(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起レーザ光を生成する励起レーザ光源と、
前記励起レーザ光に対する反射率が、前記励起レーザ光とは波長が異なる光に対する反射率よりも低い第一ミラーと、
前記第一ミラーを透過した前記励起レーザ光を受けることにより生じる光パラメトリック変換によって第一光を生成する第一光生成手段と、
前記第一光を透過させ、前記第一ミラーと前記第一光生成手段とを透過した前記励起レーザ光を受けることにより生じる光パラメトリック変換によって第二光を生成する第二光生成手段と、
前記第一光と前記第二光とを部分的に反射して、前記第二光生成手段に戻す第二ミラーと、
を備え、
前記第二光生成手段を透過して前記第二ミラーに向かう前記第一光の光路と、前記第二光生成手段から前記第二ミラーに向かう前記第二光の光路とが、前記第一光生成手段から前記第二光生成手段に向かう前記第一光の光路の延長線上にあり、
前記第一ミラーと前記第二ミラーとの間を往復する光が共振を起こし、
前記第二ミラーは、前記第一光のアイドラ光成分と前記第二光のアイドラ光成分とを４０％以上９０％以下の反射率で反射する光生成装置であって、
前記光生成装置は、さらに、
前記第一光のアイドラ光成分と同じ波長の第一レーザ光を生成する第一レーザ光源と、
前記第二光のアイドラ光成分と同じ波長の第二レーザ光を生成する第二レーザ光源と、
前記第一レーザ光と前記第二レーザ光とを合波する光合波器と、
前記光合波器の出力を、前記第一光生成手段および前記第二光生成手段における前記励起レーザ光の光路に注入する光注入手段と、
を備えた光生成装置。
【請求項２】
励起レーザ光を生成する励起レーザ光源と、
前記励起レーザ光に対する反射率が、前記励起レーザ光とは波長が異なる光に対する反射率よりも低い第一ミラーと、
前記第一ミラーを透過した前記励起レーザ光を受けることにより生じる光パラメトリック変換によって第一光を生成する第一光生成手段と、
前記第一光を透過させ、前記第一ミラーと前記第一光生成手段とを透過した前記励起レーザ光を受けることにより生じる光パラメトリック変換によって第二光を生成する第二光生成手段と、
前記第一光と前記第二光とを部分的に反射して、前記第二光生成手段に戻す第二ミラーと、
を備え、
前記第二光生成手段を透過して前記第二ミラーに向かう前記第一光の光路と、前記第二光生成手段から前記第二ミラーに向かう前記第二光の光路とが、前記第一光生成手段から前記第二光生成手段に向かう前記第一光の光路の延長線上にあり、
前記第一ミラーと前記第二ミラーとの間を往復する光が共振を起こし、
前記部分反射ミラーは、前記第一光のシグナル光成分と前記第二光のシグナル光成分とを４０％以上９０％以下の反射率で反射する光生成装置であって、
前記光生成装置は、さらに、
前記第一光のシグナル光成分と同じ波長の第一レーザ光を生成する第一レーザ光源と、
前記第二光のシグナル光成分と同じ波長の第二レーザ光を生成する第二レーザ光源と、
前記第一レーザ光と前記第二レーザ光とを合波する光合波器と、
前記光合波器の出力を、前記第一光生成手段および前記第二光生成手段における前記励起レーザ光の光路に注入する光注入手段と、
を備えた光生成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光生成装置であって、
前記光注入手段は、
前記第二ミラーを透過した光を透過させ、
前記光合波器の出力を反射して、前記第二ミラーを透過した光の光路上を、前記第二ミラーを透過した光とは逆向きに進行させる、
光生成装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の光生成装置であって、
前記光注入手段は、
前記励起レーザ光源から前記第一光生成手段に向かう前記励起レーザ光を透過させ、
前記光合波器の出力を反射して、前記励起レーザ光の光路上を、前記励起レーザ光と同じ向きに進行させる、
光生成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光生成装置と、
前記第二ミラーを透過した光を受け、前記第二ミラーを透過した光が有する二つの光成分の光周波数の差にあたる光周波数を有する差周波光を生成する差周波光生成手段と、
を備えたテラヘルツ光生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光パラメトリック発振による二種類の波長の光の生成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、KTP結晶に、励起レーザを照射して、光パラメトリック変換を行わせることにより光を得ることが行われている。ここで、二個のKTP結晶を用い、励起レーザを照射する第一のKTP結晶を固定し、第二のKTP結晶を回転させて、第一のKTP結晶に対して傾けることにより、二種類の波長の光を得ることができる（例えば、特許文献１を参照）。なお、第二のKTP結晶の、第一のKTP結晶に対する角度を変化させることにより、第二のKTP結晶から得られる光の波長を変化させることができる。
【０００３】
しかし、第二のKTP結晶が第一のKTP結晶に対して傾いているため、励起レーザと第一のKTP結晶から得られる光のビームパスとが第二のKTP結晶により屈折する。これにより、第二のKTP結晶の、第一のKTP結晶に対する角度を変えると、第一および第二のKTP結晶から得られる光のビームパスが、第二のKTP結晶よりも後で変動することになる。
【０００４】
ここで、第一のKTP結晶から得られる光と、第二のKTP結晶から得られる光とを反射して、第二のKTP結晶に戻してやれば、第二のKTP結晶の、第一のKTP結晶に対する角度を変えても、第一および第二のKTP結晶から得られる光のビームパスが、第二のKTP結晶を透過した後で変動しないことになる（例えば、非特許文献１を参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２１９９６７号公報
【非特許文献１】T.Taniuchi, H.Adachi, S.Okada, T.Sasaki and H.Nakanishi,“Continuously tunable THz and far-infrared wave generation from DAST crystal”,Electronics Letters, vol.40, no.9, pp.549-551 (2004)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、第一および第二のKTP結晶から得られる光とを反射して、第二のKTP結晶に戻すためには、光パラメトリック共振を発生させるためのミラー２枚に加えて、第一および第二のKTP結晶から得られる光を反射するための反射ミラーと、励起レーザを第一のKTP結晶に導くためのハーフミラーとが必要となり、複雑な構成が必要となる。
【０００７】
そこで、本発明は、二種類の波長の光の光路を簡単な構成で一定に保つことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる光生成装置は、励起レーザ光を生成する励起レーザ光源と、前記励起レーザ光に対する反射率が、前記励起レーザ光とは波長が異なる光に対する反射率よりも低い第一ミラーと、前記第一ミラーを透過した前記励起レーザ光を受けることにより生じる光パラメトリック変換によって第一光を生成する第一光生成手段と、前記第一光を透過させ、前記第一ミラーと前記第一光生成手段とを透過した前記励起レーザ光を受けることにより生じる光パラメトリック変換によって第二光を生成する第二光生成手段と、前記第一光と前記第二光とを部分的に反射して、前記第二光生成手段に戻す第二ミラーと、を備え、前記第二光生成手段を透過して前記第二ミラーに向かう前記第一光の光路と、前記第二光生成手段から前記第二ミラーに向かう前記第二光の光路とが、前記第一光生成手段から前記第二光生成手段に向かう前記第一光の光路の延長線上にあるように構成される。
【０００９】
上記のように構成された光生成装置によれば、励起レーザ光源が、励起レーザ光を生成する。第一ミラーが、前記励起レーザ光に対する反射率が、前記励起レーザ光とは波長が異なる光に対する反射率よりも低い。第一光生成手段が、前記第一ミラーを透過した前記励起レーザ光を受けることにより生じる光パラメトリック変換によって第一光を生成する。第二光生成手段が、前記第一光を透過させ、前記第一ミラーと前記第一光生成手段とを透過した前記励起レーザ光を受けることにより生じる光パラメトリック変換によって第二光を生成する。第二ミラーが、前記第一光と前記第二光とを部分的に反射して、前記第二光生成手段に戻す。
【００１０】
しかも、前記第二光生成手段を透過して前記第二ミラーに向かう前記第一光の光路と、前記第二光生成手段から前記第二ミラーに向かう前記第二光の光路とが、前記第一光生成手段から前記第二光生成手段に向かう前記第一光の光路の延長線上にある。
【００１１】
また、本発明にかかる光生成装置は、前記第一光生成手段が第一非線形光学結晶であり、前記第一光生成手段が受けた前記励起レーザ光を、その進行方向を変えないで、前記第一光生成手段を透過させるように、前記第一光生成手段の向きが決められているようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明にかかる光生成装置は、前記第二光生成手段が、前記第一光生成手段から前記第二光生成手段に向かう前記第一光を、その進行方向を変えて透過させるように、向きが決められている第二非線形光学結晶と、前記第一ミラーから前記第一光生成手段に向かう前記励起レーザ光の進行方向に延伸する直線を含む平面において前記直線と直交する直交線に関して、前記第二非線形光学結晶と線対称である第三非線形光学結晶と、を有し、前記第二非線形光学結晶と前記第三非線形光学結晶とは同じ材質であり、前記第二非線形光学結晶と前記第三非線形光学結晶と前記直交線とは、前記第一光生成手段と前記第二ミラーとの間に配置されているようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明にかかる光生成装置は、前記第一光生成手段が、前記第一ミラーから前記第一光生成手段に向かう前記励起レーザ光を、その進行方向を変えて透過させるように、向きが決められている第四非線形光学結晶と、前記第一ミラーから前記第一光生成手段に向かう前記励起レーザ光の進行方向に延伸する直線を含む平面において前記直線と直交する直交線に関して、前記第四非線形光学結晶と線対称である第五非線形光学結晶と、を有し、前記第四非線形光学結晶と前記第五非線形光学結晶とは同じ材質であり、前記第四非線形光学結晶と前記第五非線形光学結晶と前記直交線とは、前記第一ミラーと前記第二光生成手段との間に配置されているようにしてもよい。
【００１４】
また、本発明にかかる光生成装置は、前記第一ミラーと前記第二ミラーとの間を往復する光が共振を起こすようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明にかかる光生成装置は、前記第二ミラーは、前記第一光のアイドラ光成分と前記第二光のアイドラ光成分とを４０％以上９０％以下の反射率で反射するようにしてもよい。
【００１６】
また、本発明にかかる光生成装置は、前記部分反射ミラーは、前記第一光のシグナル光成分と前記第二光のシグナル光成分とを４０％以上９０％以下の反射率で反射するようにしてもよい。
【００１７】
また、本発明にかかる光生成装置は、前記第一光のアイドラ光成分と同じ波長の第一レーザ光を生成する第一レーザ光源と、前記第二光のアイドラ光成分と同じ波長の第二レーザ光を生成する第二レーザ光源と、前記第一レーザ光と前記第二レーザ光とを合波する光合波器と、前記光合波器の出力を、前記第一光生成手段および前記第二光生成手段における前記励起レーザ光の光路に注入する光注入手段とを備えるようにしてもよい。
【００１８】
また、本発明にかかる光生成装置は、前記第一光のシグナル光成分と同じ波長の第一レーザ光を生成する第一レーザ光源と、前記第二光のシグナル光成分と同じ波長の第二レーザ光を生成する第二レーザ光源と、前記第一レーザ光と前記第二レーザ光とを合波する光合波器と、前記光合波器の出力を、前記第一光生成手段および前記第二光生成手段における前記励起レーザ光の光路に注入する光注入手段とを備えるようにしてもよい。
【００１９】
また、本発明にかかる光生成装置は、前記光注入手段は、前記第二ミラーを透過した光を透過させ、前記光合波器の出力を反射して、前記第二ミラーを透過した光の光路上を、前記第二ミラーを透過した光とは逆向きに進行させるようにしてもよい。
【００２０】
また、本発明にかかる光生成装置は、前記光注入手段は、前記励起レーザ光源から前記第一光生成手段に向かう前記励起レーザ光を透過させ、前記光合波器の出力を反射して、前記励起レーザ光の光路上を、前記励起レーザ光と同じ向きに進行させるようにしてもよい。
【００２１】
本発明にかかるテラヘルツ光生成装置は、本発明にかかる光生成装置と、前記第二ミラーを透過した光を受け、前記第二ミラーを透過した光が有する二つの光成分の光周波数の差にあたる光周波数を有する差周波光を生成する差周波光生成手段とを備えるように構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２３】
第一の実施形態
図１は、本発明の第一の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。第一の実施形態にかかる光生成装置１は、励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第一非線形光学結晶（第一光生成手段）２２、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４、第二ミラー４２を備える。
【００２４】
励起レーザ光源１０は、励起レーザ光を生成する。励起レーザ光は、例えばNd:YAGレーザの第二高調波（波長532nm）である。
【００２５】
第一ミラー１２は、励起レーザ光（波長532nm）に対する反射率が、励起レーザ光とは波長が異なる光に対する反射率よりも低いミラーである。言い換えれば、励起レーザ光（波長532nm）に対する透過率が高いミラーである。なお、励起レーザ光とは波長が異なる光に対して、高反射であることが好ましい。また、第一ミラー１２は、励起レーザ光の光路と直角に配置されており、励起レーザ光が屈折しないで直進して透過する。
【００２６】
第一非線形光学結晶（第一光生成手段）２２は、第一ミラー１２を透過した励起レーザ光を受ける。第一非線形光学結晶２２は、KTP結晶（KTiOP4結晶）である。ただし、他の種類の非線形光学結晶（例えば、LiIO3、LiNbO3、b-BaB2O4など）でもよい。第一非線形光学結晶２２の種類は、第一非線形光学結晶２２により発生させたい光の波長などに応じて定める。
【００２７】
第一非線形光学結晶２２は、励起レーザ光を受けることにより、励起される。励起されることにより光パラメトリック変換が生じる。光パラメトリック変換（ωpump=ωsignal＋ωidler、ω：光角周波数、ωpump：励起レーザ光の光角周波数、ωsignal：シグナル光の光角周波数、ωidler：アイドラ光の光角周波数）によりシグナル光（800〜950nm）とアイドラ光（1200〜1600nm）が生成される。第一非線形光学結晶２２により生成されるシグナル光とアイドラ光とを第一光という。第一光の波長は、第一非線形光学結晶２２の結晶角度により決定されるものである。よって、第一非線形光学結晶２２の、励起レーザ光の光路に対する角度により、第一光の波長が決定される。
【００２８】
第一非線形光学結晶２２が受けた励起レーザ光を、その進行方向を変えないで、第一非線形光学結晶２２を透過させるように、第一非線形光学結晶２２の向きが決められている。図１に示す例では、第一非線形光学結晶２２は長方形であり、その短い辺が励起レーザ光を受ける。そして、その短い辺を励起レーザ光の進行方向と直角に配置する。すると、入射角が９０度になるため、励起レーザ光は、屈折せずに、そのまままっすぐに進むのである。なお、第一非線形光学結晶２２が長方形であると記載したが、より正確には、第一非線形光学結晶２２の図１の紙面による断面が長方形ということであり、例えば第一非線形光学結晶２２は直方体である。以後、単に長方形と記載している部分は、同様な意味である。
【００２９】
第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２と第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４とは、第一光を透過させる。しかも、第一ミラー１２と第一非線形光学結晶２２とを透過した励起レーザ光を受ける。これにより光パラメトリック変換が生じる。光パラメトリック変換によってシグナル光（800〜950nm）とアイドラ光（1200〜1600nm）が生成される。第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とにより生成されるシグナル光とアイドラ光とを第二光という。なお、第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とは同じ材質（本実施形態では、KTP結晶）である。
【００３０】
また、第二光は、第二非線形光学結晶３２および第三非線形光学結晶３４が光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）ため、第一光とは波長が異なる。第二非線形光学結晶３２および第三非線形光学結晶３４が光路P0に対して傾いている角度は可変であることが好ましい。また、第二非線形光学結晶３２および第三非線形光学結晶３４が光路P0に対して同じ角度傾いているので、第二非線形光学結晶３２により生成される光の波長と、第三非線形光学結晶３４により生成される光の波長とは等しいものである。よって、共に第二光として扱う。なお、第二非線形光学結晶３２により生成される光を第二光（前方成分）、第三非線形光学結晶３４により生成される光を第二光（後方成分）という。
【００３１】
第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２は、図１に示す例では、長方形であり、その短い辺が励起レーザ光を受ける。その短い辺が励起レーザ光の進行方向に対して傾いている。
【００３２】
第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４は、直交線Ｓに関して、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２と線対称である。ただし、第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４と直交線Ｓとは、第一非線形光学結晶２２と第二ミラー４２との間に配置されている。
【００３３】
また、直交線Ｓは、第一ミラー１２から第一非線形光学結晶２２に向かう励起レーザ光の進行方向に延伸する直線を含む平面（図１における紙面）において、その直線と直交する線である。
【００３４】
第二ミラー４２は、第一光と第二光とを部分的に反射して、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４に戻す。第二ミラー４２は、例えば、第一光のアイドラ光成分と第二光のアイドラ光成分とを４０％以上９０％以下の反射率で反射し、第一光のシグナル光成分および第二光のシグナル光成分は全反射する。また、第二ミラー４２は、第一光のシグナル光成分と第二光のシグナル光成分とを４０％以上９０％以下の反射率で反射し、第一光のアイドラ光成分および第二光のアイドラ光成分は全反射するようにしてもよい。これにより、第一ミラー１２と第二ミラー４２との間を往復する光が共振を起こす。なお、第二ミラー４２は、励起レーザ光の光路P0と直角に配置されている。
【００３５】
次に、第一の実施形態の動作を説明する。
【００３６】
まず、図１を参照して、励起レーザ光の進行について説明する。励起レーザ光は、励起レーザ光源１０から出射され、第一ミラー１２を透過し、第一非線形光学結晶２２に入射する。ここで、第一ミラー１２を透過して第一非線形光学結晶２２に向かう励起レーザ光の光路をP0という。
【００３７】
励起レーザ光は、第一非線形光学結晶２２を進行方向を変えないで透過する。そして、第二非線形光学結晶３２に入射される。第二非線形光学結晶３２は、入射される励起レーザ光の光路に対して傾いており、励起レーザ光は屈折し、図１の紙面において下向きにずれていく。第二非線形光学結晶３２から励起レーザ光が出射されると、光路P0と平行に進行し、第三非線形光学結晶３４に入射される。励起レーザ光は屈折し、図１の紙面において上向きにずれていく。第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とは線対称であるため、光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）ので、第三非線形光学結晶３４から励起レーザ光が出射されると、光路P0の延長線上を進行していく。なお、後述するように、第二ミラー４２を、第一光のアイドラ光成分および第二光のアイドラ光成分の一部が二波長光Ｌとして透過する。
【００３８】
図２は、第一光の光路を示す図である。第一非線形光学結晶２２が励起レーザ光を受けることにより、第一非線形光学結晶（第一光生成手段）２２から第一光が生成される。第一光は、第一非線形光学結晶２２が受けた励起レーザ光の光路P0の延長線上（すなわち、光路P3）を進んで、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２に入射される。第二非線形光学結晶３２は、入射される第一光の光路に対して傾いており、第一光は屈折し（すなわち、進行方向を変えながら透過していく）、図１の紙面において下向きにずれていく。第二非線形光学結晶３２から第一光が出射されると、光路P0と平行に進行し、第三非線形光学結晶３４に入射される。第一光は屈折し、図１の紙面において上向きにずれていく。第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とは線対称であるため、光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）ので、第三非線形光学結晶３４から第一光が出射されると、光路P0の延長線上を進行していく。すなわち、第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とを透過して第二ミラー４２に向かう第一光の光路P1は、第一非線形光学結晶２２が受けた励起レーザ光の光路P0の延長線上にある。
【００３９】
図３は、第二光（前方成分）の光路を示す図である。励起レーザ光が第二非線形光学結晶３２に入射される。第二非線形光学結晶３２は、入射される励起レーザ光の光路に対して傾いており、励起レーザ光は屈折し、図１の紙面において下向きにずれていく。よって、第二非線形光学結晶３２から第二光（前方成分）が出射されると、第二光（前方成分）は、光路P0の延長線から図１の紙面において下向きに離れて、光路P0と平行に進行し、第三非線形光学結晶３４に入射される。第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とは線対称であるため、光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）ので、第三非線形光学結晶３４から第二光（前方成分）が出射されると、光路P0の延長線上を進行していく。すなわち、第二非線形光学結晶３２から第二ミラー４２に向かう第二光の光路P2は、第一非線形光学結晶２２が受けた励起レーザ光の光路P0の延長線上にある。
【００４０】
図４は、第二光（後方成分）の光路を示す図である。励起レーザ光が第三非線形光学結晶３４に入射される。第三非線形光学結晶３４は、入射される励起レーザ光の光路に対して傾いており、励起レーザ光は屈折し、図１の紙面において上向きにずれていく。しかも、第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とは線対称であり、光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）。よって、第三非線形光学結晶３４から第二光（後方成分）が出射されると、第二光（後方成分）は、光路P0の延長線上を進行していく。すなわち、第三非線形光学結晶３４から第二ミラー４２に向かう第二光の光路P2は、第一非線形光学結晶２２が受けた励起レーザ光の光路P0の延長線上にある。
【００４１】
よって、第三非線形光学結晶３４から第二ミラー４２に向かう第一光と第二光とが光路P0の延長線上（光路P1および光路P2）で重なっている。なお、光路P0の延長線上に光路P3（第一非線形光学結晶２２から第二非線形光学結晶３２に向かう第一光の光路（図２参照））があるので、第三非線形光学結晶３４から第二ミラー４２に向かう第一光と第二光とが光路P3の延長線上で重なっているともいえる。
【００４２】
第二ミラー４２は第一光と第二光とを部分的に反射する。これにより、第一光と第二光とが第三非線形光学結晶３４、第二非線形光学結晶３２、第一非線形光学結晶２２を透過して共に光路P0を通り、第一ミラー１２に向かう。そして、第一ミラー１２は第一光と第二光とを反射する。第一光と第二光とは第二ミラー４２に向かう。これにより、第一ミラー１２と第二ミラー４２との間を往復する第一光と第二光とが共振を起こす。共振を起こした第一光と第二光とは、第二ミラー４２を二波長光Ｌとして透過する。二波長光Ｌは、第一光のアイドラ光成分と第二光のアイドラ光成分とを有するか、または、第一光のシグナル光成分と第二光のシグナル光成分とを有する。
【００４３】
第一の実施形態によれば、第三非線形光学結晶３４をさらに設けるのみという簡単な構成で、二種類の波長の光（第一光および第二光）の光路を一定に保つことができる。すなわち、第二非線形光学結晶３２の光路P0に対する傾斜角を変えても、二波長光Ｌが常に光路P0および光路P3の延長線上を進行するということである。
【００４４】
図１３は、第三非線形光学結晶３４が無い場合の比較例における第一光と第二光との光路を示す図である。図１３（ａ）は、第二非線形光学結晶３２の光路P0に対する傾きが小さい場合の第一光と第二光との光路を示す図である。第一光と第二光との光路は、光路P0の延長線上からY1だけ下にずれている。図１３（ｂ）は、第二非線形光学結晶３２の光路P0に対する傾きが大きい場合の第一光と第二光との光路を示す図である。第一光と第二光との光路は、光路P0の延長線上からY2だけ下にずれている。ここで、Y1<Y2となる。すなわち、第二非線形光学結晶３２から後の第一光と第二光との光路が変動する。しかし、第一の実施形態によれば、上記のように変動しない。
【００４５】
第二の実施形態
第二の実施形態は、第一非線形光学結晶２２に代えて、第四非線形光学結晶（第一光生成手段）２４および第五非線形光学結晶（第一光生成手段）２６を備えた点が第一の実施形態と異なる。
【００４６】
図５は、本発明の第二の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。第二の実施形態にかかる光生成装置１は、励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第四非線形光学結晶（第一光生成手段）２４、第五非線形光学結晶（第一光生成手段）２６、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４、第二ミラー４２を備える。以下、第一の実施形態と同様な部分は同一の番号を付して説明を省略する。
【００４７】
励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４および第二ミラー４２は、第一の実施形態と同様であり説明を省略する。
【００４８】
第四非線形光学結晶（第一光生成手段）２４と第五非線形光学結晶（第一光生成手段）２６とは、励起レーザ光を受ける。これにより光パラメトリック変換が生じる。光パラメトリック変換によってシグナル光（800〜950nm）とアイドラ光（1200〜1600nm）が生成される。第四非線形光学結晶２４と第五非線形光学結晶２６とにより生成されるシグナル光とアイドラ光とを第一光という。なお、第四非線形光学結晶２４と第五非線形光学結晶２６とは同じ材質（本実施形態では、KTP結晶）である。
【００４９】
なお、第四非線形光学結晶２４および第五非線形光学結晶２６が光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）ので、第四非線形光学結晶２４により生成される光の波長と、第五非線形光学結晶２６により生成される光の波長とは等しいものである。よって、共に第一光として扱う。なお、第四非線形光学結晶２４により生成される光を第一光（前方成分）、第五非線形光学結晶２６により生成される光を第一光（後方成分）という。また、第四非線形光学結晶２４および第五非線形光学結晶２６が光路P0に対して傾いている角度は可変であることが好ましい。
【００５０】
第四非線形光学結晶２４は、図５に示す例では、長方形であり、その短い辺が励起レーザ光を受ける。その短い辺が励起レーザ光の進行方向に対して傾いている。
【００５１】
第五非線形光学結晶２６は、直交線Ｓ１に関して、第四非線形光学結晶２４と線対称である。ただし、第四非線形光学結晶２４と第五非線形光学結晶２６と直交線Ｓ１とは、第一ミラー１２と第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２との間に配置されている。
【００５２】
また、直交線Ｓ１は、第一ミラー１２から第四非線形光学結晶（第一光生成手段）２４に向かう励起レーザ光の進行方向に延伸する直線を含む平面（図５における紙面）において、その直線と直交する線である。直交線Ｓ２は、直交線Ｓ（図１参照）と同じものである。
【００５３】
なお、第四非線形光学結晶２４と第五非線形光学結晶２６とは同じ材質（本実施形態では、KTP結晶）である。
【００５４】
次に、第二の実施形態の動作を説明する。
【００５５】
まず、図５を参照して、励起レーザ光の進行について説明する。励起レーザ光は、励起レーザ光源１０から出射され、第一ミラー１２を透過し、第四非線形光学結晶２４に入射する。ここで、第一ミラー１２を透過して第四非線形光学結晶２４に向かう励起レーザ光の光路をP0という。
【００５６】
第四非線形光学結晶２４は、入射される励起レーザ光の光路に対して傾いており、励起レーザ光は屈折し（すなわち、進行方向を変えながら透過していく）、図１の紙面において下向きにずれていく。第四非線形光学結晶２４から励起レーザ光が出射されると、光路P0と平行に進行し、第五非線形光学結晶２６に入射される。励起レーザ光は屈折し、図１の紙面において上向きにずれていく。第四非線形光学結晶２４と第五非線形光学結晶２６とは線対称であるため、光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）ので、第五非線形光学結晶２６から励起レーザ光が出射されると、光路P0の延長線上を進行していく。
【００５７】
そして、励起レーザ光は第二非線形光学結晶３２に入射される。これ以降は、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する（図１参照）。
【００５８】
図６は、第一光（前方成分）の光路を示す図である。第一ミラー１２を透過した励起レーザ光が第四非線形光学結晶（第一光生成手段）２４に入射される。第四非線形光学結晶２４は、入射される励起レーザ光の光路P0に対して傾いており、励起レーザ光は屈折し（すなわち、進行方向を変えながら透過していく）、図６の紙面において下向きにずれていく。よって、第四非線形光学結晶２４から第一光（前方成分）が出射されると、第一光（前方成分）は、光路P0の延長線から図６の紙面において下向きに離れて、光路P0と平行に進行し、第五非線形光学結晶２６に入射される。第四非線形光学結晶２４と第五非線形光学結晶２６とは線対称であるため、光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）ので、第五非線形光学結晶２６から第一光（前方成分）が出射されると、光路P0の延長線上（すなわち、光路P3）を進行していく。これ以降は、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する（図２参照）。第一の実施形態と同様に、第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とを透過して第二ミラー４２に向かう第一光（前方成分）の光路P1は第四非線形光学結晶（第一光生成手段）２４が受けた励起レーザ光の光路P0の延長線上にある。
【００５９】
図７は、第一光（後方成分）の光路を示す図である。励起レーザ光が第五非線形光学結晶２６に入射される。第五非線形光学結晶２６は、入射される励起レーザ光の光路に対して傾いており、励起レーザ光は屈折し、図１の紙面において上向きにずれていく。しかも、第四非線形光学結晶２４と第五非線形光学結晶２６とは線対称であり、光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）。よって、第五非線形光学結晶２６から第一光（後方成分）が出射されると、第一光（後方成分）は、光路P0の延長線上（すなわち、光路P3）を進行していく。すなわち、第五非線形光学結晶２６から第一光（後方成分）が出射されると、光路P0の延長線上を進行していく。これ以降は、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する（図２参照）。第一の実施形態と同様に、第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とを透過して第二ミラー４２に向かう第一光（後方成分）の光路P1は第四非線形光学結晶（第一光生成手段）２４が受けた励起レーザ光の光路P0の延長線上にある。
【００６０】
図８は、第二光（前方成分）の光路を示す図である。光路P0の延長線上を進行する励起レーザ光が第二非線形光学結晶３２に入射される。第二非線形光学結晶３２は、入射される第一光の光路に対して傾いており、励起レーザ光は屈折し、図８の紙面において下向きにずれていく。よって、第二非線形光学結晶３２から第二光（前方成分）が出射されると、第二光（前方成分）は、光路P0の延長線から図８の紙面において下向きに離れて、光路P0と平行に進行し、第三非線形光学結晶３４に入射される。第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とは線対称であるため、光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）ので、第三非線形光学結晶３４から第二光（前方成分）が出射されると、光路P0の延長線上を進行していく。すなわち、第二非線形光学結晶３２から第二ミラー４２に向かう第二光の光路P2は、第一非線形光学結晶２２が受けた励起レーザ光の光路P0の延長線上にある。
【００６１】
図９は、第二光（後方成分）の光路を示す図である。励起レーザ光が第三非線形光学結晶３４に入射される。第三非線形光学結晶３４は、入射される励起レーザ光の光路に対して傾いており、励起レーザ光は屈折し、図９の紙面において上向きにずれていく。しかも、第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とは線対称であり、光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）。よって、第三非線形光学結晶３４から第二光（後方成分）が出射されると、第二光（後方成分）は、光路P0の延長線上を進行していく。すなわち、第三非線形光学結晶３４から第二ミラー４２に向かう第二光の光路P2は、第一非線形光学結晶２２が受けた励起レーザ光の光路P0の延長線上にある。
【００６２】
よって、第三非線形光学結晶３４から第二ミラー４２に向かう第一光と第二光とが光路P0の延長線上（光路P1および光路P2）で重なっている。なお、光路P0の延長線上に光路P3（第五非線形光学結晶２６から第二非線形光学結晶３２に向かう第一光の光路（図６および図７参照））があるので、第三非線形光学結晶３４から第二ミラー４２に向かう第一光と第二光とが光路P3の延長線上で重なっているともいえる。
【００６３】
第二の実施形態によれば、第一の実施形態と同様に、二種類の波長の光（第一光および第二光）の光路を一定に保つことができる。しかも、第四非線形光学結晶２４の光路P0に対する傾斜の角度を変えることができるため、第一光の波長を変えることができる。
【００６４】
第三の実施形態
第三の実施形態は、レーザを注入して、第一の実施形態により得られた二波長光Ｌの帯域を狭くしたものである。
【００６５】
図１０は、本発明の第三の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。第三の実施形態にかかる光生成装置１は、励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第一非線形光学結晶（第一光生成手段）２２、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４、第二ミラー４２、固定波長レーザ光源（第一レーザ光源）５２、可変波長レーザ光源（第二レーザ光源）５４、光合波器５６、ミラー（光注入手段）５８を備える。以下、第一の実施形態と同様な部分は同一の番号を付して説明を省略する。
【００６６】
励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第一非線形光学結晶（第一光生成手段）２２、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４および第二ミラー４２は、第一の実施形態と同様であり説明を省略する。
【００６７】
固定波長レーザ光源（第一レーザ光源）５２は、第一レーザ光を生成する。第一レーザ光は、狭線幅で周波数安定度の良いものである。ここでいう、狭線幅とは、二波長光Ｌの線幅（例えば、10〜50GHz）よりも狭い幅（例えば、100MHz）である。なお、第一レーザ光は、第一光のアイドラ光成分またはシグナル光成分の注入同期に用いられる。
【００６８】
可変波長レーザ光源（第二レーザ光源）５４は、第二レーザ光を生成する。第二レーザ光は、狭線幅で周波数安定度の良いものである。ここでいう、狭線幅とは、二波長光Ｌの線幅（例えば、10〜50GHz）よりも狭い幅（例えば、100MHz）である。なお、第二レーザ光は、第二光のアイドラ光成分またはシグナル光成分の注入同期に用いられる。また、第二レーザ光は、波長が可変であることが好ましい。第二非線形光学結晶３２および第三非線形光学結晶３４の、励起レーザ光の進行方向に対する傾きを変化させて、第二光の波長を変化させることがある。それに対応して、第二レーザ光の波長も変化させるためである。
【００６９】
例えば、第二ミラー４２が第一光のアイドラ光成分と第二光のアイドラ光成分とを４０％以上９０％以下の反射率で反射し、第一光のシグナル光成分および第二光のシグナル光成分は全反射するとする。この場合、第一レーザ光は、第一光のアイドラ光成分の注入同期に用いられる。よって、第一レーザ光の波長は、第一光のアイドラ光成分の波長と同じである。また、第二レーザ光は、第二光のアイドラ光成分の注入同期に用いられる。よって、第二レーザ光の波長は、第二光のアイドラ光成分の波長と同じである。
【００７０】
例えば、第二ミラー４２が第一光のシグナル光成分と第二光のシグナル光成分とを４０％以上９０％以下の反射率で反射し、第一光のアイドラ光成分および第二光のアイドラ光成分は全反射するとする。この場合、第一レーザ光は、第一光のシグナル光成分の注入同期に用いられる。よって、第一レーザ光の波長は、第一光のシグナル光成分の波長と同じである。また、第二レーザ光は、第二光のシグナル光成分の注入同期に用いられる。よって、第二レーザ光の波長は、第二光のシグナル光成分の波長と同じである。
【００７１】
固定波長レーザ光源５２と可変波長レーザ光源５４には、市販の1.3μm帯もしくは1.5μm帯の外部共振器型半導体レーザ、DFBレーザ、周波数シンセサイザ等が使用できる。
【００７２】
光合波器５６は、第一レーザ光と第二レーザ光とを合波する。
【００７３】
ミラー（光注入手段）５８は、光合波器５６の出力を、第一非線形光学結晶２２、第二非線形光学結晶３２および第三非線形光学結晶３４における励起レーザ光の光路に注入するためのものである。ミラー５８は、例えば、二波長光Ｌの進行方向に対して４５度傾いているハーフミラーである。なお、光合波器５６の出力する光の進行方向は、二波長光Ｌの進行方向と直交している。ミラー５８は、第二ミラー４２を透過した二波長光Ｌを透過させる。また、ミラー５８は、光合波器５６の出力を反射して、二波長光Ｌの光路上を、二波長光Ｌとは逆向きに進行させる。
【００７４】
次に、第三の実施形態の動作を説明する。
【００７５】
二波長光Ｌが、第二ミラー４２を透過するまでの動作は、第一の実施形態の動作と同様であるため、説明を省略する。
【００７６】
固定波長レーザ光源５２により生成された固定波長レーザ光と、可変波長レーザ光源５４により生成された可変波長レーザ光とが、光合波器５６により合波され、ミラー５８により、反射される。ミラー５８により反射された光（光合波器５６により合波された光）は、二波長光Ｌの光路上を、二波長光Ｌとは逆向きに進行し、第二ミラー４２を部分的に透過する。そして、励起レーザ光の光路を逆向きに進行して、第三非線形光学結晶３４、第二非線形光学結晶３２および第一非線形光学結晶２２を通過する。これにより、光合波器５６により合波された光は、第一非線形光学結晶２２、第二非線形光学結晶３２および第三非線形光学結晶３４における励起レーザ光の光路に注入される。
【００７７】
第三の実施形態によれば、第一の実施形態と同様に、二種類の波長の光（第一光および第二光）の光路を一定に保つことができる。しかも、二波長光Ｌの帯域を狭くすることができる。例えば、二波長光Ｌの線幅（例えば、10〜50GHz）を、より狭い幅（例えば、100MHz）にすることができる。
【００７８】
なお、第三の実施形態においては、光合波器５６により合波された光を、二波長光Ｌの光路上を、二波長光Ｌとは逆向きに進行させたが、他の変形例１および２も考えられる。なお、変形例１および２によっても、第二の実施形態と同様の効果を奏する。
【００７９】
図１４は、第三の実施形態の変形例１を示す図である。励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第一非線形光学結晶２２、第二非線形光学結晶３２、第三非線形光学結晶３４、第二ミラー４２、固定波長レーザ光源５２、可変波長レーザ光源５４、光合波器５６およびは、第一の実施形態と同様であり説明を省略する。
【００８０】
ミラー（光注入手段）５８は、励起レーザ光源１０と第一ミラー１２との間に配置されている。ミラー５８は、例えば、励起レーザ光源１０から第一ミラー１２へ向かう励起レーザ光の進行方向に対して４５度傾いているハーフミラーである。なお、光合波器５６の出力する光の進行方向は、励起レーザ光源１０から第一ミラー１２へ向かう励起レーザ光の進行方向と直交している。
【００８１】
第三の実施形態の変形例１の動作を説明する。
【００８２】
励起レーザ光源１０から励起レーザ光が出力され、第一ミラー１２に向かい、さらに第一非線形光学結晶２２に向かう。
【００８３】
ミラー（光注入手段）５８は、励起レーザ光源１０から第一ミラー１２に向かう励起レーザ光を受ける。ミラー５８は、励起レーザ光を透過させる。しかも、ミラー５８は、光合波器５６の出力を反射して、励起レーザ光の光路上を、励起レーザ光と同じ向きに進行させる。光合波器５６の出力は、第一非線形光学結晶２２に入射する励起レーザ光の光路上を進行して、第一非線形光学結晶２２に入射される。そして、第一非線形光学結晶２２における励起レーザ光の光路上を進行して、第一非線形光学結晶２２から出射され、第二非線形光学結晶３２に入射される。そして、第二非線形光学結晶３２における励起レーザ光の光路上を進行する。さらに、第二非線形光学結晶３２から出射され、第三非線形光学結晶３４に入射される。そして、第三非線形光学結晶３４における励起レーザ光の光路上を進行する。これにより、光合波器５６により合波された光は、第一非線形光学結晶２２、第二非線形光学結晶３２および第三非線形光学結晶３４における励起レーザ光の光路に注入される。
【００８４】
図１５は、第三の実施形態の変形例２を示す図である。励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第一非線形光学結晶２２、第二非線形光学結晶３２、第三非線形光学結晶３４、第二ミラー４２、固定波長レーザ光源５２、可変波長レーザ光源５４、光合波器５６およびは、第一の実施形態と同様であり説明を省略する。
【００８５】
ミラー（光注入手段）５８は、第一ミラー１２と第一非線形光学結晶２２との間に配置されている。ミラー５８は、例えば、励起レーザ光源１０から第一非線形光学結晶２２へ向かう励起レーザ光の進行方向に対して４５度傾いているハーフミラーである。なお、光合波器５６の出力する光の進行方向は、励起レーザ光源１０から第一非線形光学結晶２２へ向かう励起レーザ光の進行方向と直交している。
【００８６】
第三の実施形態の変形例２の動作を説明する。
【００８７】
励起レーザ光源１０から励起レーザ光が出力され、第一ミラー１２を透過し、さらに第一非線形光学結晶２２に向かう。
【００８８】
ミラー（光注入手段）５８は、励起レーザ光源１０から第一ミラー１２を透過し、さらに第一非線形光学結晶２２に向かう励起レーザ光を受ける。ミラー５８は、励起レーザ光を透過させる。しかも、ミラー５８は、光合波器５６の出力を反射して、励起レーザ光の光路上を、励起レーザ光と同じ向きに進行させる。光合波器５６の出力は、第一非線形光学結晶２２に入射する励起レーザ光の光路上を進行して、第一非線形光学結晶２２に入射される。そして、第一非線形光学結晶２２における励起レーザ光の光路上を進行して、第一非線形光学結晶２２から出射され、第二非線形光学結晶３２に入射される。そして、第二非線形光学結晶３２における励起レーザ光の光路上を進行する。さらに、第二非線形光学結晶３２から出射され、第三非線形光学結晶３４に入射される。そして、第三非線形光学結晶３４における励起レーザ光の光路上を進行する。これにより、光合波器５６により合波された光は、第一非線形光学結晶２２、第二非線形光学結晶３２および第三非線形光学結晶３４における励起レーザ光の光路に注入される。
【００８９】
第四の実施形態
第四の実施形態は、レーザを注入して、第二の実施形態により得られた二波長光Ｌの帯域を狭くしたものである。
【００９０】
図１１は、本発明の第四の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。第四の実施形態にかかる光生成装置１は、励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第四非線形光学結晶（第一光生成手段）２４、第五非線形光学結晶（第一光生成手段）２６、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４、第二ミラー４２、固定波長レーザ光源５２、可変波長レーザ光源５４、光合波器５６、ミラー（光注入手段）５８を備える。以下、第二の実施形態と同様な部分は同一の番号を付して説明を省略する。
【００９１】
励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第四非線形光学結晶（第一光生成手段）２４、第五非線形光学結晶（第一光生成手段）２６、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４および第二ミラー４２は、第二の実施形態と同様であり説明を省略する。
【００９２】
固定波長レーザ光源５２、可変波長レーザ光源５４、光合波器５６およびミラー（光注入手段）５８は、第三の実施形態と同様であり説明を省略する。
【００９３】
次に、第四の実施形態の動作を説明する。
【００９４】
二波長光Ｌが、第二ミラー４２を透過するまでの動作は、第二の実施形態の動作と同様であるため、説明を省略する。
【００９５】
固定波長レーザ光源５２により生成された固定波長レーザ光と、可変波長レーザ光源５４により生成された可変波長レーザ光とが、光合波器５６により合波され、ミラー５８により、反射される。ミラー５８により反射された光（光合波器５６により合波された光）は、二波長光Ｌの光路上を、二波長光Ｌとは逆向きに進行し、第二ミラー４２を部分的に透過する。そして、励起レーザ光の光路を逆向きに進行して、第三非線形光学結晶３４、第二非線形光学結晶３２、第五非線形光学結晶２６および第四非線形光学結晶２４を通過する。これにより、光合波器５６により合波された光は、第四非線形光学結晶２４、第五非線形光学結晶２６、第二非線形光学結晶３２および第三非線形光学結晶３４における励起レーザ光の光路に注入される。
【００９６】
第四の実施形態によれば、第二の実施形態と同様に、二種類の波長の光（第一光および第二光）の光路を一定に保つことができる。しかも、二波長光Ｌの帯域を狭くすることができる。例えば、二波長光Ｌの線幅（例えば、10〜50GHz）を、より狭い幅（例えば、100MHz）にすることができる。
【００９７】
なお、第三の実施形態の変形例１、２と同様に、ミラー５８を励起レーザ光源１０と第一ミラー１２との間に配置してもよいし、第一ミラー１２と第四非線形光学結晶２４との間に配置してもよい。
【００９８】
第五の実施形態
第五の実施形態は、第一の実施形態に第六非線形光学結晶（差周波光生成手段）６４を付加してテラヘルツ波を出力させるようにしたものである。
【００９９】
図１２は、本発明の第五の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。第五の実施形態にかかる光生成装置１は、励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第一非線形光学結晶（第一光生成手段）２２、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４、第二ミラー４２、レンズ６２、第六非線形光学結晶（差周波光生成手段）６４、フィルタ６６、テラヘルツ波検出器６８を備える。以下、第一の実施形態と同様な部分は同一の番号を付して説明を省略する。
【０１００】
励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第一非線形光学結晶（第一光生成手段）２２、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４および第二ミラー４２は、第一の実施形態と同様であり説明を省略する。
【０１０１】
レンズ６２は、第二ミラー４２を透過した二波長光Ｌを、第六非線形光学結晶６４に集光する。
【０１０２】
第六非線形光学結晶（差周波光生成手段）６４は、二波長光Ｌが有する第一光のアイドラ光成分（またはシグナル光成分）の光周波数と第二光のアイドラ光成分（またはシグナル光成分）の光周波数との差にあたる光周波数を有する差周波光LTHzを生成する。なお、差周波光LTHzはテラヘルツ光であることが一般的である。また、第六非線形光学結晶６４としては、GaSeやGaP、LiNbO3（略称LN）、ZnGeP2（略称ZGP）4-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium-tosylate（略称DAST）などの結晶を用いることができる。
【０１０３】
二波長光Ｌが、第一光のアイドラ光成分と第二光のアイドラ光成分とを有する場合は、差周波光LTHzの光周波数が、第一光のアイドラ光成分の光周波数と第二光のアイドラ光成分の光周波数との差である。
【０１０４】
二波長光Ｌが、第一光のシグナル光成分と第二光のシグナル光成分とを有する場合は、差周波光LTHzの光周波数が、第一光のシグナル光成分の光周波数と第二光のシグナル光成分の光周波数との差である。
【０１０５】
フィルタ６６は、第六非線形光学結晶６４を透過する二波長光Ｌを遮断し、差周波光LTHzを透過させる。
【０１０６】
テラヘルツ波検出器６８は、フィルタ６６を透過した差周波光LTHzの光強度を検出する。
【０１０７】
なお、第六非線形光学結晶６４とフィルタ６６との間に被測定サンプルを配置してもよい。この場合は、被測定サンプルのテラヘルツ波に対する透過強度を測定することになり、テラヘルツ波帯（0.1〜100THzの周波数領域）の吸収スペクトル測定装置を実現することができる。
【０１０８】
次に、第五の実施形態の動作を説明する。
【０１０９】
二波長光Ｌが、第二ミラー４２を透過するまでの動作は、第一の実施形態の動作と同様であるため、説明を省略する。
【０１１０】
二波長光Ｌは、レンズ６２により、第六非線形光学結晶６４に集光される。第六非線形光学結晶６４は二波長光Ｌを受け、差周波光LTHzを生成する。差周波光は、フィルタ６６を透過し、その一方で、第六非線形光学結晶６４を透過した二波長光Ｌを遮断する。テラヘルツ波検出器６８は、フィルタ６６を透過した差周波光の光強度を検出する。
【０１１１】
第五の実施形態によれば、テラヘルツ波の生成および検出が可能となる。
【０１１２】
なお、第五の実施形態に、第三の実施形態で説明した固定波長レーザ光源５２、可変波長レーザ光源５４、光合波器５６およびミラー５８を、第二ミラー４２と第六非線形光学結晶６４との間にミラー５８が配置されるように、付加してもよい。
【０１１３】
さらに、第二の実施形態または第四の実施形態に、レンズ６２、第六非線形光学結晶６４、フィルタ６６およびテラヘルツ波検出器６８を付加してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。
【図２】第一光の光路を示す図である。
【図３】第二光（前方成分）の光路を示す図である。
【図４】第二光（後方成分）の光路を示す図である。
【図５】本発明の第二の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。
【図６】第一光（前方成分）の光路を示す図である。
【図７】第一光（後方成分）の光路を示す図である。
【図８】第二光（前方成分）の光路を示す図である。
【図９】第二光（後方成分）の光路を示す図である。
【図１０】本発明の第三の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第四の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。
【図１２】本発明の第五の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。
【図１３】第三非線形光学結晶３４が無い場合の比較例における第一光と第二光との光路を示す図である。
【図１４】第三の実施形態の変形例１を示す図である。
【図１５】第三の実施形態の変形例２を示す図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１  光生成装置
１０  励起レーザ光源
１２  第一ミラー
２２  第一非線形光学結晶（第一光生成手段）
２４  第四非線形光学結晶（第一光生成手段）
２６  第五非線形光学結晶（第一光生成手段）
３２  第二非線形光学結晶（第二光生成手段）
３４  第三非線形光学結晶（第二光生成手段）
４２  第二ミラー
５２  固定波長レーザ光源（第一レーザ光源）
５４  可変波長レーザ光源（第二レーザ光源）
５６  光合波器
５８  ミラー（光注入手段）
６２  レンズ
６４  第六非線形光学結晶（差周波光生成手段）
６６  フィルタ
６８  テラヘルツ波検出器
P0,P1,P2,P3  光路
S,S1,S2  直交線
Ｌ  二波長光
LTHz  差周波光
【図１】
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【図２】
0004676280.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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