テラヘルツ波帯軌道角運動量分光法の確立とその応用

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フォノンをはじめとした様々な物理現象の舞台となるテラヘルツ領域において，新たな光の自由度として軌道角運動量を主成分座標とする「テラヘルツ波帯軌道角運動量分光法」の確立を，本課題では目指している。計画初年度である本年度は，単色テラヘルツ発生，直線偏光・円偏光クロスニコル配置を用いた高感度偏光検出，および分光測定用のモデルサンプルの設計・試作など，次年度以降に計画している角運動量分光への必須技術の開発に取り組んだ。初めに，周波数可変テラヘルツ光源，位相板・波長板に加え偏光子などを含むテラヘルツ用光学素子の設計・開発に注力した。特に，差周波発生に用いている励起2波長光の波長をフィードバックさせることで，これまで課題であった横軸（周波数）の確度を担保することが可能となった。また，分光用のモデルサンプルとして二層三角格子回転モアレ型メタ表面を設計した。実際に，プリンテッドエレクトロニクスにより金属ディスクの作製を行い，共鳴周波数が設計値通りであることも実験的に確認した。本年度整備したインフラ基盤技術を用いて，角運動量をパラメータにしたイメージング応用に展開予定である。