[发明专利]光学测量装置和光学测量方法

说明书

本发明的光学测量装置(1)具备：光源(2)，其输出太赫兹波(T)和与太赫兹波(T)同轴且具有与该太赫兹波(T)不同的波长的同轴光(I)；强度调制部(3)，其以规定的调制频率对太赫兹波(T)和同轴光(I)中的至少太赫兹波(T)进行强度调制；以及光检测部(5)，其基于调制频率(f1)而分别对经强度调制部(3)作用于被测量物(S)的太赫兹波(T)和同轴光(I)进行同步检波。

技术领域

本发明涉及光学测量装置和光学测量方法。

背景技术

作为应用于光学测量装置的光源，例如有专利文献1(JP2017-33981A公报)中记载的量子级联激光器。该量子级联激光器的构成如下：通过电子的子带间发光跃迁而产生第一频率的第一泵浦光以及第二频率的第二泵浦光，利用第一泵浦光和第二泵浦光的差频输出太赫兹波。作为将太赫兹波应用于光学测量的示例，可以举出非专利文献1(高分辨率光谱用稳定频率间隙连续波太赫兹信号发生器(Frequency Stabilized GaP Continuous-Wave Terahertz Signal Generatorfor High-Resolution Spectroscopy),《光学与光子学杂志(Optics and Photonics Journal)》,2014,4,8-13)中记载的方法等。根据该非专利文献1中记载的方法，用近红外光照射波长转换元件而产生太赫兹波并照射被测量物，通过同步检波方式检测作用在被测量物的太赫兹波。

发明内容

[发明要解决的技术问题]

使用太赫兹波的光学测量有望应用于诸如医疗品、化妆品和食品等各种领域中的品质管理和分析等应用中。在传统的非专利文献1的方法中，虽然通过滤光器过滤掉近红外光，仅使用太赫兹波进行测量，但是鉴于已经开发了专利文献1中公开的小型太赫兹波光源，也可以设想将以与太赫兹波同轴的方式输出的中红外光等的同轴光和太赫兹波一起用于测量的场景。

当将太赫兹波和同轴光这两者用于测量时，可以想到要对作用在被测量物的太赫兹波和中红外光等同轴光进行分离和检测。然而，现状是，没有能够将太赫兹波的光轴与诸如中红外光等的同轴光的光轴精确地分离的光学元件，并且，即使通过分别设置对应于各频带的检测器来实现了光源的小型化，仍有整体的装置变得大型化的担忧。

[用于解决技术问题的手段]

本发明是为了解决上述问题而完成的，其提供一种光学测量装置和光学测量方法，其能够将太赫兹波和同轴光这两者用于测量，并且能够避免装置的大型化。

本发明的一个方面的光学测量装置具备：光源，其输出太赫兹波和与太赫兹波同轴且具有与太赫兹波不同的波长的同轴光；强度调制部，其以规定的调制频率对太赫兹波和同轴光中的至少太赫兹波进行强度调制；和光检测部，其基于调制频率而分别对经强度调制部作用于被测量物的太赫兹波和同轴光进行同步检波。

在该光学测量装置中，以规定的调制频率对从光源以同轴方式输出的太赫兹波和同轴光进行强度调制，并且基于该调制频率对作用于被测量物的太赫兹波和同轴光进行同步检波。由此，在用不着分离太赫兹波的光轴与同轴光的光轴的情况下，能够在单个光检测部中分离并检测太赫兹波和同轴光这两者。因此，在该光学测量装置中，能够使用太赫兹波和同轴光两者进行测量，并且能够避免装置的大型化。

此外，强度调制部可以具有切换部，该切换部基于调制频率相对于太赫兹波和同轴光的光轴切换使同轴光的强度衰减的第一衰减区域和使太赫兹波的强度衰减的第二衰减区域。在这种情况下，能够以简单的构成以不同的相位交替地输出来自强度调制部的太赫兹波和同轴光。因此，能够高精度地在光检测部实施同步检波。

此外，光学测量装置可以具有聚光透镜，该聚光透镜将太赫兹波和同轴光朝向强度调制部聚光。在这种情况下，能够使从强度调制部输出的太赫兹波和同轴光接近于矩形波。由此，能够在光检测部中更可靠地检测太赫兹波和同轴光。