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テラヘルツ帯電磁波発振装置 NEW 新技術説明会

国内特許コード P180015576
整理番号 5097
掲載日 2018年11月22日
出願番号 特願2015-246505
公開番号 特開2017-112274
出願日 平成27年12月17日(2015.12.17)
公開日 平成29年6月22日(2017.6.22)
発明者
  • 辻本 学
  • 掛谷 一弘
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 テラヘルツ帯電磁波発振装置 NEW 新技術説明会
発明の概要 【課題】安定したテラヘルツ波の放射が可能であり、かつ発振周波数の制御も可能な、テラヘルツ素子を備えたテラヘルツ帯電磁波発振装置を提供する。
【解決手段】テラヘルツ帯電磁波発振装置が、超伝導体のテラヘルツ素子と、テラヘルツ素子を搭載するパッケージであって、金属製の熱浴部と、熱浴部に設けられ、テラヘルツ素子を載置する平面を備えた収容部と、収容部の平面内に設けられた開口部と、開口部に設けられ、テラヘルツ素子から放射されるテラヘルツ光を透過するレンズとを含むパッケージと、収容部の中に、テラヘルツ素子を覆うように設けられた封止樹脂とを含み、テラヘルツ素子は、収容部に設けられた固定具により、収容部の平面と直接接触した状態で固定される。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


テラヘルツ波(0.1~10THz程度の周波数を有する電磁波)には、様々な物質を透過するとともに、水や水蒸気によく吸収されるという特徴があり、多くの物質はテラヘルツ波帯に特徴的な吸収スペクトルを有する。このような性質から、テラヘルツ波は、非破壊検査・化学分析・医療診断といった分野での応用が期待されており、テラヘルツ波を利用した情報通信技術の開発も行われている。



このように、テラヘルツ波は非常に有用な電磁波であるが、従来から電波あるいは光の領域で用いられてきた発振源の出力は、テラヘルツ帯域に近づくにつれて急激に低下する傾向があった。そして、テラヘルツ帯域に簡便な発振器や高感度の検出器が存在しない状況は「テラヘルツギャップ」と呼ばれ、これを解消するために様々な側面から技術開発が進められた。従来のテラヘルツ波の発振方法としては、量子カスケードレーザー、後進波管、自由電子レーザー、シンクロトロン放射、フォトミキシング等を利用した発振方法が公知である。しかし、これらの発振方法には、発振効率が悪く低出力である上に、大掛かりな付帯装置が必要であるといった実用上の問題があった。



一方で、高温超伝導体は50meVにおよぶ超伝導ギャップを有しているため、超伝導状態でテラヘルツ波の励起が可能であり、その結晶構造に含まれる固有ジョセフソン接合を用いたテラヘルツ素子は、コンパクトかつ高効率・大出力の新たなテラヘルツ波源として期待されている。高温超伝導体として、ビスマス・ストロンチウム・カルシウム・銅酸化物(以下、「BSCCO」と呼ぶ)を使用したテラヘルツ素子は、例えば以下の特許文献1~4に提案されている。

産業上の利用分野


本発明は、高温超伝導体のテラヘルツ素子を用いたテラヘルツ帯域の電磁波を発振するテラヘルツ帯電磁波発信装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
テラヘルツ帯電磁波発振装置であって、
超伝導体のテラヘルツ素子と、
該テラヘルツ素子を搭載するパッケージであって、
金属製の熱浴部と、
該熱浴部に設けられ、該テラヘルツ素子を載置する平面を備えた収容部と、
該収容部の平面内に設けられた開口部と、
該開口部に設けられ、該テラヘルツ素子から放射されるテラヘルツ光を透過するレンズと、を含むパッケージと、
該収容部の中に、該テラヘルツ素子を覆うように設けられた封止樹脂と、を含み、
該テラヘルツ素子は、該収容部に設けられた固定具により、該収容部の平面と直接接触した状態で固定されることを特徴とするテラヘルツ帯電磁波発振装置。

【請求項2】
上記固定具は、板状のクランプと、該クランプに設けられた孔を通って、上記熱浴部に固定されたねじまたはビスであることを特徴とする請求項1に記載のテラヘルツ帯電磁波発振装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015246505thum.jpg
出願権利状態 公開
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