JP6182471B2 - テラヘルツ波位相差測定システム - Google Patents
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Description
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、後述する装置構成や処理動作の内容は一例であり、実施の形態と既知の技術との組み合わせや置換により他の実施の形態を実現することもできる。
2 シード光
3 テラヘルツ波
4 第一の分岐テラヘルツ波
5 第二の分岐テラヘルツ波
6 第一の分岐テラヘルツ波と第二の分岐テラヘルツ波の合成干渉波
7 テラヘルツ波検出光
8 ポンプ光
11 テラヘルツ波発生器
12 シリコンプリズム
13 ポンプ光パルスレーザ光源
14 シード光連続波レーザ光源
15 ビームスプリッタ
16 ミラー
17 第一の光遅延器
18 テラヘルツ波用シリンドリカルレンズ
19 テラヘルツ波用凸レンズ
20 シリコンプリズム
21 テラヘルツ波検出器
22 テラヘルツ波用ハーフミラー
23 可動式参照ミラー
24 可動式ステージ
25 測定対象物
26 光検出器
27 第二の光遅延器
28 角度位相整合調整ミラー
29 テラヘルツ波用シャッター
Claims (4)
- ポンプ光を発生させるパルスレーザ光源と、
シード光を発生させる連続波レーザ光源と、
前記ポンプ光と前記シード光とを、テラヘルツ波を発生させるための第一の角度位相整合条件を満たすように入射させることにより、テラヘルツ波を発生する非線形光学結晶からなるテラヘルツ波発生器と、
前記テラヘルツ波と前記ポンプ光とを、前記テラヘルツ波からテラヘルツ波検出光への変換するための第二の角度位相整合条件を満たすように入射させることにより、前記テラヘルツ波検出光を発生する非線形光学結晶からなるテラヘルツ波検出器と、
前記検出光を検出する光検出器と、
前記光検出器の出力信号を検出したテラヘルツ波の強度に変換して記録する信号処理装置と、
前記パルスレーザ光源からのポンプ光を2方向に分岐し、分岐した第一のポンプ光を前記テラヘルツ波発生器に導き、分岐した第二のポンプ光を第一の光遅延器へと導く、ビームスプリッタと、
前記第二のポンプ光の光路上に設置し、前記テラヘルツ波検出器へと導く、前記第一の光遅延器および第二の光遅延器と、
前記テラヘルツ波発生器から照射されたテラヘルツ波を2方向に分岐するとともに、それぞれの2方向から反射されたテラヘルツ波を合成して前記テラヘルツ波検出器に導くハーフミラーと、前記ハーフミラーの第一の方向に分岐したテラヘルツ波を測定対象物に照射して、反射されたテラヘルツ波をハーフミラーに導くテラヘルツ波光学系と、前記ハーフミラーの第二の方向に分岐したテラヘルツ波を任意の光路長で反射してハーフミラーに導く可動式参照ミラーとからなるテラヘルツ波干渉計と、
前記第二の光遅延器の前記第二のポンプ光の光路長可変量と前記可動式参照ミラーのテラヘルツ波の光路長可変量が一致する連動機構とを有し、
前記ビームスプリッタから前記テラヘルツ波発生器までの第一のポンプ光の光路長と前記ビームスプリッタから第一の光遅延器と第二の光遅延器を通過し前記テラヘルツ波検出器までの第二のポンプ光の光路長との差分である第一の光路長と、前記テラヘルツ波発生器からハーフミラーで分岐され第二の方向を通り可動式ミラーで反射されハーフミラーを再度通過し、前記テラヘルツ検出器に至るまでのテラヘルツ波の光路長である第二の光路長が実質的に一致することを特徴とするテラヘルツ波位相差測定システム。 - 請求項1記載のテラヘルツ干渉計において、さらに前記ハーフミラーと前記可動式参照ミラーの間にテラヘルツ波の通過と遮断を切り替えるシャッターを配置し、
第一の測定において、第二の分岐テラヘルツ波をシャッターで遮断し、第一の光遅延器を走査して検出光のピークを検出した位置を第一の光遅延器の初期位置とし、第二の測定において、シャッターを開放して第一の分岐テラヘルツ波を通過させ、第一の光遅延器と第二の光遅延器をポンプ光の光路長が一定になるように走査して、検出光の最小値となる位置を第二の光遅延器の初期位置とし、
第三の測定において、第一の分岐テラヘルツ波を通過させ、第一の光遅延器を固定し、第二の光遅延器を走査して検出光の強度を観測して測定対象物によるテラヘルツ波の位相差を測定することを特徴とするテラヘルツ波位相差測定システム。 - ポンプ光を発生させるパルスレーザ光源と、
シード光を発生させる連続波レーザ光源と、
前記ポンプ光と前記シード光とを、テラヘルツ波を発生させるための第一の角度位相整合条件を満たすように入射させることにより、テラヘルツ波を発生する非線形光学結晶からなるテラヘルツ波発生器と、
前記テラヘルツ波と前記ポンプ光とを、前記テラヘルツ波からテラヘルツ波検出光への変換するための第二の角度位相整合条件を満たすように入射させることにより、前記テラヘルツ波検出光を発生する非線形光学結晶からなるテラヘルツ波検出器と、
前記検出光を検出する光検出器と、
前記光検出器の出力信号を検出したテラヘルツ波の強度に変換して記録する信号処理装置と、
前記パルスレーザ光源から照射されて前記テラヘルツ発生器を通過したポンプ光を、前記テラヘルツ波検出器へと導く、前記第一の光遅延器および第二の光遅延器と、
前記テラヘルツ波発生器から照射されたテラヘルツ波を2方向に分岐するとともに、それぞれの2方向から反射されたテラヘルツ波を合成して前記テラヘルツ波検出器に導くハーフミラーと、前記ハーフミラーの第一の方向に分岐したテラヘルツ波を測定対象物に照射して、反射されたテラヘルツ波をハーフミラーに導くテラヘルツ波光学系と、前記ハーフミラーの第二の方向に分岐したテラヘルツ波を任意の光路長で反射してハーフミラーに導く可動式参照ミラーとからなるテラヘルツ波干渉計と、
前記第二の光遅延器の前記ポンプ光の光路長可変量と前記可動式参照ミラーのテラヘルツ波の光路長可変量が一致する連動機構とを有し、
前記テラヘルツ波発生器から第一の光遅延器と第二の光遅延器を通過し前記テラヘルツ波検出器までのポンプ光の光路長である第一の光路長と、前記テラヘルツ波発生器からハーフミラーで分岐され第二の方向を通り可動式ミラーで反射されハーフミラーを再度通過し、前記テラヘルツ検出器に至るまでのテラヘルツ波の光路長である第二の光路長が実質的に一致することを特徴とするテラヘルツ波位相差測定システム。 - 請求項3記載のテラヘルツ干渉計において、さらに前記ハーフミラーと前記可動式参照ミラーの間にテラヘルツ波の通過と遮断を切り替えるシャッターを配置し、
第一の測定において、第二の分岐テラヘルツ波をシャッターで遮断し、第一の光遅延器を走査して検出光のピークを検出した位置を第一の光遅延器の初期位置とし、第二の測定において、シャッターを開放して第一の分岐テラヘルツ波を通過させ、第一の光遅延器と第二の光遅延器をポンプ光の光路長が一定になるように走査して、検出光の最小値となる位置を第二の光遅延器の初期位置とし、
第三の測定において、第一の分岐テラヘルツ波を通過させ、第一の光遅延器を固定し、第二の光遅延器を走査して検出光の強度を観測し,測定対象物によるテラヘルツ波の位相差を測定することを特徴とするテラヘルツ波位相差測定システム。
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