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

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22360029
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 吉村 政志 大阪大学, 大学院・工学研究科, 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 – 2012
• キーワード: テラヘルツデバイス / 非線形光学 / 有機非線形光学材料 / 導波路 / スチルバゾリウム誘導体 / 差周波発生

研究概要

溶媒蒸発法を用いて厚さ 60μm の薄板状の有機非線形光学結晶 DASCを成長させ、反応性イオンエッチング、深紫外レーザー加工を組み合わせて結晶を導波路のコア形状に加工した。クラッド層としてエポキシ系紫外線硬化樹脂で周囲を覆い、テラヘルツ波(1THz=波長 300μm)に対してサブ波長サイズの断面を有する導波路素子を実現した。また、2 波長パルス赤外レーザーを入射し、差周波発生によるテラヘルツ波信号検出を確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Terahertz comb spectroscopy traceable to microwave frequency standard (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.D. Hsieh, Y. Iyonaga, Y. Sakaguchi, S. Yokoyama, H. Inaba, K. Minoshima, F. Hindle, Y. Takahashi, M. Yoshimura, Y. Mori, T. Araki, and T. Yasui
  • 雑誌名: IEEE T ransactions on T erahertz Science and T echnology 巻: Vol.3, NO.3 ページ: 322-330
  • DOI: DOI:10.1109/TTHZ.2013.2250333
  • 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 generation (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Uchida, S.R. Tripathi, K. Suizu, T. Shibuya, T. Osumi, and K. Kawase
  • 雑誌名: Applied Physics B 巻: Vol.111, Issue3 ページ: 489-493
  • DOI: DOI:10.1007/s00340-013-5362-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Broadband terahertz light source pumped by a 1μm picosecond laser (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Miyamoto, A. Lee, T. Saito, T. Akiba, K. Suizu, and T. Omatsu
  • 雑誌名: Applied Physics B 巻: Vol.110, Issue 3 ページ: 321-326
  • DOI: DOI:10.1007/s00340-013-5359-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of ultrathin and highly efficient organic nonlinear optical crystal4'-dimethylamin-N-methyl-4-stilbazolium p-chlorobenzenesulfonate for enhanced terahertz efficiency at higher frequencies (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Brahadeeswaran, Y. Takahashi, M.Yoshimura, M. Tani, S. Okada, S. Nashima, Y. Mori, M. Hangyo, H. Ito and T. Sasaki
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: Vol.13, Issue2 ページ: 415-421
  • DOI: DOI:10.1021/cg300606g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scanning laser terahertz near-field imaging system (2012)
  • 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
• [雑誌論文] Improving the laser-induced-damage tolerance characteristics of 4-dimethy lamino-N-methyl-4-stilbazolium tosylate crystals for THz wave generation by annealing (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Uchida, H. Ochiai, K. Suizu, T . Shibuya, and K. Kawase
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol.51 ページ: 022601-1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.51.022601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of widely tunable terahertz waves by difference-frequency generation using a configurationally locked polyene 2-[3-(4-hydroxystyryl)-5,5-dimethylcyclohex-2-enylidene] malononitrile crystal (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Uchida, T. Sugiyama, K. Suizu, T. Osumi, and K. Kawase
  • 雑誌名: Terahertz Science and Technology 巻: Vol.4, No.3 ページ: 132-136
  • URL: http://www.tstnetwork.org/September2011/tst-v4n3-132Generation.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] 非線形光学効果を用いた波長変換材料 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋義典、 吉村政志、森勇介、佐々木孝友
  • 雑誌名: 機能材料 巻: Vol.31、No.3 ページ: 19-25
• [雑誌論文] テラヘルツ波光源のための有機非線形光学結晶 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉村政志、高橋義典、森勇介
  • 雑誌名: 光アライアンス 巻: Vol.22、No.2 ページ: 11-15
• [雑誌論文] Bulk crystal growth of stilbazolium derivatives for terahertz waves generation (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Matsukawa, M. Yoshimura, Y. Takahashi, Y. Takemoto, K. Takeya, I. Kawayama, S. Okada, M. Tonouchi, Y. Kitaoka, Y. Mori, and T. Sasaki
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol.49 ページ: 075502-1-6
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.49.075502
  • 査読あり
• [学会発表] Development of bulk DAST and DASC crystals for THz-wave generation (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshimura, R. Sakae, Y. Takahashi, T. Matsukawa, R. Kaneko, I. Kawayama, M. Tonouchi, Y. Izutani, K. Kitagishi, S. Okada, and Y. Mori
  • 学会等名: International Workshop on Optical Terahertz Science and Technology2013 (OTST2013)
  • 発表場所: Kyoto Terrsa
  • 年月日: 20130401-05
• [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 (2013)
  • 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
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] Monochlomatic-wide tunable THz-wave generation by difference frequency generation with Cherenkov phase matching method (2012)
  • 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: 20120705-06
• [学会発表] Generation of widely tunable terahertz waves by difference-frequency generation using OH1 crystal (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Uchida, T. Sugiyama, K. Suizu, T.Osumi, and K. Kawase
  • 学会等名: The 2011 International Symposium on Microwave/Terahertz Science and Applications (MTSA 2011)
  • 発表場所: Nanjing, China
  • 年月日: 20110619-22
• [学会発表] OH1 結晶を用いた差周波光混合によるテラへルツ波発生の最適化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内田裕久、杉山宗、水津光司、川瀬晃道
  • 学会等名: 2011 年秋季第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] 有機非線形光学結晶 DAS-HTP の核発生制御(II) (2011)
  • 著者名/発表者名: 西村健、山岸希、吉村政志、高橋義典、梅澤洋史、岡田修司、森勇介
  • 学会等名: 2011 年秋季第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] スチルバゾリウム誘導体 DAS-HTP の合成と単結晶育成(II) (2011)
  • 著者名/発表者名: 山岸希、西村健、竹家啓、吉村政志、高橋義典、川山巌、梅澤洋史、岡田修司、斗内政吉、金久展子、森勇介
  • 学会等名: 2011 年秋季第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] Bulk crystal growth of stilbazolium derivatives DASC (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Sakae, M. Uchiyama, M. Yamagishi, T. Matsukawa, Y. Takahashi, M. Yoshimura, K. Takeya, I. Kawayama, M. Tonouchi, S.Okada, and Y. Mori
  • 学会等名: The 5th Asian Conference on Crystal Growth andCrystal Technology (CGCT -5)
  • 発表場所: Suntec, Singapore
  • 年月日: 2011-07-01
• [学会発表] New stilbazolium derivative DAS-HTP for terahertz application (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yamagishi, K. Nishimura, M. Uchiyama, T. Matsukawa, K. Takeya, M. Yoshimura, H. Umezawa, Y. Takahashi, I. Kawayama, S. Okada, M. Tonouchi, and Y. Mori
  • 学会等名: The 5th Asian Conference on Crystal Growth and Crystal Technology (CGCT -5)
  • 発表場所: Suntec, Singapore
  • 年月日: 2011-07-01
• [学会発表] 波長変換用非線形光学結晶の基礎-紫外からテラヘルツまで- (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉村政志
  • 学会等名: レーザーEXPO2011
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-04-21
• [学会発表] 混合溶媒を用いたスチルバゾリウム誘導体 DASC のバルク結晶育成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 榮理奈、内山雅仁、山岸希、松川健、竹家啓、 吉村政志、高橋義典、川山厳、梅澤洋史、岡田修司、斗内政吉、森勇介
  • 学会等名: 2011 年春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] スチルバゾリウム誘導体 DAS-HTP の合成と単結晶育成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山岸希、内山雅仁、松川健、西村健、竹家啓、 吉村政志、高橋義典、川山厳、梅澤洋史、岡田修司、斗内政吉、金久展子、森勇介
  • 学会等名: 2011 年春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] 新規有機非線形光学結晶 DAS-HTP の核発生制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西村健、山岸希、内山雅仁、松川健、吉村政志、高橋義典、梅澤洋史、岡田修司、森勇介
  • 学会等名: 2011 年春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] スチルバゾリウム誘導体DAS-HTP の開発とテラヘルツ波発生への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山岸希、内山雅仁、松川健、竹家啓、吉村政志、高橋義典、川山巌、梅澤洋史、岡田修司、斗内政吉、金久展子、北岡康夫、佐々木孝友、森勇介
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第31回年次次大会
  • 発表場所: 電気通信大学
  • 年月日: 2011-01-10
• [学会発表] スチルバゾリウム誘導体の開発とテラヘルツ波発生への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内山雅仁、山岸希、松川健、竹家啓、吉村政志、高橋義典、川山巌、梅澤洋史、岡田修司、斗内政吉、金久展子、北岡康夫、佐々木孝友、森勇介
  • 学会等名: 201 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
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] Development of a stilbazolium derivative as a new nonlinear optical crystal (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Uchiyama, M. Yamagishi, T. Matsukawa, Y. Takemoto, K. Takeya, M. Yoshimura, H. Umezawa, Y. Takahashi, I. Kawayama, S. Okada, M. Tonouchi, Y. Kitaoka, T. Sasaki, and Y. Mori
  • 学会等名: The 16th International Conference on Crystal Growth (ICCG-16)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2010-08-10
• [学会発表] Development of a stilbazolium derivative for application to THz wave generation (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Uchiyama, M. Yamagishi, T. Matsukawa, Y. Takemoto, K. Takeya, M. Yoshimura, H. Umezawa, Y. Takahashi, I.Kawayama, S. Okada M. Tonouchi, Y. Kitaoka, T. Sasaki, and Y. Mori
  • 学会等名: 2nd Global COE Student Conference on Innovative Electronic Topics SCIENT 2010
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] New organic nonlinear optical crystal BDAS-TP for Terahertz applications (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshimura, T. Matsukawa, Y.Takemoto, K. Takeya, Y. Takahashi, H.Umezawa, S. Okada, M. Tonouchi, Y.Kitaoka, and Y. Mori
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics/Quantum Electronics and Laser Science Conference2010 (CLEO/QELS 2010)
  • 発表場所: San Jose, USA
  • 年月日: 2010-05-18
• [学会発表] 波長変換とその応用(紫外レーザー、テラヘルツ) (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉村政志
  • 学会等名: 第5回光エレクトロニクスフォーラム
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2010-04-22
• [図書] テラヘルツ波新産業、第3 章テラヘルツ波光源、6.非線形光学結晶 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉村政志
  • 総ページ数: 51-56
  • 出版者: シーエムシー出版
• [産業財産権] 有機光学単結晶の製造方法 (2010)
  • 発明者名: 佐々木孝友、吉村政志、森勇介、安達宏昭、常定扶美、長岡一聡
  • 権利者名: アークレイ(株)
  • 産業財産権番号: 特許第4565538 号
  • 取得年月日: 2010-08-13