HEB ミクサを用いたTHz-QCL の周波数安定化

○ 芝 祥一 1,2 ，入交 芳久 2 ，小山 知記 4,2 ，山倉 鉄矢 3 ，　　　前澤 裕之 4 ，関根 徳彦 2 ，寶迫 巌 2 ，山本智 1

東大理 1 ，情通機構 2 ，筑波大数物 3 ，名大 STE 研 4 　

Motivation

超伝導 HEB （ Hot-electron Bolometer ）ミクサ THz 帯ヘテロダイン受信機を開発

⇒ 　局部発振器が必要

THz-QCL （量子カスケードレーザ） 小型・高出力 THz 光源

⇒ 　周波数安定化の技術

THz 帯で高輝度、高周波数純度のコヒーレント連続光源

⇒ 天文・大気観測、分光測定、テラヘルツ標準光源

THz-QCL ＠ NICT 量子カスケード構造

サブバンド間遷移による発光 発光層を多段に接続

GaAs 系 QCL の作製 QC 構造：共鳴 LO フォノン引抜き型 導波路構造

SISP （ Semi-insulating surface plasmon ）型 MM （ Metal-Metal ）型

パルス駆動、 3.1 THz 、～ 30 mW 、～ 120 K

連続発振（ CW 化）を目指す

QCL to HEB

QCL

HEB

@ NICT

QCL 出力の ON/OFF による HEBM の IV の変化

QCLパルス： 1μs, 50 kHz（ Duty cycle 5 % ）

QCL ~3.9 THz に対してツインスロットアンテナは2.5THz 設計

⇒ 光学系・セットアップは OKTHz-QCL12aN 　 ( メサ幅 70 um, 共振器長 2 mm: 　　 APL 94, 131105, 2009 　　 ~3.9THz)QO-HEB 09#4A1 　 (NbTiN 14 nm on Si, W 3 um, L 0.7 um)