1.5μm帯フェムト秒レーザー励起用InGaAsテラヘルツ波放射検出素子の開発

1.5μm波段飞秒激光激发InGaAs太赫兹辐射探测元件的研制

• 批准号: 17760279
• 负责人: 鈴木 正人
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Osaka University
• 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-17760279/
• 关键词: テラヘルツ波; 光伝導アンテナ; 光通信技術; フェムト秒レーザー

本研究によって1.5μm励起用の光伝導アンテナとしてInGaAsをベースとして光伝導アンテナの開発を進めてきた。実際に作成したInGaAs光伝導アンテナは1.5μm励起で問題なく動作し、テラヘルツ波の発生検出に成功している。しかし、幾つか問題が残っているのも確かである。テラヘルツ波発生に関しては周波数帯域が2THz以下に制限されている為、用途が限られてくる事や、テラヘルツ波検出については検出感度が大きな問題となっています。特に検出感度の問題は非常に大きな問題です。1.5μm光で励起可能なIn組成53パーセントのInGaAsのバンドギャップが小さい為、検出素子としては重要な高抵抗化が非常に難しいのです。そこで、1.5μm光励起でも検出素子として動作し、高抵抗化が容易な低温成長GaAs光伝導アンテナに注目してアニール温度依存性を調べる事で検出効率の最適化をおこなった。実験用のエミッタとして1.5μm励起で8THz近くまで帯域がある有機結晶DASTを用いた。これによって、高周波数に対する検出感度を調べる事ができる。また、検出に使う低温成長GaAsはアニール温度が異なるものと用意しその検出特性を調べた。用意した全ての低温成長GaAs光伝導アンテナで検出素子励起用のトリガー光を50mW近く照射しても飽和しない強度依存性を示し、アニール温度が増加すると共に検出感度も増加した。従って、高強度で励起すれば低温成長GaAs光伝導アンテナは十分高い検出感度を示し放射素子としてInGaAs光伝導アンテナを用いる事で高ダイナミックレンジのテラヘルツ波発生検出システムが作成可能である。

This study に よ っ て 1.5 mu m excitation light star の 伝 guide ア ン テ ナ と し て InGaAs を ベ ー ス と し て 伝 light guide ア ン テ ナ の open 発 を into め て き た. Be interstate に made し た InGaAs 伝 light guide ア ン テ ナ は 1.5 mu m wound up で problem な く action し, テ ラ ヘ ル ツ wave の 発 raw 検 に successful し て い る. The problems of が, って, る and る are が and である. Born テ ラ ヘ ル ツ wave 発 に masato し て は cycle for 帯 domain が under 2 THZ limitations に さ れ て い る for, USES が limit ら れ て く る や, テ ラ ヘ ル ツ wave 検 に つ い て は 検 out sensitivity が big き な problem と な っ て い ま す. The に検 problem of sensitivity is very に large and な な problem です. 1.5 mu m light で wound up may な composition In 53 パ ー セ ン ト の InGaAs の バ ン ド ギ ャ ッ プ が small さ い for と, 検 out し て は important な high resistance が very に difficult し い の で す. そ こ で, 1.5 mu m light excitation で も 検 out element child と し て action し, high resistance to が easy な low temperature growth GaAs 伝 light guide ア ン テ ナ に attention し て ア ニ ー ル temperature dependence を べ る matter で 検 out optimal working rate の を お こ な っ た. For laboratory experiments, use <s:1> エ, ッタと, て, て, 1.5μm to excite で8THz near the くまで zone がある organic crystals. For DASTを, use エ た. Youdaoplaceholder5 れによって, high-frequency wavenumber に against する検 sensitivity を modulation べる matter がで る る. ま た, 検 に う cryogenic grow GaAs は ア ニ ー ル temperature が different な る も の と intention し そ の 検 out features を adjustable べ た. Intention し た full て の low temperature growth GaAs 伝 light guide ア ン テ ナ で 検 son out element excitation star の ト リ ガ ー を 50 mw nearly く sunlight し て も saturated し な い intensity dependence を し, ア ニ ー ル temperature が raised す る と altogether に 検 も raised the sensitivity and し た. 従 っ て, high-strength で す since excitation れ ば low temperature growth GaAs 伝 light guide ア ン テ ナ は very high い 検 out sensitivity を shown し radioactive element child と し て InGaAs 伝 light guide ア ン テ ナ を with い る matter で high ダ イ ナ ミ ッ ク レ ン ジ の テ ラ ヘ ル ツ wave born 発 検 シ ス テ ム が made possible で あ る.

项目成果

Terahertz radiation from InAs,InGaAs and InSb excited by femtosecond optical pulses at wavelengths of 800 and 1560 nm

由波长为 800 和 1560 nm 的飞秒光脉冲激发的 InAs、InGaAs 和 InSb 的太赫兹辐射

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc.Of 12th International Conference on Narrow Gap Semiconductors
• 作者: M.Suzuki;M.Tonouchi;K.Fujii;H.Ohtake;T.Hirosumi;Masato Suzuki
• 通讯作者: Masato Suzuki

Excitation wavelength dependences of terahertz emission from semiconductor surface

半导体表面太赫兹发射的激发波长依赖性

• 发表时间: 2006
• 期刊: Applied Physics Letters 89
• 作者: M.Suzuki;M.Tonouchi;K.Fujii;H.Ohtake;T.Hirosumi
• 通讯作者: T.Hirosumi

Terahertz emissons from InSb, InAs and InGaAs excited by femtosecond pulses at wavelengths of 1560, 1050, and 780 nm

由波长为 1560、1050 和 780 nm 的飞秒脉冲激发的 InSb、InAs 和 InGaAs 的太赫兹发射

• 发表时间: 2005
• 期刊: Extended Abstracts of TeraTech '05, International workshop on terahertz technology
• 作者: M.Suzuki;M.Tonouchi;K.Fujii;H.Ohtake;T.Hirosumi;Masato Suzuki;Masato Suzuki;Masato Suzuki;Masato Suzuki
• 通讯作者: Masato Suzuki

THz-TDS systems for 1560-nm-wavelength-laser operation

用于 1560 nm 波长激光操作的 THz-TDS 系统

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc.of The Joint 30th_Internatioinal Conference on Infrared and Millimeter Waves and 13th International Conference on Terahertz Electronics
• 作者: M.Suzuki;M.Tonouchi;K.Fujii;H.Ohtake;T.Hirosumi;Masato Suzuki;Masato Suzuki
• 通讯作者: Masato Suzuki

THz radiation from In[x]Ga[1-x]As (x=1,0.53,0.60) excited by femtosecond lasers at wavelengths of 1560,1050, and 780 nm

由波长为 1560、1050 和 780 nm 的飞秒激光激发的 In[x]Ga[1-x]As (x=1,0.53,0.60) 的太赫兹辐射

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc.of the Joint 30th International Conference on infrared and Millimeter Waves and 13th International Conference on Terahertz Electronics
• 作者: M.Suzuki;M.Tonouchi;K.Fujii;H.Ohtake;T.Hirosumi;Masato Suzuki;Masato Suzuki;Masato Suzuki
• 通讯作者: Masato Suzuki