テラヘルツ周波数領域変調分光法の研究

• 研究課題/領域番号: 25709028
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 久武 信太郎 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (20362642)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 25,480千円 (直接経費: 19,600千円、間接経費: 5,880千円); 2015年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2013年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
• キーワード: テラヘルツ波 / ミリ波 / 計測 / テラヘルツ変調分光 / 変調分光 / テラヘルツ / 周波数領域分光法 / 高感度分光 / 物質同定 / 高分解能分光

研究成果の概要

本研究は、申請者独自の自己ヘテロダイン型検出技術を発展させることでTHz周波数領域変調分光システムを世界に先駆けて開発することを目的としていた。構築したシステムを用いて、 高抵抗シリコンのキャリア生成によるテラヘルツ波に対する透過率変化を測定したところ、最終段のロックイン時定数を同じにした場合であっても、変調分光方式のほうが少なくとも１桁程度高感度計測が可能となることを実証した。

研究成果

• [雑誌論文] Millimeter-Wave and Terahertz-Wave Applications Enabled by Photonics (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Nagatsuma S. Hisatake, M. Fujita, H. H. N. Pham, K. Tsuruda, S. Kuwano, and J. Terada
  • 雑誌名: IEEE J. Quantum Electronics 巻: 52 号: 1 ページ: 0600912-0600912
  • DOI: 10.1109/jqe.2015.2506992
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Photonics for Millimeter-Wave and Terahertz Sensing and Measurement (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Nagatsuma S. Hisatake, and H. H. N. Pham
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Electronics 巻: E99.C 号: 2 ページ: 173-180
  • DOI: 10.1587/transele.E99.C.173
  • NAID: 130005121980
  • ISSN: 0916-8524, 1745-1353
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Terahertz balanced self-heterodyne spectrometer with SNR-limited phase-measurement sensitivity (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Hisatake, Y. Koda, R. Nakamura, N. Hamada, and T. Nagatsuma
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 23 号: 20 ページ: 26689-26695
  • DOI: 10.1364/oe.23.026689
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Visualization of the spatial–temporal evolution of continuous electromagnetic waves in the terahertz range based on photonics technology (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Hisatake, H. H. Nguyen Pham, and T. Nagatsuma
  • 雑誌名: Optica 巻: 1 号: 6 ページ: 365-371
  • DOI: 10.1364/optica.1.000365
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Self-heterodyne spectrometer using uni-traveling-carrier photodiodes for terahertz-wave generators and optoelectronic mixers (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Hisatake, J.-Y. Kim, K. Ajito, and T. Nagatsuma
  • 雑誌名: Journal of Lightwave Technology 巻: 32 号: 20 ページ: 3683-3689
  • DOI: 10.1109/jlt.2014.2321004
  • 謝辞記載あり
• [学会発表] “Precise THz wave measurements enabled by photonics technology (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Hisatake
  • 学会等名: EMN Meeting on Optoelectronics
  • 発表場所: タイ国
  • 年月日: 2016-04-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Millimeter wave and THz wave measurements by photonics (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Hisatake
  • 学会等名: 5th Annual World Congress of Advanced Materials2
  • 発表場所: 北京（中華人民共和国）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Precise THz wave measurements enabled by photonics technology (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Hisatake
  • 学会等名: EMN Meeting on Optoelectronics
  • 発表場所: プーケット（タイ王国）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] フォトニクスが拓くミリ波・テラヘルツ波計測1 (2016)
  • 著者名/発表者名: 久武信太郎
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季学術講演会 フォトニクス分科会シンポジウム「フォトニクスの未来を担う研究者」
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 招待講演
• [学会発表] Frequency-domain modulation spectroscopy system based on self-heterodyne technique (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Hisatake, Y. Koda, R. Nakamura, N. Hamada, T. Nagatsuma
  • 学会等名: IEEE International Topical Meeting on Microwave Photonics
  • 発表場所: キプロス
  • 年月日: 2015-10-29
  • 国際学会
• [学会発表] 光技術に基づく高精度周波数領域テラヘルツ計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 久武信太郎、小田祐己、永妻忠夫
  • 学会等名: 応用物理学会・テラヘルツ電磁波技術研究会 第 1 回研究討論会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2015-10-06
  • 招待講演
• [学会発表] Precise measurement and visualization of continuous terahertz wave based on photonics technology (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Hisatake
  • 学会等名: EMN open access week 2015
  • 発表場所: 成都(中国)
  • 年月日: 2015-09-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Enhancement of phase measurement sensitivity in terahertz frequency-domain spectroscopy, (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Koda, S. Hisatake, T. Nagatsuma
  • 学会等名: The Second International Symposium on Frontiers in THz Technology
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 2015-09-01
  • 国際学会
• [学会発表] ダブルロックイン法によるテラヘルツ位相計測の精度向上 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小田祐己, 久武信太郎, 永妻忠夫
  • 学会等名: 電子情報通信学会 総合大会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀県、草津市)
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-15
• [学会発表] 光技術によるテラヘルツ連続波の電界分布計測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 久武信太郎, ハイフィ ファム, 永妻忠夫
  • 学会等名: 光応用電磁界計測 時限研究専門委員会
  • 発表場所: 産業技術総合研究所（東京都、江東区）
  • 年月日: 2014-11-14
  • 招待講演
• [学会発表] Precise Phase Measurement of Continuous Terahertz-wave Based on Balanced Self-heterodyne Technique and Its Application to Phase-contrast Imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Koda, S. Hisatake, J.-Y. Kim, A. Hirata, K. Ajito, and T. Nagatsuma
  • 学会等名: 2014 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC)
  • 発表場所: 仙台国際センター(宮城県、仙台市)
  • 年月日: 2014-11-04 – 2014-11-07
• [学会発表] Far-field Antenna Characterization in the Sub-THz Region Based on Electrooptic Near-field Measurements (2014)
  • 著者名/発表者名: H. H. Nguyen Pham, S. Hisatake and T. Nagatsuma
  • 学会等名: International topical meeting on microwave photonics 2014
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道、札幌市)
  • 年月日: 2014-10-20 – 2014-10-23
• [学会発表] Precise terahertz-wave phase measurement based on photonics technology (2014)
  • 著者名/発表者名: S.Hisatake and T. Nagatsuma
  • 学会等名: International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz waves (IRMMW-THz)
  • 発表場所: アリゾナ、 米国
  • 年月日: 2014-09-14 – 2014-09-19
• [学会発表] Electric Field Visualization System for Antenna Characterization at Terahertz Frequency Based on a Nonpolarimetric Self-heterodyne EO Technique (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Hisatake, H. H. Nguyen Pham and T. Nagatsuma
  • 学会等名: 31th URSI General Assembly and Scientific Symposium
  • 発表場所: 中国、北京
  • 年月日: 2014-08-16 – 2014-08-23
• [学会発表] Frequency Calibration of a Terahertz "Self-heterodyne Spectrometer (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Hisatake, K. Oya, J. -Y. Kim, K. Ajito, and T. Nagatsuma
  • 学会等名: 2013 Asia-Pacific Radio Science Conference
  • 発表場所: Taiwan