取り扱い製品

取り扱い製品

有機非線形光学結晶 DAST (アークレイ株式会社 研究開発品)

 DAST:4-N,N-dimethylamino-4’-N’-methylstilbazolium tosylate

DAST結晶
DAST結晶

DAST構造図
DAST構造図

【特長】

・広帯域THz波発生・検出

・高強度THz波発生

・高レーザー照射耐性

・高い結晶品質(無機結晶と同等以上)

・任意厚結晶の作製 (0.1 mm~1.0 mm)

・1インチ結晶ホルダ付(相談可)

【用途】

・広帯域THz波発生・検出

・電気光学センサー など

 有機非線形光学結晶 DAST(4-N,N-Dimethylamino-4’-N’-methylstilbazolium tosylate)は、現存する非線形光学結晶の中で最も大きな非線形光学定数(d11=1010 pm/V@1318 nm)を有する事が報告されており、高品質な結晶の量産化が望まれている非線形光学結晶の一種です。
 本DAST結晶*は、アニーリング処理によりレーザー照射に対する耐久性を向上させた結晶です。そのため、高パワー密度のレーザー照射による高強度なTHz(テラヘルツ)波の発生が可能になりました。
 また、発生THz波帯域に適合するレーザーを選定することで、従来のTHz波発生素子である光伝導アンテナ(PCA)モジュールより、高強度かつ広帯域なTHz波を発生できます。したがって、DAST結晶を使用すると従来のTHz波発生素子では困難であった広い周波数帯域での分光計測応用が可能となります。
 *本結晶は、アークレイ株式会社の研究開発品です。

仕様・特性

【諸特性】

融点 256 ℃
結晶構造 単斜晶(空間群Cc)
a = 10.318 Å
b = 11.284 Å
c = 17.811 Å
β = 92.25 °
屈折率 n1(@1560 nm) = 2.13
n2(@1560 nm) = 1.60
n3(@1560 nm) = 1.57
非線形光学定数 d11(@1318 nm) = 1010 pm/V
d11(@1542 nm) = 290 pm/V
電気光学定数 r11(@720 nm) = 92 pm/V
r11(@1313 nm) = 53 pm/V
r11(@1535 nm) = 47 pm/V
誘電率 ε1=5.2, ε2=4.1, ε3=3.0

【広帯域THz波発生】

 従来のTHz波発生素子である光伝導アンテナ(PCA)モジュールとDAST結晶から発生するTHz波を比較すると、DAST結晶から発生するTHz波はより広帯域になります。 レーザーの条件に応じて、今までにない数十THzにわたる広帯域な分光計測応用が可能となります。

図 時間波形及び周波数スペクトル

図:DAST結晶より発生するTHz波の時間波形及び周波数スペクトル
テラヘルツ時間領域分光(THz-TDS)システムキット(弊社販売)を用いてTHz波を発生

【レーザーに対する高い耐久性】

 DAST結晶にアニーリング(固体を融点付近で加熱した後、徐冷を行うことで欠陥の低減や歪みの除去を行う方法)を施すことで、結晶中の欠陥が低減され、レーザー照射に対する耐久性が向上した高品質DAST結晶が作製できます。アニーリング処理の施されていない従来のDAST結晶と比較して高パワー密度のレーザーを照射できるため、高強度なTHz波発生・高SN比での計測応用が可能となります。 DAST結晶にアニーリング

 下図は、 アニーリング前後のDAST結晶のレーザー耐久性を比較した結果です。アニーリング前のDAST結晶にパワー密度0.3 GW/cm2のレーザー照射を行うとTHz波出力が低下しますが、DAST結晶にアーニングを施すことで、より高いパワー密度(1.5 GW/cm2)のレーザーを照射しても結晶が損傷することなくTHz波の発生が可能になります。

図 アニーリング前後でのDAST結晶の耐久性

図:アニーリング前後でのDAST結晶の耐久性

【高い結晶品質(無機結晶と同等以上)】

右図は、DAST結晶のX線ロッキングカーブ(XRC)測定*の一例です。測定に使用した結晶では、測定面方位(001)におけるXRC半値幅が17arcsecであることが確認できました。
また、本DAST結晶のXRC半値幅の平均値は30±10 arcsecであり、無機結晶と同等以上の高い結晶品質を示すことが確認されております。

*X線ロッキングカーブ測定とは、単色化された平行性のよいX線を、単結晶基盤に入射し測定される回折強度曲線と理論的に計算される回折強度曲線を合わせることによって、結晶性、歪みなどの評価する方法。

図 DAST結晶のX線ロッキングカーブ測定結果
図:DAST結晶のX線ロッキングカーブ測定結果

表 各結晶の半値幅

材料名 面方位 半値幅arcsec
DAST結晶 (001) 30±10
Si基板 (111) 15
BBO結晶   30

【任意厚結晶の作製】

 アークレイ株式会社では、独自の結晶成長制御技術により、厚み0.1~1.0 mmのDAST結晶が作製できます。また、長年培ったノウハウを基に用途に合わせた結晶サイズをご提案できます。

【光学定盤上に容易に展開できる結晶ホルダ付】

デバイス例

 DAST結晶は、1インチの結晶ホルダに固定されており、 容易に光学定盤上に展開できます。ホルダのサイズは各種取り揃えておりますので、ご相談ください。
 結晶ホルダ付での結晶販売を標準仕様としております。

応用技術相談に対応

 アークレイ株式会社製のDAST結晶は研究開発品であるため、結晶に関する要望や仕様について、
またご不明な点がございましたら、随時ご相談に応じます。
 弊社は、THz波に関連する研究開発や産業応用の実績がございます。結晶本体の販売のみならず、DAST結晶によるTHz発生及び検出の実験キット等をご提供させて頂きます。

取り扱い

【注意事項】

 過度な 高湿度環境下(RH70 %以上)でご使用になりますと、結晶表面に水和物が形成される恐れがあります。 ご不明な点がございましたら、ご相談ください。

関連製品

テラヘルツ時間領域分光(THz-TDS)システムキット

お気軽にお問い合せ下さい

ダウンロード

ダウンロード: カタログ1 カタログ2 テラヘルツ波発生事例pdf

関連文献:

1)H.Uchida et al., Jpn. J. Appl. Phys. 51 022601 (2012)
2)H.Uchida et al., Applied Physics B, Volume 111, Issue 3, pp. 489-493(2013)
3)Saroj R. Tripathi et al., Appl. Phys. Express 6 072703(2013)

取り扱い製品一覧へ

トップ  研究開発計測受託  取り扱い製品   光センシング技術  会社案内  お問い合わせ  スタッフ募集
アクセスマップ  通信販売法表示