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高感度リアルタイムテラヘルツ検査装置の開発

高灵敏度实时太赫兹测试设备研制

基本信息

批准号：
18H05906
负责人：
村手宏輔
金额：
$ 1.91万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-08-24 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

光注入型テラヘルツ波パラメトリック発生器(is-TPG)は世界トップレベルの出力を誇り、さらには同様の原理を用いて高感度検出や増幅が可能である。しかし従来のis-TPGは波長可変光源ゆえに1パルスで１波長しか出力されず波長掃引が必要であり分光する際に測定時間が長かった。そこで本研究ではis-TPGによる多波長同時発生及び検出技術を開発することでリアルタイム測定および高速分光イメージングを目指した。さらに、近年新たに考案したテラヘルツ波高利得増幅の手法を検出にも導入することで感度向上を行った。is-TPGは、励起光と種光（注入光）を非線形光学結晶に入射し、注入光と同一波長の近赤外光（アイドラー光）、およびテラヘルツ波を強いパラメトリック相互作用により発生する装置である。本研究では、この注入光を多波長化することで多波長テラヘルツ波発生を目指した。多波長注入光として複数台のレーザーを組み合わせる方式において、7波長のテラヘルツ発生および検出に成功し、またよりシンプルな系で複数波長が得られる光増幅器内部の四光波混合を用いる方式においても4波長までのテラヘルツ発生、検出を確認できた。これら多波長テラヘルツ波を用いて試薬はリアルタイムで測定でき、分光イメージングにおいても測定時間を大幅に短縮することに成功した。一方で高利得増幅の手法を検出にも応用することで、感度向上も目指した。検出部を多段化し、空間的に信号とノイズを分離することでノイズを減らしつつ信号光強度の向上が可能となる。1THzにおいて56zJ(zJ=10の-21乗J)もの極微弱光検出に成功し、現在は困難である分厚い遮蔽物越しの測定への道を開いた。今後はこれら成果を組み合わせることで高速かつ高感度なテラヘルツ測定装置開発を行い、応用開拓を目指していきたい。

The light injection device (is-TPG) is used to generate the output power of the world, the principle of the same device, and the amplitude of the device with high sensitivity. In recent years, the is-TPG wave length can be used as a source of light source, and the wave length of 1 wave length can be used to determine the time span of the necessary optical spectrum measurement. In this study, is-TPG simultaneity multi-wave generation and technology development were carried out to determine the target target of high-speed spectroscopic equipment. In recent years, there has been an increase in the degree of sensitivity of the new examination in recent years. Is-TPG laser, excitation light (injection light), non-shaped optical structure (incident light), injection light with the same wavelength, near-infrared light (infrared emission light), optical wave intensity, strong wave interaction, optical device interaction. The purpose of this study is to inject light into the optical multi-wavelength spectrum, the multi-wavelength optical wave and the optical wave. The multi-wavelength injection optical system is used to copy the data, and the 7-wavelength optical signal is used to detect the success of the optical system, and the four-wave mixing device in the optical framer is used to make sure that the four-wave mixing device in the optical framer is successful. The multi-wave is measured by the instrument, and the time is measured by the spectrometer. The time is very short. On the one hand, there is a high rate of interest, and there is a way to show that you are using a high-interest method, and the sensitivity is up. The output part is multi-segmented, and the signals in the space are separated from each other. The light intensity of the signal may not change due to the increase of the signal intensity. 1THz is sensitive to 56zJ (zJ=10-21 J), and now it is difficult to measure the thickness of the shielding. In the future, the equipment for measuring the performance of high-speed and high-sensitivity equipment will be put into operation, and the operation of the equipment will be used in the future.