レーザー・テラヘルツ波工学の開拓

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11231202
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 萩行 正憲 大阪大学, 超伝導フォトニクス研究センター, 教授 (10144429)
• 研究分担者: 谷内 哲夫 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教授 (80260446) ; 長坂 啓吾 東京理科大学, 理学部第一部, 教授 (80029470) ; 猿倉 信彦 分子科学研究所, 分子制御レーザー開発研究センター, 助教授 (40260202)
• キーワード: テラヘルツ波 / 高温超伝導体 / 半導体 / 分光 / 非線形光学効果 / イメージング / 物性計測 / レーザー

研究概要

電波と光の間にあり、従来は遠赤外線と呼ばれてきた電磁領域は、最近はテラヘルツ波とも呼ばれ、最後の未開拓電磁波領域として基礎物性並びに応用両面から急速に脚光を浴びつつある。我が国ではいくつかのグループから新しいテラヘルツ波発生法と応用が提案され、この成果を元に平成11-13年度の特定領域研究(B)「レーザー・テラヘルツ波工学の開拓」がスタートし、多くの新しい成果が得られた。本とりまとめ研究では、これらの成果をとりまとめ、報告書を作成した。得られた成果を要約すると、1.萩行グループでは、高温超伝導体からのテラヘルツ波放射を様々な条件で測定し、その特徴を明らかにした。従来の800nm励起に加えて、通信帯の1.55μm帯でも同等の効率で放射が可能であることがわかった。また、テラヘルツエリプソメトリー、ファラデー効果、半導体レーザーを用いた格安システムなど、様々なテラヘルツ分光システムを開発し、超伝導体、半導体、フォトニック結晶、バイオ関連分子などの物性測定に応用した。
2.猿倉グループでは、InAs表面からの磁場下でのテラヘルツ波放射を、様々な放射配置、磁場で測定し、最適な放射条件を明らかにした。また、超臨界流体やインク中の水分含量などの測定にテラヘルツ分光を応用することにより、テラヘルツ波の有用性を明らかにした。
3.長坂グループでは、テラヘルツ分光を強磁性半導体やMn系酸化物の物性測定に応用し、前者では、Mn不純物での伝導と強磁性相転移の相関を明らかにし、また、後者では磁性相転移が格子振動に大きな影響を与えることを明らかにした。
4.谷内グループでは、非線形光学結晶を用いて差周波混合によりテラヘルツ波を放射させ、特に、有機結晶DASTを用いた場合には、0.3〜20THzの超広帯域での放射が可能であることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] M.Nakajima: "Strong enhancement of THz radiation intensity from semi-insulating GaAs surfaces at high temperature"Appl. Phys. Lett.. 81. 1462 (2002)
• [文献書誌] T.Kondo: "Transmission characteristics of a two-dimensional photonic crystal of dielectric sphere array using sub-terahertz time domain spectroscopy"Phys. Rev. B. 66. 033111 (2002)
• [文献書誌] 長島: "円孔配列金属薄膜フィルターのテラヘルツ電磁波透過特性"レーザー研究. 30. 391 (2002)
• [文献書誌] 阪井: "テラヘルツ時間領域分光法とイメージング"レーザー研究. 30. 376 (2002)
• [文献書誌] M.Nakajima: "Reversal of subpicosecond carrier transport direction with temperature observed in semi-insulating InP using THz radiation"Physica B. 314. 176 (2002)
• [文献書誌] M.Hangyo: "Spectroscopy by pulsed THz radiation"Meas. Sci. Technol.. 13. 1727 (2002)
• [文献書誌] F.Miyamaru: "Large polarization change in two-dimensional metallic photonic crystals in subterahertz region"Appl. Phys. Lett.. (印刷中). (2003)
• [文献書誌] T.Kondo: "Fabrication of wire-grid type polarizer for THz region using a general-purpose color printer"Jpn. J. Appi. Phys.. (印刷中). (2003)
• [文献書誌] Z.Liu: "Generation of intense 25-fs pulses at 290nm by use of a hollow fiber filled with high-pressure argon gas"Jpn. J. Appl. Phy.. 41. L986 (2002)
• [文献書誌] Y.Suzuki: "0.43 J, 10Hz fourth harmonic generation of Nd : YAG Laser using large Li_2B_4O_7 Crystals"Jpn. J. Appl. Phys.. 41. L823 (2002)
• [文献書誌] H.Ohtake: "Simultaneous measurement of thickness and water content of thin black ink films for the printing using THz radeation"Jpn. J. Appl. Phy.. 41. L475 (2002)
• [文献書誌] K.Yamamoto: "Far-infrafed absorption measurements of polypeptides and cytochromnec by THz radiation"Bull. Chem. Soc., Jpn.. 75. 1083 (2002)
• [文献書誌] Y.Suzuki: "Hybrid time-resolved spectroscopic system for evaluating laser material using a table-top-sized, low-jitter, 3-MeV picosecond electron-beam source with a photocathode"Appl. Phys. Lett.. 80. 3280 (2002)
• [文献書誌] K.Kawamura: "New adjustment technique for time coincidence of femtosecond laser pulses using third harmonic generation in air and its application to holograph encoding system"Rev. Sci. Instrum.. 73. 1711 (2002)
• [文献書誌] K.Shimamura: "Growth of Ce-doped Colquiriite-and Scheelite-single crystals for UV laser appiocations"Opt. Mater.. 19. 109 (2002)
• [文献書誌] Z.Liu: "High-energy pulse generation from solid-state ultraviolet lasers using large Ce : fuoride cryals"Opt. Mater.. 19. 123 (2002)
• [文献書誌] K.Shimamura: "Growth of Ce-doped Colquiriite-and Scheelite-single crystals for UV laser appiocations"Opt. Mater.. 19. 109 (2002)
• [文献書誌] 東盛: "レーザー"光学. 31. 392 (2002)
• [文献書誌] H.Ohtake: "Anomalous power and spectrum dependence of terahertz radiation from femtosecond-laser-irradiated indium arsenide in high magnetic field up to 14T"Appl. Phys. Lett.. 82. 1164 (2003)
• [文献書誌] J.Shikata: "Fourier-transform spectrometer with a terahertz-wave parametric generation"Jpn. J. Appl. Phys.. 41. 134 (2002)
• [文献書誌] 谷内: "非線形光学効果を用いた広帯域波長可変テラヘルツ電磁波放射"レーザー研究. 30. 365 (2002)
• [文献書誌] 谷内: "非線形光学効果を用いたテラヘルツ波発生技術"応用光学. 7. 12 (2002)