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2010 年度 実績報告書

モノサイクルテラヘルツ波の新奇な周波数帯域変換可能性の探索と超小型素子の創成

研究課題

研究課題/領域番号 21656089
研究機関宇都宮大学

研究代表者

東口 武史  宇都宮大学, 工学研究科, 准教授 (80336289)

研究分担者 菊池 崇志  長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (30375521)
キーワードテラヘルツ / 電離面 / 超小型
研究概要

1960年代にオーストンスイッチによるテラヘルツ(THz)の電気振動が観測されて以来,光伝導アンテナを用いたテラヘルツ電磁波の発生と検出に関する研究が行われ,分子振動を中心とした遠赤外吸収スペクトルやメタマテリアル物性研究に用いられている.しかし,その光源および検出器として用いられている典型的な光伝導アンテナでのスペクトルのピーク周波数は0.2~0.5THz,帯域は2~2.5THz程度であるのが現状であり,テラヘルツ物性研究のスペクトル領域は極めて限定的である.そこで,新手法による中心周波数の高周波化および広帯域化を行うことは電磁波物理・工学の面で学術的に意義があることである本研究では,超短パルスレーザー光電界電離により光速で伝搬するイオン化フロントを生成し,種光としてのテラヘルツ波の中心周波数・帯域幅を制御する新奇の変換器の可能性を探り,最終的に超小型デバイスのコヒーレントテラヘルツチューナーを実現することを目標として研究した.
平成22年度は,この超小型デバイスを実現するための,テラヘルツ導波路を開発した.これはレーザーとテラヘルツ電磁波の相互作用領域を確保するためである.そこで,スラブ導波路と方形導波管を用いる効率的なテラヘルツ導波路の可能性を調べた.テラヘルツ光とプラズマの相互作用による現象を顕著に観測できるようにするため,テラヘルツ時間領域分光法に導波路を適用した.間隔50umの銅平行平板導波路および方形導波管(内寸法430um×860um)を用いて,テラヘルツ光の伝搬特性を観測した.超短パルスレーザーによって瞬時に生成されるプラズマサイズ程度の空間にテラヘルツ光を導波させることができた.これらのことから,超小型デバイスを実現するための知見を得ることができたと考えている.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 超高速放電による周波数可変テラヘルツ放射2011

    • 著者名/発表者名
      柏崎宏明, 他
    • 雑誌名

      電気学会東京支部第1回栃木支所・群馬支所合同研究発表会

      巻: ETT-10 ページ: 116-119

  • [雑誌論文] 超高速電離によるテラヘルツ電磁波の周波数上昇2011

    • 著者名/発表者名
      乳井浩平, 他
    • 雑誌名

      電気学会東京支部第1回栃木支所・群馬支所合同研究発表会

      巻: ETT-10 ページ: 120-123

  • [学会発表] フラッシュ電離によるテラヘルツ電磁波の周波数変換2011

    • 著者名/発表者名
      仲田真大, 他
    • 学会等名
      日本物理学会,第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-03-28
  • [学会発表] 超高速放電による周波数可変テラヘルツ放射2011

    • 著者名/発表者名
      柏崎宏明, 他
    • 学会等名
      電気学会東京支部第1回栃木支所・群馬支所合同研究発表会
    • 発表場所
      足利工業大学
    • 年月日
      2011-03-03
  • [学会発表] 超高速電離によるテラヘルツ電磁波の周波数上昇2011

    • 著者名/発表者名
      乳井浩平, 他
    • 学会等名
      電気学会東京支部第1回栃木支所・群馬支所合同研究発表会
    • 発表場所
      足利工業大学
    • 年月日
      2011-03-03
  • [学会発表] 超短パルスレーザー駆動プラズマアンテナのテラヘルツ放射特性2010

    • 著者名/発表者名
      東口武史, 他
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会,第27回年会
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館
    • 年月日
      2010-12-01
  • [学会発表] Frequency upshift of terahertz radiation via flash ionization scheme2010

    • 著者名/発表者名
      Noboru Yugami, et al.
    • 学会等名
      52th Annual Meeting, APS Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      Hyatt Regency Chicago
    • 年月日
      2010-11-11
  • [学会発表] フラッシュ電離によるテラヘルツ電磁波の周波数上昇2010

    • 著者名/発表者名
      東口武史, 他
    • 学会等名
      日本物理学会,2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-09-23
  • [学会発表] 瞬時電離によるテラヘルツ波の周波数上昇2010

    • 著者名/発表者名
      湯上登, 他
    • 学会等名
      2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学文教キャンパス
    • 年月日
      2010-09-16
  • [学会発表] Experimental observation of frequency up conversion of terahertz using laser produced plasmas2010

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Higashiguchi, et al.
    • 学会等名
      The 35th International Conference on Infrared, Millimeter and THz Waves (IRMMW-THz 2010)
    • 発表場所
      Pontificia Universita'S. Tommaso d'Aquino
    • 年月日
      2010-09-09
  • [備考]

    • URL

      http://www.ee.utsunomiya-u.ac.jp/~photonics/index.html

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公開日: 2012-07-19  

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