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August 11, 2014

テラヘルツ通信


テラヘルツ光の研究・応用は新しいステージへ

「テラヘルツ光は、電波と光の両方の性質を持っています。電波のようにプラスチックや繊維などさまざまな物体を透過し、光のように高分解能で物体を観察できるのです。テラヘルツ光を社会で使えるようにするのが、私たちの役目です」とテラヘルツ光源研究チームの南出泰亜チームリーダー(TL)は言う。「テラヘルツ光に魅せられています」と南出TL。テラヘルツ光は電磁波の一種だ。電磁波は周波数によって分類され、0.1~100テラヘルツ(THz、テラは1兆=1012)の電磁波をテラヘルツ光、またはテラヘルツ波という。テラヘルツ光のいったい何が、南出TLを魅了するのだろうか。テラヘルツ光とは、電波と光の中間の周波数の電磁波である。電波と光の両方の良い性質を併せ持っていることから、非破壊検査やセキュリティーチェック、通信などさまざまな分野に応用可能であるとして、注目されている。しかし、社会での応用利用はまだ限られた用途にとどまっている。そうした中、テラヘルツ光源研究チームでは、テラヘルツ光を高出力で発生できる光源と、常温で動作する高感度リアルタイムテラヘルツ光イメージングシステムの開発に成功。「いよいよテラヘルツ光の本格的な応用利用を進める準備が整いました」と南出TL。電波や光を室温で発生・検出する技術には優れたものがある。しかしテラヘルツ光は、電波の技術で扱うには周波数が高過ぎ、光の技術で扱うには周波数が低過ぎる。

Terrahz

図2 高感度リアルタイムテラヘルツ光イメージングシステム
緑色レーザー光(波長532nm)を非線形光学結晶KTPに入れてパラメトリック発生によって異なる波長の二つの近赤外光を発生させる。それらの近赤外光を非線形光学結晶DASTに入れて、差周波発生によってテラヘルツ光を発生させ、試料に照射する。試料を透過してきたテラヘルツ光と、別のKTPで発生させた励起光をもう1個のDASTに入射し、差周波発生によりテラヘルツ光を近赤外光に変換させる。フィルタで励起光を分離し、近赤外光だけを室温で動作する近赤外光カメラ(インジウムガリウムヒ素カメラ)で捉え、テラヘルツ光によるイメージング像を得る。

次世代通信に興味を持っています。周波数には限りがありますから使える帯域が広がれば応用も聞きますよね。

一番興味があるのは量子通信ですが、交差点があるでしょうか。

こういう基礎研究をもってしてNTTなどが実用するのですから、南出チームの動向は押さえておく必要がありますね。


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