2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on frequency conversion utilizing electromagnetic wave scattering from a moving boundary of electron-hole plasma optically generated on a semiconductor surface
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26286060
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
ベイ ジョンソク 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20165525)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
莅戸 立夫 富山大学, その他の研究科, 准教授 (00261149)
有吉 誠一郎 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20391849)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 光エレクトロニクス / テラヘルツ波発生 / ドップラー効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究最終年度は、周期的静電場－テラヘルツ（THz）波変換及びミリ波－THz波周波数変換、それぞれの詳細な実験的観測を実施した。その結果得られた成果とその達成度は以下の通りである。
(1) 伝送路としてJバンド金属導波管（動作周波数0.22THz～0.325THz）を用いた周期的静電場－THz波変換実験を実施し、間隔0.56mm、周期数11の光伝導アンテナアレイを用いて、中心周波数0.2THzから0.42THzまで可変な周期的なTHz波の発生に成功した。この測定周波数が、ドップラー効果に基づく理論値とよく一致することも確認できた。この実験を通して、より高い動作周波数をもつ金属導波管を用いることで、0.5THz以上の周期的THz波発生が可能との知見を得た。
(2) 新たに反射型導波管型変換器を製作し、そのTHz波伝搬特性を詳細に測定した。その結果に基づき、透過型よりTHz波の伝搬損失が小さい反射型導波管を用いて、再度ミリ波－THz波変換実験を実施した。その結果、周波数0.1THzのミリ波を0.3THz帯のTHz波への変換を、前年度開発した0.3THz帯ショットキ・ダイオード検出器を用いて実験的に確認することに成功した。しかし、その検出出力は、当初の理論的に予想された値に比較し、一桁以上小さかった。
(3) 上記(2)の実験を通して、相対論的に移動する光励起半導体プラズマ境界面でのミリ波の反射率（変換効率）決定において、GaAs半導体でのキャリア密度、その移動度、光の浸透深さ、の各パラメータを、サブピコ秒からピコ秒の時間領域における局所的なレーザー加熱に伴うダイナミックな変化を考慮し、理論に導入する必要があるとの知見を得た。この効果により、当初予測より変換効率が低下したと考えられ、今後のドップラー型周波数変換法開発に対する問題点を明らかにした。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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