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強磁場・極低温下でのテラヘルツ計測のための、組み込み一体型分光装置の開発

开发用于强磁场和极低温下太赫兹测量的内置集成光谱仪

基本信息

批准号：
17760006
负责人：
渡邉紳一
金额：
$ 2.24万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760006/
关键词：
テラヘルツ光分光装置回折限界時間領域差分法

项目摘要

前年度は小型放物面鏡の作成や数値計算プログラム等、各種ツールの開発に力を注いだが、本年度は実際にそれらのコンポーネンツを組み合わせ、数値計算による構造最適化のもと、反射光学系による色収差の無い超小型THz分光装置の開発に成功した。特に測定試料の直近に集光レンズを配置することで空間分解能の高い分光系が実現できたところに特徴がある。作成した分光装置のサイズは直径20mm、長さ61mmである。これは一般的なクライオスタットのサンプル槽径25mmに導入できる非常に小さな装置である。THz波発生にはZnTe非線形結晶あるいはGaAsボウタイアンテナ、検出には同ダイポールアンテナを使用し、0.3-2.0THz周波数範囲内で有効開口数N_<eff>=0.45の高い空間分解能で定量的なTHz分光測定が行えることを示した。また、窓のない測定環境にも対応できるように光ファイバーで導いたパルス状チタンサファイアレーザーによるTHz光発生・検出のデモンストレーションも行った。なお、光ファイバー通過中の励起光の分散を補正するため、ファイバー導入前にプリズムペアで適切に補償を行っている。このように高い有効開口数、ひいては高い測定空間分解能を実現できたのは、装置を小型化するに伴い測定試料の直近に集光レンズを配置できたことによる。テストサンプルとしてシリコンに金を線上にパターニングした基板の透過率測定を行ったところ、テラヘルツ波の波長程度の構造まで透過率イメージング測定が行え、2倍の波長程度以上の構造では定量的な透過率を導き出すことも可能であることを示した。このように装置外部からTHz光を導く通常の分光系では測定装置系の制限から達成することが難しい高い空間分解能が達成できた。この装置はより小さいサンプルの定量的な分光測定を行うのに特に適していると考えられる。

In the previous year, the calculation of the number of small objects was completed, and all kinds of equipment were operated. This year, the most efficient THz splitter of the Department of reflective Optics was successfully operated. The purpose of this paper is to determine that the material is close to the optical system, and the space decomposition of the optical system can improve the performance of the optical system. Make a spectroscopic device with a diameter of 20mm and a length of 61mm. In general, the slot diameter 25mm is very small and the device is very small. THz waves are used to generate ZnTe non-linear spectra. GaAs spectra are used to determine the number of ports in the air. The THz spectrometer is used to determine the spatial decomposition energy of the bank. In order to determine the environment, the environmental quality of the environment is not known in any case. In the case of the environment, it is necessary to measure the environment. In the middle of the excitation, the dispersion of the light is in the right direction, and the system is in front of you. The system has the number of openings, the measurement of space decomposition can detect the temperature, and the miniaturization of the device can be used to measure the material directly. The measurement of the transmittance of the substrate, the wave length of the infrared wave, the transmission rate of the substrate, the wave length, the wave length, the transmission rate, the wave length, the transmission rate, the wave length, the wave length, the transmission rate, the wave length, the transmission Outside the equipment, the THz optical system is usually used to determine the space decomposition energy of the spectrometer. The device is used to determine the quantity of the spectrometer.