TeraTech: テラヘルツテクノロジーフォーラム

<２００７年１２月発刊　「テラヘルツ技術総覧」のお知らせ>

この度、テラヘルツテクノロジーフォーラム編「テラヘルツ技術総覧」が刊行されました。産官学総勢９０余名の執筆者によるテラヘルツ技術の集大成、是非ご高覧いただきますようお願い申し上げます。

尚、フォーラム会員様は１割引でご購入いただけます。お申込の際には添付のご案内(pdf)にあります「申込用紙」の備考欄にその旨をご記入の上、FAXにて出版社へお申込下さい。

入門編

　応用物理学会誌に次のような解説があり、手っ取り早くこの分野の概略をつかむのには都合が良い。日本語なのでなにより読みやすい。また以下に示すハンドブックにはTHz波の発生・検出に関する詳しい記述が収録されているので、同様にお勧めである。

＜学会誌解説＞

(1)応用物理、第68巻、第12号（1999）技術ノート＜最近のTHz光発生技術＞
　　「パラメトリック発振によるTHz光の発生」（川瀬晃道、伊藤弘昌）
　　「光伝導スイッチによるTHz波の発生」（萩行正憲、斗内政吉）
　　「フォトミキシングによるCWテラヘルツ電磁波の発生」（阪井清美、顧萍、松浦周二）
　　「高強度テラヘルツ電磁波の発生法」（大竹秀幸、猿倉信彦）

(2)応用物理、第70巻、第2号、 p.149-155 (2001)
　　解説「テラヘルツ光エレクトロニクス」　阪井清美、谷　正彦

(3)応用物理、第71巻、第2号、 p.167-172(2002)
　　解説「テラフォトニクス光源　―波長可変THz波の発生と応用可能性―」　川瀬晃道、伊藤弘昌

＜ハンドブック＞

(1)「量子工学ハンドブック」　大津元一　他編　（朝倉書店、1999年）第4章10節、
　　テラヘルツ電磁波の発生と検出(谷　正彦・阪井清美)

(2)「実験物理学講座9　レーザー測定」　櫛田孝司　編　（丸善、2000年）7-5節、
　　テラヘルツ電磁波の発生と応用（大竹秀幸、猿倉信彦）

(3)「超高速光エレクトロニクス技術ハンドブック」監修　小林孝嘉（サイペック(株)、
　　発刊2003年7月予定) 第６章テラヘルツ波の発生

発展編

　THz波関連技術の原著論文は非常に多岐・多数であるので、数を限定して紹介するのは非常に難しい。そこでまず THz波に関する専門書を参照していただければと思う。現在THz波に関する専門書それほど多く出版されているわけではないが、下記にあげるようなものがある。また、より専門的な知識を深めたいという方には、各種Journalの特集号を参照していただき、そのなかに掲載されている解説論文をお読みいただくのがよいと思われる。特定のトピックスに関して、手っ取り早く専門知識を得たいという方のために、THz関連技術に関する具体的項目、すなわちPC antennas, EO sampling, EO emitter, Photomixing, THz-TDS, THz-imaging, THz-OPOのそれぞれについて代表的論文1～3編をピックアップした。ご利用いただければ幸いである。

＜単行本＞

(1) K. Sakai (Ed.): TERAHERTZ OPTOELECTRONICS, Springer-Verlag GmbH (2005)
フェムト秒レーザーによる超短パルスTHz光の発生と検出、これらを用いたTHz時間領域分光・イメージングなど、最先端にある我国のレーザー技術を用いたTHz研究の成果がまとめられている。
本の構成は、以下の通りである。

(2)　J.M. Chamberlain, R. E. Miles, New Directions in Terahertz Technology, Kluwer Academic Publishers (Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop, Chateau de Bonas, Castera-Verduzan, France, June 30-July 11, 1996）

Leeds大のChamberlainらによって1996年のNATOのWorkshop参加者の原稿をまとめたもの。

(3)　R. E. Miles, P. Harrison, D. Lippens: Terahertz Sources and Systems, Kluwer Academic Publishers (Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop, Chateau de Bonas, France, 22-27 June 2000)

同様にLeeds大のMilesらによって2000年のNATOのWorkshop参加者の原稿をまとめたもの。

(4)　Millimeter and Submillimeter Wave Spectroscopy of Solids, G. Gruner (Ed.), Springer (1998)
構成は以下のようになっている。
1. Introduction(G. Gruner), 2. Terahertz Time-Domain Spectroscopy (M. C. Nuss, J. Orenstein), 3. Coherent Source Submillimeter Wave Spectroscopy (G. Kozlov, A. Volkov), 4. Waveguide Configuration Optical Spectroscopy (G. Gruner), 5. Far-Infrared Fourier Transform Spectroscopy (L. Genzel), 6. Magneto-Optical Millimeter-Wave Spectroscopy (C. Dahl, P. Goy, J. P. Kotthaus).

レーザー励起の手法に関連した記述は2章のTHz-TDSのみで、その他は従来型の分光手法についての解説になっている。1章のIntroduction はミリ波、遠赤外領域の光源と分光の一般的な解説になっており、示唆に富む。5章では遠赤外分光の世界的権威のGenzel（残念なことに昨年亡くなられた）が執筆しており、1読の価値がある。

(5)　E.. Gonik and R. Kersting, "Coherent THz Emission in Semiconductors, Chap. 8 of Ultrafast Physical Processes in Semiconductors (Semiconductors and Semimetals Volume67), pp.389-440, Ed. K. T. Tsen, (Academic Press 2001)

THz波の発生と検出技術の基本か始まり半導体表面及び量子井戸構造からのTHz放射についてのよくまとまった解説になっている。半導体中の超高速キャリア輸送、プラズモン、フォノンとの相互作用を含めたキャリアダイナミクスについて詳しく書かれている。

(6)　D. Mitteleman, Sensing with Terahertz Radiation, Springer

Mitteman編集によるもっとも最近のTHz関連の専門書。１章はDe Lucia(オハイオ大)によるTHz帯ガス分光、2章はMittlemanによるTHzイメージング、3章はZhang(レンセラー大）によるEOサンプリング技術、4章はDuffyら（MITのリンカンラボ）によるPhotomixingによるCW-THz波発生、５章はChevilleら（Grischkowskyのいるオクラホマ州立大）によるTHz波散乱、6章はKoch（ブラウンシュバイク工科大）によるバイオ関連メージング、7章はvan der Weide（ウィスコンシン大）による全電気回路によるTHz波の発生と検出、という構成になっている.GrischkowskyとMittlemanによるIntroductionにはこれまで発表されたTHz波関係の論文ほとんどが年代順に記載されており、文献調査には便利である。

トピックス

　<PC antennas>

[1] P. U. Jepsen, R. H. Jacobsen, S. R. Keiding, "Generation and Detection of Terahertz Pulses from Biased Semiconductor Antennas," J. Opt. Soc.Am. B 13, 2424 (1996).

[2] M. Tani, S. Matsuura, and K. Sakai, "Emission Characteristics of Photoconductive Antennas Based on Low-Temperature-Grown GaAs and Semi-Insulating GaAs," Appl. Opt. Vol.36, No.30, pp.7853-7859 (1997).

　<EO sampling>

[1] Qi Wu, and Xi-Cheng Zhang, "Design and Characterization of Traveling-Wave Electrooptic Terahertz Sensors," IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 2, No.3, pp.693-700 (1996).

[2] Q. Chen, M. Tani, Z. Jinag, X.-C. Zhang "Electro-optic transceiver for terahertz-wave applications", J. Opt. Soc. Am. B, Vol. 18,No. 6,p.823-831. (2001).

　<EO emitters>

[1] X.-C. Zhang, Y. Jin and X. F. Ma, "Coherent Measurement of THz Optical Rectification from Electro-Optic Crystals," Appl. Phys. Lett. Vol.61, No.23, pp.2764-2766 (1992).

[2] A. Nahata, A. S. Weling and T. Heinz, "A wideband coherent terahertz system using optical rectification and electro-optic sampling," Appl. Phys. Lett. Vol. 69, No. 19 , 2321-2323 (1996).

　<Photomixing>

[1] S. Verghese, K. A. McIntosh and E. R. Brown, "Highly Tunable Fiber-Coupled Photomixiers with Coherent Terahertz Output Power," IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, Vol.45, No. 8, 1301-1309 (1997).

[2] E. R. Brown, "A photoconductive model for superior GaAs THz photomixers," Appl. Phys. Lett. Vol. 75, 769 (1999)

　<THz-TDS>

[1] D. Grischowsky, S. Keiding, M. van Exter and Ch. Fattinger, "Far-Infrared Time-Domain Spectroscopy with Terahertz Deams of Dielectrics and Semiconductors," J. Opt. Soc. Am. Vol.7, No. 10, pp.2006-2013 (1990).

[2] H. Harde, R. A. Cheville, and D. Grischkowsky, "Terahertz Studies of Collision-Broadened Rotatinal Lines," J. Chem. Phys. A Vol.101, pp. 3646-3660 (1997).

[3] M. C. Beard, G. M. Turner and C. A. Schmuttenmaer, "THz spectroscopy," J. Phys. Chem. B, Vol.106, pp.7156-7159 (2002).

　<THz imaging>

[1] B. B. Hu and M. C. Nuss, "Imaging with terahertz waves," Opt. Lett. Vol. 20, No. 16, pp.1716-1719 (1995).

[2] D. M. Mittleman, M. Gupta, R. Neelamani, R. G. Baraniuk, J. V. Rudd, and M. Koch, "Recent advances in terahertz imaging," Applied Physics B, Vol.68, 1085 (1999).

[3] Zhiping Jiang, X. G. Xu, and X.-C. Zhang, "Improvement of Terahertz Imaging with Phase Sensitive Technique," Applied Optics, Vol.39, 2982 (2000).

　<THz-OPO>

[1] Kodo Kawase, Jun-ichi Shikata and Hiromasa Ito, "Terahertz wave parametric source," J. Phys. D: Appl. Phys. Vol. 35, R1-R14 ((2002))