ツ波検出デバイスを実現できると考えらえる。図4に試作したデバイスの模式図と顕微鏡画像を示している。EOポリマー膜をCOP基板上へ転写し、導波路加工と上部クラッ形成後、ギャップ構造を有する金パッチアンテナを作製した。金パッチアンテナへの電磁波照射により、アンテナのギャップ付近で電場強度が増大し、電気光学効果によりEOポリマーの屈折率が変化することで、導波路中の光が変調される。実験では、90 GHzの電磁波をデバイスに照射し、導波路に導入した波長1.55 μmの連続発振レーザー光のスペクトルを測定した。その結果、スペクトルに光変調サイバンが観測され、電磁波照射による直接光変調の実証に成功した[13]。この結果は、EOポリマーデバイスがテラヘルツ信号を光信号へ直接変換するデバイスとして期待できることを示すものである。まとめ本稿では、我々が開発したEOポリマーを転写するプロセス技術について述べるとともに、試作したスラブ導波路型テラヘルツ波発生デバイスと、金パッチアンテナと導波路から成るテラヘルツ波検出デバイスの動作実証の結果について述べた。今後はプロセス技術とデバイス構造の更なる改良を進めることで、デバイスの高効率化と高周波化を目指し、デバイスの実用化に向けた研究開発を進めていく。【参考文献【1L. R. Dalton, P. A. Sullivan, and D. H. Bale, “Electric field poled organic electro-optic materials: state of the art and future prospects,” Chem. Rev., vol.110, pp.25–55, 2010.2T. Yamada, I. Aoki, H. Miki, C. Yamada, and A. Otomo, “Effect of methoxy or benzyloxy groups bound to an amino-benzene donor unit for various nonlinear optical chromophores as studied by hyper-Rayleigh scattering,” Mater. Chem. Phys., vol.139, pp.699–705, 2013.3T. Yamada, H. Miki, I. Aoki, and A. Otomo, “Effect of two methoxy groups bound to an amino-benzene donor unit for thienyl-di-vinylene bridged EO chromophores,” Opt. Mater., vol.35, pp.2194–2200, 2013.4L. R. Dalton, P. Günter, M. Jazbinsek, O.-P. Kwon, and P. A. Sullivan, “Organic Electro-Optics and Photonics,” Cambridge University, 2015. 5T. Yamada, T. Kaji, I. Aoki, C. Yamada, M. Mizuno, S. Saito, Y. Tominari, S. Tanaka, and A. Otomo, “Terahertz time domain and far-infrared spectroscopies of side-chain electro-optic polymers,” Jpn. J. Appl. Phys., vol.55, 03DC11, 2016.6Y. Enami, C. T. Derose, D. Mathine, C. Loychik, C. Greenlee, R. A. Norwood, T. D. Kim, J. Luo, Y. Tian, A. K.-Y. Jen, and N. Peyghambarian, “Hybrid polymer/sol–gel waveguide modulators with exceptionally large electro–optic coefficients,” Nat. Photonics, vol.1, pp.180–185, 2007.7Y. Hirano, Y. Motoyama, K. Tanaka, K. Machida, T. Yamada, A. Otomo, and H. Kikuchi, “Demonstration of an optical phased array using electro-optic polymer phase shifters,” Jpn. J. Appl. Phys., vol.57, 03EH09, 2018.8T. Kaji, Y. Tominari, T. Yamada, S. Saito, I. Morohashi, and A. Otomo, “Terahertz-wave generation devices using electro-optic polymer slab waveguides and cyclo-olefin polymer clads,” Opt. Express, vol.26, pp.30466–30475, 2018.9X. Zheng, C. V. McLaughlin, P. Cunningham, and L. M. Hayden, “Organic broadband terahertz sources and sensors,” J. Nanoelectron Optoelectron., vol.2, pp.58–76, 2007.10C. V. McLaughlin, L. M. Hayden, B. Polishak, S. Huang, J. Luo, T.-D. Kim, and A. K.-Y. Jen, “Wideband 15 THz response using organic electro-optic polymer emitter-sensor pairs at telecommunication wavelengths,” Appl. Phys. Lett., vol.92, 151107, 2008.11T. Yamada and A. Otomo, “Transmission ellipsometric method without an aperture for simple and reliable evaluation of electro-optic properties,” Opt. Express, vol.21, pp.29240–29248, 2013.12Y. N. Wijayanto, H. Murata, and Y. Okamura, “Electrooptic millimeter-wave-lightwave signal converters suspended to gap-embedded patch antennas on low-k dielectric materials,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron, vol.19, pp.29240–29248, 2013.13T. Kaji, I. Morohashi, Y. Tominari, Y. Ogawa, N. Sekine, T. Yamada, and A. Otomo, “Fabrication of electro-optic polymer waveguide devices for continuous-wave terahertz detection,” 44th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz waves (IRMMW-THz 2019), no.Fr-AM-4-6, Maison de la Chimie, Paris, France, Sept. 2019.梶 貴博 （かじ たかひろ）未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室主任研究員博士（工学）有機光デバイス、テラヘルツ計測富成征弘 （とみなり ゆきひろ）未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室研究員博士（工学）有機デバイス、テラヘルツ、超伝導5図4金パッチアンテナとEOポリマー導波路を用いた電磁波検出デバイスの（a）模式図、（b）顕微鏡画像（片段）12 情報通信研究機構研究報告 Vol.66 No.2 （2020）2 光制御・ナノICT基盤技術 —基盤から応用まで—
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