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2017 年度 実施状況報告書

広帯域テラヘルツパルス電力の精密測定技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06403
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

飯田 仁志  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (40392584)

研究分担者 木下 基  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (00415671)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードテラヘルツ / 広帯域パワー測定 / カロリメータ / 吸収体 / 減衰器 / テラヘルツ時間領域分光
研究実績の概要

本研究は、広帯域テラヘルツパルスの絶対電力を定めるための高精度センサの開発を目的としている。平成29年度は広帯域テラヘルツカロリメータによるパルス電力測定技術の開発に関して以下の成果を得た。
昨年度に引き続き、赤外線吸収ガラスや磁気損失材料装荷エポキシなどのテラヘルツ吸収体の評価を進め、0.1 THzから3 THzの広帯域吸収特性を明らかにした。吸収体の評価では、反射及び透過特性を評価するためのテラヘルツ時間領域分光装置の精度評価が重要となる。そこで、前年度に開発した、テラヘルツ減衰器のカロリメータを用いた直流置換法による校正を適用することで、テラヘルツ時間領域分光装置の振幅精度を正しく評価する技術を開発した。これによって、本センサの主要な不確かさ要因となる吸収体の吸収特性を定量的に精密に評価することが可能となり、テラヘルツパルスの絶対電力測定の不確かさを低減することに成功した。
これらの評価の結果、特に磁気損失材料装荷エポキシをピラミッド集合体に加工した吸収体では、全体域に渡って大きな吸収特性が得られ、パルス電力測定に適用可能であることを示した。この吸収体を用いて広帯域テラヘルツカロリメータを試作し、動作検証及び精度評価を実施した。まず、前年度の課題であった、テラヘルツ発生用励起光波長可変レーザの安定度を改善した。次に、試作したカロリメータによる絶対電力測定の不確かさ評価を0.3 THzから1 THzで実施した。その結果、6.2%以下の不確かさで測定できることがわかり、広い周波数成分を含むテラヘルツパルスの絶対電力測定が可能であることを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成29年度は広帯域テラヘルツカロリメータの試作と動作検証を目標としていた。磁気損失材料装荷エポキシを用いた広帯域吸収体について、構造の決定と吸収特性評価を精密に実施することができたため、順調にカロリメータの試作が進んだ。また、昨年度の課題であった励起光源の波長可変レーザの改善によって、安定な広帯域テラヘルツ波光源を実現したため、広帯域絶対電力測定の不確かさ評価を進展させることができた。

今後の研究の推進方策

次年度は、平成29年度に試作した広帯域カロリメータの検証をさらに進めて、広帯域パルスパワー測定の実証と不確かさ解析を行う計画である。

次年度使用額が生じた理由

試作費用や旅費に変更があったため次年度使用額が発生した。次年度の計画では、成果発表のための旅費を計上しているが、本費用はその一部として使用予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Accurate Measurement of Absolute Terahertz Power Using Broadband Calorimeter2018

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Iida, Moto Kinoshita, Kuniaki Amemiya
    • 雑誌名

      Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves

      巻: 39 ページ: 409~421

    • DOI

      10.1007/s10762-018-0477-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calibration of a Terahertz Attenuator by a DC Power Substitution Method2017

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Iida, Moto Kinoshita, Kuniaki Amemiya
    • 雑誌名

      IEEE Transaction on Instrumentation and Measurement

      巻: 66 ページ: 1586~1591

    • DOI

      10.1109/TIM.2016.2637498

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Amplitude Calibration in Terahertz Time-Domain Spectroscopy Using Attenuation Standards2017

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Iida, Moto Kinoshita
    • 雑誌名

      Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves

      巻: 39 ページ: 120~129

    • DOI

      10.1007/s10762-017-0440-8

    • 査読あり
  • [学会発表] テラヘルツ波の微小パワーを正確に測る2018

    • 著者名/発表者名
      飯田 仁志、木下 基、東島 侑矢、雨宮 邦招
    • 学会等名
      産業技術総合研究所 計測・分析フェアin京都
  • [学会発表] Broadband Absorbers for a Terahertz Calorimeter2017

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Iida, Moto Kinoshita
    • 学会等名
      42nd International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves
    • 国際学会
  • [学会発表] テラヘルツ波の精密計測2017

    • 著者名/発表者名
      飯田 仁志
    • 学会等名
      (一社)研究産業・産業技術振興協会 第2回研究産業技術懇談会
  • [学会発表] テラヘルツ波パワーの精密計測技術と計量標準2017

    • 著者名/発表者名
      木下基、飯田仁志、藤井勝巳
    • 学会等名
      学振テラヘルツ波科学技術と産業開拓第182委員会第31回委員会・研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Precise power measurements of electromagnetic waves including microwave, millimeter-wave and terahertz-wave2017

    • 著者名/発表者名
      Moto Kinoshita
    • 学会等名
      Emerging Scientist Workshop 2017, Selected oral presentation
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Precise power measurements of electromagnetic waves including microwave, millimeter-wave and terahertz-wave2017

    • 著者名/発表者名
      Moto Kinoshita
    • 学会等名
      Emerging Scientist Workshop 2017, poster presentation, P-14
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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