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共振器を用いたテラヘルツ時間領域分光システムの開発

利用谐振器开发太赫兹时域光谱系统

基本信息

批准号：
22K05157
负责人：
菜嶋茂喜
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Osaka Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05157/
关键词：
テラヘルツ波テラヘルツ時間領域分光法エンハンスメント共振器共振器分光キャビティエンハンスト吸収分光法(CAS)キャビティリングダウン分光法（CRD）分光センシングフェムト秒レーザー共振器時間領域分光法キャビティリングダウン分光法

项目摘要

低エネルギーで，かつ，物質固有のスペクトル（指紋スペクトル）が存在するテラヘルツ波（THz波）領域は貴重な分光情報を有しており，基礎物性の研究だけでなく，それを活かしたセンシングなどの様々な分光応用も期待されている．従来のテラヘルツ時間領域分光法（THz-TDS）測定はシングルパスが殆どであり，微量な物質や吸収率の小さい物質の応答を得るのが困難であった．この技術課題に対し本研究では，キャビティリングダウン分光法（CRD）などに代表される共振器分光技術を導入してTHz波と物質の相互作用を増大増強する手法を提案し，高感度な分光を目指している．1年目のR04年度では，従来のTHz-全反射減衰（ATR）分光の系にTHz波用のウィスパリングギャラリーモード（WGM）共振器を導入に取り組んだ．ATRプリズム（全反射領域）を外部結合器に採用し，最大周回数が観測できるWGM共振器用小球のサイズ依存性を調査した結果，回折損失と伝搬損失のトレードオフが存在し，最大周回数が観測できる最適な小球サイズがあることが明らかになった．また，結合部では，独自に作製した専用の非球面レンズでTHz波ビームの集光することでモード結合の効率向上に成功した．これらの取り組みにより，時間領域で観測できるTHz波パルスの最大周回数が29周回付近に達し是迄よりも約40%の向上を達成した．その結果，分光感度として約27倍の向上，700倍超の測定時間の短縮に成功した．一方で，更なる感度向上を目指してファイバーを用いた新たな結合方法として，THz波用の非球面レンズとファイバーから成る外部結合器を検討し，その試作品を作製した．

In the low temperature range, the inherent properties of the material are known to exist in the field of wave (THz wave), and the physical properties are studied. In this study, the absorption rate of trace elements was determined by time domain spectrophotometry (THz-TDS), and the absorption rate of trace substances was determined by the absorption rate of trace elements. the absorption rate of trace substances was determined by the absorption rate of trace substances. The method of CRD (Spectrophotometry) represents the introduction of Resonator Spectroscopy into the proposal of the method of interaction between THz waves and objects, and the high sensitivity of the Spectroscopy refers to the year of R04. The THz- total reflection decay (ATR) spectrometer is used to analyze the THz wave. The WGM resonator is used to access the device. The ATR resonator (total reflection field) is used for external couplers. The maximum number of cycles for the WGM resonator is small. The results show that the data is dependent on the output of the ATR resonator. The maximum number of times per week, the maximum number of times per week, the maximum number of In the field of time, the maximum number of THz waves in 29 weeks is about 40% higher than that in 29 weeks. The results show that the photosensitivity range is about 27 times higher, and the time limit is 700 times higher. On the one hand, it is more sensitive to the combination of the new method and the new method. The THz wave is modeled as an external coupler with aspheric radar, and the test work is used as an example.