低バイアス領域における固有ジョセフソン接合のテラヘルツ発振状態の数値的検討

摘要

低バイアス領域における固有ジョセフソン接合を用いたテラヘルツ波発振素子の高出力化のため，接合系のエネルギーを考慮した数値シミュレーションにより素子の発振状態を検討した．まず，結合サイン·ゴードン方程式を用いたシミュレーションから得られた接合系のエネルギーがPoyntingの定理を満たすことを確認した．また，最高の放射電力が得られる（1，1）モード共振による発振状態において，接合の減衰定数の増加とともに最高電力が減少するのに対して，発振が維持されるバイアス範囲は単調に増加する結果が得られた．さらに発振状態から非発振状態への移行時に，テラヘルツ波放射以外の見かけの放射電力が重要な役割を果たすることが，それぞれの状態における接合系のエネルギー収支により見出された．