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2012 年度 実績報告書

導波路を利用した新しいテラヘルツ発生用有機デバイスに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 22360029
研究機関大阪大学

研究代表者

吉村 政志  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60314382)

研究分担者 水津 光司  千葉工業大学, 工学部, 准教授 (20342800)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワードテラヘルツ / 応用光学・量子光工学 / 先端機能デバイス / 量子エレクトロニクス / 結晶成長
研究概要

従来のテラヘルツ波発生では、光パラメトリック発振器(OPO)の共振器内に非線形光学結晶KTPを2つ挿入し、それぞれで赤外レーザー光を発生させて差周波発生用の2波長励起光光源としていた。しかしながらこの2波長間でテラヘルツ波発生に不要な波長の立ち上がりや、結晶内で四光波混合が生じる問題が生じた。そこで、本年度は新たにタンデム配置のOPOを2つ構築し、それぞれの共振器内で独立に赤外光を発生させた。条件を検討した結果、2波長の線幅、強度バランスが取れた励起光光源の開発に成功した。従来型とタンデム配置とでの2波長の出力相関図の比較を行ったところ、従来型では-0.45595で負の相関であるのに対し、タンデム配置では0.46964と正の相関と良好な結果を得ることができた。
有機非線形光学結晶DASCの薄板結晶(厚さ60μm以下)を温度降下法により成長させ、反応性イオンエッチング(RIE)及び紫外レーザー加工を用いて導波路素子作製を行った。RIEの反応ガスには酸素を用いた。作製した導波路の断面は幅145μm×高さ34μm、b軸伝搬方向の長さ1.2mmであり、主眼となっているテラヘルツ波1THz(波長300μm)に対してサブ波長サイズを実現した。外周部をテラヘルツ波帯域で高透過率を示すエポキシ系の紫外線硬化樹脂により周囲を覆い、テラヘルツ波伝搬用のクラッド層を形成した。波長1562nm、1578nmの2波長赤外レーザーの入射により、サブ波長導波路からのテラヘルツ波信号検出には成功したが、レーザー入射後に生じる端面損傷によりテラヘルツ波スペクトルの計測には至らなかった。結晶断面の研磨加工、及び導波路周囲の樹脂部分の保護対策が課題であることが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Growth of Ultrathin and Highly Efficient Organic Nonlinear Optical Crystal 4′-Dimethylamino-N-methyl-4-Stilbazolium p-Chlorobenzenesulfonate for Enhanced Terahertz Efficiency at Higher Frequencies2013

    • 著者名/発表者名
      S. Brahadeeswaran et al.
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: Vol.13, Issue2 ページ: 415-421

    • DOI

      dx.doi.org/10.1021/cg300606g

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Broadband terahertz light source pumped by a 1mm picosecond laser2013

    • 著者名/発表者名
      K. Miyamoto et al.
    • 雑誌名

      Applied Physics B

      巻: Vol.110, Issue3 ページ: 321-326

    • DOI

      DOI 10.1007/s00340-013-5359-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Widely tunable broadband terahertz radiation generation using a configurationally locked polyene 2-[3-(4-hydroxystyryl)-5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene] malononitrile crystal via difference frequency generation2013

    • 著者名/発表者名
      H. Uchida et al.
    • 雑誌名

      Applied Physics B

      巻: Vol.110, Issue3 ページ: to be published

    • DOI

      DOI 10.1007/s00340-013-5362-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scanning laser terahertz near-field imaging system2012

    • 著者名/発表者名
      K. Serita, S. Mizuno, H. Murakami, I. Kawayama, Y. Takahashi, M. Yoshimura, Y. Mori, J. Darmo, and M.Tonouchi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: Vol.20, Issue12 ページ: 12959-12965

    • DOI

      DOI:10.1364/OE.20.012959

    • 査読あり
  • [学会発表] Monochlomatic - Wide Tunable THz-wave generation by Difference Frequency Generation with Cherenkov Phase Matching Method2012

    • 著者名/発表者名
      K. Suizu et al.
    • 学会等名
      Topological lightwave synthesis and its applications 2012 (TLSA2012)
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      20120705-20120706
    • 招待講演
  • [学会発表] チェレンコフ位相整合テラヘルツ波発生の偏光依存性

    • 著者名/発表者名
      水津 光司 他
    • 学会等名
      2013年春季第60回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
  • [学会発表] ハイブリッドイントラキャビティDFGによる広帯域THz波発生

    • 著者名/発表者名
      内田 裕久 他
    • 学会等名
      2013年春季第60回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
  • [学会発表] Development of bulk DAST and DASC crystals for THz-wave generation

    • 著者名/発表者名
      M. Yoshimura et al.
    • 学会等名
      International Workshop on Optical Terahertz Science and Technology 2013(OTST2013)
    • 発表場所
      Kyoto Terrsa
  • [学会発表] Evalution of Human Hairs in Terahertz Frequency Domain

    • 著者名/発表者名
      K. Serita et al.
    • 学会等名
      International Workshop on Optical Terahertz Science and Technology 2013(OTST2013)
    • 発表場所
      Kyoto Terrsa

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公開日: 2014-07-24  

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