テラヘルツ波の先端技術と応用可能性

テラヘルツ波は、光波が透過できない種々の物質を透過し、トモグラフィー計測や分光イメージングが可能といったユニークな特性から様々な非破壊検査への実用化が期待されている。 　テラヘルツ応用が見込まれる分野の一例をあげると、薄膜検査、コーティング・塗装検査、液体小袋包装の欠陥検査、郵便物中の麻薬検査、空港やビルのゲートにおける爆弾・危険物検査、プラスチックやセラミックス製品の内部欠陥検査、LSI故障診断、フィルターの汚れ検査、凍結路面計測、医薬錠剤の品質検査、包装薬の誤成分チェック、薬品工場での異種錠剤混入検査、農産物検査、バイオチップのラベルフリー診断、肌診断、ヒトの発汗、血圧、緊張などのリモートセンシング、等々幅広い分野にわたっている。 　また、最近、非線形光学効果を用いたテラヘルツ光源が目覚しい進化を遂げており、今後のテラヘルツ応用にとって重要な技術となることが予想されるが、それについてもわかり易く解説する。

1. イントロダクション
   • テラヘルツの長所・短所 (できること・できないこと)
   • 様々なテラヘルツ応用例
2. 非線形光学効果を用いた各種テラヘルツ光源
   1. テラヘルツパラメトリック光源
      • テラヘルツパラメトリック発振器
      • シリコンプリズムカプラー
      • 光注入型テラヘルツパラメトリック発生器
      • アクロマティックインジェクションシーディング
      • μチップレーザー励起テラヘルツ光源
      • 小型テラヘルツパラメトリック光源
      • シンクロナスポンプテラヘルツ光源
   2. チェレンコフ型テラヘルツ光源
      • 差周波混合型テラヘルツ光源
      • TDS型テラヘルツ光源
      • 導波路型テラヘルツ光源
      • チェレンコフ型のメリット
3. テラヘルツイメージング
   1. 安全安心への展開
      • 液体小袋のマイクロリーク検出
      • 薬物の透視に最適な周波数帯
      • テラヘルツ帯の分子スペクトルの特徴
      • 種々の試薬類のテラヘルツスペクトル
      • 封筒や衣服などに隠匿された試薬の分光
      • 粉体の拡散反射分光例
      • テラヘルツ分光イメージングシステム
      • 試薬類の主成分分析
      • 混合サンプルの識別
      • 封筒中の禁止薬物の非破壊検出
      • THz時間領域分光法
      • CCDカメラを用いたテラヘルツイメージングの高速化
      • テラヘルツ波の散乱強度による粉体検出
   2. 半導体・農産物・製品などの検査応用例
      • レーザーTHz放射顕微鏡
      • 青果物の非破壊・非侵襲評価
      • 凍結解凍サイクルの最適化
      • 植物工場における潅水の最適化
      • フィルター内のススのCTイメージング
      • テラヘルツ3D CTシステム
   3. テラヘルツトモグラフィ
      • ファイバレーザ励起小型テラヘルツトモグラフィシステム
      • DAST結晶を用いた超短パルスTHz波発生
      • トモグラフィー画像例
   4. メタルメッシュセンサー
      • メタルメッシュセンサの原理
      • メッシュを用いたインク濃度の検出
      • アビディン‐ビオチン結合の検出
      • 薄いフィルムのイメージング
      • ボウタイ開口メッシュによるサブミクロン膜厚計測
   5. 種々のテラヘルツイメージング技術
      • テラヘルツ波の干渉を用いた超高感度イメージング
      • 導波路からのエバネッセント波を用いた分光イメージング
      • 光によるテラヘルツ波変調の可能性
4. テラヘルツ波を用いた生体計測への展開
   • フレーリッヒ仮説 (細胞膜共鳴振動仮説)
   • 蛍光色素法による膜電位変化の検出
   • フレーリッヒ仮説の検証実験系
   • 人体皮膚とテラヘルツ電磁波
   • 汗腺はテラヘルツ帯のアンテナか?
   • 非接触で人の精神状態を計測可能か?
5. まとめ
• 質疑応用・名刺交換