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本研究では、新有機非線形結晶BNA(N-benzyl 2-methyl-4-nitroaniline)を用い、その潜在能力(高非線形性・低分散・高光損傷)を極限まで活用して、高効率かつ広帯域なテラヘルツ波発生を目的にしている。
従来知られるDAST結晶を用いたテラヘルツ波発生においては、化学構造に由来する様々な吸収やフォノンモードに起因するスペクトル構造(発生波長の抜けにより、パワースペクトルが平坦でない)をもつため高出力でかつ連続的にテラヘルツ波を発生させること難しかった。そこで、本研究で着目したのが新しい有機非線形光学材料BNA結晶である。BNA結晶は、DASTとは異なるフォノンモードを有しており、DASTに比べて連続的に波長の抜けなく、かつ、出力のむらなくテラヘルツ波を網羅する事が可能である。しかし、BNA結晶は発明されてから間もない結晶であることから、テラヘルツ波帯におけるセルマイヤー方程式などの物性値が未知であった為、テラヘルツ波帯発生が積極的に行われてこなかった背景がある。
そこで、本年度は新規非線形光学結晶BNAの光学特性、特にテラヘルツ波領域での透過率・吸収係数・減衰係数の同定を目的に研究を行った。初めに透過および反射分光測定により結晶の透過率・反射率を求め吸収係数を決定し、その後、クラマース-クローニッヒの関係を用いて、透過率および反射率の関係から屈折率算出を行った。得られたテラヘルツ波帯の屈折率データから、差周波発生におけるテラヘルツ波発生の最適位相整合条件を見積もるためにコヒーレンス長計算を行い、テラヘルツ波発生用励起2波長の同定を行った。これを元に次年度は広帯域・高効率テラヘルツ波発生を行う予定である。
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