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テラヘルツ波発生装置 コモンズ

国内特許コード P100000190
整理番号 NU-0247
掲載日 2009年6月5日
出願番号 特願2009-051189
公開番号 特開2010-204488
登録番号 特許第5354582号
出願日 平成21年3月4日(2009.3.4)
公開日 平成22年9月16日(2010.9.16)
登録日 平成25年9月6日(2013.9.6)
発明者
  • 水津 光司
  • 澁谷 孝幸
  • 纐纈 薫
  • 筒井 俊博
  • 川瀬 晃道
出願人
  • 国立大学法人名古屋大学
発明の名称 テラヘルツ波発生装置 コモンズ
発明の概要

【課題】テラヘルツ波のエネルギー変換効率を向上させる技術を提供する。
【解決手段】テラヘルツ波発生装置10では、テラヘルツ波L3を発生させる際に、第1レーザ光L1と第2レーザ光L2を導波路デバイス20の非線形光学結晶の入射面にコリニアに入射する。非線形光学結晶は、第1レーザ光と第2レーザ光からその差周波数を有するテラヘルツ波L3をチェレンコフ型位相整合方式により生成する。非線形光学結晶の入射面の厚みはテラヘルツ波の非線形光学結晶における半波長よりも小さく設定される。非線形光学結晶のテラヘルツ波L3が放射される放射面上に、緩衝層が形成されており、緩衝層の可視光から近赤外の周波数帯域における屈折率は、非線形光学結晶の同周波数帯域における屈折率よりも小さく設定される。テラヘルツ波発生装置10では、上記の構造を有することで、テラヘルツ波のエネルギー変換効率を向上させることができる。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


電波と光波の中間の周波数を有するテラヘルツ波は、セラミックの内部欠陥検査や試薬検査、鏡像異性体含有量分析等の光源として大変に有効であり、実用化に向けて高出力が可能な光源の開発が盛んに行われている。図7に、現在までに公表されている光源の周波数と出力の関係を示す。図7に示すように、0.1THz未満の周波数帯域及び数十THzよりも高い周波数帯域では、複数種類の光源が公表されている。その一方、その間の周波数帯域では、未だに有効な光源が公表されていない周波数帯域も存在する。広い周波数帯域で高出力が可能なテラヘルツ波光源が望まれている。



特許文献1に、差周波発生法を用いてテラヘルツ波を発生する技術の1つが開示されている。この技術では、2つの異なる周波数を有するレーザ光をテラヘルツ波発生用結晶に入射し、その周波数差に相当するテラヘルツ波を発生させる。レーザ光をテラヘルツ波発生用結晶に入射する際には、レーザ光とテラヘルツ波の位相条件が整合するように入射する。一般に、テラヘルツ波の周波数帯域における屈折率はレーザ光の周波数帯における屈折率にくらべて大きい。そのため、特許文献1の技術では、レーザ光とテラヘルツ波の位相を整合させる際に、周波数の異なる2本のレーザ光の間に有限の角度差をつけて2本のレーザ光をテラヘルツ波発生用結晶に入射する。特許文献1の技術を用いることで、0.6~2.6THzの周波数を有するテラヘルツ波が発生することが確認されている。

産業上の利用分野


本発明は、マイクロ波(電波)と赤外線(光波)の間の周波数を有するテラヘルツ波を発生する装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
周波数の異なる2種類のレーザ光を2次の非線形性を有する非線形光学結晶に入射し、前記2種類のレーザ光の差周波数を持つテラヘルツ波をチェレンコフ型位相整合方式により放射するテラヘルツ波発生装置であって、
前記2種類のレーザ光は、前記非線形光学結晶のレーザ光が入射される入射面にコリニアに入射されており、
前記入射面の厚みは前記テラヘルツ波の前記非線形光学結晶における半波長よりも小さく形成されており、
前記非線形光学結晶のテラヘルツ波を放射する放射面の少なくとも1つの面上に、可視光から近赤外の周波数帯域における屈折率が、前記非線形光学結晶の可視光から近赤外の周波数帯域における屈折率よりも小さく設定されている緩衝層が形成されており、
前記緩衝層の表面にプリズムが設けられており、
前記非線形光学結晶の可視光から近赤外の周波数帯域における屈折率n1(OPT)と、前記非線形光学結晶のテラヘルツ波の周波数帯域における屈折率n1(THz)と、前記プリズムのテラヘルツ波の周波数帯域における屈折率n2(THz)が、
arccos(n1(OPT)/n1(THz))>π/2-arcsin(n2(THz)/n1(THz))
を満たすように構成されており、
前記プリズムのテラヘルツ波を放射する放射面が、前記プリズム内を進行するテラヘルツ波の放射方向に対して垂直となるように形成されていることを特徴とするテラヘルツ波発生装置。

【請求項2】
前記非線形光学結晶のテラヘルツ波を放射する放射面の2つの面上に、前記緩衝層が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のテラヘルツ波発生装置。
産業区分
  • 光学装置
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009051189thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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