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テラヘルツ波パラメトリック発振器を用いた分光装置の高感度化とその応用

太赫兹波参量振荡器提高光谱设备灵敏度及其应用

基本信息

批准号：
16760336
负责人：
碇智文
金额：
$ 2.37万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的はテラヘルツ波パラメトリック発振器(TPO)の高出力化を行い,TPOを用いた分光装置の高感度化である.また,本研究で開発した光源を用いて水溶液の分光測定を可能にする.本年度は昨年度に引き続きTHz波の高出力化を行うため,新たな共振器構成を検討した.TPOはMgO : LiNbO_3のフォノンポラリトンを利用したパラメトリック発振によってTHz波を発生している.しかし,MgO : LiNbO_3のTHz波帯での吸収係数は大きく,発生したTHz波は結晶内部で吸収されてしまうため取り出し効率が低かった.そこで,本研究ではノンコリニアな位相整合条件を利用して,励起光およびアイドラー光を結晶の端面で全反射させながらアイドラー光に共振器を構成し,全反射面付近で発生したTHz波を外部に取り出す構成を提案した.結果としてMgO : LiNbO_3の吸収係数が大きな高周波側で,出力が向上した.具体的には1.5THz以上で,従来のTPOに比べ最大で10倍以上の高出力化に成功した.これは,アイドラー光および励起光の全反射面付近で発生したTHz波が外部に取り出されるため結晶中の伝播距離が短く,吸収損失が低減されたためであると考えている.このことから,本光源を分光装置に用いることで広い周波数範囲でS/Rが向上し分光装置としての高感度化が可能であるといえる.さらに,本研究チームで開発したTHz波帯に対して比較的透明な樹脂を窓とした液体セルを用いて,純水の透過分光を試みた.試料の厚さは25μm,50μm,100μmである.測定は室温環境で行水の吸収係数を測定した.2年間の研究進展を通して,TPOの共振器ミラーおよび共振器の構成を見直すことで,高出力,低しきい値化が可能であることが分かった.また,本手法を用いたテラヘルツ波光源を用いて吸収の強い液体サンプルの透過分光測定が可能であることを実証した.

In this study, the purpose of this study is to increase the output of the vibrator (TPO) by using a spectroscopic device with a high sensitivity. In this study, it is possible to use aqueous solution spectrophotometry to determine the light source. This year, last year, we introduced the high output of THz waves in this year, and the new resonators were constructed into THz resonators. TPO resonators: TPO resonators: LiNbO_3 resonators were built in the first place. The absorption rate of MgO: LiNbO_3 THz wave is very high, and the absorption rate of THz wave is very low. In this study, the phase integration condition is used to stimulate the total reflection of the end face. The optical resonator is constructed, and the total reflection surface is used to generate the THz wave. Results the MgO: LiNbO_3 absorbs a large number of high-frequency waves, and its output is high. Specific "1.5THz" and above, "TPO" is more than 10 times higher than "maximum" and "successful". The total reflector of the excitation light is close to the THz wave. In the crystal of the output laser, the distance between the light and the beam is short. In this light source, the light source spectrometer may be sensitive to the frequency range of the cycle wave number range, Sdeband R, upward, spectral device, high sensitivity, etc. The purpose of this study is to compare the transparent grease and liquid phase of the THz wave in this study. The material is 25 μ m, 50 μ m and 100 μ m thick. Determination of the number of water absorption in the ambient temperature environment. 2 years after the development of the research, the TPO resonator has a high temperature, high output and low temperature. In this method, we use the light source to absorb the liquid and determine the possibility of absorption by spectrophotometry.