(57)【要約】【課題】簡素な構成によって、テラヘルツ波発生素子を透過する透過光を効率的に利用し、エネルギの効率を向上可能なテラヘルツ波発生装置および測定装置を提供することである。【解決手段】本発明のテラヘルツ波発生装置１は、励起光を受け、第１テラヘルツ波を発生するDASTからなる第１テラヘルツ波発生部１０１と、第１テラヘルツ波とDASTを透過した透過光とを分離するハーフミラー１０２と、DASTを透過した透過光を受け、第２テラヘルツ波を発生する光伝導アンテナからなる第２テラヘルツ波発生部１０５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を受け、第１テラヘルツ波を発生する第１テラヘルツ波発生部と、
前記第１テラヘルツ波と前記第１テラヘルツ波発生部を透過した透過光とを分離する光分離手段と、
前記第１テラヘルツ波発生部を透過した前記透過光を受け、第２テラヘルツ波を発生する第２テラヘルツ波発生部とを備えるテラヘルツ波発生装置。
【請求項２】
前記第１テラヘルツ波発生部は、非線形光学結晶であり、
前記第２テラヘルツ波発生部は、光伝導アンテナである請求項１に記載のテラヘルツ波発生装置。
【請求項３】
前記非線形光学結晶の表面が反射防止膜でコーティングされている請求項２に記載のテラヘルツ波発生装置。
【請求項４】
前記非線形光学結晶は、有機イオン性材料である請求項２または３のいずれか１項に記載のテラヘルツ波発生装置。
【請求項５】
第１励起光を発信する第１励起光発振器と、
第２励起光を発信する第２励起光発振器と、
前記第１励起光と前記第２励起光を合成し、分波するカプラと、
前記第１励起光と前記第２励起光を合成し、分波された一方の第１の光を受けてテラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生装置と、
被対象物に放射された前記テラヘルツ波の透過波または反射波を検出し、かつ前記第１励起光と前記第２励起光を合成し、分波された他方の第２の光を受けて駆動するディテクタとを備え、
前記テラヘルツ波発生装置が、前記第１の光を受け、第１テラヘルツ波を発生する第１テラヘルツ波発生部と、前記第１テラヘルツ波と前記第１テラヘルツ波発生部を透過した透過光とを分離する光分離手段と、前記第１テラヘルツ波発生部を透過した前記透過光を受け、第２テラヘルツ波を発生する第２テラヘルツ波発生部とを備える測定装置。
【請求項６】
前記第１テラヘルツ波と前記第２テラヘルツ波を合成する合成手段を備える請求項５に記載の測定装置。
【請求項７】
前記第１テラヘルツ波発生部は、非線形光学結晶であり、
前記第２テラヘルツ波発生部は、光伝導アンテナである請求項５または６のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項８】
前記非線形光学結晶の表面が反射防止膜でコーティングされている請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
前記非線形光学結晶は、有機イオン性材料である請求項７または８のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１０】
前記第１励起光発振器は、波長が固定された光を発振し、前記第２励起光発振器は、波長を可変して光を発振する請求項５〜９のいずれか１項に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テラヘルス波を発生するテラヘルツ波発生装置およびテラヘルツ波を用いて被対象物を測定する測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電磁波を利用する情報通信、医療機器、半導体や生体の検査・測定機器、イメージングなどの技術分野にて、テラヘルツを利用した技術が注目されている。テラヘルツ（THz=1012Hz：0.1-100THz）とは、光と電波の間の領域の電磁波をいう。
【０００３】
これまでは、安定したフェムト秒オーダの超短パルスを提供できず、また常温において雑音に信号が埋もれてしまうインコヒーレントなテラヘルツ波しか発振ができなかったため利用困難な領域であった。しかし、近年の技術発展によって、フェムト秒オーダの超短パルスを提供できるようになり、またコヒーレントなテラヘルツ波も発振できるようになった。
【０００４】
コヒーレントなテラヘルツ波の発生法としては、ピコ秒からフェムト秒オーダの超短パルスで発振するレーザ光を励起光源に用いる方法、電流注入による方法がある。
【０００５】
レーザ光を励起光源に用いる方法としては、ピコ秒からフェムト秒パルスレーザで励起された半導体素子、非線形素子を用いたパラメトリック発振器による方法、光伝導アンテナ、光整流効果、半導体表面、半導体超格子、超伝導体を用いた方法があり、また、非線形光学結晶を用いたテラヘルツ波波長可変光源を用いたパラメトリック光源、差周波発生による光源、光整流を用いた光源（高輝度、高コヒーレンシー、広帯域波長可変特性、狭発振線幅）による方法がある。
【０００６】
電流注入による方法は、液体窒素温度で駆動する量子カスケードレーザによる方法と、巨大施設が必要となる自由電子レーザによる方法がある。
【０００７】
現在、電流注入による方法は液体窒素温度での環境や巨大施設が必要となってしまうため、レーザ光を励起光源に用いる方法が実用化に向けて開発されている。
【０００８】
例えば、特許文献１では、波長変換されない短パルスレーザ光を励起光として利用し、テラヘルツ波を発生する技術が開示されている。また、特許文献２では、適切なスペクトルを持つテラヘルツ波を発生する測定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１０６３７号公報
【特許文献２】特開２００９−５３０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１では、テラヘルツ波の検出部におけるエネルギ効率をあげるために波長を変換し、波長変換されたレーザ光をテラヘルツ波検出のプローブ光とし、波長変換されないレーザ光をテラヘルツ発生の励起光として半導体結晶に入射している。特許文献２では、波長変換されたレーザ光を光伝導スイッチに入射しテラヘルツ波を発生し、波長変換されないレーザ光をDAST(4-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium-tosylate)結晶に入射しテラヘルツ波を発生している。
【００１１】
しかしながら、特許文献１の技術では、波長変換手段として高価な結晶を必要とし、また、この結晶の吸湿防止や温度安定化のためにヒータを必要とするなど、コストがかかる。さらに、特許文献２の技術では、テラヘルツ波発生素子を透過する光とテラヘルツ波として放射される光との割合が、100:1以下と、非常に効率が悪く、透過する光が有効利用されないままであった。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的の一例は、簡素な構成によって、テラヘルツ波発生素子を透過する透過光を効率的に利用し、エネルギの効率を向上可能なテラヘルツ波発生装置および測定装置を提供することである。
課題を解決するための手段
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明のテラヘルツ波発生装置は、励起光を受け、第１テラヘルツ波を発生する第１テラヘルツ波発生部と、前記第１テラヘルツ波と前記第１テラヘルツ波発生部を透過した透過光とを分離する光分離手段と、前記第１テラヘルツ波発生部を透過した前記透過光を受け、第２テラヘルツ波を発生する第２テラヘルツ波発生部とを備える。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明の測定装置は、第１励起光を発信する第１励起光発振器と、第２励起光を発信する第２励起光発振器と、前記第１励起光と前記第２励起光を合成し、分波するカプラと、前記第１励起光と前記第２励起光を合成し、分波された一方の第１の光を受けてテラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生装置と、被対象物に放射された前記テラヘルツ波の透過波または反射波を検出し、かつ前記第１励起光と前記第２励起光を合成し、分波された他方の第２の光を受けて駆動するディテクタとを備え、前記テラヘルツ波発生装置が、前記第１の光を受け、第１テラヘルツ波を発生する第１テラヘルツ波発生部と、前記第１テラヘルツ波と前記第１テラヘルツ波発生部を透過した透過光とを分離する光分離手段と、前記第１テラヘルツ波発生部を透過した前記透過光を受け、第２テラヘルツ波を発生する第２テラヘルツ波発生部とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態のテラヘルツ波発生装置の概略構成図である。
【図３】本発明のテラヘルツ波発生装置におけるテラヘルツ波発生部の概略構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態のテラヘルツ波発生装置の概略構成図である。
【図５】本発明の第３実施形態のテラヘルツ波発生装置の概略構成図である。
【図６】本発明の第４実施形態のテラヘルツ波発生装置を含む測定部の一部概略構成図である。
【図７】本発明の第４実施形態のテラヘルツ波発生装置の概略構成図である。
【図８】他の本実施形態の測定装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態の測定装置の構成を示すブロック図である。
【００１７】
本発明の測定装置の実施形態の構成を、図１を参照しながら説明する。
【００１８】
測定装置は、波長固定レーザ１０、波長可変レーザ１１、光ファイバ増幅器１２，１３、ファイバーカプラ１４、光変調器１５、ディテクタ１６、コンピュータ２００、波長制御部２０１、ロックインアンプ２０２から構成される。
【００１９】
波長固定レーザ１０は、予め固定された波長のレーザ光を放射する。波長可変レーザ１１は、波長制御部２０１によって波長を制御され、制御信号に応じた波長を放射する。
【００２０】
ここで、固定されたレーザ光の波長は、例えば、１５３０ｎｍであり、可変されるレーザ光は１５３０〜１５６５ｎｍの範囲である。このようにレーザ光の波長を可変することで、４ＴＨｚ程度までのテラヘルツ波を得ることができる。
【００２１】
光ファイバ増幅器１２，１３は、それぞれ、波長固定レーザ１０からの波長が固定されたレーザ光、波長可変レーザ１１からの波長が可変されたレーザ光を増幅し、出力する。これは、各々のレーザ光が途中で減衰するのを補うためのものであり、長距離伝送でない場合や、レーザ出力が十分であれば、使用しなくてもよい。
【００２２】
光ファイバ増幅器１２，１３から出力された光は、ファイバーカプラ１４にて、合成され、さらに分波される。ここで、合成された光は、光変調器１５とディテクタ１６に対してエネルギ的に半分ずつに分波される。
【００２３】
光変調器１５は、入射された光をAM変調し、ロックインアンプ２０２によってノイズが減らされた状態の光をテラヘルツ波発生装置１へ出力する。
【００２４】
テラヘルツ波発生装置１は、後述するようにテラヘルツ波を出力する。
【００２５】
ディテクタ１６は、入射した光の周波数に応じて駆動し、テラヘルツ波発生装置１から出力され、被対象物Ａを透過したテラヘルツ波を検出する。
【００２６】
コンピュータ２００は、波長制御部２０１を制御し、波長可変レーザ１１から出力されるレーザ光の波長を制御する。また、コンピュータ２００は、ロックインアンプ２０２を制御し、ディテクタ１６が得るべき検出信号を得られるように、ノイズを低減する。
【００２７】
テラヘルツ波発生装置１には、波長が異なるレーザ光、つまり、波長固定レーザ１０および波長可変レーザ１１とから、光ファイバ増幅器１２，１３とファイバーカプラ１４と光変調器１５を介して入射される。これにより、テラヘルツ波発生装置１は、波長の差、つまり周波数の差に応じて、テラヘルツ波を発生する。
【００２８】
このため、波長可変レーザ１１の波長を変更することで、テラヘルツ波発生装置１が出力するテラヘルツ波の周波数を変更することが可能となる。
【００２９】
図２は、本発明の第１実施形態のテラヘルツ波発生装置の概略構成図である。次に本発明の第１実施形態のテラヘルツ波発生装置１について図２を参照して説明する。
【００３０】
第１実施形態のテラヘルツ波発生装置１は、レンズ１００，１０３，１０４，１０７，１１０，１１３と、ハーフミラー１０２，１１２と、ミラー１０８，１０９と、第１テラヘルツ波発生部１０１と、第２テラヘルツ波発生部１０５と、半球レンズ１０６と、位相差調整プリズム１１１とを含んで構成される。
【００３１】
第１テラヘルツ波発生部１０１には、光ファイバ増幅器１２，１３とファイバーカプラ１４と光変調器１５を介して、波長固定レーザ１０および波長可変レーザ１１とから、波長が異なるレーザ光が、入射される。第１テラヘルツ波発生部１０１は、このレーザ光の波長の差に応じて、テラヘルツ波を発生する。
【００３２】
このような差周波を利用したテラヘルツ発生素子としては、
例えば、2-methyl-4nitroaniline（MNA）や、N-benxyl-2-methyl-4-mitroaniline（BNA）、(-)2-(a-methylbenzyl-amino)-5nitropyridine(MBANP)や4-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium-tosylate（DAST）などの有機イオン性材料の結晶や、GaP、GaSe、ZnGeP2（ZGP）、InSb半導体基板、ニオブリチウム結晶（LiNbO3）を用いることが可能である。
【００３３】
本実施形態では、第１テラヘルツ波発生部１０１としてDASTを用いる。
【００３４】
レンズ１００は、第１テラヘルツ波発生部１０１へ入射するレーザ光の入射角度、拡散度を定める。
【００３５】
第１テラヘルツ波発生部１０１に入射したレーザ光は、大部分が透過し、一部分が第１テラヘルツ波として出力される。第１テラヘルツ波発生部１０１に入射するレーザ光は、互いにわずかに波長の異なる近赤外光であり、フォノンポラリトンを励起して差周波数に相当する第１テラヘルツ波になる。DASTは、特に3THz以上の高周波領域において分散、吸収ともに比較的小さく、広帯域なテラヘルツ波発生に有効な結晶である。
【００３６】
第１テラヘルツ波発生部１０１から出力される光は、第１テラヘルツ波発生部１０１を透過した透過光と第１テラヘルツ波からなる。ハーフミラー１０２は、透過光をそのまま直進させ、第１テラヘルツ波の進行を別の方向へ変える光分離手段として機能する。
【００３７】
ハーフミラー１０２によって進行方向を変えられた第１テラヘルツ波は、ミラー１０９により進行方向を変え、レンズ１１０に入射される。
【００３８】
レンズ１１０を伝播した第１テラヘルツ波は、位相差調整プリズム１１１で、後述する第２テラヘルツ波との位相差がゼロになるように調整され、ハーフミラー１１２へ入射する。
【００３９】
第１テラヘルツ波発生部１０１を透過した透過光は、第１テラヘルツ波発生部１０１に入射した光の９９％程度のエネルギを有する。この透過光がレンズ１０３，１０４を伝播し、第２テラヘルツ波発生部１０５に入射される。
【００４０】
第２テラヘルツ波発生部１０５は透過光である赤外光を受け、第２テラヘルツ波を発生する。本実施形態では、第２テラヘルツ波発生部１０５は赤外光を吸収する光伝導アンテナから構成される。
【００４１】
光伝導アンテナは、光伝導性を示す半導体基板上に2つの金属電極を対向させて作製したものである。光伝導アンテナ中央の電極間隔は5-10μm程度であり、微小大ポールとして働く。
【００４２】
この電極間に直流電圧を印加した状態で、パルス幅100fs以下で半導体のバンドギャップよりも高いエネルギを持ったレーザーパルスを電極間に入射すると、光吸収により自由キャリア（電子と正孔）が生成され、瞬時電流が流れ、この時間変化に比例した光電場（テラヘルツ波）が放出（双極子放射）される。この発生した光電場は、パルス幅が1ps以下で、スペクトルが数THzまで広がったコヒーレントな放射となる。
【００４３】
なお、テラヘルツ光源としての光電導アンテナの性能を決める要素は、バイアス電圧とキャリア移動度である。このため、より移動度が大きく、耐電圧が高い材料が好ましい。
【００４４】
このような光伝導アンテナとしては、GaAs系で、分子線エピタキシー（MBE）を用いて低温で成長するLT-GaAsやInAs半導体基板、ZnTe電気光学結晶が用いられる。
【００４５】
第２テラヘルツ波発生部１０５から発生したテラヘルツ波は、第２テラヘルツ波発生部１０５に密着して配置された半球レンズ１０６を介して空気中へ放射される。
【００４６】
光電導アンテナから発生したテラヘルツ波は誘電率がより大きい方向へ向かって放射される性質がある。このため、光電導アンテナの表面から空気中（誘電率ε=1）へ放射されるよりも、基板側（例えば、GaAsの場合：誘電率ε=12）へと放射されてしまう。従って、半球レンズを表面に密着させ、半球レンズを介して空気中へ放射させるようにしている。
【００４７】
第２テラヘルツ波発生部１０５から発生したテラヘルツ波は、半球レンズ１０６、レンズ１０７を伝播し、ミラー１０８によって進行方向を変えられ、ハーフミラー１１２へ入射する。
【００４８】
ハーフミラー１１２で、第１テラヘルツ波は進行方向を変え、第２テラヘルツ波と合成されて、レンズ１１３に入射する。
【００４９】
このように、第１テラヘルツ波を発生する第１テラヘルツ波発生部１０１を透過した透過光を第２テラヘルツ波発生部１０５でさらに第２テラヘルツ波を発生するための励起光として使用し、吸収させるため、全体としてエネルギ効率がよくテラヘルツを発生することができる。
【００５０】
また、第１テラヘルツ波発生部１０１と第２テラヘルツ波発生部１０５の特性、発生原理が異なるので、異なる周波数のテラヘルツ波を発生させることができる。これら異なる周波数のテラヘルツ波を合成し、使用することができるので、広帯域なスペクトルを持つテラヘルツ波を発生することができる。
【００５１】
図３は、本発明のテラヘルツ波発生装置１におけるテラヘルツ波発生部１０１の概略構成図である。テラヘルツ波発生部１０１は、光の進行方向に対して垂直な面に反射防止膜１０１ａと反射防止膜１０１ｂがコーティングされている。
【００５２】
反射防止膜１０１ａと反射防止膜１０１ｂは、レンズ１００から光に対して反射率がゼロ近くになるようにコーティングされる。これにより、テラヘルツ波発生部１０１に入射する光は、反射が少なく、透過していく。このため、より多くの透過光を下流側で利用することができる。
【００５３】
図４は、本発明の第２実施形態のテラヘルツ波発生装置の概略構成図である。次に本発明の第２実施形態のテラヘルツ波発生装置１ａについて図４を参照して説明する。
【００５４】
第２実施形態のテラヘルツ波発生装置１ａは、レンズ１００，１０３，１０４，１０７，１１０，１１５と、ハーフミラー１０２と、ミラー１０８，１０９，１１４と、第１テラヘルツ波発生部１０１と、第２テラヘルツ波発生部１０５と、半球レンズ１０６と、位相差調整プリズム１１１とを含んで構成される。
【００５５】
第２実施形態のテラヘルツ波発生装置１ａにおいて、第１実施形態のテラヘルツ波発生装置１と同じ構成については、同一の符号を用い、説明を省略する。
【００５６】
テラヘルツ波発生装置１ａでは、第１テラヘルツ波と第２テラヘルツ波を合成せずに、第１テラヘルツ波の進行をミラー１１４によって変更し、レンズ１１５に入射し、第２テラヘルツ波をレンズ１１５に入射する構成となっている。
【００５７】
このように構成することで、第１テラヘルツ波はミラー１１４によって、ハーフミラーでの反射に比べてエネルギロスを少なく反射され、また第２テラヘルツ波も、ハーフミラーがないので、エネルギロスがなくレンズ１１５へ入射されることになる。
【００５８】
図５は、本発明の第３実施形態のテラヘルツ波発生装置の概略構成図である。次に本発明の第３実施形態のテラヘルツ波発生装置１ｂについて図５を参照して説明する。
【００５９】
第３実施形態のテラヘルツ波発生装置１ｂは、レンズ１００，１０３，１０４，１０７，１１０，１１３と、ハーフミラー１０２，１１２と、ミラー１０８，１０９と、第１テラヘルツ波発生部１０１と、第２テラヘルツ波発生部１０５と、半球レンズ１０６とを含んで構成される。
【００６０】
第３実施形態のテラヘルツ波発生装置１ｂにおいて、第１実施形態のテラヘルツ波発生装置１と同じ構成については、同一の符号を用い、説明を省略する。
【００６１】
テラヘルツ波発生装置１ｂでは、テラヘルツ波発生装置１ａと異なり位相差調整プリズムを備えていない。
【００６２】
レーザ光によって位相差を考慮しなくてもよい場合などに、装置構成を簡略化できる。
【００６３】
図６は、本発明の第４実施形態のテラヘルツ波発生装置を含む測定部の一部概略構成図である。図７は、本発明の第４実施形態のテラヘルツ波発生装置の概略構成図である。次に本発明の第４実施形態のテラヘルツ波発生装置１ｃを含む測定部の一部と第４実施形態のテラヘルツ波発生装置１ｃについて図６，７を参照して説明する。
【００６４】
図６は、測定部において、被対象物を測定する部分を示す。テラヘルツ波発生装置１ｃから発生する３本のテラヘルツ波は各々、レンズ１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃを伝播し、被対象物Ａ’に入射されている。被対象物Ａ’を透過した３本のテラヘルツ波は各々、ディテクタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃに入射され、検出される。レンズ１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃは、ファイバーカプラ１４から入射されるレーザ光を調整するためのレンズである。
【００６５】
図７は、第４実施形態のテラヘルツ波発生装置１ｃの中身を示す概略構成図である。テラヘルツ波発生装置１ｃは、テラヘルツ波発生部１２１，１２５，１２９と、レンズ１２０，１２３，１２４，１２７，１２８，１３１と、ハーフミラー１２２，１２６，１３０とを備える。
【００６６】
テラヘルツ波発生装置１ｃは３本のテラヘルツ波を被対象物Ａ’へ照射するために、直列に３つのテラヘルツ波発生部１２１，１２５，１２９を備える。テラヘルツ波発生部１２５はテラヘルツ波発生部１２１を透過した光を受けて、テラヘルツ波を発生する。さらに、テラヘルツ波発生部１２９はテラヘルツ波発生部１２５を透過した光を受けて、テラヘルツ波を発生する。
【００６７】
このため、テラヘルツ波発生部１２１，１２５，１２９はそれぞれ周波数特性が異なる素子であることが好ましい。また、被対象物Ａ’に対して照射される周波数が異なることによって、より広帯域のテラヘルツ波で被対象物Ａ’を測定することができる。
【００６８】
また、本実施形態では３つのテラヘルツ発生部としたが、さらに４つ、５つとすることにより、さらに広帯域のテラヘルツ波で被対象物Ａ’を測定することもできる。
【００６９】
なお、エネルギの効率的利用の観点から、最下流にあるテラヘルツ発生部を光伝導アンテナで構成することが好ましい。最下流にあるテラヘルツ発生部を光伝導アンテナで構成することにより、上流側のテラヘルツ発生部を透過した光を最下流の光伝導アンテナで吸収することが可能となる。
【００７０】
図８は、他の本実施形態の測定装置の構成を示すブロック図である。本発明の測定装置の他の実施形態の構成を、図８を参照しながら説明する。
【００７１】
測定装置は、波長固定レーザ１０、波長可変レーザ１１、光ファイバ増幅器１２，１３、ファイバーカプラ１４、光変調器１５、ディテクタ１６、コンピュータ２００、波長制御部２０１、ロックインアンプ２０２から構成される。
【００７２】
他の本実施形態の測定装置では、被対象物Ａに対してテラヘルツ波発生装置１とディテクタ１６の位置を変えることで、透過光のテラヘルツ波ではなく、反射光のテラヘルツ波を検出することで、被対象物Ａの物性などを測定する。
【００７３】
＜実施形態の構成及び効果＞
本実施形態におけるテラヘルツ波発生装置は、励起光を受け、第１テラヘルツ波を発生するDASTからなる第１テラヘルツ波発生部１０１と、第１テラヘルツ波とDASTを透過した透過光とを分離するハーフミラー１０２と、DASTを透過した透過光を受け、第２テラヘルツ波を発生する光伝導アンテナからなる第２テラヘルツ波発生部１０５とを備える。
【００７４】
上記のように構成したことで、第１テラヘルツ波発生部１０１を透過した透過光を、第２テラヘルツ波発生部１０５で利用することができ、エネルギの効率利用ができる。
【００７５】
第１テラヘルツ波発生部１０１は、非線形光学結晶であり、第２テラヘルツ波発生部１０５は、光伝導アンテナである。
【００７６】
上記のように構成したことで、第１テラヘルツ波発生部１０１で透過した透過光を、光を吸収する特性を持つ第２テラヘルツ波発生部１０５である光伝導アンテナで吸収でき、光を効率的に使用できる。
【００７７】
非線形光学結晶の表面は反射防止膜でコーティングされている。反射防止膜でコーティングしたので、非線形光学結晶を透過する光を多くすることができ、さらに効率的に光を利用することができる。
【００７８】
さらに非線形光学結晶は、有機イオン性材料である。
【００７９】
本実施形態における測定装置は、第１励起光を発信する第１励起光発振器と、第２励起光を発信する第２励起光発振器と、第１励起光と第２励起光を合成し、分波するカプラと、第１励起光と第２励起光を合成し、分波された一方の第１の光を受けてテラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生装置と、被対象物に放射されたテラヘルツ波の透過波または反射波を検出し、かつ第１励起光と第２励起光を合成し、分波された他方の第２の光を受けて駆動するディテクタとを備え、テラヘルツ波発生装置が、第１の光を受け、第１テラヘルツ波を発生する第１テラヘルツ波発生部と、第１テラヘルツ波と前記第１テラヘルツ波発生部を透過した透過光とを分離する光分離手段と、前記第１テラヘルツ波発生部を透過した前記透過光を受け、第２テラヘルツ波を発生する第２テラヘルツ波発生部とを備える。
【００８０】
上記のように構成したことで、第１テラヘルツ波発生部１０１を透過した透過光を、第２テラヘルツ波発生部１０５で利用することができ、エネルギの効率利用ができる測定装置で被対象物を測定できる。
【００８１】
さらに、第１テラヘルツ波と第２テラヘルツ波を合成する合成手段を備える。このように構成したことで、被対象物に対して広帯域のテラヘルツ波を一度に照射し、測定することができる。
【００８２】
第１テラヘルツ波発生部は、非線形光学結晶であり、第２テラヘルツ波発生部は、光伝導アンテナである。
【００８３】
上記のように構成したことで、第１テラヘルツ波発生部１０１で透過した透過光を、光を吸収する特性を持つ第２テラヘルツ波発生部１０５である光伝導アンテナで吸収でき、光を効率的に使用できる測定装置で被対象物を測定できる。
【００８４】
さらに、非線形光学結晶の表面は反射防止膜でコーティングされている。非線形光学結晶の表面を反射防止膜でコーティングしたので、非線形光学結晶を透過する光を多くすることができ、さらに効率的に光を利用することができる測定装置で被対象物を測定できる。
【００８５】
さらに、第１励起光発振器は、波長が固定された光を発振し、第２励起光発振器は、波長を可変して光を発振する。
【００８６】
上記のように構成したことで、可変された波長に応じて、より広帯域の領域のテラヘルツ波を発生することができる。
【００８７】
＜定義部＞
本発明において、第１テラヘルツ波発生部は、テラヘルツ波を発生すると同時にテラヘルツ波以外の光を透過する素子であれば、どのような素子であってもよい。
【００８８】
本発明において、第２テラヘルツ波発生部は、テラヘルツ波を発生すると同時に、入射された光を吸収する素子であれば、どのような素子であってもよい。
【００８９】
本発明において、第１テラヘルツ波発生部および第２テラヘルツ波発生部は、各々、複数で構成されてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ  テラヘルツ波発生装置
１０  波長固定レーザ
１１  波長可変レーザ
１２，１３  光ファイバ増幅器
１４  ファイバーカプラ
１５  光変調器
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ  ディテクタ
１００，１０３，１０４，１０７，１１０，１１３，１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１５，１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ，１２０，１２３，１２４，１２７，１２８，１３１  レンズ
１０１  第１テラヘルツ波発生部
１０１ａ．１０１ｂ  反射防止膜
１０５  第２テラヘルツ波発生部
１０２，１１２，１２２，１２６，１３０  ハーフミラー
１０６  半球レンズ
１０８，１０９，１１４  ミラー
１１１  位相差調整プリズム
１２１，１２５，１２９  テラヘルツ波発生部
２００  コンピュータ
２０１  波長制御部
２０２  ロックインアンプ
Ａ  被対象物
Ａ’  被対象物
【図１】
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【図２】
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【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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