プラズマアンテナからのテラヘルツ電磁波エネルギー計測

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23540571
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 宇都宮大学
• 研究代表者: 湯上 登 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60220521)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: テラヘルツ / レーザー / プラズマ / 電磁波 / 高電圧

研究概要

ガス中の電極に高電圧を印加し、電極間に超短パルスレーザーを照射しプラズマを生成することによりプラズマアンテナを形成した．プラズマには電流が流れ、その立ち上がり時間はレーザーのパルス幅程度となり、その逆数は 10の12乗 のオーダーとなり、そこからはテラヘルツ電磁波の発生が期待できる．実験では、窒素ガスを用いレーザーのパルス幅が 120 fs のとき 0.08 THz の電磁波が観測された．また、レーザーのパルス幅を変化させ 30 fs のとき 0.3 THz の電磁波放射が観測された．このように、レーザーパルスを変化させたときの電磁波周波数依存性は理論の予測と一致した．

研究成果

• [雑誌論文] A tapered parallel plate waveguide for frequency up-conversion of terahertz radiation (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Nishida, H. Kashiwazaki, S. Yoshida, T. Higashiguchi, N. Yugami, and R. Kodama
  • 雑誌名: Rev . Sci. Instrum 巻: 83 ページ: 045104
• [雑誌論文] Experimental observation of frequency up-conversion by flash ionization (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Nishida, N. Yugami, T. Higashiguchi, T. Otsuka, F. Suzuki, M. Nakata, Y. Sentoku and R. Kodama
  • 雑誌名: Applied Phys. Lett 巻: 101 ページ: 161118
• [雑誌論文] Microdischarge extreme ultraviolet source with alkali metal vapor for surface morphology application (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Higashiguchi, Hiromitsu Terauchi, Takamitsu Otsuka, Mami Yamaguchi, Keisuke Kikuchi, Noboru Yugami, Toyohiko Y atagai, Wataru Sasaki, Rebekah D'Arcy , Padraig Dunne, and Gerry O'Sullivan
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 109 ページ: 013301-1-013301-6
• [雑誌論文] Spectral and temporal behavior of an alkali metal plasma extreme ultraviolet source for surface morphology applications (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Higashiguchi, Mami Y amaguchi, T akamitsu Otsuka, Hiromitsu Terauchi, Noboru Yugami, T oyohiko Yatagai, Rebekah D'Arcy , Padraig Dunne, and Gerry O'Sullivan
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 98 ページ: 091503-1-091503-3
• [雑誌論文] Observation and numerical analysis of plasma parameters in a capillary discharge-produced plasma channel waveguide (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiromitsu Terauchi, Nadezhda Bobrova, Pavel Sasorov , Takashi Kikuchi, Toru Sasaki, Takeshi Higashiguchi, Noboru Yugami, and Ryosuke Kodama
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 109 ページ: 053304-1-053304-7
• [雑誌論文] Properties of a capillary discharge-produced argon plasma waveguide for shorter wavelength source application (2011)
  • 著者名/発表者名: Shohei Sakai, Takeshi Higashiguchi, Nadezhda Bobrova, Pavel Sasorov , Jun Miyazawa, Noboru Yugami, Yasuhiko Sentoku, and Ryosuke Kodama
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 82 ページ: 103509-1-103509-4
• [雑誌論文] Ion Acoustic Wave Steamers Excited by a Resonantly Signal Biased Mesh Antenna in an Inhomogeneous Plasma (2011)
  • 著者名/発表者名: Md. Kamal-Al-Hassan, Mikhail Strarodubtsev , Hitendra K. Malik, Noboru Yugami, and Yasushi Nishida
  • 雑誌名: IEEE trans. Plasma Sci 巻: 39 ページ: 1927
• [雑誌論文] A 6.x nm beyond EUV source as a future lithography source
  • 著者名/発表者名: Takamitsu Otsuka, Bowen Li, Colm O'Gorman, Thomas Cummins, Hao Tan, Deirdre Kilbane, Takeshi Higashiguchi, Noboru Yugami, Weihua Jiang, Akira Endo, Padraig Dunne, and Gerard D. O'Sullivan
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE ページ: 8322
• [学会発表] THz wave up-frequency turning by rapidly plasma creation (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Nakata, Takeshi Higashiguchi, Noboru Yugami, Yasuhiko Sentoku, and Ryosuke Kodama
  • 学会等名: SPIE Optics and Photonics
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Tunable terahertz radiation from an ultrashort-laser-pulse-induced discharge in biased air (2011)
  • 著者名/発表者名: Fuminori Suzuki, Takeshi Higashiguchi, Hiroaki Anno-Kashiwazaki, Noboru Yugami, Yasuhiko Sentoku, Ryosuke Kodama, and Patric Muggli
  • 学会等名: SPIE Optics and Photonics
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Scaling of laser produced plasma UTA emission down to 3nm for next generation lithography and short wavelength imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Endo, Takeshi Higashiguchi, Takamitsu Otsuka, Noboru Yugami, Padraig Dunne, Bowen Li, Thomas Cummins, Colm O'Gorman, Tony Donnelly , and Gerry O'Sullivan
  • 学会等名: SPIE Optics and Photonics
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 20110000