本發明專利技術的全反射太赫茲波測定裝置（１）具備光源（１１）、分支部（１２）、斬波器（１３）、光程差調整部（１４）、偏振片（１５）、分束器（１７）、太赫茲波產生元件（２０）、濾波器（２５）、內部全反射棱鏡（３１）、太赫茲波檢測元件（４０）、１／４波長板（５１）、偏振光分離元件（５２）、光檢測器（５３ａ）、光檢測器（５３ｂ）、差動放大器（５４）以及鎖定放大器（５５）。內部全反射棱鏡（３１）為所謂的無象差棱鏡，具有入射面（３１ａ）、出射面（３１ｂ）以及反射面（３１ｃ）。內部全反射棱鏡（３１）的入射面（３１ａ）上一體地設置有太赫茲波產生元件（２０）和濾波器（２５），內部全反射棱鏡（３１）的出射面（３１ｂ）上一體地設置有太赫茲波檢測元件（４０）。濾波器（２５）使太赫茲波透過而使泵浦光遮斷。由此，實現了可小型化的全反射太赫茲波測定裝置。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及全反射太赫茲(terahertz)波測定裝置。
技術介紹
太赫茲波為具有相當于光波和電波的中間區域的Ο.ΟΙΤΗζ IOOTHz左右的頻率 的電磁波，具有光波和電波之間的中間性質。作為這樣的太赫茲波的應用，正在研究通 過測定在測定對象物中透過或反射的太赫茲波的電場振幅的時間波形，而取得該測定對 象物的信息的技術(參照專利文獻1)。利用太赫茲波對測定對象物的信息的測定技術，一般為以下的技術。即從光源 (例如飛秒(femtosecond)激光光源)輸出的脈沖光由分支部2分支成泵浦光和探測光。 其中，泵浦光被輸入至太赫茲波產生元件(例如非線性光學晶體或光導電天線元件)，由 此，從該太赫茲波產生元件產生太赫茲波。該產生的太赫茲波通過在測定對象物中透過 或反射而取得該測定對象物的信息(例如吸收系數、折射率)，之后，與探測光在大致同 一時機入射至太赫茲波檢測元件(例如電光學晶體或光導電天線元件)。被輸入太赫茲波和探測光的太赫茲波檢測元件中，檢測出兩光之間的相互關 系。例如，作為太赫茲波檢測元件使用電光學晶體的情況下，太赫茲波和探測光由合波 部合波而入射至電光學晶體，該電光學晶體中伴隨著太赫茲波的傳播而引起雙折射，由 于該雙折射，探測光的偏振光狀態發生變化。電光學晶體中的探測光的偏振光狀態的變 化被檢測，進而，太赫茲波的電場振幅被檢測，從而取得測定對象物的信息。在利用太赫茲波取得測定對象物的信息的時候，不僅是測定對象部中的太赫茲 波的透過或反射，而且如專利文獻1所公開的那樣，在棱鏡的一個平面上使太赫茲波全 反射而生成倏逝波(Evanescent)成分，對該平面上的測定對象物照射太赫茲波的倏逝波 成分，從而由太赫茲波而進行測定對象物的信息的取得。根據專利文獻1的記載，在利 用太赫茲波的全反射的技術中，可以實現測定對象物不限定為固體等的效果。現有技術文獻專利文獻1 日本特開2004-354246號公報專利文獻2 日本特開2006-184078號公報
技術實現思路
專利技術所要解決的問題然而，現有技術中，從光源到太赫茲波檢測元件為止的光學系統中所包含的部 件的個數很多，裝置為大型的裝置。另外，由于太赫茲波傳播的空間中含有的水會使太 赫茲波被吸收，所以有必要在該空間中進行氮氣清洗，因為這一點也使裝置變為大型。本專利技術為了解決上述問題而完成，其目的為提供一種可小型化的全反射太赫茲 波測定裝置。解決問題的技術手段本專利技術所涉及的全反射太赫茲波測定裝置的特征在于，具備(1)輸出光的光 源；(2)分支部，其將從光源輸出的光2分支，并將該2分支的光中的一者作為泵浦光、 另一者作為探測光輸出；(3)太赫茲波產生元件，其包含非線性光學晶體，所述非線性 光學晶體通過輸入從分支部輸出的泵浦光而產生太赫茲波并輸出；(4)內部全反射棱 鏡，將從太赫茲波產生元件輸出的太赫茲波輸入至入射面，使該輸入的太赫茲波在內部 傳播并且在反射面上全反射，將該太赫茲波從出射面向外部輸出；(5)濾波器，其設置 于太赫茲波產生元件和內部全反射棱鏡的入射面之間，使從太赫茲波產生元件輸出的太 赫茲波向內部全反射棱鏡透過，并遮斷透過太赫茲波產生元件而從太赫茲波產生元件輸 出的泵浦光；(6)太赫茲波檢測元件，將從內部全反射棱鏡的出射面輸出的太赫茲波和 從分支部輸出的探測光輸入，檢測這些太赫茲波和探測光之間的相互關系。而且，本發 明所涉及的全反射太赫茲波測定裝置的特征在于，在內部全反射棱鏡的入射面上一體地 設有太赫茲波產生元件和濾波器，在內部全反射棱鏡的出射面上一體地設有太赫茲波檢 測元件，由太赫茲波的全反射時產生的該太赫茲波的倏逝波成分而取得關于配置于內部 全反射棱鏡的反射面的測定對象物的信息。在該全反射太赫茲波測定裝置中，從光源輸出的光由分支部2分支而作為泵浦 光和探測光被輸出。從分支部輸出的泵浦光被輸入至包含非線性光學晶體的太赫茲波 產生元件，在該太赫茲波產生元件中產生并輸出太赫茲波。從太赫茲波產生元件輸出的 太赫茲波，不進行空間傳播而透過濾波器直接輸入至內部全反射棱鏡的入射面，在內部 全反射棱鏡的內部傳播并且在反射面上被全反射，從內部全反射棱鏡的出射面向外部輸 出。從內部全反射棱鏡的出射面輸出的太赫茲波部不進行空間傳播而直接輸入至太赫茲 波檢測元件。從內部全反射棱鏡的出射面輸出的太赫茲波和從分支部輸出的探測光被輸入至 太赫茲波檢測元件，由該太赫茲波檢測元件檢測太赫茲波和探測光之間的相互關系。此 時，由太赫茲波的全反射時產生的該太赫茲波的倏逝波成分而取得關于配置于內部全反 射棱鏡的反射面上的測定對象物的信息。此外，雖然被輸入至包含非線性光學晶體的太 赫茲波產生元件的泵浦光的一部分透過太赫茲波產生元件的情況存在，但是，該透過的 泵浦光由濾波器遮斷。因此，能夠抑制泵浦光輸入至內部全反射棱鏡。專利技術的效果本專利技術所涉及的全反射太赫茲波測定裝置能夠小型化。 附圖說明圖1為第1比較例所涉及的太赫茲波測定裝置8的構成圖。圖2為第2比較例所涉及的全反射太赫茲波測定裝置9的構成圖。圖3為第1實施方式所涉及的全反射太赫茲波測定裝置1的構成圖。圖4為一體地設置有太赫茲波產生元件20，濾波器25以及太赫茲波檢測元件40 的內部全反射棱鏡31的剖面圖。圖5為一體地設置有太赫茲波產生元件20，濾波器25以及太赫茲波檢測元件40 的內部全反射棱鏡31的立體圖。圖6為第2實施方式所涉及的全反射太赫茲波測定裝置2的構成圖。圖7為一體地設置有太赫茲波產生元件20，濾波器25以及太赫茲波檢測元件41 的內部全反射棱鏡32的立體圖。圖8為光導電天線元件的立體圖。圖9為第3實施方式所涉及的全反射太赫茲波測定裝置3的構成圖。 具體實施例方式以下，參照附圖，對用于實施本專利技術的方式進行詳細的說明。此外，在附圖的 說明中，對相同或同等的要素標以相同的符號，省略重復的說明。另外，首先說明用于 與本專利技術的實施方式的構成作對比的第1比較例和第2比較例的構成，之后，與這些比較 例的構成對比而說明實施方式的構成。(第1比較例)首先，說明第1比較例所涉及的太赫茲波測定裝置8。圖1為第1比較例所涉及 的太赫茲波測定裝置8的構成圖。該圖所示的太赫茲波測定裝置8通過利用太赫茲波的 透過測定法而取得測定對象物S的信息，具備光源11、分支部12、斬波器13、光程差調 整部14、偏振片15、合波部16、太赫茲波產生元件20、太赫茲波檢測元件40、1/4波長 板51、偏振光分離元件52、光檢測器53a、光檢測器53b、差動放大器54以及鎖定放大 ^^ 55 ο光源11在一定的重復周期內輸出脈沖光，優選為輸出脈沖寬度為飛秒程度的脈 沖激光的飛秒脈沖激光光源。分支部12為例如分束器，將從光源11輸出的脈沖光進行 2分支，將該2分支后的脈沖光中的一者作為泵浦光而輸出至鏡M1，將另一者作為探測 光而輸出至鏡M4。斬波器13被設置于分支部12和鏡Ml之間的泵浦光的光路上，在一定的周期內 交替地重復泵浦光的通過和遮斷。從分支部12輸出且通過斬波器13的泵浦光由鏡Ml M3依次反射，并被輸入至太赫茲波產生元件20。此外，以下，將從分支部12到太赫茲 波產生元件20為止的泵浦光的光學系統稱為“泵浦光學系統”。太赫茲波產生元件20通過輸入泵浦光而本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種全反射太赫茲波測定裝置，其特征在于， 具備： 輸出光的光源； 分支部，其將從所述光源輸出的光２分支，并將該２分支的光中的一者作為泵浦光輸出，將另一者作為探測光輸出； 太赫茲波產生元件，其包含非線性光學晶體，所述非線性光學晶體通過輸入從所述分支部輸出的泵浦光而產生太赫茲波并輸出； 內部全反射棱鏡，將從所述太赫茲波產生元件輸出的太赫茲波輸入至入射面，使該輸入的太赫茲波在內部傳播并且在反射面上全反射，并將該太赫茲波從出射面向外部輸出； 濾波器，其設置于所述太赫茲波產生元件和所述內部全反射棱鏡的所述入射面之間，使從所述太赫茲波產生元件輸出的太赫茲波向所述內部全反射棱鏡透過，并遮斷透過所述太赫茲波產生元件并從所述太赫茲波產生元件輸出的泵浦光；以及 太赫茲波檢測元件，將從所述內部全反射棱鏡的所述出射面輸出的太赫茲波以及從所述分支部輸出的探測光輸入，檢測這些太赫茲波和探測光之間的相互關系， 在所述內部全反射棱鏡的所述入射面上一體地設有所述太赫茲波產生元件和所述濾波器， 在所述內部全反射棱鏡的所述出射面上一體地設有所述太赫茲波檢測元件，由太赫茲波的全反射時產生的該太赫茲波的倏逝波成分而取得關于配置于所述內部全反射棱鏡的所述反射面上的測定對象物的信息。...
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】JP 2008-4-30 2008-1188641.一種全反射太赫茲波測定裝置，其特征在于， 具備輸出光的光源；分支部，其將從所述光源輸出的光2分支，并將該2分支的光中的一者作為泵浦光輸 出，將另一者作為探測光輸出；太赫茲波產生元件，其包含非線性光學晶體，所述非線性光學晶體通過輸入從所述 分支部輸出的泵浦光而產生太赫茲波并輸出；內部全反射棱鏡，將從所述太赫茲波產生元件輸出的太赫茲波輸入至入射面，使該 輸入的太赫茲波在內部傳播并且在反射面上全反射，并將該太赫茲波從出射面向外部輸 出；濾波器，其設置于所述太赫茲波產生元件和所述內部全反射棱鏡的所述入射面之 間，使從所述太赫茲波產生元件輸出的太赫茲波向所述內部全反射棱鏡透過，并遮斷透 過所述太赫茲波產生元件并從所述太赫茲波產生元件輸出的泵浦光；以及太赫茲波檢測元件，將從所述內部全反射棱鏡的所述出射面輸出的太赫茲波以及從 所述分支部輸出的探測光輸入，檢測這些太赫茲波和探測光之間的相互關系，在所述內部全反射棱鏡的所述入射面上一體地設有所述太赫茲波產生元件和所述濾 波器，在所述內部全反射棱鏡的所述出射面上一體地設有所述太赫茲波檢測元件， 由太赫茲波的全反射時產生的該太赫茲波的倏逝波成分而取得關于配置于所述內部 全...
【專利技術屬性】
技術研發人員：中西篤司，河田陽一，安田敬史，高橋宏典，藤本正俊，青島紳一郎，
申請(專利權)人：浜松光子學株式會社，
類型：發明
國別省市：JP
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