[发明专利]太赫兹波产生装置以及太赫兹波产生方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太赫兹波产生装置以及太赫兹波产生方法，通过向非线性光学晶体内照射超短脉冲激光，在满足非共线相位匹配条件的方向上产生太赫兹波。

背景技术

非专利文献1公开了三种作为现有太赫兹波的产生方法，即天线元件方式、非线性效应方式以及施加磁场方式。天线元件方式中，对在半导体基板上形成的微小构造即光传导天线上外加偏压电压，在这种状态下将超短脉冲激光向光传导天线照射而产生太赫兹波。非线性效应方式中，基于光整流效应，通过对具有非线性敏感率x(2)的物质照射超短脉冲激光而产生太赫兹波。施加磁场方式中，施加与半导体表面平行的磁场，在这种状态下，通过对半导体表面照射超短脉冲激光而产生太赫兹波。

非专利文献2公开了作为使非线性光学晶体产生切连可夫型的放射，从而得到高强度的太赫兹波的方法，使向非线性光学晶体照射的激光的波阵面相对于非线性光学晶体的面倾斜的方法。利用该方法，通过使用由衍射光栅和透镜构成的衍射像转送系，使激光的波阵面倾斜。

另外，作为太赫兹波的产生方法之一，存在向可利用参量(parametric)振动的非线性光学晶体内入射泵波的方法。图10表示运用该方法产生太赫兹波的原理。根据该方法，从与该非线性晶体100的光轴Z垂直的方向向非线性光学晶体100入射脉冲激光L的情况下，在非线性光学晶体100内产生参量相互作用，在满足非共线相位匹配条件的方向A上产生太赫兹波。作为该太赫兹波的产生方法，专利文献1公开了使用两台激光发生器的方法。两台激光发生器中的一台为输出脉冲激光的YAG激光器，此时，脉冲激光设定为脉冲宽度15ns、波长1064nm。另一台激光发生器为输出连续激光的Yb光纤激光器。此时，连续激光用作太赫兹波的注入播种机(injection seeder)，为了提高太赫兹波的强度而将波长固定在1070.2nm。

专利文献1：特开2002-72269号公报

非专利文献1(分光研究)日本分光学会、2001年，第50卷，第6号

非专利文献2(Applied physics Letters)美国，American Institute ofPhysics，2001年，第90卷，p.17121-1～17121-3。

在非专利文献1记载的三种太赫兹波的产生方法中，产生的太赫兹波的强度小，例如，即使在获得最大强度的施加磁场方式的情况下，产生的太赫兹波的强度在8J/Pulse左右。因此，难以将这种太赫兹波的产生方法适用于除了规定的光谱测量之外的领域中。

另外，在非专利文献2所述的方法中，需要在太赫兹波产生装置中设置复杂结构的衍射光栅。此外，需要在透镜的聚光点附近形成衍射像，从而转送系统的调整困难。

另外，在专利文献1所述的方法中，如上所述需要设置两台激光产生器，并且为了使连续激光的波长稳定，Yb光纤器需为可调谐激光器。在该方法中，仅能够生成纳秒左右时间宽度的太赫兹波。另外，装置的制造成本也变高。

发明内容

本发明鉴于这种状况，其目的在于提供一种构造简单且能产生高强度的太赫兹波的太赫兹波产生装置以及太赫兹波产生方法。

为了完成上述目的，本发明涉及的第一方面提供一种太赫兹波产生装置，通过将超短脉冲激光射入非线性光学晶体，在满足非共线相位匹配条件的方向上产生太赫兹波，该太赫兹波产生装置的特征在于，具备：脉冲光源，其产生所述超短脉冲激光；照射部，其以与所述太赫兹波的传播同步的方式，将所述脉冲光源产生的超短脉冲激光离散式地照射在所述非线性光学晶体的太赫兹波传播线上。

优选方式为，所述照射部具有多个光纤，该多个光纤用于接受并传送所述脉冲光源产生的所述超短脉冲激光，并且以与所述太赫兹波的传播同步的方式将所述超短脉冲激光射出在所述非线性光学晶体的所述太赫兹波传播线上，该光纤的光路长度互不相同。

优选方式为，所述照射部具有光分割器，该光分割器将从所述脉冲光源产生的所述超短脉冲激光分割成多个超短脉冲激光，并送至所述多个光纤。

优选方式为，所述照射部具有调整各所述光纤的光路长度的长度调整机构，所述长度调整机构具有圆筒和张力变更部，其中所述圆筒被各所述光纤缠绕，所述张力变更部通过改变所述圆筒的直径来改变所述光纤在长度方向上的张力。

优选方式为，所述脉冲光源对应于每个所述光纤分别设置。