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TERAHERTZ WAVE GENERATOR commons

Patent code P100000190
File No. NU-0247
Posted date Jun 5, 2009
Application number P2009-051189
Publication number P2010-204488A
Patent number P5354582
Date of filing Mar 4, 2009
Date of publication of application Sep 16, 2010
Date of registration Sep 6, 2013
Inventor
  • (In Japanese)水津 光司
  • (In Japanese)澁谷 孝幸
  • (In Japanese)纐纈 薫
  • (In Japanese)筒井 俊博
  • (In Japanese)川瀬 晃道
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人名古屋大学
Title TERAHERTZ WAVE GENERATOR commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for raising energy conversion efficiency of terahertz wave.
SOLUTION: In the terahertz wave generator 10, when the terahertz wave L3 is generated, a first laser beam L1 and a second laser beam L2 are colinearly made incident on an incidence plane of nonlinear optical crystal of a waveguide device 20. The nonlinear optical crystal generates the terahertz wave L3 having difference frequency between the first laser beam and the second laser beam from the first laser beam and the second laser beam by a Cherenkov type phase matching system. Thickness of the incidence plane of the nonlinear optical crystal is set smaller than half wavelength of the terahertz wave in the nonlinear optical crystal. A buffer layer is formed on a radiation surface on which the terahertz wave L3 is radiated of the nonlinear optical crystal, and a refractive index in a frequency band near-infrared from visible light of the buffer layer is set smaller than that of the nonlinear optical crystal in the same frequency band. In the terahertz wave generator 10, the energy conversion efficiency of the terahertz wave is raised by providing the above structure.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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。

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2009051189thum.jpg
State of application right Registered
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