| 研究課題/領域番号 |
18K04274
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| 研究機関 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 |
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研究代表者 |
梶 貴博 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 主任研究員 (40573134)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 電気光学ポリマー / テラヘルツ波発生 |
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| 研究実績の概要 |
超大容量・超高速の無線通信や非接触・非侵襲での物体センシングの実現に向けて、広帯域・室温動作の連続波テラヘルツ光源の開発が求められている。電気光学ポリマーは、テラヘルツ波の発生効率が高く、また超広帯域でのテラヘルツ波の発生が可能であるとともに、微細加工プロセスを用いたデバイス作製が可能であることから、テラヘルツ波発生デバイスへの応用が期待されている。当該年度も引き続き、電気光学ポリマーを用いた連続波テラヘルツ波発生デバイスの実現に向けて、電気光学ポリマー光導波路とシクロオレフィンポリマークラッドから成るデバイスの試作を行った。従来プロセスでは、電気光学ポリマー導波路上にシクロオレフィンポリマークラッドを形成できないというプロセス上の制約があり、電気光学ポリマーのスラブ導波路構造とする必要があったが、スラブ導波路構造では水平方向の光の閉じ込めができないという課題があった。そこで、当該年度は、水平方向の光の閉じ込めを可能にするエアーギャップ構造を有する新規なリッジ型導波路構造のデバイスを試作するとともに、試作したデバイスからのテラヘルツ波発生の評価を行った。波長1.55マイクロメートルのフェムト秒ファイバーレーザーをポンプ光として用いることで、試作したデバイスからのテラヘルツ波発生を確認した。また、導波路出射光パターンを観測したところ、スラブ導波路型デバイスと比較して横方向の出射光パターンの広がりが小さく、水平方向の光閉じ込めを確認することできた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
連続波テラヘルツ波の発生とその検出は、ポンプ光源としてピーク強度の大きなフェムト秒パルスレーザーを用いたパルステラヘルツ波の発生とその検出と比較して、難易度が高く、最適な材料やデバイス構造を選択するとともにデバイス作製のためのプロセス技術の開発が必要である。そのため、R2年度も引き続きデバイス構造の設計やプロセス技術の開発に注力した。ゆえに、研究の進捗はやや遅れている。しかしながら、これらの過程は、連続波テラヘルツ波発生デバイスの開発のために必要なものであり、得られた知見を生かすことで連続波テラヘルツ波発生の実現に向けて研究を進めていくことができる。
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| 今後の研究の推進方策 |
R3年度は、R2年度に試作・評価したエアーギャップ構造を有する導波路型テラヘルツ波発生デバイスの構造を発展させることで、テラヘルツ波発生の高効率化を目指す。具体的には、導波路サイズの最適化を行うことで不要なモードを除去し、発生効率の向上を目指す。さらに、テラヘルツ波への変換効率を高めるため電気光学ポリマー導波路構造と金属・金属テラヘルツ波導波路構造等を組み合わせた新規なデバイスを試作する計画である。まずは、比較的難易度が低いパルステラヘルツ波発生によるデバイスの評価を行い、次の段階として連続波テラヘルツ波発生によるデバイスの評価を行うことを目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
感染症の流行等による研究遅延のため次年度使用額が生じた。光学部品等の購入に使用する計画である。
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