レーザー走査型テラヘルツ波放射イメージングシステムの開発

激光扫描太赫兹辐射成像系统的研制

• 批准号: 13J05765
• 负责人: 芹田 和則
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J05765/
• 关键词: テラヘルツ; テラヘルツイメージング; 非線形光学効果; 非線形光学結晶; 時間領域分光; 局在テラヘルツ波; 電気光学結晶; イメージング

本年度は、主にシステムアプリケーションに関する研究を実施した。まず、テラヘルツエミッターとして非線形光学結晶のGaAsを採用し、光整流効果により発現する局在テラヘルツ波を利用して、テラヘルツ波放射特性やイメージングの空間分解能などの調査を行った。これより、十分なテラヘルツ波放射とイメージングにおける最大空間分解能20umを達成できたことから、サブテラヘルツ波長サイズのサンプルに対しても本システムが有効利用できる可能性があることが分かった。続いて、本エミッターとシステムを利用して、下記に示した2種類のサンプルの高感度検出・評価が行えないか検討を行った。（１）溶液の評価上述したGaAsの表面上に、微量溶液貯蓄用の微小な穴構造を作製し、この穴にシリンジポンプシステムを利用してセットした微量溶液（糖類水溶液）をテラヘルツ分光測定した。その結果、200ナノリットル以下の微量なサンプル量で、数ナノグラムオーダー以下の溶質情報を検出できることが分かった。検出のさらなる高感度化を目指し、メタマテリアルアレイ構造の共振現象を利用するアプローチについて検討を行い、その周期構造とテラヘルツ波の集光具合が高感度測定に密接に関わっていることが明らかとなった。（２）ナノ粒子材料酸化鉄ベースの磁性ナノ粒子のテラヘルツ吸収スペクトルから、内部空隙のあるナノ中空粒子とそうでないナノ粒子のテラヘルツ吸収スペクトルの強度に大きな差異があることが分かった。また、空隙のあるナノ粒子のテラヘルツ吸収スペクトルにおいて、数十～数百nmスケールの粒子径サイズの違いによって特異な振動が生じることを観測した。これは、ナノ粒子内部の中空サイズと局在テラヘルツ波との相互作用が影響していることが考えられ、テラヘルツ波を利用して、そのようなナノ粒子評価を初めて行うことができた。

This year, research related to the main system software project is being implemented. The investigation of the application of GaAs in non-linear optical crystals, the development of optical rectification effects, the utilization of optical waves, the emission characteristics of optical waves, and the spatial decomposition energy of optical crystals. The maximum spatial resolution energy of 20um can be achieved by using the maximum spatial resolution energy of 20um. The following is a list of two types of high-sensitivity tests: (1) Evaluation of the solution on the surface of GaAs, micro-cavity structure for storage, micro-cavity structure for use in micro-solution (carbohydrate aqueous solution) The results are as follows: trace amount of solute below 200 The resonance phenomenon of the structure of the high sensitivity of the detection and detection is used for the close connection of the detection and detection of the high sensitivity of the detection and detection. (2) Particle material Acidification iron particles of magnetic particles of the temperature of absorption, internal voids of hollow particles of the temperature of absorption of particles of the strength of large differences. The particle diameter of the particle is measured in tens to hundreds of nm. The interaction between the particles and the interaction between the particles is affected by the interaction between the particles.

项目成果

Scanning laser THz imaging system

• DOI: 10.1088/0022-3727/47/37/374007
• 发表时间: 2014-08
• 期刊: Journal of Physics D: Applied Physics
• 作者: H. Murakami;K. Serita;Y. Maekawa;S. Fujiwara;Eiki Matsuda;Sunmi Kim;I. Kawayama;M. Tonouchi

テラヘルツ近接場光による液体の微量分析

使用太赫兹近场光对液体进行微量分析

• 发表时间: 2014
• 作者: 松田栄輝;芹田和則;川山巌;村上博成;斗内政吉
• 通讯作者: 斗内政吉

Teraherlz near-field detection of liquid by a scanning laser terahertz imaging system

扫描激光太赫兹成像系统对液体的太赫兹近场探测

• 发表时间: 2013
• 作者: K. Seri la;H. Murakami;I. Kawayama. M. Tonouchi
• 通讯作者: I. Kawayama. M. Tonouchi

テラヘルツ波光源走査イメージングシステムの開発

太赫兹波光源扫描成像系统研制

• 发表时间: 2013
• 期刊: 日本赤外線学会誌
• 作者: 芹田和則;村上博成;川山巌;高橋義典;吉村政志;森勇介;斗内政吉
• 通讯作者: 斗内政吉