発表者

片島　泰佑（伊藤研）

指導教官

芦田　昌明

Title

Generation and detection of ultrabroadband THz radiation

Abstract

THz region of the electromagnetic spectrum spans the frequency range between 0.1 and 10 THz. Since the first use of femtosecond lasers, there has been a drive to develop higher power sources and detectors and systems of broader bandwidth. Two major techniques including bulk electro-optic rectification and photoconductive emitters have been explored. Photoconductive emitters have been widely applied for THz spectroscopy and imaging. In this letter, they observed THz radiation with frequency components over 15 THz using low-temperature-grown GaAs photoconductive antennas as both emitters and receivers. Such a system has a smooth spectral distribution between 0.3 and 8.0 THz, ideal for spectroscopic applications. In addition, sharp spectral features at 8.0 and 8.7 THz were observed, and explained in terms of optical phonon resonances in the photoconductive antennas. And they applied smooth spectral distribution between 0.3 to 8.0 THz for spectroscopy of maltose/polyethylene pellet and observed 14 vibrational modes of maltose in that region.

概要

テラヘルツ領域とは周波数が0.1 THz〜10 THzの領域を指す。近年この領域はフェムト秒超短パルスレーザーの使用により、広帯域でより強いテラヘルツ波の発生、検出や実験系の発展が可能になった。テラヘルツ波の発生素子として非線形結晶や光伝導アンテナを用いた発生などがある。光伝導アンテナを用いたテラヘルツ波の発生と検出は比較的高強度なテラヘルツ波を発生、検出出来るためテラヘルツ分光測定やイメージングへの応用が期待されている。 著者らは低温成長させたガリウム砒素の光伝導アンテナを発生と検出に用い15 THz以上の広帯域テラヘルツ波を観測した。同時に0.3 THzから8 THzまでのスムーズなスペクトル分布を得た。また8.0 THzと8.7 THzの所に光伝導アンテナ基盤のGaAsのフォノン共鳴による特徴が確認された。このスムーズなスペクトル分布を用いてマルトースの14の振動モードを測定した。

Reference

Y. C. Shen et al., Appl. Phys. Lett. 85, 164 (2004).