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ジョセフソンプラズマ共鳴現象を用いたテラヘルツレーザー開発のための基礎研究

利用约瑟夫森等离子体共振现象开发太赫兹激光器的基础研究

基本信息

批准号：
14655121
负责人：
村上博成
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は高強度なTHz電磁波放射源開発のため以下の研究を行った。(1)フォトミキシング技術の確立高温超伝導体のJPRを利用したコヒーレントなTHzレーザー光源の開発のため、フォトミキシング技術を確立した。現在は半導体の光スイッチを用いた基礎研究段階であるが、100GHz程度の電磁波放射およびジョセフソンアレイ素子を用いた検出に成功している。今後、この技術を高温超伝導体光スイッチへ応用していく。(2)高強度THz電磁波放射源開発のための基礎研究高温超伝導材料およびホールキャリア濃度の違いによる電磁波放射特性の違いについて検討するため、THz電磁波パルスの透過特性、遮蔽特性、放射特性について様々な試料について検討した。その結果、高温超伝導体では、キャリア濃度や材料の違いに依存して、高周波で応答できるキャリアの数が異なっており、一般に、アンダードープ領域になるつれ、またYBCO→TBCCO→BSCCOとなるにつれ高周波応答できるキャリアの数が極端に減少してくることが判明した。これは、試料の次元性に強く依存したもので、二次元性の非常に強いBSCCOでは、CuO_2面間の超伝導的結合が弱く、このためJPR周波数も100GHz程度と低くなること、また、この面間で高周波の超伝導キャリアが誘起できない結果をもたらしている。また、その結果として、非常に大きなTHz電磁波の透過率をもたらし、さちにフェムト秒レーザー照射によって発生するTHz電磁波の帯域も極端に狭くなることが判明した。また、このことがJPR周波数とカットオフ周波数の関係を与えていることも判明した。(3)磁気光学顕微鏡を用いた磁束量子状態の直接観察JPRによるTHz電磁波放射は、外部磁場を印加した状態でフェムト秒レーザーを照射することにより生じる。現在は永久磁石を用いて外部磁場を印加しているが、磁場印加用超伝導コイルを電磁波放射デバイスと同じ基板上に配置した一体型の素子を構築することにより、発信周波数の電気信号制御が可能なコンパクトな放射素子を構築することができる。この構築を目指して、実際のTHz電磁波放射デバイス中の磁束量子分布を直接観察可能な高感度、高分解能な磁気光学顕微鏡の構築を行った。現在までに、高温超伝導体中の磁束量子分布状態や、微細加工した高温超伝導ストリップラインに電流を流したときに発生する磁界の観測などに成功している。以上、今後継続し追求すべき課題もあるが、高効率なコヒーレントテラヘルツ放射源の開発に向けた基礎研究は、この2年間にわたる研究を通して大幅に進展しており、今後のさらなる発展が期待される。

This year, the development of high intensity THz electromagnetic wave radiation source is studied. (1)The development of high-temperature superconducting JPR technology is established by using high-temperature superconducting JPR technology. At present, the basic research stage of semiconductor optical technology has been successfully developed at the level of 100GHz electromagnetic wave emission and solution. In the future, this technology will be used for high-temperature superconducting light. (2)Basic Research on the Development of High Intensity THz Electromagnetic Wave Radiation Source High Temperature Superconductive Material Transmission Characteristics, Shielding Characteristics, Radiation Characteristics of THz Electromagnetic Wave As a result, the number of high temperature superconducting conductors varies from high frequency to low frequency, and the number of high frequency superconducting conductors varies from high frequency to low frequency. In general, the number of high frequency superconducting conductors decreases from high frequency to low frequency. The sample's dimensionality is strongly dependent on the sample's dimensionality, and the dimensionality is strongly dependent on the BSCCO and CuO_2 interface's superconductivity. The JPR frequency is low at 100GHz, and the interface's superconductivity is high at 100GHz. The results show that the transmission of THz electromagnetic waves is extremely large, and the transmission of THz electromagnetic waves is extremely narrow. The relationship between the number of JPR cycles and the number of JPR cycles is clear. (3)Magnetic optical micromirrors are used to directly detect the quantum state of magnetic beams in JPR, THz electromagnetic wave emission, and external magnetic field. Permanent magnets are now used to generate external magnetic fields, magnetic field superconductors, electromagnetic wave radiation, and integrated element structures arranged on the same substrate, which can generate electromagnetic signals with frequency. The construction of magnetic optical micromirrors with high sensitivity and high resolution is possible by directly observing the quantum distribution of magnetic beams in THz electromagnetic wave radiation. The quantum distribution state of magnetic beam in high temperature superconductor and micromachining have been successfully measured. In the past two years, the basic research on the development of radioactive sources has made great progress and the future development is expected.