| 研究課題/領域番号 |
18H03887
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
川瀬 晃道 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (00296013)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | テラヘルツ / 非線形光学 / パラメトリック / 分光 |
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| 研究実績の概要 |
郵便物に隠された禁止薬物や、薬局で手渡される処方薬を、開封することなくチェックできる技術は、世界で唯一、我々が開発している光注入型テラヘルツ波パラメトリック発生器（is-TPG）のみである。テラヘルツ波以外の技術ではそれを実現できておらず、また数あるテラヘルツ技術の中でも、我々のis-TPGのみが厚手の遮蔽物越しの分光検査を達成している。最近我々は、世界に先駆けて多波長is-TPGに成功し、さらに多波長テラヘルツ波を検出側で角度の異なる多波長近赤外光に変換してCCDカメラで撮像する手法で、ワンパルス高速分光への道を拓いた。本研究では、これらの予備実験による成果を融合し、ワンパルス高速テラヘルツ分光システムを開発し、従前より期待されているリアルタイムでの郵便物検査や処方薬検査、および医薬錠剤・粉末の製造過程での全数検査等を実現するものである。
特に本研究では、is-TPGの5-10波長程度の多波長発生を目指す。テラヘルツ波帯の試薬の吸収線幅は100GHz以上あるため、5波長で応用上重要な1-2THz帯における試薬の吸収線をねらうことでで必要十分な周波数分解能が得る。多波長発生により、波長可変が不要となり、測定時間が大幅に短縮されると期待される。また、1パルスで分光するため出力ゆらぎを無視でき、多数パルスの平均化が不要になる。これらにより、励起レーザーの繰り返しレートでリアルタイムなワンパルス分光を可能とするものである。
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| 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
当初の研究計画では、平成30年9月までに、注入光を5-10波長に多波長化の検討、多波長発生レーザーの性能評価、多波長発生レーザーを発注を行い、平成31年3月までに、多波長発生レーザーを導入、注入光を5-10波長に多波長化を図る、多波長テラヘルツ波発生の確認を行う予定であった。
しかしながら、研究計画決定の困難に直面し、平成30年8月、多波長発生レーザーの性能評価の結果、当初計画の多波長発生レーザーでは、恒常的に多波長発生が得られないことが判明した。研究遂行上、恒常的な多波長発生が不可欠だったため、多波長発生レーザーの原理検討、及び多波長発生レーザーの性能評価を改めて行う必要が生じた。
その結果、数か月遅れて多波長発生レーザーを導入し、その後は年度をまたいで注入光を5-10波長に多波長化を図り、当初の目標通りの多波長テラヘルツ波発生の確認に至った。
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| 今後の研究の推進方策 |
安定的なis-TPGの5-10波長程度の多波長発生を目指す。テラヘルツ波帯の試薬の吸収線幅は100GHz以上あるため、5波長で応用上重要な1-2THz帯における試薬の吸収線をねらうことで必要十分な周波数分解能が得る。多波長発生により、波長可変が不要となり、測定時間が大幅に短縮を図る。また、1パルスで分光するため出力ゆらぎを無視でき、多数パルスの平均化が不要になることを確認する。これらにより、励起レーザーの繰り返しレートでリアルタイムにワンパルス分光を可能とする。注入光を5波長の多波長化することにより実際の高効率な多波長テラヘルツ波発生を確認するとともに、安定性を確立したい。
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