集積型THz高次高調波発生デバイスの開発

• 研究課題/領域番号: 24K08292
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分30020:光工学および光量子科学関連
• 研究機関: 一関工業高等専門学校
• 研究代表者: 山下 将嗣 一関工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (10360661)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2027年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2026年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: テラヘルツ電磁波 / 非線形光学 / 高次高調波 / ディラック電子系 / 周波数変換

研究開始時の研究の概要

テラヘルツ(THz)技術は、イメージングや品質保証、ガスセンシング、超高速無線通信など様々な応用が期待されている。その実用化を促進する上で、小型で集積可能なTHz帯非線形光学デバイス開発が重要な課題となっている。グラフェンから報告されたTHz帯高次高調波発生(THz-HHG)は、Dirac電子の非線形ダイナミクスを起源とする非摂動論的非線形光学現象であり、集積型THz非線形光学デバイスとしての応用が期待されている。本研究では電場増強・相互作用長増大効果を実現するグラフェンTHz-HHGデバイスを開発し、低入力THz光に対する変換効率を劇的に向上させ、集積型THz非線形光学の開拓に取組む。