強磁場印加型半導体を用いた新テラヘルツ電磁波光源の原理解明と更なる高出力化の試み

阐明使用施加强磁场的半导体的新型太赫兹电磁波光源的原理并尝试进一步提高输出功率

基本信息

批准号：
12750046
负责人：
大竹秀幸
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750046/
关键词：
テラヘルツ電磁波強磁場 InAs テラへルツ電磁波

项目摘要

本年度は原理解明実験と小型テラヘルツ光源の開発を行った。前年度の研究で得られた成果をもとに、テラヘルツ電磁波放射原理解明の実験を行った。昨年度の実験結果により得られたスペクトルの他にテラヘルツ電磁波をプローブ用いた時間分解遠赤外分光(EOサンプリングとダイポールアンテナを使用)を行い、光励起キャリヤの時間的な振る舞いをおよそ100フェムト秒の時間分解能で測定した。その結果、半導体表面に光励起されたキャリヤのダイナミクスの初期過程が明らかになり、更なる高出力光源の実用化に大きな一歩となる結果を得た。特に磁場印加による大幅な増強過程に関しては世界各国の研究者が多くの提案をしており、現在も議論中である。上記で得られた最大出力配置を用い、1センチのギャップをもつ永久磁石では最高磁場である2T永久磁石を用いて、コンパクトで汎用性の高いミリワット出力の超短パルスコヒーレントテラヘルツ電磁波光源を開発した。また、新規共同研究で開発したファイバーを用いた小型フェムト秒レーザーと組み合わせることにより、A3サイズの全固体高強度コヒーレントテラヘルツ電磁波光源を実現した。本システムから発生するコヒーレントテラヘルツ電磁波は、液体ヘリウムを必要とするボロメーターや複雑な光学系を必要とする時間分解システムを用いなくても、常温で機能する焦電素子で検出可能であることから、様々な応用研究において活用可能である。

今年，我们进行了一项实验，以了解原始的terahertz光源。根据从上一年的研究中获得的结果，我们进行了一个实验，以了解Terahertz电磁辐射源。除了从去年实验的结果中获得的光谱外，使用Terahertz电磁波探针的时间分辨远红外光谱（使用EO采样和偶极天线），以及在大约100 femtosecondss的时间分辨率下测量光激励载体的时间行为。结果，揭示了在半导体表面上光激发载体动力学的初始过程，从而朝着实际应用甚至更高功率的光源迈出了重大步骤。来自世界各地的研究人员就增强磁场大大增加的过程提出了许多建议，并且仍在讨论中。使用上面获得的最大输出排列，我们开发了一种紧凑的，多功能的超短脉冲相干的Terahertz电磁光源，使用2T永久磁铁，这是具有1ccm间隙的永久磁铁的最高磁场。此外，通过将其与新的合作研究中开发的纤维相结合，它已经实现了A3尺寸的全稳态高强度相干Terahertz电磁光源。该系统产生的相干Terahertz电磁波可以通过在室温下在室温下起作用的无需使用需要液体氦气或需要复杂光学系统的时间分辨的系统的射液元素来检测，并且可以在各种应用研究中使用。