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非線形光学効果を用いたテラヘルツ波シンセサイザーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17206008
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関東北大学

研究代表者

谷内 哲夫  東北大学, 学際科学国際高等研究所センター, 教授 (80260446)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
48,490千円 (直接経費: 37,300千円、間接経費: 11,190千円)
2007年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2006年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
2005年度: 26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)
キーワードテラヘルツ波 / 非線形光学 / 有機結晶
研究概要

コヒーレント波長可変テラヘルツ(THz)波光源は,周波数領域分光やTHzイメージング応用のキーデバイスである。本研究は,非線形光学効果である差周波発生(DFG)を用いて周波数を自由自在に制御可能なTHz波シンセサイザーを実現することを大きな目的とした。π共役系を有する有機DAST結晶は,広帯域波長可変THz波発生が可能であり,本研究ではその高品質化と共に新たにDAST結晶のアニオンのCH_3基をC1基に置換したDASC結晶の合成と結晶育成を行った。結晶育成は,メタノール溶媒による徐冷法を用いた。
これらの有機結晶のTHz波発生特性の評価を行った結果,DASTとDASC結晶を組み合わせることにより,2〜30THz域の広い周波数範囲で出力強度変動の少ないTHz波シンセサイザーが実現できることを見出した。DFGの基本となる2波長光源として,非線形光学結晶に2ケのKTiOPO_4結晶を用い,12nsのパルス幅のQスイッチNd:YAGレーザのSHG光(532nm)励起方式の1340〜1550nm域の2波長光パラメトリック発振器(OPO)を開発した。0.5mm厚のDASTおよびDASC結晶を用いて500nJ以上のTHz波発生を確認し,また,990nm域OPOと2mm厚のDAST結晶の組み合わせにより0.3〜2THz域の低周波THz波発生も可能であることを実証した。本研究の広帯域THz波シンセサイザーは,THz波域におけるリアルタイムイメージング,レンジングおよび分光応用に有望であり,THzテクノロジーの進展に大きな貢献が期待される。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (35件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (10件) 図書 (2件) 備考 (2件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] 有機結晶を用いたコヒーレントテラヘルツ波発生とその応用2007

    • 著者名/発表者名
      谷内 哲夫
    • 雑誌名

      高分子 11

      ページ: 906-909

    • NAID

      10019763790

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single crystal preparation of DAST for terahertz-wave generation2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Mineno
    • 雑誌名

      Mol. Cryst. Liq. Cryst. 463

      ページ: 55-61

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Teratertz-Wave Generation of Mixed Crystals of l-Methyl-4- {2-[4- (dimethylamino) phenyl]ethenyl} pyridinium p-Toluenesulfbnate and p-Chlorobenzenesulfonate2007

    • 著者名/発表者名
      T. Matsukawa
    • 雑誌名

      J. Crystal Growth 299

      ページ: 344-348

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 有機DAST結晶を用いた波長可変テラヘルツ波発生とその応用2007

    • 著者名/発表者名
      谷内 哲夫
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 信学技報 OME-142

      ページ: 13-18

    • NAID

      110006248834

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Coherent terahertz-wave generation in organic crystals and its applications2007

    • 著者名/発表者名
      T. Taniuchi
    • 雑誌名

      Kobunshi High Polymers 11

      ページ: 906-909

    • NAID

      10019763790

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synthesis and teratertz-wave generation of mixed crystals of 1-methy1-4-{2-[4-(dimethylamino)phenyl]ethenyl}pyridinium p-toluenesulfonate and p-chlorobenzenesulfonate2007

    • 著者名/発表者名
      T. Matsukawa
    • 雑誌名

      J. Crystal Growth 299

      ページ: 344-348

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Tunable terahertz-wave generation in organic crystals and its application2007

    • 著者名/発表者名
      T. Taniuchi
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report OME-142

      ページ: 13-18

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synthesis and Teratertz-Wave Generation of Mixed Crystals of 1-Methyl-4-{2-[4-(dimethylamino)phenyl]ethenyl}pyridinium p-Toluenesulfonate and p-Chlorobenzenesulfonate2007

    • 著者名/発表者名
      T. Matsukawa
    • 雑誌名

      J. Crystal Growth 299

      ページ: 344-348

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Teratertz-Wave Generation of Mixed Crystals of 1-Methyl-4-{2-[4-dimethylamino)phenyl]ethenyl}pyridinium p-Toluenesulfonate and p-Chlorobenzenesulfonate2007

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Matsukawa
    • 雑誌名

      J. Crystal Growth 299

      ページ: 344-348

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Organic nonlinear optical DAST crystals for electro-optic measurement and terahertz wave generation2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi
    • 雑誌名

      J. Photochemistry and photobiology A: Chemistry 183

      ページ: 247-252

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] テラヘルツ波応用に向けた有機結晶材料の開発2006

    • 著者名/発表者名
      谷内 哲夫
    • 雑誌名

      機械の研究 58

      ページ: 823-829

    • NAID

      40007404233

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 有機結晶からの未踏光の発生2006

    • 著者名/発表者名
      岡田 修司
    • 雑誌名

      光アライアンス 17

      ページ: 213-218

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Organic materials for terahertz-wave applications2006

    • 著者名/発表者名
      T. Taniuchi
    • 雑誌名

      Science of Machine 58-8

      ページ: 823-829

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Terahertz-wave generation from organic crystals2006

    • 著者名/発表者名
      S. Okada
    • 雑誌名

      Optical Alliance 17

      ページ: 213-218

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Widely tunable terahertz-wave source using organic DAST crystal2006

    • 著者名/発表者名
      T. Taniuchi
    • 雑誌名

      Optical Sensing Technology 6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Organic nonlinear optical DAST crystals for electro-optic measurement and terahertz wave generation2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Takahashi
    • 雑誌名

      J. Photochemistry and photobiology A : Chemistry 183

      ページ: 247-252

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] π-Conjugated Organic Ionic Crystals for Terahertz-Wave Generation2006

    • 著者名/発表者名
      Shuji Okada
    • 雑誌名

      The International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2006 1

      ページ: 47-47

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] テラヘルツ波応用に向けた有機結晶材料の開発2006

    • 著者名/発表者名
      谷内 哲夫
    • 雑誌名

      機械の研究 58・8

      ページ: 823-829

    • NAID

      40007404233

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 有機結晶からの未踏光の発生2006

    • 著者名/発表者名
      岡田 修司
    • 雑誌名

      光アライアンス 17・4

      ページ: 213-218

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Advanced growth technology of DAST crystals for THz wave generation2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Takahashi
    • 雑誌名

      International Symposium on Frontiers in Organic Photonics, I-2

      ページ: 3-4

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Widely tunable terahertz-wave source with an organic DAST crystal2005

    • 著者名/発表者名
      T. Taniuchi
    • 雑誌名

      Nonlinear Optics, Quantum Optics 34

      ページ: 57-60

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal growth of DAST and its derivative for THz-wave gen eration2005

    • 著者名/発表者名
      Y. Mineno
    • 雑誌名

      Nonlinear Optics, Quantum Optics 34

      ページ: 53-56

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Terahertz properties of a new organic crystal, 4'-dimethylamino-N-methy1-4-stilbazolium p-chlorobenzenesulfonate2005

    • 著者名/発表者名
      T. Taniuchi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 44

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunable Sub-Terahertz Wave Generation from an Organic DAST Crystal2005

    • 著者名/発表者名
      T. Taniuchi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 44

    • NAID

      10016150702

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and properties of 1-methyl-4-{2-[4-(dimethylamino)phenyl]ethenyl} pyridiniump-toluenesulfonate derivatives with isomorphous crys tal structure2005

    • 著者名/発表者名
      Z. Glavcheva
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 44

      ページ: 5231-5235

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal growth of DAST and its derivative for THZ-wave generation2005

    • 著者名/発表者名
      Y. Mineno
    • 雑誌名

      Nonlinear Optics, Quantum Optics 34

      ページ: 53-56

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Terahertz properties of a new organic crystal, 4'' -dimethylamino-N-methy1-4 Stibazolium p-chlorobenzenesulfonate2005

    • 著者名/発表者名
      T. Taniuchi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 44-29

      ページ: 932-934

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Tunable sub-terahertz wave generation from an organic DAST crystal2005

    • 著者名/発表者名
      T. Taniuchi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 44-21

      ページ: 652-654

    • NAID

      10016150702

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Syntesis and properties of 1-methy1-4-{2-[4-(Dimethylamino) phenyl]ethenyl}pyridiniump-toluenesulfonate derivatives with isomorphous crystal structure2005

    • 著者名/発表者名
      Z. Glavcheva
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 44-7A

      ページ: 5231-5235

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Widely tunable terahertz-wave generation from organic DAST crystal2005

    • 著者名/発表者名
      T. Taniuchi
    • 雑誌名

      Terahertz Technology 9

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Widely tunable terahertz-wave source with an organic DAST crystal2005

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Taniuchi
    • 雑誌名

      Nonlinear Optics, Quantum Optics 34

      ページ: 57-60

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystal growth of DAST and its derivative for THz-wave generation2005

    • 著者名/発表者名
      Shuji Okada
    • 雑誌名

      Nonlinear Optics, Quantum Optics 34

      ページ: 53-56

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Tunable sub-terahertz wave generation from an organic DAST crystal2005

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Taniuchi
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 44・21

    • NAID

      10016150702

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis and properties of 1-methyl-4-{2-[4-(dimethylamino)phenyl]ethenyl}pyridiniump-toluenesulfonate derivatives with isomorphous crystal structure2005

    • 著者名/発表者名
      Zornitza Glavcheva
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 44・7A

      ページ: 5231-5235

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Terahertz-wave generation in a new organic crystal,4'-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium p-chlorobenzenesulfonate2005

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Taniuchi
    • 雑誌名

      The 12th International Conference on Unconventional Photoactive Systems

      ページ: 114-114

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] π-Conjugated Organic Ionic Crystals for Terahertz-Wave Generation2006

    • 著者名/発表者名
      S. Okada
    • 学会等名
      The International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2006
    • 発表場所
      アイルランド
    • 年月日
      2006-07-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] π-Conjugated Organic Ionic Crystals for Terahertz-Wave Generation2006

    • 著者名/発表者名
      S. Okada
    • 学会等名
      The International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals (ICSM2006)
    • 発表場所
      Ireland
    • 年月日
      2006-07-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 新有機結晶DAST/DASC混晶における波長可変テラヘルツ波発生特性2006

    • 著者名/発表者名
      谷内 哲夫
    • 学会等名
      平成18年第53回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日本
    • 年月日
      2006-03-25
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Tunable THz-wave generation from new organic DAST/DASC mixed crystal2006

    • 著者名/発表者名
      T. Taniuchi
    • 学会等名
      The 53th Spring Meeting of Japan Society of Applied Physics
    • 発表場所
      Japan
    • 年月日
      2006-03-25
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Terahertz properties of a new organic crystal, 4'-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium p-chlorobenzenesulfonate2005

    • 著者名/発表者名
      T. Taniuchi
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Unconvent ional Photoactive Systems
    • 発表場所
      日本
    • 年月日
      2005-10-04
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Terahertz-wave generation in a new organic crystal, 4''-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium-chlorobenzenesulfonate2005

    • 著者名/発表者名
      T. Taniuchi
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Unconventional Photoactive Systems
    • 発表場所
      Japan
    • 年月日
      2005-10-04
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 新有機結晶DASCを用いた波長可変テラヘルツ波発生2005

    • 著者名/発表者名
      谷内 哲夫
    • 学会等名
      平成17年第66回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      日本
    • 年月日
      2005-09-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Tunable THz-wave generation from new organic DASC crystal2005

    • 著者名/発表者名
      T. Taniuchi
    • 学会等名
      The 66th Autumn Meeting of the Japan Society of Applied Physics
    • 発表場所
      Japan
    • 年月日
      2005-09-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] テラヘルツ波発生のためのDAST類縁体単結晶の作製2005

    • 著者名/発表者名
      松川 健
    • 学会等名
      平成17年第66回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      日本
    • 年月日
      2005-09-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Single crystal preparaton of DAST analogues for THz-wave generation2005

    • 著者名/発表者名
      T. Matsukawa
    • 学会等名
      The 66th Autumn Meeting of the Japan Society of Applied Physics
    • 発表場所
      Japan
    • 年月日
      2005-09-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] 光センシング技術資料集2006

    • 著者名/発表者名
      谷内 哲夫
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      オプトロニクス社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要 2006 実績報告書
  • [図書] テラヘルツテクノロジー2005

    • 著者名/発表者名
      谷内 哲夫
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      NTS出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www.cir.tohoku.ac.jp/taniuchi/

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考]

    • URL

      http://www.cir.tohoku.ac.jp/taniuchi/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] テラヘルツ波発生用有機材料2006

    • 発明者名
      谷内哲夫他
    • 権利者名
      東北大学 他
    • 公開番号
      2007-328145
    • 出願年月日
      2006-06-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 有機光学結晶, 差周波発生素子, テラヘルツ波発生装置2006

    • 発明者名
      高橋義典他
    • 権利者名
      大阪大学, 東北大学 他
    • 公開番号
      2007-232936
    • 出願年月日
      2006-02-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] テラヘルツ波発生用有機材料2006

    • 発明者名
      谷内哲夫他
    • 権利者名
      東北大学他
    • 産業財産権番号
      2006-159424
    • 出願年月日
      2006-06-08
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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