まえがき近年、ビッグデータ利活用、AI、IoTなどの運用により、データ転送の高速大容量化への需要が高まっている。長距離伝送用だけでなく、中短距離伝送用、特にデータセンターでの高性能コンピュータサーバー内外のデータ転送の高速化が必要となってきている。我々は通信波長帯（1.3 µm帯や1.55 µm帯）において、100 GHz超の（小型）超高速変調器の実現に向けて、高性能な電気光学（EO）ポリマーの材料開発、デバイス作製のためのプロセス技術の開発を進めている。電気光学ポリマーは100 pm/V程度の大きなEO係数を持ち、変調性能指数が高く、低消費電力であり、誘電率が低いため超高速動作が可能であるためである。更に高い周波数での電気光学ポリマーの応用を考えると、テラヘルツ周波数帯での応用が考えられる。テラヘルツ波技術は、高速無線通信、爆発物や危険物の検知、品質検査、非接触・非侵襲でのセンシング利用などの産業応用や、物質の低振動モーの分光分析や指紋スペクトルの取得などの学術的応用へのニーズが高まっている。特に、テラヘルツ波を用いた無線通信は、広帯域を確保でき、高伝送レートの通信が期待できるため、5Gの次の世代のBeyond 5G/6GのICTインフラの一部となり、Society 5.0の実現に資することもできる。テラヘルツ波技術の最も中核となる技術は、テラヘルツ波の発生技術と検出技術である。テラヘルツ周波数帯にアクセスする方法として、エレクトロニクスの側からとフォトニクスの側からの双方からのアプローチがあるが、ここで紹介する方法はフォトニクスの側からの方法である。電気光学ポリマーは、テラヘルツ波発生・検出のための非線形光学ポリマーとしても優れている。本稿ではテラヘルツ波を高精度・広帯域・高感度で検出する新規な方法（シュタルク効果を用いた検出方法）について解説する[1]。シュタルク効果を用いたテラヘルツ波検出の原理と検証実験図1はシュタルク効果によるテラヘルツ波の電場検出の原理と、本研究に用いた非線形光学ポリマーの化学構造を示している。シュタルク効果は、電場Eによって物質が吸収する光のエネルギー（波長）が変化する現象である。本研究例では電場Eによって、非線形12テラヘルツ波技術は、高速無線通信、品質検査、非接触・非侵襲でのセンシング利用などの産業応用や、物質の低振動モードの分光分析や指紋スペクトルの取得などの学術的応用へのニーズが高まっている。テラヘルツ波技術の中で最も重要な技術はテラヘルツ波の発生・検出に関する技術である。我々は、非線形光学ポリマーのシュタルク効果を利用することによって、テラヘルツ波を高精度・広帯域・高感度で検出する新規な方法を開発している。本稿では本手法の検出原理の検証実験について解説するとともに、その広範な応用の可能性について展望する。Terahertz wave technologies are expected to be promising technologies for various industrial and academic applications, such as high-speed wireless communications, quality inspection, non-contact and non-invasive sensing, spectroscopic analysis of low-frequency vibrational modes, and obtaining of fingerprint spectra for various materials. The most important techniques in the terahertz wave technologies are terahertz wave generation and detection techniques. We have developed a new terahertz wave detection technique with high-accuracy, wideband, and high-efficiency by using the Stark effect of nonlinear optical polymers. In this paper, we perform a verification of the validity of the new technique for terahertz wave detection and prospect for various potential applications.2-1-3 非線形光学ポリマーのシュタルク効果を用いたテラヘルツ波検出2-1-3Terahertz Wave Detection by the Stark Effect of Nonlinear Optical Polymers山田俊樹 梶 貴博 山田千由美 大友 明YAMADA Toshiki, KAJI Takahiro, YAMADA Chiyumi, and OTOMO Akira152 光制御・ナノICT基盤技術 —基盤から応用まで—
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