テラヘルツ技術を用いた新たなガスハイドレート研究方法の展開

• 研究課題/領域番号: 25709091
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: エネルギー学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 竹家 啓 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70515874)
• 研究協力者: 福井 崇史 ; 高橋 亮平
• 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: 25,090千円 (直接経費: 19,300千円、間接経費: 5,790千円); 2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2014年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2013年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
• キーワード: メタンハイドレート / 自然エネルギーの利用 / テラヘルツ波分光 / 過冷却水 / テラヘルツ波技術 / 自己保存効果 / 誘電特性 / ガスハイドレート / 光学定数 / テラヘルツ波工学

研究成果の概要

本研究では次世代の天然資源として期待されるメタンハイドレートに代表されるガスハイドレートに対する新たな分析方法として、テラヘルツ波技術を用いた方法のさらなる展開を目指した。
分光用冷凍機を備えたテラヘルツ時間領域分光法を用いた測定により、氷、ガスハイドレートのテラヘルツ領域における誘電特性及び光学特性の測定を行い、それらのモデル化を行った。
さらにメタンハイドレートの観測においては、これまで検出の困難であったメタンハイドレート分解途中の過冷却水の定量的、定性的評価が実現可能になり、従来とは異なる新たな分解モデルの提唱が達成できた。

研究成果

• [雑誌論文] Generation of a single-cycle terahertz pulse using Cherenkov phase matching with a 4-dimethylamino-N'-methyl-4'-stilbazolium tosylate (DAST) crystal (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirohisa Uchida, Kengo Oota, Tsubasa Minami, Kei Takeya, Kodo Kawase
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced Cherenkov phase matching terahertz wave generation via a magnesium oxide doped lithium niobate ridged waveguide crystal (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Takeya, T. Minami, H. Okano, S. R. Tripathi K. Kawase
  • 雑誌名: APL Photonics 巻: 2 号: 1 ページ: 016102-016102
  • DOI: 10.1063/1.4968043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Terahertz Time Domain Spectroscopy On Methane Hydrate (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Takeya, R. Takahashi, K. Kawase
  • 雑誌名: Proceedings of Infrared, Millimeter, and Terahertz waves (IRMMW-THz), 2016 巻: -
• [雑誌論文] Cherenkov Phase Matched Terahertz Wave Generation From Waveguide Nonlinear Optical Crystals (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Takeya, T. Minami, H. Uchida, K. Kawase
  • 雑誌名: Proceedings of Infrared, Millimeter, and Terahertz waves (IRMMW-THz), 2016 巻: -
• [雑誌論文] Monitoring Theophylline Concentrations in Saline Using Terahertz ATR Spectroscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: Kei Takeya, Keita Muto, Yasuhiro Ishihara, Kodo Kawase
  • 雑誌名: Applied Sciences 巻: 6 号: 3 ページ: 6030072-6030072
  • DOI: 10.3390/app6030072
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Terahertz Characterization Of Hydrogen Bonded Materials (2015)
  • 著者名/発表者名: Kei Takeya, Ryohei Takahashi, Kodo Kawase
  • 雑誌名: Proceedings of 40th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves 巻: 1
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A concealed barcode identification system using terahertz time domain spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Guan, M. Yamamoto, T. Kitazawa, S. R. Tripathi, K. Takeya, K. Kawase
  • 雑誌名: Journal of infrared millimeter and terahertz wave 巻: 36 号: 3 ページ: 298-311
  • DOI: 10.1007/s10762-014-0128-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dielectric constants of H2O and D2O ice in the terahertz frequency regime over a wide temperature range (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Takeya, T. Fukui, R. Takahashi, K. Kawase,
  • 雑誌名: Journal of Optics 巻: 16 号: 9 ページ: 094005-094005
  • DOI: 10.1088/2040-8978/16/9/094005
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] テラヘルツ波パルスを用いたトモグラフィー技術への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹家啓、川瀬晃道
  • 雑誌名: Interlab 巻: 112 ページ: 25-29
• [雑誌論文] A Fiber-Laser Pumped, High-Power Terahertz Wave Source Based on Optical Rectification of Femtosecond Pulses in 4-Dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium Tosylate Crystal (2013)
  • 著者名/発表者名: Saroj R. Tripathi, Kousuke Murate, Hirohisa Uchida, Kei Takeya, Kodo Kawase
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 6 号: 7 ページ: 72703-1
  • DOI: 10.7567/apex.6.072703
  • NAID: 10031187890
  • 査読あり
• [雑誌論文] Broadband terahertz wave generation from a MgO:LiNbO3 ridge waveguide pumped by a 1.5 μm femtosecond fiber laser (2013)
  • 著者名/発表者名: Shuzhen Fan, Hajime Takeuchi, Toshihiko Ouchi, Kei Takeya, Kodo Kawase
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 38 号: 10 ページ: 1654-1656
  • DOI: 10.1364/ol.38.001654
  • 査読あり
• [学会発表] THz tomography using nonlinear optical effects (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Kawase, K. Okimura, K. Takeya
  • 学会等名: Third International Workshop on THz Technology (IWOTT 2017)
  • 発表場所: Solitude Resort, Salt Lake City, USA
  • 年月日: 2017-02-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Film thickness determination using ultrashort terahertz pulses (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Kawase, K. Okimura, Y.Nishizawa, K.Takeya
  • 学会等名: SPIE Photonics West 2017
  • 発表場所: Moscone Center, San Francisco, USA
  • 年月日: 2017-01-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] テラヘルツ波技術を用いたメタンハイドレートの観測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹家啓, 高橋亮平, 川瀬晃道
  • 学会等名: 氷、水、クラスレートの物理化学に関する研究集会
  • 発表場所: 北海道大学低温科学研究所講堂
  • 年月日: 2016-12-05
• [学会発表] 反射系テラヘルツ時間領域分光法を用いた金属板上の樹脂膜厚測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 興村晃太朗, 西澤佑司, 太田健吾, 竹家啓, 川瀬晃道
  • 学会等名: シンポジウム「テラヘルツ科学の最先端Ⅲ」
  • 発表場所: 三国観光ホテル, 福井
  • 年月日: 2016-11-23
• [学会発表] チェレンコフ位相整合方式及び導波路型非線形光学結晶を用いたテラヘルツ波発生 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹家啓, 南翼, 川瀬晃道
  • 学会等名: 二期第7回（第20回）「レーザーのカオス・ノイズダイナミックスとその応用」研究会
  • 発表場所: 官公労共済会八重山会館, 石垣
  • 年月日: 2016-11-21
  • 招待講演
• [学会発表] Cherenkov Phase Matched Terahertz Wave Generation From Waveguide Nonlinear Optical Crystals (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Takeya, T. Minami, H. Uchida, K. Kawase
  • 学会等名: The 41st International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves 2016
  • 発表場所: Copenhagen, Denmark
  • 年月日: 2016-09-25
  • 国際学会
• [学会発表] Terahertz Time Domain Spectroscopy On Methane Hydrate (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Takeya, R. Takahashi, K. Kawase
  • 学会等名: The 41st International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves 2016
  • 発表場所: Copenhagen, Denmark
  • 年月日: 2016-09-25
  • 国際学会
• [学会発表] Enhanced Terahertz Wave Generation via Combination of Cherenkov Phase Matching and Waveguide Crystal (2016)
  • 著者名/発表者名: Kei Takeya、Tsubasa Minami、Kodo Kawase
  • 学会等名: JSAP-OSA Joint Symposia 2016
  • 発表場所: Tokimesse, Niigata, Japan
  • 年月日: 2016-09-13
  • 国際学会
• [学会発表] メタンハイドレートのテラヘルツ分光測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹家 啓、高橋 亮平、川瀬 晃道
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ、新潟
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] Terahertz Generation from Waveguide Nonlinear Optical Crystals Using Cherenkov Phase Matching (2016)
  • 著者名/発表者名: Kei Takeya, Tsubasa Minami, Kodo Kawase
  • 学会等名: Energy Materials and Nanotechnology Meeting on Terahertz
  • 発表場所: San Sebastian, Spain
  • 年月日: 2016-05-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Cherenkov Phase Matched Terahertz Generation from Waveguide Nonlinear Optical Crystals (2016)
  • 著者名/発表者名: Kei Takeya, Tsubasa Minami, Kodo Kawase
  • 学会等名: Energy Materials and Nanotechnology Meeting on Optoelectronics
  • 発表場所: Holiday Inn Resort Phuket, Phuket, Thailand
  • 年月日: 2016-04-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] High power and broadband terahertz wave generation from LiNbO3 ridge waveguide (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsubasa Minami, Kei Takeya, Kodo Kawase
  • 学会等名: 7th International Workshop on Terahertz Technology and Applications
  • 発表場所: Kaiserslautern, Germany
  • 年月日: 2016-03-15
  • 国際学会
• [学会発表] 非線形光導波路を用いた高出力広帯域テラヘルツ波発生 (2016)
  • 著者名/発表者名: 南 翼, 山崎 良, 内田 裕久, 竹家 啓, 川瀬 晃道
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会 第36回年次大会
  • 発表場所: 名古屋、名城大学
• [学会発表] テラヘルツ波を用いたガスハイドレートの研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋 亮平, 竹家 啓, 川瀬 晃道
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2015-03-11
• [学会発表] Development of THz barcode for security applications (2015)
  • 著者名/発表者名: Yu Guan, Manabu Yamamoto, Toshiyuki Kitazawa, Saroj R. Tripathi, Kei Takeya, Kodo Kawase
  • 学会等名: Optical Terahertz Science and Technology (OTST) 2015
  • 発表場所: San Diego, California, USA
  • 年月日: 2015-03-08
  • 国際学会
• [学会発表] High power Cherenkov phase-matched terahertz wave generation from a LiNbO3 ridge waveguide (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyo Okano, Tsubasa Minami, Yu Guan, Saroj R. Tripathi, Kei Takeya, Masahiko Tani, Kodo Kawase
  • 学会等名: Optical Terahertz Science and Technology (OTST) 2015
  • 発表場所: San Diego, California, USA
  • 年月日: 2015-03-08
  • 国際学会
• [学会発表] Optical characterization of gas hydrates at terahertz frequencies (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Takeya, R. Takahashi, K. Kawase
  • 学会等名: Joint Symposium of The 3rd International Symposium on Microwave/Terahertz Science and Applications and The 6th International Symposium on Terahertz Nanoscience
  • 発表場所: Okinawa Institute of Science and Technology, Okinawa
  • 国際学会
• [学会発表] Terahertz Characterization Of Hydrogen Bonded Materials (2015)
  • 著者名/発表者名: Kei Takeya, Ryohei Takahashi, Kodo Kawase
  • 学会等名: The 40th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves
  • 発表場所: The Chinese University of Hong Kong, Hong Kong
  • 国際学会
• [学会発表] High power and broadband terahertz wave generation from LiNbO3 ridge waveguide (2015)
  • 著者名/発表者名: Minami Tsubasa, Okano Hiroyo, Takeya Kei, Kawase Kodo
  • 学会等名: The Second International Symposium on Frontiers in THz Technology (FTT2015)
  • 発表場所: Actcity, Hamamatsu, Shizuoka
  • 国際学会
• [学会発表] Cherenkov Phase Matched Ultrashort Terahertz Pulse Generation from Nonlinear Crystals (2015)
  • 著者名/発表者名: Kei Takeya, Tsubasa Minami, Ryo Yamazaki, Hirohisa Uchida, Kodo Kawase
  • 学会等名: JSAP-OSA Joint Symposia 2015
  • 発表場所: Nagoya Congress Center, Nagoya
  • 国際学会
• [学会発表] Optical characterization of hydrogen-bonded materials at terahertz frequencies (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Takeya, R. Takahashi, K. Kawase
  • 学会等名: The International Chemical Congress Of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem 2015)
  • 発表場所: Hawaii Convention Center on Waikiki Beach, Hawaii
  • 国際学会
• [学会発表] High power and broadband terahertz wave generation from LiNbO3 ridge waveguide (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Minami, H. Okano, K. Takeya, K. Kawase
  • 学会等名: The International Chemical Congress Of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem 2015)
  • 発表場所: Hawaii Convention Center on Waikiki Beach, Hawaii
  • 国際学会
• [学会発表] テラヘルツ波領域における氷、ガスハイドレートの光学特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹家啓・福井崇史・高橋亮平・川瀬晃道
  • 学会等名: 雪氷研究大会
  • 発表場所: 八戸工業大学、八戸
  • 年月日: 2014-09-20
• [学会発表] Identification Tag Using Terahertz-wave Metafilms (2014)
  • 著者名/発表者名: Yu Guan, Saroj Tripathi, Kei Takeya, Kodo Kawase
  • 学会等名: IRMMW-THz 2014
  • 発表場所: Arizona, USA
  • 年月日: 2014-09-14
  • 国際学会
• [学会発表] 非線形光導波路による高効率テラヘルツ波発生 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川瀬晃道, 竹家啓
  • 学会等名: テラヘルツテクノロジーフォーラム第6回テラテクビジネスセミナー
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場, 千葉
  • 年月日: 2014-09-05
  • 招待講演
• [学会発表] Terahertz time domain spectroscopy of hydrogen bonded materials (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Takeya, R. Takahashi, T. Fukui, K. Kawase
  • 学会等名: International Symposium on Frontier of Terahertz Science
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 2014-08-04
  • 国際学会
• [学会発表] チェレンコフ位相整合方式によるLiNbO3リッジ導波路からの高出力テラヘルツ波発生 (2014)
  • 著者名/発表者名: 瀬戸淳太，岡野紘世，竹家 啓，西澤典彦，川越寛之，川瀬晃道
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第31回年次大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
• [学会発表] Terahertz Time Domain Spectroscopy of Hydrogen Bonded Materials in Wide Temperature Range (2014)
  • 著者名/発表者名: Kei Takeya, Kodo Kawase
  • 学会等名: 13th International Conference on the Physics and Chemistry of Ice (PCI-2014)
  • 発表場所: Hanover, NH, USA
• [学会発表] テラヘルツ波が拓く計測分析技術とその光源 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹家啓、トリパティ・サロジ、川瀬晃道
  • 学会等名: 2013年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 福岡工業大学
  • 招待講演
• [学会発表] Broadband Terahertz Wave Generation From Ridge Waveguide (2013)
  • 著者名/発表者名: Kei Takeya, Shuzhen Fan, Hajime Takeuchi, Kodo Kawase
  • 学会等名: The 38th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz 2013)
  • 発表場所: Mainz, Germany
• [学会発表] Cherenkov Phase-Matched Terahertz Wave Generation Using Ridge-type Waveguide (2013)
  • 著者名/発表者名: Kei Takeya, Shuzhen Fan, Hajime Takeuchi, Kousuke Kajiki, Toshihiko Ouchi, Kodo Kawase
  • 学会等名: The 10th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR 2013)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] High Average Power and Broadband THz Wave Generation Scheme Via Optical Rectification in 4-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium-tosylate Crystal (2013)
  • 著者名/発表者名: Saroj R. Tripathi, Kousuke Murate, Hirohisa Uchida, Kei Takeya and Kodo Kawase
  • 学会等名: The 10th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR 2013)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Cherenkov Phase-Matched Terahertz Wave Generation from Ridge-type Waveguide (2013)
  • 著者名/発表者名: Shuzhen Fan , Hajime Takeuchi, Kousuke Kajiki, Toshihiko Ouchi, Kei Takeya, Kodo Kawase
  • 学会等名: The 2nd Advanced Lasers and Photon Sources conference (ALPS ’13)
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Yokohama, Japan
• [学会発表] Broadband and high power THz wave generation using femtosecond fiber laser in 4-dimethylamino-N-methyl- 4-stilbazolium tosylate crystal (2013)
  • 著者名/発表者名: Saroj R. Tripathi, Takashi Sugiyama, Kousuke Murate, Kei Takeya and Kodo Kawase
  • 学会等名: The 2nd Advanced Lasers and Photon Sources conference (ALPS ’13)
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Yokohama, Japan
• [学会発表] Cherenkov phase-matched terahertz wave generation from nonlinear waveguides (2013)
  • 著者名/発表者名: Shuzhen Fan, Hajime Takeuchi, Kousuke Kajiki, Toshihiko Ouchi, Kei Takeya and Kodo Kawase
  • 学会等名: International workshop on Optical Terahertz Science and Technology (OTST 2013)
  • 発表場所: Kyoto Terrsa, Kyoto, Japan
• [学会発表] Terahertz time domain spectroscopy of hydrogen bonded materials (2013)
  • 著者名/発表者名: Kei Takeya, Takashi Fukui, Kodo Kawase and Masayoshi Tonouchi
  • 学会等名: International workshop on Optical Terahertz Science and Technology (OTST 2013)
  • 発表場所: Kyoto Terrsa, Kyoto, Japan
• [図書] Research on hydrogen bonded materials using terahertz technology (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Takeya, K. Kawase
  • 総ページ数: 17
  • 出版者: INTECH