Trends in Terahertz Device and System Technologies
1. はじめに 近年,「テラヘルツ(THz)テクノロジー」に対する関心 が一段と高まっている~。対象とする周波数は 100GHz ~10THz,波長に換算して 3mm~30μm の電磁波領域である (図 1)が,マクスウェル,ヘルツに始まる電磁波開拓の 140 年余の歴史の中で,この領域だけがほとんど未利用のまま 残っている。 この電磁波領域よりも低い周波数の電磁波応用は,半導 体トランジスタを代表とするエレクトロニクス技術が,高 い周波数は半導体レーザを筆頭とするフォトニクス技術が それぞれ支えてきた。電波法では 3THz までの電磁波を電波 と定めている。その法律が制定された昭和 25 年(1950 年) は,半導体トランジスタの研究開発が緒についた頃である が,今日その動作周波数も 500GHz~1THz に達しており, いよいよ電波の上限が見えてきたと言える。 なお最近,「THz 波」とか「T 線:Terahertz ray」という新 語もよく見かけるようになったが,電波側の周波数領域に は,以前よりミリ波(30GHz~300GHz),サブミリ波(300GHz ~3000GHz)と言う呼称があることを付け加えておく。 この 21 世紀に残された THz 領域は,電磁波の発生・検出 という観点で,エレクトロニクスにしてもフォトニクスに しても最も技術的に難しい周波数帯であることは事実であ るが,双方の技術を融合するなどいくつかの技術的ブレー クスルーにより,近年ようやくこの電磁波領域が,人類に 役立つ,産業化が期待される領域になりつつある。 本稿では,まず THz テクノロジーに期待される応用に関 してまとめる。次にそれを支えるキーデバイス技術と最近 の進展について述べる。最後に,近年注目されているいく つかのシステム応用を紹介する。