光励起型高速スイッチングを用いたフーリエ変換ミリ波・サブミリ波分光装置の開発

光激高速切换傅里叶变换毫米波/亚毫米波光谱仪的研制

• 批准号: 12740315
• 负责人: 溝口 麻雄
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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-12740315/
• 关键词: サブミリ波パルス制御; フーリエ変換ミリ波・サブミリ波分光装置; サブミリ波共振器; 光励起型高速スイッチング

ミリ波・サブミリ波領域での高感度・高分解能分光法を得るために、フーリエ変換ミリ波・サブミリ波分光装置の開発に着手した。この分光法は、微弱なフォノンバンドや分子錯体のvdW振動バンドの観測に対して新たな高感度計測手法を提案するものである。本研究のメイン部であるミリ波・サブミリ波帯の連続光源のパルス化には成功した。光励起によるキャリア注入型の半導体基板にはシリコン基板を用いた。これにNd:YAGレーザーの二倍波による光学的遅延システムを用いることで100ns〜50μsのサブミリ波パルスを生成することに成功した。一方、分光装置の中心部であるサブミリ波帯の高いQ値をもつ共振器を製作するために、石英基板にアルミニウムのグリッド構造を持つミラーを製作した。その共振器の特性から、従来型の計測装置がもつ感度の100倍程度の向上が期待された。しかし、製作した共振器が高いQ値を持つため、サブミリ波光源・逆進行波管の持つFMノイズによる影響が大きく現れ、実際には10倍程度の感度向上しか得られなかった。これは周波数と共振器長を同期掃引することで、FMノイズの影響を最小化することで100倍程度の感度向上をすることから検証された。現在、フーリエ変換ミリ波・サブミリ波分光装置の信号であるFID信号の観測を試みているが、未だに観測されていない。光源に対して帰還回路を用いた周波数安定化を行なっているにもかかわらず、FMノイズの影響が現れており、微弱なFID信号の検出を困難にしていると考えられ、さらなる改良を考案中している。

The development of high sensitivity and high resolution spectroscopy in the field of high resolution wavelength division This spectroscopy method provides a new method for measuring the vibration of molecular complex particles with high sensitivity. In this paper, we study the effect of continuous wave on the light source in the wavelength band. Photoluminescence is used in semiconductor substrates of injection type. The Nd:YAG double wave optical delay system was successfully used for 100ns ~ 50μs. The central part of the spectroscopic device has a high Q value in the wavelength band. The resonator is fabricated on a quartz substrate. The characteristics of the resonator are different, and the measurement device of the type is expected to have a sensitivity of 100 times. The resonator has a high Q value, and the influence of the backward traveling wave tube is very large. In fact, the sensitivity of the resonator is 10 times higher. The number of cycles and the length of the resonator are simultaneously swept. The influence of FM on the sensitivity is minimized. The sensitivity is increased by 100 times. Now, the signal from the wavelength division optical device is detected by FID signal detection. The light source is used in the loop, the frequency is stabilized, the FM is affected, and the weak FID signal is difficult to detect.