光ヘテロダインによるテラヘルツ光リアルタイムスペクトラム計測可視化システム

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H01908
• 研究機関: 国立研究開発法人情報通信研究機構
• 研究代表者: 林 伸一郎 国立研究開発法人情報通信研究機構, テラヘルツ研究センターテラヘルツ連携研究室, 主任研究員 (70360188)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: テラヘルツ光 / テラヘルツ帯スペクトル計測

研究実績の概要

従来，電波領域の計測に広く用いられてきたヘテロダイン（「電波」から「電気信号」への周波数下方変換）検出に代わる，光ヘテロダイン（「テラヘルツ光」から「通信帯近赤外光」（可視化）への上方周波数変換）検出による，国家標準にトレーサブルなリアルタイムテラヘルツ帯スペクトル測定システムの提案および構築を行った。「テラヘルツ光」の光ヘテロダイン（光領域への上方周波数変換）計測のための基準となる「高確度・高輝度近赤外光源」として，光領域の周波数基準である気体分子固有の吸収スペクトルに安定化可能な近赤外種光源を導入し，非線形光学効果を利用した光パラメトリック発生・増幅系を設計・作製し，基準近赤外光源の高確度・高輝度化を実現した。この「基準光」と「テラヘルツ光」を非線形光学結晶により上方変換し，テラヘルツ帯スペクトル情報を近赤外帯スペクトル情報に変換・計測する高確度なテラヘルツ帯スペクトル計測および標準化に関する研究を進めた。テラヘルツ光無線通信が不向きである長距離伝送を，光通信波長帯に変換することにより光ファイバーネットワークを通じて実現できるばかりでなく，不可視領域であるテラヘルツ帯を可視化することも容易である。加えて，光ヘテロダインにより変換したテラヘルツ光のスペクトル情報を持つ光を計測し，テラヘルツ光周波数制御機構に帰還するテラヘルツ光周波数制御手法に関する提案を行い，これらの成果を国際会議等において報告した。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Terahertz parametric generation with pulse train pump beam (2020)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi Rie、Hayashi Shin’ichiro、Kawase Kodo、Murate Kosuke
  • 雑誌名: OSA Technical Digest of the Frontiers in Optics / Laser Science 巻: なし ページ: -
  • DOI: 10.1364/FIO.2020.FW7F.6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zero-spindle spectral drill: real-time spectral measurement in a fixed Fabry?P?rot cavity (2020)
  • 著者名/発表者名: Ohno Seigo、Miyamoto Katsuhiko、Hayashi Shin’ichiro、Sekine Norihiko
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 28 ページ: 22088 - 22088
  • DOI: 10.1364/OE.397238
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Continuously Tunable NIR Pulsed Parametric Sources by an Is-OPG / OPA for Terahertz-wave Generation (2020)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Shin’ichiro、Urata Yoshiharu、Ohno Seigo、Miyamoto Katsuhiko、Sekine Norihiko
  • 雑誌名: OSA Technical Digest of the 14th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO PR 2020) 巻: なし ページ: 3 - 6
  • DOI: 10.1364/CLEOPR.2020.P3_6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Continuously Tunable Terahertz-wave Parametric Source based on Spectral Drill Cavity (2020)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Shin'ichiro、Urata Yoshiharu、Ohno Seigo、Miyamoto Katsuhiko、Sekine Norihiko
  • 雑誌名: 2020 45th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz) 巻: なし ページ: 1-2
  • DOI: 10.1109/IRMMW-THz46771.2020.9370657
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectroscopic Measurement of Terahertz-wave based on Nonlinear Optics (2020)
  • 著者名/発表者名: Shin’ichiro Hayashi, Seigo Ohno, Katsuhiko Miyamoto, Yoshiharu Urata, and Norihiko Sekine
  • 雑誌名: URSI GASS 2020 巻: なし ページ: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-time terahertz wave spectrometer using pulse train (2020)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi Rie、Kawase Kodo、Hayashi Shinichiro、Murate Kosuke
  • 雑誌名: 2020 45th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz) 巻: なし ページ: 1-1
  • DOI: 10.1109/IRMMW-THz46771.2020.9370532
  • 査読あり
• [学会発表] 波長変換によるテラヘルツ光計測 (2021)
  • 著者名/発表者名: 林伸一郎
  • 学会等名: 理研仙台セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] Bi-directional terahertz wave parametric wavelength conversion (invited) (2021)
  • 著者名/発表者名: Shin'ichiro Hayashi and Norihiko Sekine
  • 学会等名: GSELOP2021
  • 招待講演
• [学会発表] 機械動作を排したスペクトルドリル (2020)
  • 著者名/発表者名: 大野誠吾, 宮本克彦, 林伸一郎, 関根徳彦
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第40 回年次大会
• [学会発表] High speed measurement in spectral drill using q-plate and camera (2020)
  • 著者名/発表者名: 143.Seigo Ohno, Katsuhiko Miyamoto, Shin’ichiro Hayashi and Norihiko Sekine
  • 学会等名: the 8th International Conference on Photonics, Optics and Laser Technology (PHOTOPTICS 2020)
  • 招待講演
• [図書] Optical heterodyne terahertz wave measurement (2021)
  • 著者名/発表者名: Shin'ichiro Hayashi and Norihiko Sekine
  • 総ページ数: -
  • 出版者: Intech Open