Research press release

THz位相変調器

Nature Photonics

THz phase modulator

このほど、テラヘルツ(THz)放射の位相を制御するデバイスが開発された。これまで困難であったテラヘルツ放射の操作が可能になることによって、THzレーザービームの強度、伝搬方向、データ転送能力を自由に変える機会が提供され、イメージングやセンシングなどの技術に役に立つ。

H-T Chenらのデバイスは、メタマテリアル(化学組成のみによってもたらされる光学特性のほかに、追加的な光学特性が構造によってもたらされる)から形成されている。メタマテリアルに電圧を印加することにより、その特性が変化し、デバイスを通る光を制御できる。また、研究チームは、極めて優れた高速動作(今のところ3桁速い)を示す一方で、周期的に光線を物理遮断する市販の機械的光チョッパーに匹敵する性能の広帯域THz信号変調についても報告している。

今回のTHz位相変調器には、さらなる性能の改良が必要である。しかし、本研究は非常に求められているTHz用基本部品である位相変調器を提供するばかりでなく、いかにしてメタマテリアルが現実世界の問題に実用的な解決策を与えられるかを示す明確な例である。

A device that controls the phase of terahertz (THz) radiation has now been developed, reports a paper online this week in Nature Photonics. The ability to manipulate this radiation, which has proved difficult so far, creates opportunities for altering at will a THz laser-beam's intensity, direction of propagation and data-transfer abilities ? features useful in such technologies as imaging and sensing.

The device of Hou-Tong Chen and colleagues is formed from a metamaterial ? a material whose structure provides extra optical properties to those provided by its chemical composition alone. Applying a voltage across the metamaterial changes its properties and allows control over the light that passes through the device. The team also reports broadband THz signal modulation with performance comparable to a commercial mechanical optical chopper, which physically blocks the light beam periodically, while exhibiting drastically superior ? three orders of magnitude so far ? high-speed operation.

Although the THz phase-modulator needs further improvement in performance, this work not only provides a much needed fundamental THz component ? the phase modulator ? but is also a clear example of how metamaterials can offer practical solutions to real-world problems.

doi: 10.1038/nphoton.2009.003

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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