[发明专利]光学晶体和太赫兹波生成装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学晶体和太赫兹(terahertz)波生成装置以及方法。

背景技术

迄今，已知非线性光学晶体能够利用差频生成效应(即，非线性光学效应)来生成太赫兹波。所生成的太赫兹波的特性取决于所使用的非线性光学晶体的物理特性。因此，由所使用的非线性光学晶体生成的太赫兹波的频率范围具有那些晶体的特定特性。因此，根据太赫兹波的使用目的来获取具有期望输出特性的太赫兹波是所希望的。

已经提出了用于生成太赫兹波的有机材料(例如，参见日本专利申请特开(JP-A)No.2007-328145)，其中，用于生成太赫兹波的非线性光学晶体被形成为包含成分A和成分B的混合晶体，作为其结果，抑制了所生成的太赫兹波在特性频率区的强度下降。

然而，尽管通过利用JP-ANo.2007-328145所述的用于生成太赫兹波的有机材料在某种程度上抑制了所生成的太赫兹波在特性频率区的强度下降，但是在所得到的特性中，该强度在单独利用成分A的非线性光学晶体生成的太赫兹波的强度下降的频率区和单独利用成分B的非线性光学晶体生成的太赫兹波的强度下降的频率区这两者中都下降。

发明内容

进行本发明以便解决上述问题，并且本发明提供了一种可以从单个光学晶体生成具有不同光谱特性的太赫兹波的光学晶体以及一种太赫兹波生成装置。

为了实现上述目的，根据第一方面的光学晶体包括：第一非线性光学晶体，该第一非线性光学晶体通过差频生成来生成与具有两个不同波长的入射光中的差频成分相对应的太赫兹波；以及第二非线性光学晶体，该第二非线性光学晶体通过差频生成来生成与具有两个不同波长的入射光中的差频成分相对应的太赫兹波，该第二非线性光学晶体在材料方面与所述第一非线性光学晶体不同，并且所述第一非线性光学晶体和所述第二非线性光学晶体被设置成彼此接触或靠近。

根据第一方面的光学晶体，所述第一非线性光学晶体生成与两个不同波长的差频成分相对应的太赫兹波，该差频成分通过入射在所述第一非线性光学晶体上的具有两个不同波长的光的频率中的差异生成。所述第二非线性光学晶体还生成与两个不同波长的差频成分相对应的太赫兹波，该差频成分通过入射在所述第二非线性光学晶体上的具有两个不同波长的光的频率中的差异生成。因为所述第二非线性光学晶体是由与所述第一非线性光学晶体不同的材料制成的，所以这些太赫兹波与通过所述第一非线性光学晶体生成的太赫兹波不同。所述第一非线性光学晶体和所述第二非线性光学晶体被设置成彼此接触或靠近，以构成单个光学晶体。由此，通过切换具有两个不同波长的光入射在所述光学晶体上的入射角，可以通过该单个光学晶体来生成具有不同光谱特性的太赫兹波。

在第一方面的光学晶体中，所述第一非线性光学晶体和所述第二非线性光学晶体可以被设置成使得所述第一非线性光学晶体的任意光轴的矢量方向与所述第二非线性光学晶体的任意光轴的矢量方向在相同方向上对齐。而且，在第一方面的光学晶体中，所述第一非线性光学晶体和所述第二非线性光学晶体可以被设置成使得所述第二非线性光学晶体的光轴的矢量方向与所述第一非线性光学晶体的对应光轴的矢量方向在相同方向上对齐。例如，所述第一非线性光学晶体和所述第二非线性光学晶体可以被设置成使得各个a轴的矢量方向按相同方向取向。另选的是，所述第一非线性光学晶体和所述第二非线性光学晶体可以被设置成使得各个光轴的光学特性最大的矢量方向在相同方向上对齐。在这种情况下，所述第一非线性光学晶体和所述第二非线性光学晶体的性能可以达到最大。

在第一方面的光学晶体中，所述第一非线性光学晶体和所述第二非线性光学晶体分别包括具有骨架是二价连接基团的结构的化合物，并且吸电子基团与供电子基团结合至所述骨架。具体地说，所述化合物可以是从由DAST晶体、DASC晶体、OH1、BNA、BDAS-TP、DAS-HTP以及MC-TPS组成的组中选择出的化合物。

在第一方面的光学晶体中，所述第一非线性光学晶体和所述第二非线性光学晶体通过熔融法、晶体生长法或粘接法中的任一种方法来接触。

根据第二方面的太赫兹波生成装置包括：根据第一方面所述的光学晶体；发光单元，该发光单元生成具有两个不同波长的光；以及入射单元，该入射单元使得由所述发光单元生成的所述具有两个不同波长的光入射在所述光学晶体上，以使得所述具有两个不同波长的光沿穿过所述第一非线性光学晶体至所述第二非线性光学晶体的方向以及穿过所述第二非线性光学晶体至所述第一非线性光学晶体的方向透射。