THzビームの金属クラッド誘電樹脂ファイバを用いた伝送実証試験

THz beam transmission demonstration experiment using metallic cladding polymer fibers

石山 新太郎; 正宗 賢*; 出原 敏孝*

Ishiyama, Shintaro; Masamune, Ken*; Idehara, Toshitaka*

BNCT/THzハイブリッド装置による量子ビーム融合化先進治療を実現するため、THz波の体内伝送技術開発を目的にPEEKとPMMAの2種類の円形樹脂ファイバー(3mm)を用いた金属テーパ導波管/ファイバー伝送系による0.1-0.2THz伝送実験をジャイロトロンを使用して行い、この伝送系の伝送特性評価から下記結論を得た。(1)0.1-0.2THz周波数帯域におけるPEEK及びPMMA樹脂ファイバーの伝送損失係数は150-850(dB/m)の高い値を示すとともに顕著な周波数依存性を示した。(2)また、この損失係数は誘電率の高いファイバほど小さな値を示した。(3)伝送損失解析モデルにより得られた0.1-0.2THz周波数帯域での誘電率は素材特性によらずほぼ一定値(=1.7)を示した。(4)これに対して、0.1-0.2THz周波数帯域での誘電正接tanは顕著な周波数依存性を示し、0.001-0.03まで大きく変化した。(5)上記(1)の損失係数の周波数依存性は主にtanの周波数依存性に起因していることが明らかとなった。(6)本伝送系により直径長さが2.3-3mm60mmまで樹脂ファイバーにより10%以上のパワーの伝送が可能である。

Transmission demonstration experiment of 0.1-0.2 THz beam was performed with transmission system consisted of polymer fibers of 3 mm 300 mmL coated with gold metal. THz beam was generated by high power compact gyrotron designed output power of 0.25 kW and measured output power at terminal of metallic cladding polymer fibers in the transmission system and the following results were derived. (1) It was demonstrated that maximum output power of the order of 0.84 W through the polymer fibers was observed by SBD detector at input power of the order of 7.5 W.