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非線形光学効果を用いたコヒーレントテラヘルツ波センシングの研究

研究課題

研究課題/領域番号 11231201
研究種目

特定領域研究(B)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

谷内 哲夫  東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (80260446)

研究分担者 四方 潤一  東北大学, 電気通信研究所, 助手 (50302237)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
50,600千円 (直接経費: 50,600千円)
2001年度: 13,100千円 (直接経費: 13,100千円)
2000年度: 18,800千円 (直接経費: 18,800千円)
1999年度: 18,700千円 (直接経費: 18,700千円)
キーワード非線形光学 / テラヘルツ波 / 光ミキシング / 差周波発生 / 光パラメトリック発振 / ニオブ酸リチウム
研究概要

1.DFGを用いたコヒーレントTHz波の広帯域化と出力向上(分担:谷内哲夫)
THz波センシングのためには5THz以上の高周波域のTHz波発生が要求される。そこで,DAST結晶の位相整合特性と吸収特性を考慮したシミュレーションに基づき,位相整合波長である1.1〜1.2μm域における2波長光パラメトリック発振器(OPO)と厚み0.1〜0.5mmのDAST結晶を用いたDFG特性を測定した結果,厚み0.2mmのDAST結晶において1.5〜6.5THzの広い周波数範囲にわたるコヒーレントTHz波発生に成功した。周波数4.3THzにおいてピークパワーはほぼ10mWが得られており,これらのTHz波はコリニア位相整合状態で発生するために,周波数によらず同一方向に出射するために各種センシングに有利である。これらの結果から,DAST結晶はきわめて広い周波数範囲のTHz波発生が可能であり,コヒーレントmz波センシングに有効であることを見出した。
2.THz波分光センシングの研究(四方潤一)
DFGにより発生したナノ秒パルスのTHz波の検出に室温動作のDTGS焦電素子(日本分光製)を用いた結果,0.2〜6THz域にわたり十分なS/Nで検出が可能であることを確認した。ノイズレベルは0.1mW程度であり,DFGにより得られる1〜10mW程度のピークパワーを有するTHz波はS/N10〜20dBで測定可能である。これらの結果より,小型532nmパルス光源を励起光源とした2波長光パラメトリック発振器とDAST結晶を用いたTHz波発生系とDTGS検出系を組み合わせることにより,小型で実用的な0.2〜6.5THz域のセンシングシステムの実現に見通しを得ることができた。また,THz波域におけるフーリエ変換型分光器であるMaltin-Puple就分光器を作製することによりTHz波分光の基礎検討を行った。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (20件)

  • [文献書誌] Jun-ichi Shikata: "Fourier-transform spectrometer with a terahertz-wave parametric generation"Jpn. J. Appl. Phys.. 41・1. 134-138 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hiromasa Ito: "Tunable Tera-Hertz Wave Generation and its Applications"The Fifth International Symposium on Contemporary Photonics Technology. 5. 163-166 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuo Taniuchi: "Widely tunable THz-wave generation in DAST crystal by nonlinear difference frequency mixing"Conference on Lasers and Electro-Optic, CTuCl. (accepted). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 谷内 哲夫: "非線形光学効果による広帯域波長可変テラヘルツ電磁波放射"レーザー研究. 30・7(印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hiromasa Ito: "Periodically poled LiNbO_3 OPO for generating mid-IR to terahertz waves"Ferroelectrics. 253. 95-104 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 中村 孝一郎: "差周波発生のためのマルチ波長動作擬似位相整合光パラメトリック発振器"第62回応用物理学会学術講演会予稿集, 12a-ZL-1. 3. 818 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J.Shikata: "Tunable THz-wave parametric oscillation using LiNbO_3 and MgO : LiNbO_3 crystals"IEEE Trans.on Microwave Theory and Techniques. 48・4. 653-661 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Hatanaka: "Dual signal-wave optical parametric oscillator using periodically poled LiNbO_3 with series gratings"Electronics Letters. 36・16. 1409-1411 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Taniuchi: "Tunable terahertz-wave generation in DAST crystal with dual-wavelength KTP optical parametric oscillator"Electronics Letters. 36・16. 1414-1416 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] J.Shikata: "Fourier transform THz-wave spectrometer using THz-wave parametric generation"8th IEEE International Conference on Terahertz Electronics, I-5. 193-196 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Taniuchi: "Continuously tunable THz-wave generation from GaP crystal by difference frequency mixing with dual-wavelength KTP-OPO"8th IEEE International Conference on Terahertz Electronics, P-8. 225-228 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 谷内哲夫: "非線形光ミキシングを用いた光波・テラヘルツ波変換技術"電子情報通信学会技術研究報告,レーザ・量子エレクトロニクス研究会. LQE2000・40. 13-18 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 谷内哲夫: "コヒーレントTHz波発生"電気情報通信学会誌. 82・9. 943-946 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 森川顕洋: "台形非線形光学結晶を用いたテラヘルツ帯パラメトリック発振器"レーザー研究. 27・6. 426-429 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] J.Shikata: "Characteristics of coherent THz-wave generation from LiNbO_3 optical parametric oscillator"Electronics and Communications in Japan,Part2. 82・5. 46-53 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] J.Shikata: "Enhancement of terahertz-wave output from LiNbO_3 optical parametric oscillators by cryogenic cooling"Optics Letters. 24・4. 202-204 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Souma: "Organic nonlinear optical crystal DAST growth and its device application"Chemical Physics. 245. 359-364 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kawase: "Difference-frequency terahertz-wave generation from DAST by using an electronically tuned Ti : Sapphire laser"Optics Letters. 24・15. 1065-1067 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Taniuchi: "Tunable THz-wave generation in DAST crystal using dual wavelength KTO-OPO"7th IEEE International Conference on Terahertz Electronics,P-06. 141-144 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] J.Shikata: "Efficient THz-wave parametric generation using MgO doped LiNbO_3"7th IEEE International Conference on Terahertz Electronics,Th-C_2. 13-16 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2018-03-28  

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