CN103674245B - 太赫兹光谱测定装置及方法和非线性光学晶体检查装置及方法 - Google Patents

太赫兹光谱测定装置及方法和非线性光学晶体检查装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种太赫兹光谱测定装置及方法和非线性光学晶体检查装置及方法。当从激励光光源施加的两种不同波长的光束入射在具有固有非线性系数的非线性光学晶体上时，非线性光学晶体生成THz波和其中两种不同波长的光束已经根据非线性系数进行了波长转换的SHG波，THz波是利用与晶体自身具有的非线性系数的差频率生成而获得的。生成的THz波通过样本或从其反射并且由THz检测器检测。SHG波由SHG检测器检测。控制单元从THz检测器获取THz测量值，从SHG检测器获取SHG测量值S，并且使用在没有样本的情况下获取的基线THz测量值TB和基线SHG测量值SB来利用(T/S)/(TB/SB)执行基线校正。

Description

太赫兹光谱测定装置及方法和非线性光学晶体检查装置及 方法
技术领域
本发明涉及一种太赫兹光谱测定装置和方法以及非线性光学晶体检查装置和方法。
背景技术
传统上，已经提出了一种频率扫描太赫兹光谱测量装置，其在对测量样本的太赫兹光谱进行频率校准的情况下，在执行频率扫描的同时从施加到样本的太赫兹光分离参考光并且执行施加的太赫兹光的强度校正（例如，参见日本专利申请特开（JP-A）NO.2008-268162）。
还提出了一种用于研究样本的设备，该设备包括：用于利用发射的电磁辐射束照射样本的发射器；以及用于检测从样本反射的辐射的检测器，其中，存在用作发射器的活动部分和检测器的活动部分的光学非线性构件，所述发射器和检测器使用该光学非线性构件的同一部分（例如，参见JP-A No.2003-529760）。在JP-A No.2003-529760的设备中，作为反射测量对象，太赫兹波的施加和检测的光学路径被使得相同并且太赫兹反射镜被安装在施加光学路径上，从而生成并检测太赫兹波并且获取参考光。
此外，已知的是，在半导体激光激励激光装置中，从激光装置输出的激光输出光的强度根据激励光的波长或强度而改变。在该方面，已经提出了一种半导体激光激励激光装置，其中，检测激光输出光的强度，并且根据其值，控制用于激励的半导体激光的驱动电流和温度以使得激光输出光的强度稳定（例如，参见JP-A No.H05-029695）。
一般来说，为了增加光谱分析中的测量灵敏度，特别重要的是改进信噪比（S/N比）（即，增加信号强度并且减少噪声）。此外，为了增加测量再现性，重要的是，以光源的光的强度的变化作为参考来执行测量光的强度校正。这也应用于太赫兹光谱分析，并且高强度太赫兹光光源和测量光的强度校正都是必须的。
然而，JP-A No.2008-268162的技术通过从太赫兹光光源分离参考光来获取用于执行太赫兹测量光的强度校正的参考光。这意味着施加到测量对象的太赫兹波的强度（即，光源的光的强度）下降，并且存在的问题在于，该技术不能够实现高强度太赫兹光源，这是用于实现光谱分析中的高灵敏度和高再现性的一个因素。
此外，甚至在光源的光是激光输出光的情况下，在JP-A No.H05-029695的技术中取出了已经从激光装置输出的激光输出光的一部分，以便于稳定激光输出光的强度，并且甚至在光源的光是激光输出光的情况下也类似地存在照射到测量对象的光源的光的强度下降的问题。特别地，由于太赫兹光在本质上强度较弱，因此，当从太赫兹光光源分离参考光时，太赫兹光光源的强度的下降变得显著。
此外，在如JP-A No.2008-268162的技术中那样从太赫兹光光源分离参考光的方法中，需要用于检测太赫兹波的两个检测器：一个检测器检测已经通过测量对象或从其反射的太赫兹波，并且另一检测器检测已经被分离为参考光的太赫兹波，并且由于太赫兹检测器比较昂贵而也存在成本方面的问题。
此外，JP-A No.2003-529760的技术通过插入太赫兹反射镜来检测同一光路上的检测光和参考光，因此，能够利用单个检测器来构造用于检测太赫兹波的检测器。然而，JP-A No.2003-529760的技术存在下述问题：其由于获取检测光和参考光的时刻不同而不能够以高精度执行强度校正。
发明内容
为了解决上述问题做出了本发明，并且本发明的目的在于提供一种太赫兹光谱测定装置和方法，其能够在没有降低生成的太赫兹波的强度的情况下以良好的精度执行太赫兹测量值的强度较正，本发明的目的还在于提供一种非线性光学晶体检查装置和方法，其能够检查用于测量的非线性光学晶体的状况。
为了实现上述目的，本发明的太赫兹光谱测定装置被构造为包括：非线性光学晶体，其具有固有的非线性系数，并且由入射在其上的两种不同波长的光束生成太赫兹波和光学谐波，其中，所述太赫兹波是利用与所述非线性系数相应的和频生成或差频生成而获得的，并且在所述光学谐波中，所述两种不同波长的光束根据所述非线性系数进行了波长转换；第一检测装置，所述第一检测装置直接检测从非线性光学晶体生成的太赫兹波或者检测已经通过被施加有太赫兹波的测量对象或从其反射的测量太赫兹波；第二检测装置，所述第二检测装置检测从非线性光学晶体生成的光学谐波中的至少一个光学谐波；以及测量装置，所述测量装置获得测量值，在所述测量值中，由第一检测装置检测到的测量太赫兹波的强度被基于由第二检测装置检测到的至少一个光学谐波的强度进行了校正。
根据本发明的太赫兹光谱测定装置，当两种不同波长的光束作为激励光入射在具有固有的非线性系数的非线性光学晶体上时，非线性光学晶体生成太赫兹波和光学谐波，其中，所述太赫兹波是利用与晶体自身所具有的非线性系数相应的和频生成或差频生成而获得的并且在所述光学谐波中两种不同波长的光束进行了波长转换。从非线性光学晶体生成的太赫兹波由第一检测装置直接检测或者作为已经通过被施加有太赫兹波的测量对象或从其反射的测量太赫兹波。此外，从非线性光学晶体生成的光学谐波中的至少一个由第二检测装置检测。另外，测量装置获得其中由第一检测装置检测到的测量太赫兹波的强度已经基于由第二检测装置检测到的至少一个光学谐波的强度进行了校正的测量值。
以该方式，通过利用在传统的太赫兹测量系统中没有使用的根据与太赫兹波相同的非线性系数生成的光学谐波的强度对太赫兹波的强度进行校正，能够在没有降低生成的太赫兹波的强度的情况下以良好的精度执行太赫兹波的强度校正。
此外，测量装置能够获取由第一检测装置直接检测的太赫兹波作为基线太赫兹波，获取与基线太赫兹波同时检测到的光学谐波作为基线光学谐波，并且基于基线太赫兹波、基线光学谐波、测量太赫兹波和与测量太赫兹波同时检测到的光学谐波之间的关系获得校正后的测量值。通过执行该基线校正，能够执行适合的强度校正。
此外，光学谐波是两种不同波长的光束的二次谐波。
此外，测量装置能够利用通过在执行频率扫描的同时将从非线性光学晶体生成的太赫兹波施加到测量对象而检测到的测量太赫兹波或者通过将从非线性光学晶体生成的特定频率的太赫兹波施加到测量对象而检测到的测量太赫兹波来获得测量值。以该方式，能够在与测量方法无关的情况下应用本发明。
此外，本发明的太赫兹光谱测定装置能够被构造为进一步包括确定装置，所述确定装置基于由第一检测装置检测到的测量太赫兹波的强度与由第二检测装置检测到的至少一个光学谐波的强度之间的相关性确定非线性光学晶体是否存在损伤。如果非线性光学晶体处于正常状况下，则由于根据非线性光学晶体所具有的非线性系数生成的太赫兹波和光学谐波具有很强的相关性，因此能够基于太赫兹波的强度与光学谐波的强度之间的相关性确定非线性光学晶体是否存在损伤。
例如，确定装置能够在由第一检测装置检测到的测量太赫兹波的强度与由第二检测装置检测到的至少一个光学谐波的强度之间的相关系数的绝对值或者确定系数小于预定阈值的情况下确定非线性光学晶体存在损伤。
此外，例如，确定装置能够在由第一检测装置检测到的测量太赫兹波的强度与由第二检测装置检测到的至少一个光学谐波的强度之间的相关系数的绝对值或者确定系数与利用正常状况下的非线性光学晶体获得的相关系数的绝对值或确定系数之间的差大于预定阈值的情况下确定非线性光学晶体存在损伤。
此外，本发明的太赫兹光谱测定装置能够被构造为进一步包括确定装置，该确定装置在由第一检测装置检测到的所述测量太赫兹波的强度与由第二检测装置检测到的所述至少一个光学谐波的强度中的一种强度与所述一种强度的计算值之间的差大于预定阈值的情况下确定所述非线性光学晶体存在损伤，其中，所述一种强度的计算值是基于由第一检测装置检测到的测量太赫兹波的强度与由第二检测装置检测到的至少一个光学谐波的强度中的另一种强度以及利用正常状况下的非线性光学晶体获得的测量太赫兹波的强度与至少一个光学谐波的强度之间的关系式而获得的。
此外，本发明的太赫兹光谱测定方法是下述方法，该方法包括下述步骤：检测已经通过被施加有从非线性光学晶体生成的太赫兹波的测量对象或从其反射的测量太赫兹波，所述非线性光学晶体具有固有的非线性系数并且由入射在其上的两种不同波长的光束生成太赫兹波和光学谐波，其中，所述太赫兹波是利用与所述非线性系数相应的和频生成或差频生成而生成的，并且在所述光学谐波中，所述两种不同波长的光束根据所述非线性系数进行了波长转换；检测从非线性光学晶体生成的光学谐波中的至少一个光学谐波；并且获得测量值，在所述测量值中，已经检测到的测量太赫兹波的强度被基于已经检测到的至少一个光学谐波的强度进行了校正。
此外，本发明的非线性光学晶体检查装置被构造为包括：非线性光学晶体，所述非线性光学晶体具有固有的非线性系数并且由入射在其上的两种不同波长的光束生成太赫兹波和光学谐波，其中，所述太赫兹波是利用与所述非线性系数相应的和频生成或差频生成而生成的，并且在所述光学谐波中，所述两种不同波长的光束根据所述非线性系数进行了波长转换；第一检测装置，所述第一检测装置直接检测从非线性光学晶体生成的太赫兹波或者检测已经通过被施加有太赫兹波的测量对象或从其反射的测量太赫兹波；第二检测装置，所述第二检测装置检测从非线性光学晶体生成的光学谐波中的至少一个光学谐波；以及确定装置，所述确定装置基于由第一检测装置检测到的测量太赫兹波的强度与由第二检测装置检测到的至少一个光学谐波的强度之间的相关性确定非线性光学晶体是否存在损伤。
此外，本发明的非线性光学晶体检查方法是下述检查方法，其包括下述步骤：检测通过被施加有从非线性光学晶体生成的太赫兹波的测量对象或从其反射的测量太赫兹波，所述非线性光学晶体具有固有的非线性系数并且由入射在其上的两种不同波长的光束生成太赫兹波和光学谐波，其中，所述太赫兹波是利用与所述非线性系数相应的和频生成或差频生成而生成的，并且在所述光学谐波中，所述两种不同波长的光束根据所述非线性系数进行了波长转换；检测从非线性光学晶体生成的光学谐波中的至少一个；以及基于已经检测到的测量太赫兹波的强度与已经检测到的至少一个光学谐波的强度之间的相关性确定非线性光学晶体是否存在损伤。
根据本发明的非线性光学晶体检查装置和方法，能够基于测量太赫兹波的强度与光学谐波的强度之间的相关性检查用于测量的非线性光学晶体的状况。
如上所述，根据本发明的太赫兹光谱测定装置和方法，获得了下述效果：通过利用在传统的太赫兹测量系统中没有使用的根据与太赫兹波相同的非线性系数生成的光学谐波的强度对太赫兹波的强度进行校正，能够在没有降低生成的太赫兹波的强度的情况下以良好的精度执行太赫兹测量值的强度校正。
此外，根据本发明的非线性光学晶体检查装置和方法，能够基于测量太赫兹波的强度与光学谐波的强度之间的相关性检查用于测量的非线性光学晶体的状况。
附图说明
图1是示出第一实施方式的太赫兹光谱测定装置的构造的示意图；
图2是示出控制单元的构造的框图；
图3是示出THz测量值与SHG测量值之间的相关性的图；
图4是示出THz测量值相对于频率扫描的图；
图5是示出已经执行了传统的基线校正的THz测量值的图；
图6是示出已经执行了第一实施方式中的强度校正的THz测量值的图；
图7是示出已经执行了第一实施方式中的基线校正的THz测量值的图；
图8是示出第一实施方式中的基线校正值计算处理的内容的流程图；
图9是示出第一实施方式中的样本测量处理的内容的流程图；
图10是示出第二实施方式中的样本测量处理的内容的流程图；
图11是示出当非线性光学晶体正常时和其被损坏时的THz测量值与SHG测量值之间的相关性的图；
图12是示出第三实施方式中的样本测量处理的内容的流程图；
图13是示出第四实施方式中的样本测量处理的内容的流程图；
图14是示出THz测量值与SHG测量值之间的相关性以及SHG测量值与SHG计算值之间的差的图；以及
图15是示出第五实施方式中的检查处理的内容的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的实施方式。
如图1中所示，第一实施方式的太赫兹光谱测定装置10被构造为包括非线性光学晶体12，其具有固有的非线性系数；激励光光源14，其生成被使得入射在非线性光学晶体12上的两种不同波长的激励光束；滤光器16，其将从非线性光学晶体12生成的太赫兹波（下面简写为“THz波”）与二次谐波（下面简写为“SHG波”）分离；测量台18，在其上设置有测量对象样本；THz检测器20，其检测THz波；SHG检测器22，其检测SHG波；控制单元24，其执行用于THz波的光谱测量的处理以及显示和操作单元26，通过操作该显示和操作单元26来输入各种类型的信息，并且该显示和操作单元26由用于显示测量结果等等的触摸板显示器等等构成。THz检测器20是本发明的第一检测装置的示例，SHG检测器22是本发明的第二检测装置的示例，并且控制单元24是本发明的测量装置的示例。
非线性光学晶体12根据从激励光光源14入射的两种不同波长的激励光束根据非线性光学晶体12所具有的非线性系数利用和频生成或差频生成来生成THz波。此外，在非线性光学晶体12生成THz波的同时，非线性光学晶体12生成其中被使得入射的两种波长的激励光束已经根据非线性系数进行了波长转换的SHG波。例如，在两种波长的激励光束的频率为ω1和ω2时，非线性光学晶体12生成具有等于|ω1+ω2|或|ω1-ω2|的频率ω3的THz波并且还生成具有频率2ω1和2ω2的SHG波。作为非线性光学晶体12，例如能够使用DAST（4-二甲基氨基-N-甲基-4-芪甲苯磺酸酯）晶体或DASC（4-二甲氨基-N-甲基-4-芪P-氯代）晶体。
作为激励光光源14，例如，能够使用能够生成两种不同波长的光束的两波长生成半导体激光器。
作为滤光器16，能够使用双向滤光器，其允许THz波的频带中的光从其通过并且反射SHG波的频带中的光。如果滤光器16能够分离THz波和SHG波，则其就够用了。
THz检测器20检测THz波并且根据检测到的THz波的强度输出电信号作为THz测量值。作为THz检测器20，例如，能够使用热电检测器。
SHG检测器22检测SHG波并且根据检测到的SHG波的强度输出电信号作为SHG测量值。作为SHG检测器20，例如，能够使用硅（Si）辐射热计。如上所述，生成了具有2ω1和2ω2的两种频率的SHG波，但是SHG检测器22可以被构造为检测SHG波的两种频率之一或可以被构造为检测SHG波的两种频率并且输出SHG波的强度的和作为SHG测量值。
如图2中所示，控制单元24由计算机构成，其包括控制整个太赫兹光谱测定装置10的CPU30、用作存储用于执行包括将在下面描述的基线校正值计算处理和样本测量处理的太赫兹光谱测定处理的程序的存储介质的ROM32、临时存储数据的作为工作区域的RAM32、用作其中存储各种类型的信息的存储装置的存储器36、输入/输出端口（I/O端口）38以及互连上述组件的总线。控制单元24可以进一步包括用作存储装置的HDD。THz检测器20、SHG检测器22和显示和操作单元26连接到I/O端口38。
这里，将描述本实施方式的原理。
本实施方式的太赫兹光谱测定装置10使用由SHG检测器22检测到的SHG波作为参考光以执行THz测量值的强度校正。SHG波是太赫兹测量系统中不需要的光并且在传统上由例如滤光器滤除而没有使用。为此，即使要求SHG波作为参考光，从非线性光学晶体12生成的THz波的强度也没有下降。
此外，由于下面指出的因素导致从非线性光学晶体12生成的THz波的强度发生波动。
（a）激励光的输出值的波动
（b）非线性光学晶体12中包括的晶体结构的部分损坏以及晶体结构内的位错和晶格缺陷
（c）当施加激励光时在非线性光学晶体12中出现的热透镜效应
（d）由于激励光的输出值的波动导致随着激励光的施加时间的流逝而在非线性光学晶体12中积累的热量的变化
THz波的强度的波动影响测量的THz测量值，因此需要考虑上述因素来执行THz测量值的强度校正。
这里，为了抑制生成的THz波的强度的下降，还可以想到的是，获取例如已经通过非线性光学晶体12的激励光（基本波）作为参考光而不是分离THz波本身。然而，在该情况下，基本波不是根据非线性光学晶体12的非线性系数进行了波长转换的光，因此虽然能够消除由于因素（a）导致的THz波的强度的波动，但是不能够消除由于非线性光学晶体12的结构的因素（例如，（b）至（d））导致的THz波的强度的波动。
根据非线性光学晶体12的同一非线性系数生成THz波和SHG波，因此在SHG波中也发生与由于诸如（b）至（d）的因素导致的THz波的波动一致的波动。图3示出了下述曲线图，其中以THz测量值（电压值[V]）为X轴并且以SHG测量值（电压值[V]）为Y轴来绘制在改变激励光输出以改变从非线性光学晶体12生成的THz波的强度的同时测量的THz测量值和SHG测量值。如图3中所示，将理解的是，在THz测量值与SHG测量值之间存在比例相关性。
以该方式，通过利用传统上没有使用的SHG波，能够在没有降低THz波的强度的情况下执行对应于由于各种因素导致发生的THz波的强度的波动的THz测量值的强度校正。
接下来，将描述利用SHG波的THz测量值的强度校正的原理。
图4示出了当在激励光的输出被固定的情况以及激励光的输出改变的情况中的每种情况下执行THz波的频率扫描时的频率-THz测量值的测量结果。在激励光的输出被固定的情况下的频率-THz测量值由基线THz测量值TB表示，并且测量开始时间由t0表示。此外，激励光输出的变化假设太赫兹光源的光源漂移，并且作为激励光的输出变化的情况下的频率-THz测量值，测量测量开始时间t1（t1＞t0）时的THz测量值T1和测量开始时间t2（t2＞t1）时的THz测量值T2。如图4中所示，在已经发生光源漂移的情况下，THz测量值的下降在从4THz开始的频率处变得显著。
此外，在传统的太赫兹测量系统（单光束系统）中，在对于测量对象样本的测量之前，执行如上所述的频率扫描以测量基线THz测量值TB，并且在样本测量时对于THz测量值T取T/TB来执行单光束校正。
图5示出了其中图4的测量值已经被应用于这些校正值的结果。TB、T1和T2都是再没有样本的情况下测量的值，因此，校正值的拟合值应处于1的附近，但是如图5中所示，在已经发生光源漂移的情况下，在校正值与拟合值之间发生错位。此外，在T1/TB与T2/TB之间也发生校正值的错位，并且这示出了，因为由于各种因素导致发生THz波的强度的波动，因此，波动的条件也对于每次测量来说是不同的，这引起了测量值的错位。
因此，传统的基线校正不能够校正由于因为各种因素而发生的太赫兹波的波动导致的测量值的错位。
在本实施方式中，基于SHG波与THz波之间的相关性很强的事实（即，基于SHG波与THz波一致地波动的事实），使用SHG测量值S来利用下面的等式（1）执行THz测量值T的强度校正。
THz测量值强度校正等式=T/S （1）
这里，T和S是同时测量的测量值。
图6示出了已经利用等式（1）校正了图4中所示的测量结果的结果。如图6中所示，消除了图4的测量结果中看到的THz测量值的下降。
此外，利用强度校正等式（1），利用下面的等式（2）执行基线校正。
基线校正等式=(T/S)/(TB/SB) （2）
这里，SB表示与基线THz测量值TB同时测量的SHG测量值。校正等式（2）是示例，并且也可以以适当改变的形式（例如，(T/TB)×(SB/S)）来使用。
图7示出了通过等式（2）获得的基线校正结果。如图7中所示，测量值与拟合值（这里，1）之间的错位以及图5的校正结果中看到的测量值（这里，T1和T2）之间的错位都被消除。
接下来，将描述第一实施方式的太赫兹光谱测定装置10的操作。首先，太赫兹光谱测定装置10在例如样本还没有设置在测量台18上时的样本测量之前的预定时刻执行图8中所示的基线校正值计算处理。另外，太赫兹光谱测定装置10在样本已经设置在测量台18上时的样本测量时刻执行图9中所示的样本测量处理。作为CPU30读出并执行ROM32中存储的程序的结果而执行各种类型的处理。将在下面详细描述各种类型的处理。
首先，在基线校正值计算处理中，在步骤100中，控制单元24使得从激励光光源14生成激励光束，使得激励光束开始施加到非线性光学晶体12，并且为了执行THz波的频率扫描，调整激励光束使得两种频率之间的差变化。这时，从非线性光学晶体12生成THz波和与THz波相关的SHG波。
接下来，在步骤102，控制单元24使得THz检测器20检测在频率扫描中在每个频率处从非线性光学晶体12生成的THz波，并且使得SHG检测器22检测生成的SHG波。因此，从THz检测器20输出根据检测到的THz波的强度的电压值的电信号，并且从SHG检测器22输出根据检测到的SHG波的强度的电压值的电信号。
接下来，在步骤104中，控制单元24获取从THz检测器20输出的电信号作为基线THz测量值TB并且获取从SGH检测器22输出的电信号作为基线SHG测量值SB。
接下来，在步骤106，控制单元24根据在步骤104中获取的基线THz测量值TB和基线SHG测量值SB对于每个频率计算TB/SB，将值TB/SB保存在存储器36等等的预定存储区域中作为基线校正值，并且结束基线校正值计算处理。
接下来，在样本测量处理中，在步骤110和112，控制单元24在执行频率扫描的同时使得生成THz波和SHG波并且使得THz检测器20和SHG检测器22利用与基线校正值计算处理的步骤100和102相同的处理步骤分别检测THz波和SHG波。这时，由THz检测器20检测到的THz波是已经通过设置在测量台18上的样本或从其反射的THz波。
接下来，在步骤114，控制单元24获取从THz检测器20输出的电信号作为THz测量值T并且获取从SHG检测器22输出的电信号作为SHG测量值S。
接下来，在步骤116，控制单元24从预定的存储区域读出基线校正值TB/SB，并且使用在步骤114获取的THz测量值T和SHG测量值S来利用等式（2）执行基线校正。
接下来，在步骤118，控制单元24将在步骤116中校正的测量结果输出到显示和操作单元26并且结束样本测量处理。关于测量结果的输出，例如，控制单元24可以被构造为使显示和操作单元26显示由频率-(T/S)/(TB/SB)表示的Thz波光谱的图或者可以被构造为通过比较测量的THz波光谱与预先单独存储的每样本类型的Thz波光谱来识别样本类型并且输出识别结果。
如上所述，根据第一实施方式的太赫兹光谱测定装置，通过利用传统的太赫兹测量系统中没有使用的并且根据与太赫兹波相同的非线性系数生成的SHG波作为参考光，能够在没有降低生成的太赫兹波的强度的情况下以良好的精度执行太赫兹测量值的强度校正。
为此，能够在保持测量再现性的同时改进测量灵敏度。
接下来，将描述第二实施方式。在第二实施方式中，将描述太赫兹光谱测定装置基于THz波和SHG波之间的相关性确定非线性光学晶体是否存在损伤并且之后执行太赫兹光谱测定的情况。第二实施方式的太赫兹光谱测定装置的构造与第一实施方式的太赫兹光谱测定装置10的构造相同，因此，指派有相同的附图标记并且将省略其详细描述。控制单元24是本发明的确定装置的示例。将在下面描述第二实施方式的太赫兹光谱测定装置的操作。
首先，与第一实施方式中一样，太赫兹光谱测定装置在例如样本没有设置在测量台18上时的样本测量前的预定时刻执行图8中所示的基线校正值计算处理。然后，太赫兹光谱测定装置在样本已经设置在测量台18上时的样本测量时间执行图10中所示的样本测量处理。作为CPU30读出并执行ROM32中存储的程序的结果执行各种类型的处理。将在下面详细描述第二实施方式中的样本测量处理。关于与第一实施方式中的样本测量处理的步骤相同的处理步骤，将指派相同的附图标记并且将省略其详细描述。
通过步骤110至114，控制单元24获取THz测量值T和SHG测量值S。接下来，在步骤200，控制单元24计算在步骤114获取的THz测量值T与SHG测量值S之间的相关系数的绝对值|R|。如图11中所示，在非线性光学晶体12存在损伤的情况下，THz测量值T与SHG测量值S之间的相关性变得较弱并且相关系数的绝对值|R|变得较小。
因此，在步骤202，控制单元24确定在步骤200计算的相关系数的绝对值|R|是否超过预定阈值th1（例如，0.95）。在|R|>th1的情况下，控制单元24确定THz测量值T与SHG测量值S之间的相关性很强并且非线性光学晶体12正常并且转向步骤116。然后，与第一实施方式中一样，控制单元24在步骤116中执行基线校正，在接下来的步骤118中输出校正后的测量结果，并且之后结束样本测量处理。
在|R|≤th1的情况下，控制单元24确定THz测量值T与SHG测量值S之间的相关性较弱并且非线性光学晶体12存在损伤并且转向步骤204。在步骤204，控制单元24通过在显示和操作单元26上显示指示非线性光学晶体12存在损伤的消息或者通过从未示出的扬声器输出音频消息或嘟嘟声音来发出非线性光学晶体12存在损伤的通知。之后，控制单元24结束样本测量处理。在|R|≤th1的情况下，控制单元24也可以被构造为执行步骤116和118的处理并且发出非线性光学晶体12存在损伤的通知。
如上所述，根据第二实施方式的太赫兹光谱测定装置，也能够基于THz波与SHG波之间的相关性确定非线性光学晶体存在损伤。
在第二实施方式中，描述了控制单元24使用相关系数的绝对值作为表示THz测量值T与SHG测量值S之间的相关性的指标的情况，但是控制单元24也可以被构造为使用确定系数来确定THz测量值T与SHG测量值S之间的相关性。在该情况下，在步骤200，控制单元24计算确定系数R2。与相关系数的绝对值|R|类似地，确定系数R2也在THz测量值T与SHG测量值S之间的相关性较弱的情况下变得较小。因此，在步骤202，控制单元24确定确定系数R2是否超过预定阈值th2（例如，0.90）。在R2>th2的情况下，控制单元24确定非线性光学晶体12正常。在R2>th2的情况下，控制单元24确定非线性光学晶体12存在损伤。
接下来，将描述第三实施方式。在第三实施方式中，将描述太赫兹光谱测定装置基于通过不同于第二实施方式的方法获得的THz波与SHG波之间的相关性确定非线性光学晶体是否存在损伤并且之后执行太赫兹光谱测定的情况。第三实施方式的太赫兹光谱测定装置的构造与第一实施方式的太赫兹光谱测定装置10的构造相同，因此将指派相同的附图标记并且将省略其详细描述。控制单元24是本发明的确定装置的示例。下面将描述第三实施方式的太赫兹光谱测定装置的操作。
首先，与第一实施方式中一样，太赫兹光谱测定装置在例如样本还没有设置在测量台18上时的样本测量前的预定时刻执行图8中所示的基线校正值计算处理。此外，在非线性光学晶体12不存在损伤的正常状况下，太赫兹光谱测定装置通过与第二实施方式中的样本测量处理的步骤200相同的处理步骤找出在基线校正值计算处理的步骤104中获取的基线THz测量值与基线SHG测量值之间的相关系数的绝对值|R’|并且将绝对值|R’|保存在存储器36等等的预定存储区域中。
然后，太赫兹光谱测定装置在样本已经设置在测量台18上时的样本测量时间执行图12中所示的样本测量处理。作为CPU30读出并执行ROM32中存储的程序的结果执行各种类型的处理。将在下面详细描述第三实施方式中的样本测量处理。关于与第一和第二实施方式中的样本测量处理的步骤相同的处理步骤，将指派相同的附图标记并且将省略其详细描述。
通过步骤110至114和200，控制单元24计算THz测量值T和SHG测量值S之间的相关系数的绝对值|R|。
接下来，在步骤300，控制单元24读出存储在预定区域中的非线性光学晶体正常时的基线THz测量值与基线SHG测量值之间的相关系数的绝对值|R’|并且计算在步骤200中计算的|R|与|R’|之间的差ΔR。当非线性光学晶体12正常时，基线THz测量值与基线SHG测量值示出了很强的相关性，因此相关系数的绝对值|R’|变为较大的值。难以想象的是，在之后的随时间变化中，相关系数的绝对值|R|将在其变得更大的方向上变化，因此差ΔR的增大意味着THz测量值与SHG测量值之间的相关性变得较弱。
因此，在步骤302，控制单元24确定在步骤300中计算的差ΔR的绝对值|ΔR|是否小于预定的阈值th3（例如，0.05）。在|ΔR|＜th3的情况下，控制单元24确定非线性光学晶体12正常并且执行步骤116和118的测量处理。在|ΔR|≥th3的情况下，控制单元24确定非线性光学晶体12存在损伤并且转向步骤204。在步骤204，控制单元24发出非线性光学晶体12存在损伤的通知。之后，控制单元24结束样本测量处理。在|ΔR|≥th3的情况下，控制单元24也可以被构造为执行步骤116和118的处理并且发出非线性光学晶体12存在损伤的通知。
如上所述，根据第三实施方式的太赫兹光谱测定装置，也能够基于THz波与SHG波之间的相关性确定非线性光学晶体是否存在损伤。
在第三实施方式中，描述了控制单元24使用相关系数的绝对值之间的差作为表示THz测量值T与SHG测量值S之间的相关性的指标的情况，但是控制单元24也可以被构造为使用确定系数来确定THz测量值T与SHG测量值S之间的相关性。在该情况下，在非线性光学晶体12不存在损伤的正常状况下，控制单元24预先找出基线THz测量值与基线SHG测量值之间的确定系数R’2。然后，控制单元24在步骤200中计算确定系数R2并且在步骤300计算差ΔR2(=R2-R’2)。然后，在步骤302，控制单元24确定差ΔR2的绝对值|ΔR2|是否小于预定阈值th4（例如，0.10）。在|ΔR2|<th4的情况下，控制单元24确定非线性光学晶体12正常。在|ΔR2|≥th4的情况下，控制单元24确定非线性光学晶体12存在损伤。
接下来，将描述第四实施方式。在第二和第三实施方式中，描述了太赫兹光谱测定装置基于THz波与SHG波之间的相关性确定非线性光学晶体是否存在损伤的情况，但是在第四实施方式中，将描述太赫兹光谱测定装置基于已经检测到的THz波的强度与SHG的强度是否被获得作为对应于当非线性光学晶体处于正常状况下时的THz波与SHG波之间的关系等式的值来确定非线性光学晶体是否存在损伤。
第四实施方式的太赫兹光谱测定装置的构造与第一实施方式的太赫兹光谱测定装置10的构造相同，因此将指派相同的附图标记并且将省略其详细描述。控制单元24是本发明的确定装置的示例。下面将描述第四实施方式的太赫兹光谱测定装置的操作。
首先，与第一实施方式中一样，太赫兹光谱测定装置在例如样本没有设置在测量台18上时的样本测量前的预定时刻执行图8中所示的基线校正值计算处理。此外，太赫兹光谱测定装置利用在其中非线性光学晶体12不存在损伤的正常状况下的基线校正值计算处理的步骤104中获取的基线THz测量值和基线SHG测量值来找出如图3中所示的THz测量值与SHG测量值之间的关系等式并且将该关系等式保存在存储器36等等的预定存储区域中。如图11中所示，在非线性光学晶体12存在损伤的情况下，与非线性光学晶体12正常时相比，THz测量值与SHG测量值之间的相关性变得较弱。太赫兹光谱测定装置利用THz测量值与SHG测量值之间的关系等式来掌握该变化并且确定非线性光学晶体12是否存在损伤。作为关系等式，太赫兹光谱测定装置能够使用诸如线性近似或者多项式近似的近似。
然后，太赫兹光谱测定装置在样本已经设置在测量台18上时的样本测量时间执行图13中所示的样本测量处理。作为CPU30读出并执行ROM32中存储的程序的结果执行各种类型的处理。将在下面详细描述第四实施方式中的样本测量处理。关于与第一和第二实施方式中的样本测量处理的步骤相同的处理步骤，将指派相同的附图标记并且将省略其详细描述。
通过步骤110至114，控制单元24获取THz测量值T和SHG测量值S。接下来，在步骤400，控制单元24从预定存储区域读出非线性光学晶体12正常时的THz测量值与SHG测量值之间的关系等式，基于该关系等式和在步骤114获取的THz测量值T计算SHG测量值在非线性光学晶体12正常的情况下设想的值，并且将值表示为SHG计算值S’。
接下来，在步骤402，控制单元24计算在步骤114中获取的SHG测量值S与在步骤400中计算的SHG计算值S’之间的差ΔS。如图14中所示，差ΔS的增大意味着THz测量值与SHG测量值之间的相关性变得较弱。
因此，在步骤404，控制单元24确定在步骤402中计算的差ΔS的绝对值|ΔS|是否小于预定阈值th5（例如，0.05V）。在|ΔS|<th5的情况下，控制单元24确定非线性光学晶体12正常并且执行步骤116和118的测量处理。在|ΔS|≥th5的情况下，控制单元24确定非线性光学晶体12存在损伤并且转向步骤204。在步骤204，控制单元24发出非线性光学晶体12存在损伤的通知。之后，控制单元24结束样本测量处理。在|ΔS|≤th5的情况下，控制单元24还可以被构造为执行步骤116和118的处理以及发出非线性光学晶体12存在损伤的通知。
如上所述，根据第四实施方式的太赫兹光谱测定装置，控制单元24能够不仅基于THz波与SHG波之间的相关性而且基于检测到的THz测量值之间的差以及当非线性光学晶体正常时的THz测量值与SHG测量值之间的关系等式来确定非线性光学晶体是否存在损伤。
在第四实施方式中，描述了控制单元24利用SHG测量值S与SHG计算值S’之间的差ΔS来确定非线性光学晶体是否存在损伤的情况，但是控制单元24也可以被构造为利用THz测量值T与THz计算值T’之间的差ΔT来确定非线性光学晶体是否存在损伤。在该情况下，在步骤400，控制单元24基于非线性光学晶体12正常时的关系等式以及在步骤114中获取的SHG测量值S来计算THz测量值在非线性光学晶体12正常的情况下设想的值作为THz计算值T’。在步骤402，控制单元24计算在步骤114中获取的THz测量值T与在步骤400中计算的THz计算值T’之间的差ΔT。然后，在步骤404中，控制单元24确定差ΔT的绝对值|ΔT|是否小于预定阈值th6（例如，0.05V）。在|ΔT|<th6的情况下，控制单元24确定非线性光学晶体12正常。在|ΔT|≥th6的情况下，控制单元24确定非线性光学晶体12存在损伤。
接下来，将描述第五实施方式。在第五实施方式中，将描述检查非线性光学晶体的状况的检查装置。第五实施方式的非线性光学晶体检查装置的构造与第一实施方式的太赫兹光谱测定装置10的构造相同，因此将指派相同的附图标记并且将省略其详细描述。下面将描述第五实施方式的检查装置的操作。
将参考图15描述第五实施方式的非线性光学晶体检查装置中执行的检查处理。作为CPU30读出并执行ROM32中存储的程序的结果执行检查处理。关于第五实施方式的检查处理中与第一和第二实施方式中的样本测量处理的步骤相同的处理步骤，将指派相同的附图标记并且将省略其详细描述。
通过步骤110至114和200，控制单元24计算THz测量值T和SHG测量值S之间的相关系数的绝对值|R|。接下来，在步骤202，控制单元24确定是否|R|>th1。在|R|>th1的情况下，控制单元24确定THz测量值T与SHG测量值S之间的相关性很强并且非线性光学晶体12正常并且转向步骤500。在步骤500，控制单元24输出“正常”作为检查结果。之后，控制单元24结束检查处理。在|R|≤th1的情况下，控制单元24确定THz测量值T与SHG测量值S之间的相关性较弱并且非线性光学晶体12存在损伤并且转向步骤502。在步骤502，控制单元24输出“存在损伤”作为检查结果。之后，控制单元24结束检查处理。
如上所述，根据第五实施方式的非线性光学晶体检查装置，能够基于THz波与SHG波之间的相关性来检查非线性光学晶体的状况。
在第五实施方式中，描述了与第二实施方式中类似的检查装置使用相关系数的绝对值作为指示THz测量值T与SHG测量值S之间的相关性的指标的情况，但是检查装置也可以被构造为利用与第三或第四实施方式中相同的方法来检查非线性光学晶体的状况。
此外，在上述各实施方式中，描述了本发明使用SHG波作为参考光的情况，但是参考光不限于此。参考光也可以是已经根据非线性光学晶体所具有的非线性系数进行了频率转换的光学谐波。例如，本发明也可以使用三次谐波。
此外，在上述各实施方式中，以本发明利用频率扫描执行太赫兹光谱测定的情况作为示例并且进行了描述，但是本发明也能够应用于由特定频率的THz波获得的测量的情况。在该情况下，在上述实施方式中对于各频率执行的处理仅对于特定频率执行。
此外，在上述各实施方式中，描述了本发明的太赫兹光谱测定装置被实现为CPU执行程序的结果的情况，但是也可以利用诸如专用集成电路（ASIC）的半导体集成电路来实现太赫兹光谱测定装置。

Claims (11)

1.一种太赫兹光谱测定装置，所述太赫兹光谱测定装置包括：
非线性光学晶体，所述非线性光学晶体具有固有的非线性系数，并且由入射在其上的两种不同波长的光束生成太赫兹波和光学谐波，其中，所述太赫兹波是通过与所述非线性系数相应的和频生成或差频生成而得到的，并且在所述光学谐波中，所述两种不同波长的光束根据所述非线性系数进行了波长转换；
第一检测装置，所述第一检测装置直接检测从所述非线性光学晶体生成的所述太赫兹波或者检测已经通过被施加有所述太赫兹波的测量对象或从其反射的测量太赫兹波；
第二检测装置，所述第二检测装置检测从所述非线性光学晶体生成的所述光学谐波中的至少一个光学谐波；以及
测量装置，所述测量装置获得测量值，在所述测量值中，由所述第一检测装置检测到的所述测量太赫兹波的强度被基于由所述第二检测装置检测到的所述至少一个光学谐波的强度进行了校正。
2.根据权利要求1所述的太赫兹光谱测定装置，其中，所述测量装置获取由所述第一检测装置直接检测到的太赫兹波作为基线太赫兹波，获取与所述基线太赫兹波同时检测到的光学谐波作为基线光学谐波，并且基于所述基线太赫兹波、所述基线光学谐波、所述测量太赫兹波和与所述测量太赫兹波同时检测到的光学谐波之间的关系获得校正后的测量值。
3.根据权利要求1或2所述的太赫兹光谱测定装置，其中，所述光学谐波是所述两种不同波长的光束的二次谐波。
4.根据权利要求1或2所述的太赫兹光谱测定装置，其中，所述测量装置利用通过在执行频率扫描的同时将从所述非线性光学晶体生成的所述太赫兹波施加到所述测量对象而检测到的所述测量太赫兹波或者通过将从所述非线性光学晶体生成的特定频率的太赫兹波施加到所述测量对象而检测到的所述测量太赫兹波来获得所述测量值。
5.根据权利要求1或2所述的太赫兹光谱测定装置，所述太赫兹光谱测定装置进一步包括确定装置，所述确定装置基于由所述第一检测装置检测到的所述测量太赫兹波的强度与由所述第二检测装置检测到的所述至少一个光学谐波的强度之间的相关性确定所述非线性光学晶体是否存在损伤。
6.根据权利要求5所述的太赫兹光谱测定装置，其中，所述确定装置在由所述第一检测装置检测到的所述测量太赫兹波的强度与由所述第二检测装置检测到的所述至少一个光学谐波的强度之间的相关系数的绝对值或者确定系数小于预定阈值的情况下确定所述非线性光学晶体存在损伤。
7.根据权利要求5所述的太赫兹光谱测定装置，其中，所述确定装置在由所述第一检测装置检测到的所述测量太赫兹波的强度与由所述第二检测装置检测到的所述至少一个光学谐波的强度之间的相关系数的绝对值或者确定系数与利用正常状况下的所述非线性光学晶体获得的相关系数的绝对值或确定系数之间的差大于预定阈值的情况下确定所述非线性光学晶体存在损伤。
8.根据权利要求1或2所述的太赫兹光谱测定装置，所述太赫兹光谱测定装置进一步包括确定装置，所述确定装置在由所述第一检测装置检测到的所述测量太赫兹波的强度与由所述第二检测装置检测到的所述至少一个光学谐波的强度中的一种强度与所述一种强度的计算值之间的差大于预定阈值的情况下确定所述非线性光学晶体存在损伤，其中，所述一种强度的计算值是基于由所述第一检测装置检测到的所述测量太赫兹波的强度与由所述第二检测装置检测到的所述至少一个光学谐波的强度中的另一种强度以及利用正常状况下的所述非线性光学晶体获得的所述测量太赫兹波的强度与所述至少一个光学谐波的强度之间的关系式而获得的。
9.一种太赫兹光谱测定方法，所述太赫兹光谱测定方法包括下述步骤：
检测已经通过被施加有从非线性光学晶体生成的太赫兹波的测量对象或从其反射的测量太赫兹波，所述非线性光学晶体具有固有的非线性系数并且由入射在其上的两种不同波长的光束生成太赫兹波和光学谐波，其中，所述太赫兹波是通过与所述非线性系数相应的和频生成或差频生成而得到的，并且在所述光学谐波中，所述两种不同波长的光束根据所述非线性系数进行了波长转换；
检测从所述非线性光学晶体生成的所述光学谐波中的至少一个光学谐波；并且
获得测量值，在所述测量值中，已经检测到的所述测量太赫兹波的强度被基于已经检测到的所述至少一个光学谐波的强度进行了校正。
10.一种非线性光学晶体检查装置，所述非线性光学晶体检查装置包括：
非线性光学晶体，所述非线性光学晶体具有固有的非线性系数并且由入射在其上的两种不同波长的光束生成太赫兹波和光学谐波，其中，所述太赫兹波是通过与所述非线性系数相应的和频生成或差频生成而得到的，并且在所述光学谐波中，所述两种不同波长的光束根据所述非线性系数进行了波长转换；
第一检测装置，所述第一检测装置直接检测从所述非线性光学晶体生成的所述太赫兹波或者检测已经通过被施加有所述太赫兹波的测量对象或从其反射的测量太赫兹波；
第二检测装置，所述第二检测装置检测从所述非线性光学晶体生成的所述光学谐波中的至少一个光学谐波；以及
确定装置，所述确定装置基于由所述第一检测装置检测到的所述测量太赫兹波的强度与由所述第二检测装置检测到的所述至少一个光学谐波的强度之间的相关性确定所述非线性光学晶体是否存在损伤。
11.一种非线性光学晶体检查方法，所述非线性光学晶体检查方法包括下述步骤：
检测通过被施加有从非线性光学晶体生成的太赫兹波的测量对象或从其反射的测量太赫兹波，所述非线性光学晶体具有固有的非线性系数并且由入射在其上的两种不同波长的光束生成太赫兹波和光学谐波，其中，所述太赫兹波是通过与所述非线性系数相应的和频生成或差频生成而得到的，并且在所述光学谐波中，所述两种不同波长的光束根据所述非线性系数进行了波长转换；
检测从所述非线性光学晶体生成的所述光学谐波中的至少一个光学谐波；以及
基于已经检测到的所述测量太赫兹波的强度与已经检测到的所述至少一个光学谐波的强度之间的相关性确定所述非线性光学晶体是否存在损伤。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102132511B1 (ko) * 2013-12-04 2020-07-09 마이크로테크 인스트러먼츠, 인크. 테라헤르츠 이미지의 고-대비, 근-실시간 습득을 위한 시스템 및 방법
JP6333676B2 (ja) * 2014-09-02 2018-05-30 浜松ホトニクス株式会社 非線形光学結晶及びその製造方法、テラヘルツ波発生装置並びにテラヘルツ波測定装置。
WO2016056522A1 (ja) * 2014-10-08 2016-04-14 国立研究開発法人理化学研究所 光応答計測装置および光応答計測方法
US9557263B2 (en) * 2014-10-22 2017-01-31 The Boeing Company Terahertz material evaluation and characterization via material difference frequency generation
US9557267B2 (en) * 2014-10-22 2017-01-31 The Boeing Company Terahertz imaging via simultaneous surface and sub-surface evaluation via non-linear optical response
JPWO2016208048A1 (ja) * 2015-06-26 2017-08-03 株式会社日立製作所 気体分析装置
DE112017007750T5 (de) 2017-08-22 2020-04-02 Hitachi High-Technologies Corporation Ferninfrarot-Spektralvorrichtung und Ferninfrarot-Spektralverfahren
CN109142266B (zh) * 2018-07-05 2021-11-30 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种太赫兹精细谱探测仪
CN110743104B (zh) * 2019-10-28 2023-03-17 鲍玉珍 太赫兹波理疗终端、用于宫颈癌的太赫兹波理疗系统
CN112902835A (zh) * 2019-12-04 2021-06-04 阳程科技股份有限公司 光学对位检测装置及其检测方法
CN114910565B (zh) * 2022-07-19 2022-09-27 天津市特种设备监督检验技术研究院(天津市特种设备事故应急调查处理中心) 一种非线性超声检测中相对非线性系数的修正方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007121598A1 (en) * 2006-04-21 2007-11-01 Eth Zurich Broadband terahertz radiation generation and detection system and method
CN101730961A (zh) * 2007-03-16 2010-06-09 哈佛大学 用于产生太赫兹辐射的方法和设备

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0529695A (ja) 1991-07-23 1993-02-05 Nippon Steel Corp レーザ装置
GB2360842B (en) 2000-03-31 2002-06-26 Toshiba Res Europ Ltd An apparatus and method for investigating a sample
JP4296070B2 (ja) * 2003-10-01 2009-07-15 浜松ホトニクス株式会社 位相特性測定装置
US7259859B2 (en) * 2004-01-23 2007-08-21 Hrl Laboratories, Llc Terahertz modulation spectrometer
JP4565198B2 (ja) * 2005-03-01 2010-10-20 国立大学法人大阪大学 高分解・高速テラヘルツ分光計測装置
JP2008268162A (ja) * 2007-04-18 2008-11-06 Terahertz Laboratory Co 周波数掃引式テラヘルツスペクトル測定装置
JP4996428B2 (ja) * 2007-11-16 2012-08-08 独立行政法人理化学研究所 薄切片試料の含有水分量測定装置および方法
WO2009075360A1 (ja) * 2007-12-12 2009-06-18 Osaka Prefecture University Public Corporation 複合フォトニック構造素子、その複合フォトニック構造素子を用いた面発光レーザ、波長変換素子、その波長変換素子を備えたレーザ加工装置
JP5407794B2 (ja) * 2009-11-19 2014-02-05 日本電気株式会社 テラヘルツ光を用いた物質成分の解析装置及びテラヘルツ光を用いた物質成分の解析方法
JP2012068621A (ja) * 2010-08-24 2012-04-05 Canon Inc テラヘルツ波発生素子、テラヘルツ波検出素子、及びテラヘルツ時間領域分光装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007121598A1 (en) * 2006-04-21 2007-11-01 Eth Zurich Broadband terahertz radiation generation and detection system and method
CN101730961A (zh) * 2007-03-16 2010-06-09 哈佛大学 用于产生太赫兹辐射的方法和设备

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