| 発刊日 | 2005年7月15日 |
|---|---|
| 定価 | 本体43,200円＋税 |
| 頁数 | 476頁 |
| 造本 | B5 |
| ISBN | ISBN4-86043-092-1 |
| 発行 | （株)エヌ・ティー・エス |
| 問い合わせ |
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| 監修 |
監修 大森 豊明 （OHT技術士事務所所長） |
| 編集委員 |
監修 大森 豊明 OHT技術士事務所所長 執筆者（執筆順） 大森 豊明 OHT技術士事務所所長 村上 英利 分子科学研究所分子制御レーザー開発研究センター研究員 猿倉 信彦 分子科学研究所分子制御レーザー開発研究センター助教授 松井 敏明 情報通信研究機構ミリ波デバイスグループ グループ長 出原 敏孝 福井大学遠赤外領域開発研究センター教授・センター長 松本 敏雄 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部名誉教授 松浦 周二 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部赤外・サブミリ波研究系助手 武田 三男 信州大学理学部物理科学科教授 池上 健 産業技術総合研究所 計測標準研究部門 時間周波数科 時間標準研究室 室長 神代 暁 産業技術総合研究所エレクトロニクス研究部門超伝導計測デバイスグループ主任研究員 島田 洋蔵 産業技術総合研究所計測標準研究部門電磁波計測科 高周波標準研究室主任研究員 鈴木 幸子 大阪大学大学院工学研究科助手 粟津 邦男 大阪大学大学院工学研究科教授 岡田 昭次郎 (株)日本グレーン研究所取締役会長 谷内 哲夫 東北大学多元物質科学研究所助教授 岡田 修司 山形大学工学部教授 中西 八郎 東北大学多元物質科学研究所 所長 小山 裕 東北大学大学院工学研究科知能デバイス材料学専攻教授 浅田 雅洋 東京工業大学大学院総合理工学研究科教授 深澤 亮一 (株)栃木ニコンRayfact事業部テラヘルツ技術アドバイザー・（有）スペクトルデザイン取締役 尾辻 泰一 東北大学電気通信研究所教授 D.A.Newnham Teraview Limited D.A.Arnone Teraview Limited Y.C.Shen Teraview Limited B.E.Cole Teraview Limited J.A.Zeitler Teraview Limited, University of Otago, Universty of Cambridge A.J.Fitzgerald Teraview Limited P.F.Taday Teraview Limited 三浦 剛 ブルカー・オプティクス(株)取締役事業部長 笹倉 大督 ブルカー・オプティクス(株)アプリケーション・サイエンティスト 山本 晃司 大阪大学レーザーエネルギー学研究センター特別研究員（日本学術振興会） 山口 真理子 大阪大学レーザーエネルギー学研究センターレーザーテラヘルツ研究部門 谷 正彦 大阪大学レーザーエネルギー学研究センター助教授 萩行 正憲 大阪大学レーザーエネルギー学研究センター教授 アンドレ･ クロップ Veolia Water Japan(株)総務部 部長 田澤 信二 岩崎電気(株)技術研究所部長 田澤 賢次 富山医科薬科大学医学部成人看護学科・外科系教授 伊藤 要子 愛知医科大学医学部附属核医学センター助教授 小川 耕平 富山県国際健康プラザ指導員 八塚 美樹 富山医科薬科大学医学部成人看護学科・外科系助教授 岩崎 治之 関東柔道整復専門学校講師 岩瀬 和仁 いわせ接骨院 院長 菊池 佑二 MCA工学研究所代表・(有)菊池マイクロテクノロジー研究所取締役社長 菊池 裕子 北海道大学大学院歯学研究科口腔病態学助手 小山 悠子 医療法人社団明徳会福岡歯科統合医療研究所主任研究員・歯学医師（医学博士） 鵜飼 光子 北海道教育大学教育学研究科教授 渡邊 民朗 岩手県立大学客員教授・東北大学名誉教授 中井 謙太 東京大学医科学研究所ヒトゲノム解析センター教授 法澤 公寛 大阪大学産業科学研究所附属産業科学ナノテクノロジーセンター人工生体情報ナノマテリアル分野 高橋 紹大 (財)電力中央研究所電力技術研究所 機器絶縁領域主任研究員 野坂 芳雄 長岡技術科学大学工学部化学系教授 野坂 篤子 長岡技術科学大学工学部化学系非常勤講師 小堀 幸彦 (株)シュタインバイスジャパン代表取締役社長 |
| 趣旨 |
【本書の特徴】 テラヘルツは光と電波の重複した周波数領域で未踏の領域といわれていたが、昨今の発生技術、測定技術、分光技術などの進歩により、材料、環境計測、バイオテクノロジーなど多岐にわたる分野での画期的な応用が期待され、世界中で活発に研究開発が行われている。 本書では、テラヘルツの発生・計測技術とあらゆる分野の応用技術、さらに今後期待される応用展望を、海外7名を含む51名にのぼる先端の研究者による執筆でまとめた。 追加訂正情報 ※PDF形式のファイルをご覧いただくには、お使いのブラウザにAcrobat Readerがインストールされている必要があります。 |
監修にあたって
最近，わが国の産・官・学において，IT，ナノテク，バイオが重要な研究課題として取り上げられている。筆者は1973年の第一次オイルショックの翌年に「機能材料」という概念を提唱し，当時の通産省にわが国の新しい材料開発調査予算を計上してほしい旨の陳情を行い，7年間機能材料全般（センサー機能材料，光機能材料，触媒機能材料，医療機能材料，エネルギー彫像機能材料など）の研究開発調査に携わった。 超微小化，超薄膜化あるいは非結晶化することによって物質はその物性を変えることが可能となり，機能材料の一つの方向性を見いだすことができる。また，物質のエネルギー変換を利用することも新しい機能材料としての可能性がある。たとえば，さまざまな物理効果や現象，化学反応，バイオメカニズムなどをX軸にとり，Y軸に「材料」を組み合わせると，Ｚ軸に「機能」という現象が発現し，社会のニーズに対応できるという構想を通産省に説明し，予算計上をしていただいたことがある。 本書のテラヘルツ・テクノロジーは，文部科学省が2005年初頭に発表した今後10年間の研究開発の重要課題として取り上げられているほか，各地の産・官・学においても今後の重要研究開発課題として取り上げられている。 筆者は20数年前から，21世紀は材料科学・技術を中心に生命科学，情報科学，技術，電子技術，バイオ技術，エネルギー技術が最も重要な科学・技術となることを提唱し，“M-LIEBE”（Menschen liebe：ドイツ語の人類愛を意味し，科学・技術が戦争の手段として利用されないことを願った筆者の造語）の科学・技術が環境・食糧，エネルギーなどの問題を解決してくれるものと期待している。 本書のテラヘルツ・テクノロジーやセンサー技術は，M-LIEBEの科学・技術全般に関係があり，センサー技術やテラヘルツ・テクノロジーの発展は，M-LIEBEの科学・技術の発展をより加速させる触媒的な技術であるといえよう。 筆者はまた30数年前より，わが国には石油，石炭，ウランなどの「ハード資源」がほとんどないので，それに代わる資源，すなわち，人材資源やテラヘルツなどの電磁波を「ソフト資源」として位置づけていた。 その後，筆者は1978年8月に当時の福田赳夫首相から資源調査会専門委員に任命されて以来8年間，資源調査会のエネルギー部会，工業原材料部会および国土資源部会の3部会の専門委員を務めた経緯があり，また同調査会の専門委員在任中に，資源調査会として「電磁波資源」の調査を行ってはどうかと提案した。しかしながら，資源調査会としては適当な部会もなくテーマとして採用されなかった。その後，電磁波のなかの「遠赤外線」や「テラヘルツ領域のデバイス」さらには「極紫外線～ソフトX線」「準マイクロ波」などの電磁波が大きくクローズアップされてきた。 そのような情勢から，(社)日本機械工業連合会において産・官・学からなる電磁波応用研究交流会（主査：筆者）が1988年10月に設立され，1991年3月には21世紀の新しい研究開発課題を提言している。 一方，電磁波のバイオ分野（食品，医療など）への適用が今後発展するものと考えられ，食品分野では，(財)食品産業センターにおいて電磁波利用技術会（座長：筆者）が1987年に設置され，食品分野における電磁波応用の現状と今後の研究開発課題がまとめられている。 医学・歯学分野においても電磁波は診断や治療に応用されてはいるものの，電磁波のなかでもテラヘルツ帯の電磁波，とくに，赤外光と電波との重複する電磁波の特性がいまだ解明されておらず応用も推進されていない現状から，テラヘルツ帯の研究開発が重要な課題として注目されてきたのである。 もちろん，テラヘルツ帯の紫外光，可視光，赤外光の領域においても，とくにそれらの光のスペクトルとバイオ・生命分野における作用効果については，未解明な領域も存在しているのが現状である。このような時期にテラヘルツ・テクノロジーを体系的に整理し，その基礎と応用に関する成書が学生はもとより産・官・学の研究開発に携わる関係者にも幅広く利用されることを望む次第である。 なお，わが国のテラヘルツ・テクノロジーの研究者や技術者のなかには，自らからの研究領域の周波数のみをテラヘルツ・テクノロジーであると主張している人たちもいるが，筆者は，テラヘルツとは，電子磁波の周波数が1012～1015（Hz），波長で表記すると0.3μm～0.3mmの電磁波であると考えられている。 終わりにあたって，この成書にご協力いただいた執筆者各位および(株)エヌ・ティー・エスの吉田隆社長，臼井唯伸副部長，斎藤道代女史に心より感謝の意を表します。 2005年7月吉日 OHT技術士事務所所長 工学博士 技術士（電気・電子) 大森豊明
書籍・DVDの内容
総論 テラヘルツテクノロジーの現状と展望 1 まえがき 2 21世紀の科学・技術 3 21世紀の科学・技術におけるテラヘルツテクノロジーの役割 4 電磁波とは 5 電磁波における光の位置づけ 6 電磁波における電波の位置づけ 7 電磁波における放射線の位置づけ 8 電磁波の特徴 9 電磁波の計測 10 電磁波技術の適用 11 テラヘルツテクノロジーの展望 12 あとがき テラヘルツ発生および計測技術 テラヘルツ波の発生方法 1 はじめに 2 光伝導スイッチからのテラヘルツ波発生 3 非線形光学効果によるテラヘルツ波発生 4 半導体表面からのテラヘルツ波発生 5 半導体量子井戸・超格子からのテラヘルツ波発生 6 おわりに サブミリ波の発生技術 1 はじめに 2 ミリ波・サブミリ波半導体デバイス 3 ミリ波・サブミリ波帯信号源技術 4 サブミリ波電子管技術 5 相対論的電子ビーム技術 6 おわりに 高出力テラヘルツ光の発生と計測への応用 1 はじめに 2 ジャイロトロン開発の現状（超高出力化と超高周波化) 3 遠赤外光源としての超高周波ジャイロトロン――Gyrotron FU Series 4 ジャイロトロン出力の変調と安定化 5 ジャイロトロンの応用 6 おわりに 天文学におけるサブミリ波観測技術 1 はじめに 2 検出器 3 観測装置 テラヘルツ時間領域分光 1 はじめに 2 テラヘルツ時間領域分光 3 矩形導波管中の遮断振動数電磁波 4 フォトニック結晶中の電磁波伝播特性 5 強誘電体結晶中の電磁波伝播特性 6 おわりに テラヘルツ標準の計測技術 1 はじめに～標準とテラヘルツ～ 2 テラヘルツ計測技術と測定量 3 電磁波のパワー標準 4 テラヘルツの周波数標準 5 システムとしての構成の具体例 6 今後の展望 自由電子レーザー技術による波長可変テラヘルツ光と応用技術 1 はじめに 2 自由電子レーザー 3 これまでの自由電子レーザー利用研究 4 テラヘルツ自由電子レーザー利用研究 5 おわりに 天然鉱石の遠赤外線放射 1 はじめに 2 常温域における遠赤外線放射率 3 天然鉱物の放射特性 4 麦飯石とトルマリンの効能について 5 サヌカイトの効能について 6 その他の特徴ある遠赤外線放射率を示す材料 7 おわりに テラヘルツ応用技術 有機DAST結晶を用いた広帯域波長可変テラヘルツ波光源 1 はじめに 2 DAST結晶を用いたDFG 3 今後の課題：テラヘルツ波グレードDAST結晶の開発 4 おわりに テラヘルツトランジスタの開発 1 はじめに 2 動作原理 3 デバイスプロセス 4 動作特性 5 テラヘルツトランジスタの応用 ナノ構造のテラヘルツ応答とテラヘルツデバイス 1 はじめに 2 共鳴トンネルダイオードのフォトンアシストトンネル 3 フォトンアシストトンネルを利用したテラヘルツデバイス 4 共鳴トンネルダイオードによる発振素子 5 まとめ テラヘルツパルス波イメージング技術 1 はじめに 2 走査型テラヘルツイメージングシステム 3 CCDカメラを用いたテラヘルツイメージングシステム 4 国内外の技術動向 5 まとめ テラヘルツデバイスの高度情報信号処理技術への応用 1 はじめに 2 テラヘルツ帯情報信号処理技術の体系 3 テラヘルツ波を利用した信号処理技術の研究開発動向 4 情報通信処理技術への応用の可能性 5 おわりに 製薬分野におけるテラヘルツパルス分光法とイメージング法の応用 1 はじめに～テラヘルツパルス分光とイメージングについて～ 2 テラヘルツパルスシステムにおける発生器と検出器 3 テラヘルツ分光法の製薬業界におけるアプリケーション例 4 おわりに テラヘルツ電磁波によるソフトマテリアルの評価と危険物探知への応用 1 はじめに 2 テラヘルツ時間領域分光装置と解析 3 超高分子量ポリエチレンの劣化診断 4 アミノ酸の光学異性体混合比の同定 5 イミダゾール誘導体の液体ダイナミクス 6 封筒中のC-4爆薬の検出 7 プラスチックボトル内の引火性液体のスクリーニング 8 まとめ テラヘルツ光による水質管理 1 はじめに 2 ヴェオリア・ウォーター社の沿革 3 水質の管理 4 水質管理のためのテラヘルツ技術の応用 5 水質管理におけるテラヘルツ技術の応用･展望 テラヘルツ光の農業分野への応用 1 はじめに 2 植物と光 3 人工光源の種類 4 その他使用光源 5 おわりに テラヘルツ光(遠・極遠赤外線)による熱ショックタンパク質の誘導と生体防御力向上 1 はじめに 2 熱ショックタンパク質について 3 熱ショックタンパク質の定義および概念 4 HSPの特徴および性質 5 HSPの誘導に必要な時間 6 HSPの誘導方法 7 HSPの作用効果 8 遠赤外線による全身加温によるHSP（HSP70）の誘導の試み 9 遠赤外線による全身加温による免疫応答 10 遠赤外線による全身加温による成績 11 遠赤外線による全身加温についての考察 12 おわりに テラヘルツ光の末梢神経刺激による生体反応 1 はじめに 2 テラヘルツ領域における近赤外線の原理と臨床応用 3 治験 4 治験結果からの考察 5 ペインクリニック分野で応用が期待されるテラヘルツ光の展望 マイクロチャネルアレイを通過する血流状態の観察 1 はじめに 2 毛細血管血流を左右する血液レオロジー因子 3 マイクロチャネルアレイ開発の経緯 4 マイクロチャネルアレイを通過する血流の観察と血液通過時間の分布 5 毛細血管血流障害と生活習慣病 6 血流観察の意義と問題点 7 おわりに 歯科臨床におけるテラヘルツ技術の応用 1 はじめに 2 統合医療とのかかわり 3 歯科臨床における代替医療 4 遠赤外線を利用した温熱療法 5 近赤外線療法 6 その他のテラヘルツ技術の応用 7 おわりに 電子スピン共鳴法による食品分析 1 はじめに 2 食品殺菌の必要性 3 望ましい殺菌法 4 食品照射 5 照射食品の検査法 6 ESR法による照射食品の分析 7 おわりに 今後の応用展望 医科学・生命科学とテラヘルツ技術 1 はじめに 2 テラヘルツ波と生体高分子との相互作用 3 テラヘルツ波による組織の画像化 4 医科学，生命科学への応用に期待するもの 5 おわりに ゲノム解析とテラヘルツ技術 1 はじめに 2 ゲノム解析とは 3 ヒトゲノム計画 4 生命科学の現状 5 DNAのテラヘルツスペクトル 6 おわりに ITとテラヘルツ技術 1 はじめに 2 光と電波の境界領域 3 広大な周波数資源 4 テラヘルツ無線システム 5 テラヘルツ超広帯域無線のための技術課題 6 おわりに 電気事業分野におけるテラヘルツ技術～送配変電設備の電気絶縁診断の例～ 1 はじめに 2 油浸紙絶縁設備 3 ガス絶縁設備 4 固体絶縁 光触媒とテラヘルツ技術 1 はじめに 2 光触媒の原理 3 酸化チタン光触媒への電磁波照射効果 4 テラヘルツ技術による光触媒研究 5 光触媒作用への電磁波照射効果 6 可視光を用いる光触媒 シュタインバイスにおけるテラヘルツテクノロジーへの取り組み 1 はじめに～欧州最大級の産学連携組織シュタインバイス～ 2 テラヘルツテクノロジーの欧州における現状の概要とシュタインバイス 3 シュタインバイス技術移転センターでの取り組み事例 4 欧州における研究プロジェクト事例概要 5 おわりに
