エンハンスメント共振器を用いた高繰返しピコ秒テラヘルツパラメトリック発振器の開発

本研究は,ニオブ酸リチウム(LiNbO_3)結晶を用いた非線形光学波長変換による,室温動作・周波数可変テラヘルツ波光源の開発を目的とした.これまでに,高効率波長変換技術であるエンハンスメント共振器を最適化することで,ポンプ光とシグナル光の同時共振という独自の手法によって,ピコ秒動作のテラヘルツ波光源の開発に成功している.本年度では,これまでに開発したテラヘルツ波光源の高出力化を目指して,台形にカットしたLiNbO_3結晶を用いた面放射方式を採用し,面放射型ピコ秒テラヘルツパラメトリック発振器の開発に取り組んだ.その結果,0.1～3.5THzの広帯域に渡って周波数可変なテラヘルツ波が得られ,最大6,8倍のピコ秒テラヘルツ波パラメトリック発振器の高出力化に成功した.また,開発したテラヘルツ波光源を活用した分光・イメージングシステムの構築への第一歩として,光伝導アンテナや電気光学結晶を用いることにより,発生したテラヘルツ波パルスの電場波形の測定にも成功した.その結果,検出方式の差異によって得られるテラヘルツ波の電場波形が大きく異なることを示すとともに,テラヘルツ波の取り出し方式がその放射特性に与える影響を明らかにした.

本研究は,ニオブ酸リチウム(LiNbO_3)結晶を用いた非線形光学波長変換による,室温動作・周波数可変テラヘルツ波光源の開発を目的とした.これまでに,高効率波長変換技術であるエンハンスメント共振器を最適化することで,ポンプ光とシグナル光の同時共振という独自の手法によって,ピコ秒動作のテラヘルツ波光源の開発に成功している.本年度では,これまでに開発したテラヘルツ波光源の高出力化を目指して,台形にカットしたLiNbO_3結晶を用いた面放射方式を採用し,面放射型ピコ秒テラヘルツパラメトリック発振器の開発に取り組んだ.その結果,0.1～3.5THzの広帯域に渡って周波数可変なテラヘルツ波が得られ,最大6,8倍のピコ秒テラヘルツ波パラメトリック発振器の高出力化に成功した.また,開発したテラヘルツ波光源を活用した分光・イメージングシステムの構築への第一歩として,光伝導アンテナや電気光学結晶を用いることにより,発生したテラヘルツ波パルスの電場波形の測定にも成功した.その結果,検出方式の差異によって得られるテラヘルツ波の電場波形が大きく異なることを示すとともに,テラヘルツ波の取り出し方式がその放射特性に与える影響を明らかにした.