima, and M. Hangyo
    • Journal Title

      Appl. Phys. Express

      Volume: 7 Issue: 2 Pages: 022701-022701

    • DOI

      10.7567/apex.7.022701

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] High-peak-power terahertz-wave parametric generation and highly-sensitive detection using surface-coupling configuration2015

    • Author(s)
      Y. Takida, T. Notake, K. Nawata, Y. Tokizane, S. Hayashi, and H. Minamide
    • Organizer
      The 4th Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS’15)
    • Place of Presentation
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa, Japan
    • Year and Date
      2015-04-22 – 2015-04-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 低損失な光学結合方式によるテラヘルツ波パラメトリック発生および検出2015

    • Author(s)
      瀧田 佑馬,野竹 孝志,縄田 耕二,時実 悠,林 伸一郎,南出 泰亜
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 低損失な光学結合方式を用いた高出力テラヘルツ波パラメトリック発生および高感度検出2015

    • Author(s)
      瀧田 佑馬,南出 泰亜
    • Organizer
      第2回理研-NICT合同テラヘルツ研究交流会
    • Place of Presentation
      東北大学片平さくらホール
    • Year and Date
      2015-02-09 – 2015-02-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 高出力テラヘルツ波パラメトリック光源を用いたパイロ検出器の感度較正法の確立に向けて2014

    • Author(s)
      瀧田 佑馬,柴 直孝,野竹 孝志,縄田 耕二,時実 悠,林 伸一郎,廣本 宣久,南出 泰亜
    • Organizer
      電子情報通信学会電子デバイス研究会(ED):ミリ波・テラヘルツ波デバイス・システム
    • Place of Presentation
      東北大学電気通信研究所片平北キャンパス
    • Year and Date
      2014-12-22 – 2014-12-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of terahertz-wave interference on power calibration accuracy2014

    • Author(s)
      Y. Takida, N. Shiba, T. Notake, K. Nawata, F. Qi, S. Fan, S. Hayashi, N. Hiromoto and H. Minamide
    • Organizer
      39th International Conference on Infrared, Millimeter and THz waves (IRMMW-THz 2014)
    • Place of Presentation
      The University of Arizona, Tucson, AZ, USA
    • Year and Date
      2014-09-14 – 2014-09-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 非線形光学波長変換による高出力テラヘルツ波光源の応用研究2014

    • Author(s)
      瀧田 佑馬
    • Organizer
      成26年度日本学術振興会育志賞研究発表会
    • Place of Presentation
      東京工業大学蔵前会館A館1階くらまえホール
    • Year and Date
      2014-08-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Wavelength-sensitive response of pyro-electric detectors by continuously-tunable terahertz-wave source2014

    • Author(s)
      Y. Takida, N. Shiba, N. Hiromoto, and H. Minamide
    • Organizer
      4th EOS Topical Meeting on Terahertz Science & Technology (TST 2014)
    • Place of Presentation
      Hotel Cenobio dei Dogi, Camogli, Italy
    • Year and Date
      2014-05-11 – 2014-05-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Terahertz-wave balanced detection at room temperature for precise frequency-resolved measurement2014

    • Author(s)
      Y. Takida, T. Notake, K. Nawata, F. Qi, S. Fan, S. Hayashi, and H. Minamide
    • Organizer
      The 3rd Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS’14)
    • Place of Presentation
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa, Japan
    • Year and Date
      2014-04-22 – 2014-04-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 高強度単色テラヘルツ波光源を用いた焦電検出器の特性比較2014

    • Author(s)
      瀧田 佑馬, 柴 直孝, 縄田 耕二, 野竹 孝志, 祁 峰, 范書振, 林 伸一郎, 廣本 宣久, 南出 泰亜
    • Organizer
      2014年第61回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      青山学院大学相模原キャンパス(神奈川県相模原市)
    • Year and Date
      2014-03-17
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 高強度単色テラヘルツ波パルス光源によるテラヘルツ波帯パイロ検出器の特性比較2014

    • Author(s)
      瀧田 佑馬, 縄田 耕二, 野竹 孝志, 祁 峰, 范 書振, 林 伸一郎, 南出 泰亜
    • Organizer
      NICT-理研合同テラヘルツ研究交流会
    • Place of Presentation
      情報通信研究機構小金井本部(東京都小金井市)
    • Year and Date
      2014-01-17
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] MgO : LiNbO_3結晶を用いたTHz波発生/検出の超広帯域化に向けた基礎検討2013

    • Author(s)
      瀧田 佑馬, 縄田 耕二, 野竹 孝志, 松川 健, 祁 峰, 萢 書振, 林 伸一郎, 南出 泰亜
    • Organizer
      2013年第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府京田辺市)
    • Year and Date
      2013-09-16
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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