テラヘルツ領域の精密誘電分光による水和ダイナミクスの研究

利用太赫兹区域精密介电谱研究水合动力学

• 批准号: 18760039
• 负责人: 永井 正也
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760039/
• 关键词: チャープ; EOサンプリング; 高強度テラヘルツ波発生; 誘電体; 非同軸パラメトリック過程; カスケード過程; テラヘルツ光; シングルショット検出; マルチチャンネル検出; 白色光; 超短パルス; 時間発展

広帯域白色光のサンプリングパルスにチャープをつけることでテラヘルツ電磁波の時間波形に応じて位相変調された光成分の時間軸情報を周波数軸上にマッピングし、その変調スペクトルを検出する方法を確立した。しかし液晶や電子正孔系など実際の系に適応する場合、試料の散乱や吸収の寄与によって電磁波強度が減衰し十分なSN比の電場波形を得ることができなかった。このことから高強度のテラヘルツ波発生技術を開拓することが重要である。誘電体結晶であるLiNbO3などはワイドギャップであることから汎用エミッタであるZnTeにくらべて2光子吸収が生じにくくまた電気光学定数が大きいために高強度のテラヘルツ波発生が期待できる。しかし媒質の分散によって位相不整合が生じ、非同軸方向に放出されたテラヘルツ光の生成効率が抑えられてしまう。この非同軸テラヘルツ光が伝播するのと同時に同位相の非線形分極が生成されるように光パルスの波束面を空間的に制御することで、効率よくテラヘルツ光が増幅することが可能となる。この発生過程を非同軸パラメトリック過程と考えて発生方法の最適化を行い、現時点でチタンサファイヤレーザー励起で0.5μJ、電場強度は200kV/cmの広帯域(<3THz)テラヘルツ光パルスの生成に成功している。このような高強度テラヘルツ波では2桁弱い電場強度でも検出できることから、単一パルステラヘルツ計測に十分適応可能であると考える。

已经建立了一种方法来绘制根据频率轴上Terahertz电磁波的时波进行相相位调节的光轴信息，并通过搅拌宽带白光的采样脉冲并检测到光组件的调制光谱。但是，当适应实际系统（例如液晶和电子孔系统）时，由于样品散射和吸收的贡献，电磁波强度已衰减，并且无法获得足够的SN比的电场波形。因此，开发高强度的Terahertz波产生技术很重要。自从介电晶体的Linbo3具有较大的间隙以来，与通用发射极相比，它引起双光子吸收的可能性较小，并且由于它具有较大的电流常数，因此预计会产生高强度的Terahertz波。但是，介质的分散会导致相位不匹配，这抑制了在非同志方向发出的Terahertz光的效率。通过在空间控制光脉冲的波包表面，以便同时生成同一相的非线性极化，并可以有效地放大Terahertz光。这一生成过程被认为是一个非缔合参数过程，并且对生成方法进行了优化，目前，它已成功生成宽带（<3thz）Terahertz光学脉冲，并具有0.5μj的钛蓝宝石激光激发和200 kV/cm的电场强度。由于即使在两个数量级弱的电场强度下，也可以检测到这种高强度的Terahertz波，因此它被认为足够适合单脉冲Terahertz测量。