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乾燥唐辛子とえびのテラヘルツ波透過イメージング像

 

光注入型THz波パラメトリック発生器(is-TPG)

光注入型THz波パラメトリック
発生器(injection seeded THz-wave parametric generator; is-TPG)

 

人間の汗腺の画像

人の汗腺の研究 (画像はOptical Coherence Tomography(OCT)に
より
測定)

研究テーマ

  1. テラヘルツパラメトリック光源の高性能化と実用化
  2. テラヘルツ分光イメージングシステムの開発と応用
  3. テラヘルツヘテロダインイメージングシステムの開発と応用
  4. 細胞膜のサブテラヘルツ帯共鳴振動仮説の検証

研究内容

  • 光波と電波の谷間に残された未踏の光「テラヘルツ波」を用いた新しいイメージング技術に関する国際間プロジェクト研究が近年欧米で強力に推進されており、我が国でもこの分野の技術開発は急務と考えられます。

  • 川瀬研ではレーザー光の波長変換技術を用いて既存の自由電子レーザーなどに較べはるかに小型簡便な広帯域波長可変テラヘルツ (THz) 光源の開発に成功し、さらなる高性能化、小型化などに関する研究を進めています。特に、光注入型テラヘルツ波パラメトリック発生器は100kW出力と10桁のダイナミックレンジを達成し、世界最高輝度の波長可変テラヘルツ光源として、Scientific Reports誌に2014年に掲載されました。
  • S. Hayashi, K. Nawata, T. Taira, J. Shikata, K. Kawase, H. Minamide "Ultrabright continuously tunable terahertz-wave generation at room temperature, " Scientific Reports, Vol. 4, Article number 5045 (2014).

  • 広帯域波長可変テラヘルツ光源を用いた新しいテラヘルツイメージング技術の研究開発を進めています。特に、テラヘルツ分光イメージングによる試薬の主成分解析技術を開発しました。これは、複数の試薬が混ざったサンプル中の特定試薬の分布密度を画像化する新技術で、光源の広帯域波長可変性と、テラヘルツ帯の試薬類の指紋スペクトルを活かした成果です。 この技術を用いて、郵便物検査、覚醒剤・爆発物所持検査、医薬品検査、などへの応用が期待されます。
     
  • 細胞膜がテラヘルツ〜ミリ波帯で共鳴振動しており、その振動が生命活動にとって重要な役割を果たしている、という仮説(フレーリッヒ仮説)の検証実験も進めています。また、ヒト汗腺がヘリカルアンテナ構造を有しており、年齢性別によらず440GHz付近で共振する可能性についての研究結果がScientific Reports誌に2015年に掲載されました。
  • S. R. Tripathi, E. Miyata, P. B. Ishida and K. Kawase, "Morphology of human sweat ducts observed by optical coherence tomography and their frequency in the terahertz frequency region" Scientific Reports, vol. 5, Article number 9071 (2015).

禁止薬物のサンプル
下向き矢印
禁止薬物の分光イメージング画像

封筒内に隠された禁止薬物のテラヘルツ分光イメージング
 光栄な事に理化学研究所88年史の冒頭で理研の代表成果の1つに本研究が紹介されています。

“理化学研究所88年史”


枚のテラヘルツトモグラフィ次元画像

"Professor Kodo Kawase" Electronics Letters, Vol. 46, No. 26, p. S65 (2010)

   


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