生体応用研究のための超小型高出力テラヘルツ波光源の開発

开发用于生物应用研究的超紧凑高功率太赫兹波光源

• 批准号: 17760290
• 负责人: 林 伸一郎
• 金额: $ 2.11万
• 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: 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-17760290/
• 关键词: テラヘルツ; 光源技術; 高出力広域帯THz波光源; 手のひらサイズ

ニオブ酸リチウム結晶(LiNbO3)をレーザー光によって数百MW/cm2以上で高強度励起すると,光子と格子振動が作るポラリトンを介した誘導ラマン散乱による広帯域テラヘルツ(THz)波発生が起こり,その発振線幅は数百MHz〜数THzの広帯域に及ぶ.このTHz波パラメトリック発生を礎にする従来のTHz波パラメトリック光源は,励起光のパルス幅の制約から大型となるため,励起光源を含むTHz波パラメトリック光源全体としては卓上程度となってしまうばかりでなく,その長パルス励起による非線形光学結晶の熱的損傷閾値がTHz波出力を制限していた.本研究では,トップハット型の強度分布をもつ短パルス幅の小型励起光源を用いて光源全体の小型化を図ると共に,熱損傷閾値を緩和し,高強度励起による発生THz波の広帯域化および高出力化を達成し,この結果は数値計算によるシミュレーションともよく一致した.この励起光源を使うことによって,15×20cm2程度の小型THz波パラメトリック光源から,出力100pJ/pulse以上(尖塔値60mW以上),帯域0.9〜3.8THzのTHz波を観測した.また,光注入を行うことによって,出力180pJ/pulse,発振線幅100GHz以下の波長可変THz光源を達成した.これは,この領域の粉や固体のスペクトルを得るのには十分な線幅であり,小型,簡便な本光源によって,生体応用研究への道が開かれたと考えている.また,生体サンプルや水溶液など水分を多く含む試料は,その強い吸収によって応用研究がすすんでいない領域であるが,この光源を用いることによってX線に代わる安全な非破壊検査手法として植物中の成分の非破壊計測などを進めている.本研究の経過は,学術論文,国際会議,国内会議,著書,マスメディアによって広く発表・取材されていることからもこの分野の関心の高さが伺える.

Lithium acid nitrate crystal (LiNbO3) をレーザー光によってHigh-intensity excited light with more than hundreds of MW/cm2, light Sub-lattice vibration が るポラリトンを Introduction したinduced ラマン scatter による広帯区 テラヘルツ (THz) wave 発生 が出こり, The amplitude of the vibration line is hundreds of MHz to several THz, and the area of the THz wave is the same. Hz wave light source, exciting light source, THz wave light source, large size light source, THz wave light source The overall light source of the Toro light source is a high-quality non-linear optical crystal. Thermal damage threshold and THz wave output are limited. In this study, the strength distribution of THz wave type is small and short. The type of excitation light source can be used to reduce the overall size of the light source, and the thermal damage threshold can be relaxed, and high-intensity excitation can produce THz waves.広帯国产 およびHigh power をachievedし,このRESULTSはnumericalvaluecalculationによるシミュレーションともよく unanimousした.このinspired light Source light source, 15×20cm2 small THz wave light source, output 100pJ/p ulse or above (spire value 60mW or above), band area 0.9~3.8THz THz wave detection, light injection is OK THz light source, the output is 180pJ/pulse, and the wavelength of the oscillation line amplitude below 100GHz can be changed to THz light source. .これは,この区の粉やsolid のスペクトルをget るのには十な线width であり, small, simple な本灯によって,生Research on the application of body fluids in the bodyいAbsorption によって応 Used research がすすんでいない field であるが, このLight source を Use いることによってX-ray に generation わるSafety なNon-destructive measurement method of components in plants, non-destructive measurement of components in plants. The results of this study, academic papers, international conferences, Domestic conferences, writing books, マスメディアによって広く発表・ Drawing materials されていることからもこの分野のCareの高さがServingえる.

项目成果

テラヘルツ波を利用した試薬レスタンパク質分析の基礎研究

利用太赫兹波进行无试剂蛋白质分析的基础研究

• 发表时间: 2007
• 期刊: 日本赤外線学会誌 16(印刷中)
• 作者: 小川雄一;林伸一郎;吉田永;林朱;加藤英志;宮丸文章;大谷知行;川瀬晃道
• 通讯作者: 川瀬晃道

Terahertz surface wave resonant sensor with metal hole arrays

金属孔阵列太赫兹表面波谐振传感器

• 发表时间: 2006
• 期刊: Opt. Lett. 31
• 作者: F.Miyamaru;Y.Ogawa;S.Hayashi;E.Kato;H.Yoshida;C.Otani;K.Kawase
• 通讯作者: K.Kawase

Terahertz-wave Parametric Generators Pumped by Small Pump Sources

由小型泵浦源泵浦的太赫兹波参量发生器

• 发表时间: 2005
• 期刊: The Ninth International Symposium on Contemporary Photonics Technology
• 作者: Rui Shogenji;Naoya Tate;Taro Beppu;Yusuke Ogura;Jun Tanida;Y.Ogura et al.;小倉裕介 他;小倉裕介 他;小川 雄一;林 伸一郎;林 伸一郎;林 伸一郎;林 伸一郎;小川 雄一;林 伸一郎;林 伸一郎;川瀬晃道;林 伸一郎
• 通讯作者: 林 伸一郎

Output power enhancement of Terahertz-wave parametric generator

太赫兹波参量发生器输出功率增强

• 发表时间: 2007
• 期刊: Applied optics 46
• 作者: Shin'ichiro Hayashi;Hiroaki Minamide;Tomofumi Ikari;Jun-ichi Shikata;Hiromasa Ito;Yuichi Ogawa;Chiko Otani;Kodo Kawase
• 通讯作者: Kodo Kawase

テラヘルツ光の発生と応用

太赫兹光的产生及应用

• 发表时间: 2006
• 期刊: 電気学会研究会資料 OQD-06-12-17
• 作者: 川瀬晃道;林伸一郎;小川雄一;山下将嗣;大谷知行
• 通讯作者: 大谷知行