JP2003115625A - Terahertz light generating apparatus - Google Patents

Terahertz light generating apparatus

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JP2003115625A
JP2003115625A JP2001309133A JP2001309133A JP2003115625A JP 2003115625 A JP2003115625 A JP 2003115625A JP 2001309133 A JP2001309133 A JP 2001309133A JP 2001309133 A JP2001309133 A JP 2001309133A JP 2003115625 A JP2003115625 A JP 2003115625A
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Japan
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terahertz light
irradiation
light generating
terahertz
irradiation region
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Application number
JP2001309133A
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Japanese (ja)
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Hiromichi Akahori
洋道 赤堀
Toshiyuki Iwamoto
敏志 岩本
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Tochigi Nikon Corp
Nikon Corp
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Tochigi Nikon Corp
Nikon Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S1/00Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range
    • H01S1/02Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range solid

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a terahertz light generating apparatus which can increase radiation intensity of the terahertz light generated. SOLUTION: A terahertz light generating element 1 comprises a substrate 11 as a light conductive portion, and a couple of conductive portions 12, 13 which are separately formed on the surface parallel to the XY plane of the substrate 11. At least a part of the conductive portion 12 and that of the conductive portion 13 are allocated in the Y axis direction so as to keep the predetermined interval g1. A radiating portion 2 radiates an exciting pulse beam to the predetermined radiation area of the terahertz light generating element 1. A voltage applying portion 3 applies a bias voltage across the conductive portions 12 and 13. The radiating portion 2 is configured to include a cylindrical lens 22 or the like, and to provide the radiating region which is longer in the X axis direction than that in the Y axis direction.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、テラヘルツ光発生
装置に関し、特に、光スイッチ素子を用いたテラヘルツ
光発生素子を備えたテラヘルツ光発生装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a terahertz light generating device, and more particularly to a terahertz light generating device having a terahertz light generating element using an optical switch element.

【0002】[0002]

【従来の技術】テラヘルツ光の発生には、光スイッチ素
子と呼ばれるテラヘルツ光発生素子が、多く用いられて
いる(例えば、スミス、オーストン及びナス(Peter.R.
Smith,David.H.Auston and Martin.C.Nuss)の論文("S
ubpicosecond Photoconducting Dipole Antennas", IEE
E Journal of Quantum Electronics, Vol.24, No.2, p
p.255-260(1988))、ブディオルト、マーゴリーズ、
ジェオング、ソン及びボコー(E.Budiarto, J.Margolie
s, S.Jeong, J.Son and J.Bokor)の論文("High-Inten
sity Terahertz Pulses at 1-kHz Repetition Rate", I
EEE Journal of Quantum Electronics, Vol.32, No.10,
pp1839-1846(1996))など)。
2. Description of the Related Art A terahertz light generating element called an optical switch element is often used for generating terahertz light (for example, Smith, Auston, and Nasu (Peter.R.
Smith, David.H.Auston and Martin.C.Nuss) paper ("S
ubpicosecond Photoconducting Dipole Antennas ", IEE
E Journal of Quantum Electronics, Vol.24, No.2, p
p.255-260 (1988)), Budiort, Margolies,
Jeong, Son and Bocault (E. Budiarto, J. Margolie
s, S. Jeong, J. Son and J. Bokor) ("High-Inten
sity Terahertz Pulses at 1-kHz Repetition Rate ", I
EEE Journal of Quantum Electronics, Vol.32, No.10,
pp1839-1846 (1996)) etc.).

【0003】光スイッチ素子と呼ばれるテラヘルツ光発
生素子は、光伝導部と、該光伝導部の所定の面上に形成
され互いに分離された2つの導電部としての導電膜とを
有し、前記2つの導電膜の少なくとも一部同士が前記所
定の面に沿った方向に所定間隔をあけるように配置され
た素子である。この素子では、前記2つの導電膜間に電
圧を印加しても、通常は、2つの導電膜間(ギャップ部
分)の抵抗値が非常に高いため電流はほとんど流れな
い。ギャップ部分をフェムト秒パルスレーザ光等の超短
パルスレーザ光などの励起パルス光で照射して、自由キ
ャリア(電子と正孔)を生成すると、その瞬間だけその
抵抗値が下がり、印加されている電場によりキャリアが
加速されて電流が流れる。このパルス状の電流によっ
て、テラヘルツパルス光が発生する。
A terahertz light generating element called an optical switch element has a photoconductive portion and a conductive film as two conductive portions formed on a predetermined surface of the photoconductive portion and separated from each other. It is an element in which at least a part of two conductive films are arranged with a predetermined interval in the direction along the predetermined surface. In this element, even if a voltage is applied between the two conductive films, almost no current flows because the resistance value between the two conductive films (gap portion) is very high. Irradiating the gap with excitation pulsed light such as ultra-short pulsed laser light such as femtosecond pulsed laser light to generate free carriers (electrons and holes) reduces the resistance value at that moment and is applied. Carriers are accelerated by the electric field and a current flows. Terahertz pulsed light is generated by this pulsed current.

【0004】光スイッチ素子と呼ばれる従来のテラヘル
ツ光発生素子を備えた従来のテラヘルツ光発生装置で
は、テラヘルツ光発生素子の励起パルス光照射領域は円
形とされていた。
In the conventional terahertz light generating device provided with the conventional terahertz light generating element called an optical switch element, the excitation pulse light irradiation area of the terahertz light generating element is circular.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】テラヘルツ光発生装置
から発生するテラヘルツ光の放射強度を増大させること
ができれば、テラヘルツ光を利用する各種の装置(テラ
ヘルツ光装置)、例えば、分光装置、検査装置、分析装
置などにおいて、測定時間や検査時間の短縮、測定範囲
や検査範囲の拡大、S/Nの向上などを図ることができ
る。
If the radiation intensity of the terahertz light generated from the terahertz light generating device can be increased, various devices using the terahertz light (terahertz optical device), for example, a spectroscopic device, an inspection device, In an analyzer or the like, it is possible to shorten the measurement time and inspection time, expand the measurement range and inspection range, and improve S / N.

【0006】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、発生するテラヘルツ光の放射強度を増大させ
ることができるテラヘルツ光発生装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a terahertz light generating device capable of increasing the emission intensity of the generated terahertz light.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第1の態様によるテラヘルツ光発生装置
は、(a)光伝導部と、該光伝導部の所定の面上に形成
され互いに分離された2つの導電部とを有し、前記2つ
の導電部の少なくとも一部同士が前記所定の面に沿った
第1の方向に所定間隔をあけるように配置されたテラヘ
ルツ光発生素子と、(b)前記テラヘルツ光発生素子の
所定の照射領域に励起パルス光を照射する照射部と、
(c)前記2つの導電部間にバイアス電圧を印加する電
圧印加部と、を備えたものである。そして、この第1の
態様では、前記照射部は、前記所定の面に沿った第2の
方向であって前記第1の方向と直交する第2の方向の前
記照射領域の長さが、前記第1の方向の前記照射領域の
長さに比べて長くなるように、構成される。
In order to solve the above problems, a terahertz light generating device according to a first aspect of the present invention comprises (a) a photoconductive portion and a photoconductive portion formed on a predetermined surface of the photoconductive portion. A terahertz light generating element having two conductive parts separated from each other, and at least a part of the two conductive parts being arranged at a predetermined interval in a first direction along the predetermined surface; (B) an irradiation unit that irradiates a predetermined irradiation region of the terahertz light generating element with excitation pulsed light,
(C) A voltage applying section for applying a bias voltage between the two conductive sections. And in this 1st aspect, the said irradiation part is the 2nd direction along the said predetermined surface, and the length of the said irradiation area of the 2nd direction orthogonal to the said 1st direction is the said, It is configured to be longer than the length of the irradiation region in the first direction.

【0008】本発明の第2の態様によるテラヘルツ光発
生装置は、前記第1の態様において、前記照射部は、前
記照射領域の全部又は大部分が、前記テラヘルツ光発生
素子における前記2つの導電部の前記少なくとも一部同
士の間の領域となるように、前記励起パルス光を照射す
るものである。
A terahertz light generating device according to a second aspect of the present invention is the terahertz light generating device according to the first aspect, wherein in the irradiation section, all or most of the irradiation area is the two conductive sections in the terahertz light generating element. The excitation pulsed light is irradiated so as to be a region between at least a part of the above.

【0009】本発明の第3の態様によるテラヘルツ光発
生装置は、前記第1又は第2の態様において、前記照射
領域が略々楕円形状であるものである。
A terahertz light generating device according to a third aspect of the present invention is the device according to the first or second aspect, wherein the irradiation area is substantially elliptical.

【0010】本発明の第4の態様によるテラヘルツ光発
生装置は、前記第1乃至第3のいずれかの態様におい
て、前記照射領域の前記第1の方向の長さに対する前記
照射領域の前記第2の方向の長さの比が、1.1以上で
あるものである。前記比は、1.5以上であることが好
ましく、2以上であることがより好ましく、3以上であ
ることがより一層好ましく、5以上であることが更に好
ましく、8以上であることが更に好ましい。
The terahertz light generating device according to a fourth aspect of the present invention is the terahertz light generating device according to any one of the first to third aspects, wherein the second region of the irradiation region is the second region of the irradiation region with respect to the length of the irradiation region in the first direction. The ratio of the lengths in the direction is 1.1 or more. The ratio is preferably 1.5 or more, more preferably 2 or more, even more preferably 3 or more, further preferably 5 or more, and further preferably 8 or more. .

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明によるテラヘルツ光
発生装置について、図面を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A terahertz light generating device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】[第1の実施の形態][First Embodiment]

【0013】図1は、本発明の第1の実施の形態による
テラヘルツ光発生装置を示す概略構成図である。図2は
図1中のテラヘルツ光発生素子1を示す図であり、図2
(a)はその概略平面図、図2(b)は図2(a)中の
A−A’線に沿った概略断面図である。理解を容易にす
るため、図1及び図2に示すように、互いに直交するX
軸、Y軸及びZ軸を定義する(後述する図についても同
様である。)。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a terahertz light generating device according to a first embodiment of the present invention. 2 is a diagram showing the terahertz light generating element 1 in FIG.
2A is a schematic plan view thereof, and FIG. 2B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. For ease of understanding, as shown in FIGS. 1 and 2, Xs orthogonal to each other are used.
The axes, the Y-axis, and the Z-axis are defined (the same applies to the figures described later).

【0014】本実施の形態によるテラヘルツ光発生装置
は、図1に示すように、テラヘルツ光発生素子1と、照
射部2と、電圧印加部としての直流電源3とを備えてい
る。
As shown in FIG. 1, the terahertz light generating device according to this embodiment includes a terahertz light generating element 1, an irradiation unit 2, and a DC power supply 3 as a voltage application unit.

【0015】テラヘルツ光発生素子1は、図1及び図2
に示すように、光伝導部としての基板11と、該基板1
1の一方の表面(図中のXY平面と平行な面)に形成さ
れ互いに分離された2つの導電部としての導電膜12,
13とを備えている。導電膜12,13の少なくとも一
部同士が、基板11の上側(上下は図2(b)中の上下
で示す。)の平面に沿ったY軸方向に所定間隔g1をあ
けるように配置されている。本実施の形態では、導電膜
12,13の全体同士が間隔g1をあけている。この間
隔g1が2mm以上、例えば5mmに設定されており、
基板11及び導電膜12,13によっていわゆる大口径
の光スイッチ素子が構成されている。
The terahertz light generating element 1 is shown in FIGS.
As shown in FIG.
A conductive film 12 as two conductive portions formed on one surface of 1 (a plane parallel to the XY plane in the figure) and separated from each other;
13 and 13. At least some of the conductive films 12 and 13 are arranged so as to have a predetermined gap g1 in the Y-axis direction along the plane above the substrate 11 (the upper and lower sides are shown as the upper and lower sides in FIG. 2B). There is. In the present embodiment, the conductive films 12 and 13 are entirely separated by a gap g1. This gap g1 is set to 2 mm or more, for example, 5 mm,
The substrate 11 and the conductive films 12 and 13 constitute a so-called large-diameter optical switch element.

【0016】基板11の材質としては、例えば、抵抗率
が高い半導体(例えば、半絶縁性GaAs)を用いるこ
とができる。導電膜12,13の材質としては、例え
ば、金などを用いることができ、蒸着等により基板11
の表面に形成することができる。
As the material of the substrate 11, for example, a semiconductor having a high resistivity (for example, semi-insulating GaAs) can be used. As the material of the conductive films 12 and 13, for example, gold or the like can be used, and the substrate 11 can be formed by vapor deposition or the like.
Can be formed on the surface of.

【0017】本実施の形態では、前述したように基板1
1自体が光伝導部として用いられているが、例えば、図
3に示すように、基板11上に光伝導部として光伝導膜
14を形成し、光伝導膜14上に導電膜12,13を形
成してもよい。この場合、例えば、基板11の材質とし
てGaAsを用いるとともに、光伝導膜14として低温
成長GaAsを用いることができる。なお、図3は、テ
ラヘルツ光発生素子1の他の例を示す概略断面図であ
り、図2(b)に対応している。図3において、図1及
び図2中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を
付し、その重複する説明は省略する。
In the present embodiment, as described above, the substrate 1
Although 1 itself is used as a photoconductive portion, for example, as shown in FIG. 3, a photoconductive film 14 is formed as a photoconductive portion on a substrate 11, and conductive films 12 and 13 are formed on the photoconductive film 14. You may form. In this case, for example, GaAs can be used as the material of the substrate 11 and low-temperature grown GaAs can be used as the photoconductive film 14. 3 is a schematic cross-sectional view showing another example of the terahertz light generating element 1 and corresponds to FIG. 2 (b). In FIG. 3, the same or corresponding elements as those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and the duplicated description thereof will be omitted.

【0018】前記照射部2は、図1及び図2(a)に示
すように、テラヘルツ光発生素子1の所定の照射領域R
1に、フェムト秒パルスレーザ光等の超短パルスレーザ
光などを、励起パルス光として照射する。照射部2は、
照射領域R1の基板11の上側の平面に沿ったX軸方向
の長さが、照射領域R1のY軸方向の長さに比べて長く
なるように、構成されている。照射領域R1のY軸方向
の長さに対する照射領域R1のX軸方向の長さの比は、
1.1以上であることが好ましく、1.5以上であるこ
とがより好ましく、2以上であることがより好ましく、
3以上であることがより一層好ましく、5以上であるこ
とが更に好ましく、8以上であることが更に好ましい。
照射領域R1は、例えば、略々楕円形状にすることが、
レーザ光等を有効に利用する上で好ましい。これは、照
射領域R1を略々楕円形状にすれば、後述するレーザ光
源21から発したレーザ光の光束の一部をカットする必
要がなくなるためである。
As shown in FIGS. 1 and 2A, the irradiation unit 2 has a predetermined irradiation region R of the terahertz light generating element 1.
1 is irradiated with ultrashort pulsed laser light such as femtosecond pulsed laser light as excitation pulsed light. The irradiation unit 2 is
The irradiation region R1 is configured such that the length in the X-axis direction along the upper plane of the substrate 11 is longer than the length of the irradiation region R1 in the Y-axis direction. The ratio of the length of the irradiation region R1 in the X-axis direction to the length of the irradiation region R1 in the Y-axis direction is
It is preferably 1.1 or more, more preferably 1.5 or more, more preferably 2 or more,
It is even more preferably 3 or more, further preferably 5 or more, and further preferably 8 or more.
For example, the irradiation region R1 may have a substantially elliptical shape.
It is preferable for effectively utilizing the laser light and the like. This is because if the irradiation region R1 is formed into a substantially elliptical shape, it is not necessary to cut a part of the light flux of the laser light emitted from the laser light source 21 described later.

【0019】本実施の形態では、照射部2は、具体的に
は、レーザ光源21と、レーザ光源21からの光束の断
面形状を照射領域R1に合わせて整形する整形光学系と
しての、シリンドリカルレンズ22、凹又は凸の球面レ
ンズ23及びシリンドリカルレンズ24を有している。
なお、本実施の形態では、シリンドリカルレンズ22及
び球面レンズ23によって励起パルス光の光束のX軸方
向がコリメートされ、球面レンズ23及びシリンドリカ
ルレンズ24によって励起パルス光の光束のY軸方向が
コリメートされ、これらにより、励起パルス光は平行光
束として照射領域R1に照射されるようになっている。
もっとも、照射部2の構成がこのような構成に限定され
るものではないことは、言うまでもない。
In the present embodiment, the irradiation section 2 is specifically a laser light source 21 and a cylindrical lens as a shaping optical system for shaping the cross-sectional shape of the light flux from the laser light source 21 in accordance with the irradiation region R1. 22, a concave or convex spherical lens 23, and a cylindrical lens 24.
In the present embodiment, the X-axis direction of the luminous flux of the excitation pulse light is collimated by the cylindrical lens 22 and the spherical lens 23, and the Y-axis direction of the luminous flux of the excitation pulse light is collimated by the spherical lens 23 and the cylindrical lens 24. As a result, the excitation pulsed light is irradiated onto the irradiation region R1 as a parallel light flux.
However, it goes without saying that the configuration of the irradiation unit 2 is not limited to such a configuration.

【0020】また、本実施の形態では、照射部2は、図
2に示すように照射領域R1の全部がテラヘルツ光発生
素子1における2つの導電膜12,13の間の領域とな
るように、励起パルス光を照射するようになっている。
もっとも、本発明は、必ずしもこれに限定されるもので
はなく、例えば、照射領域R1の一部が導電膜12,1
3と重なってもよい。さらに、本実施の形態では、照射
領域R1のY軸方向の長さが導電膜12,13間の間隔
g1より短くされ、照射領域R1と導電膜12,13と
の間にそれぞれ間隔があけられている。もっとも、本発
明では、必ずしもこれに限定されるものではない。
Further, in the present embodiment, in the irradiation section 2, as shown in FIG. 2, the irradiation region R1 is entirely the region between the two conductive films 12 and 13 in the terahertz light generating element 1. The excitation pulsed light is emitted.
However, the present invention is not necessarily limited to this, and for example, a part of the irradiation region R1 may be the conductive films 12 and 1.
It may overlap with 3. Further, in the present embodiment, the length of the irradiation region R1 in the Y-axis direction is shorter than the gap g1 between the conductive films 12 and 13, and the irradiation region R1 and the conductive films 12 and 13 are spaced from each other. ing. However, the present invention is not necessarily limited to this.

【0021】前記直流電源3は、導電膜12,13間に
バイアス電圧を印加する。直流電源3としては、例え
ば、商用電源からの交流を直流に変換する電源回路で構
成することができる。バイアス電圧の大きさは特に限定
されるものではないが、テラヘルツ光の放射強度を可能
な限り大きくするためには、バイアス電圧の大きさは、
2つの導電膜12,13の間の電場Ebiasが、絶縁破壊
の起こる直前の電場強度となるように、調節しておくこ
とが好ましい。
The DC power source 3 applies a bias voltage between the conductive films 12 and 13. The DC power supply 3 can be composed of, for example, a power supply circuit that converts AC from a commercial power supply into DC. The magnitude of the bias voltage is not particularly limited, but in order to maximize the radiation intensity of terahertz light, the magnitude of the bias voltage is
It is preferable to adjust the electric field E bias between the two conductive films 12 and 13 so as to be the electric field strength immediately before dielectric breakdown occurs.

【0022】ここで、本実施の形態によるテラヘルツ光
発生装置と比較される比較例について、図4を参照して
説明する。図4は、比較例におけるテラヘルツ光発生素
子1上の励起パルス光の照射領域R2を示す概略平面図
であり、図2(a)に対応している。図4において、図
1及び図2中の要素と同一又は対応する要素には同一符
号を付し、その重複する説明は省略する。
Here, a comparative example compared with the terahertz light generating device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic plan view showing an irradiation region R2 of the excitation pulsed light on the terahertz light generating element 1 in the comparative example, and corresponds to FIG. 2 (a). In FIG. 4, elements that are the same as or correspond to the elements in FIGS. 1 and 2 are given the same reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted.

【0023】この比較例で用いられているテラヘルツ光
発生素子1は、本実施の形態で用いられているテラヘル
ツ光発生素子1と寸法や材料等も含めて全く同一であ
る。この比較例は、従来技術と同様に、テラヘルツ光発
生素子1上の励起パルス光の照射領域R2を円形とする
例である。照射領域R2の直径が間隔g1とされ、照射
領域R2がちょうど導電膜12,13間の領域に配置さ
れている。図面には示していないが、比較例で使用され
る励起パルス光の照射部が本実施の形態で用いられてい
る照射部2と異なる所は、整形光学系のみであり、比較
例も本実施の形態も、用いられるレーザ光源21は同一
であり、比較例における照射領域R2の単位面積当たり
のレーザ光強度は、本実施の形態における照射領域R1
の単位面積当たりのレーザ光強度とほぼ同一となってい
る。また、比較例で2つの導電膜12,13間に印加さ
れるバイアス電圧も、本実施の形態で2つの導電膜1
2,13間に印加されるバイアス電圧と同一である。
The terahertz light generating element 1 used in this comparative example is exactly the same as the terahertz light generating element 1 used in the present embodiment, including dimensions and materials. This comparative example is an example in which the irradiation region R2 of the excitation pulsed light on the terahertz light generating element 1 is circular, as in the conventional technique. The diameter of the irradiation region R2 is a gap g1 and the irradiation region R2 is arranged just in the region between the conductive films 12 and 13. Although not shown in the drawing, the irradiation part of the excitation pulse light used in the comparative example is different from the irradiation part 2 used in the present embodiment only in the shaping optical system, and the comparative example is also the present embodiment. Also, the laser light source 21 used is the same, and the laser light intensity per unit area of the irradiation region R2 in the comparative example is the same as the irradiation region R1 in the present embodiment.
The laser light intensity per unit area is almost the same. Further, the bias voltage applied between the two conductive films 12 and 13 in the comparative example is also the same as that of the two conductive films 1 in the present embodiment.
It is the same as the bias voltage applied between 2 and 13.

【0024】次に、本実施の形態の作用について、前述
した比較例と比較して説明する。
Next, the operation of this embodiment will be described in comparison with the comparative example described above.

【0025】本実施の形態及び比較例では、導電膜1
2,13間には、直流電源3により直流電圧が印加され
ているが、通常は、2つの導電膜12,13間(ギャッ
プ部分)の抵抗値が非常に高いため電流はほとんど流れ
ない。照射部2により、ギャップ部分を、基板11を構
成する半導体等のバンドギャップ以上のエネルギーを持
つ超短パルスレーザ光などを照射して励起し、自由キャ
リア(電子と正孔)を生成すると、その抵抗値が下がり
電流が流れる。励起レーザ光のパルス幅が十分に短く、
かつ励起キャリアの寿命が短いため、この電流はごく短
時間しか流れない。そして、このとき、電流が時間変化
するため電磁波が発生する。励起レーザ光のパルス幅が
十分に短ければ(例えば、100fs以下程度)、その
電磁波の振動数は数THzに達する。これがテラヘルツ
光であり、基板11側へと伝播する。
In this embodiment and the comparative example, the conductive film 1 is used.
A direct-current voltage is applied from the direct-current power supply 3 between 2 and 13, but normally, almost no current flows because the resistance value between the two conductive films 12 and 13 (gap portion) is very high. When the irradiation unit 2 irradiates the gap portion with an ultrashort pulsed laser beam having energy higher than the band gap of a semiconductor or the like forming the substrate 11 to excite it and generate free carriers (electrons and holes), The resistance decreases and the current flows. The pulse width of the pump laser light is sufficiently short,
Moreover, this current flows only for a very short time because the lifetime of the excited carriers is short. Then, at this time, since the current changes with time, electromagnetic waves are generated. If the pulse width of the excitation laser light is sufficiently short (for example, about 100 fs or less), the frequency of the electromagnetic wave reaches several THz. This is terahertz light, which propagates to the substrate 11 side.

【0026】前述したように、励起パルス光が照射され
ると、光伝導部としての基板11に自由キャリア(電子
と正孔)が生成され、印加されている電場Ebiasにより
キャリアが加速されてテラヘルツ光が発生する。このと
きに発生するテラヘルツ光の遠方での電場強度E
THzは、2つの導電膜12,13間を流れる電流Jの時
間微分に比例し、次の数1で表すことができる。
As described above, when the excitation pulse light is irradiated, free carriers (electrons and holes) are generated in the substrate 11 as a photoconductive portion, and the carriers are accelerated by the applied electric field E bias. Terahertz light is generated. Electric field intensity E of terahertz light generated at this time in the distance
THz is proportional to the time derivative of the current J flowing between the two conductive films 12 and 13, and can be expressed by the following equation 1.

【0027】[0027]

【数1】ETHz∝dJ/dt[Equation 1] E THz ∝dJ / dt

【0028】2つの導電膜12,13間に流れる電流J
は、電流密度j及び電流の流れる断面積Sを用いると、
次の数2で示す通りとなる。ここで、断面積Sは、照射
領域RのX軸方向の長さとZ方向の自由キャリア生成深
さとの積となっている。
A current J flowing between the two conductive films 12 and 13
Using the current density j and the cross-sectional area S through which the current flows,
It becomes as shown in the following Equation 2. Here, the cross-sectional area S is the product of the length of the irradiation region R in the X axis direction and the free carrier generation depth in the Z direction.

【0029】[0029]

【数2】J=Sj[Equation 2] J = Sj

【0030】さらに、電流密度jは、光励起されたキャ
リアの移動度μ、キャリアの密度n、2つの導電膜1
2,13間に印加されている電場Ebias、及び、電子電
荷eを用いて、次の数3で表すことができる。
Further, the current density j is the mobility μ of photoexcited carriers, the density n of carriers, and the two conductive films 1.
By using the electric field E bias applied between 2 and 13 and the electronic charge e, it can be expressed by the following Expression 3.

【0031】[0031]

【数3】j=neμEbias ## EQU00003 ## j = ne.mu.E bias

【0032】すなわち、テラヘルツ光の電場強度ETHz
は、光励起されたキャリアの移動度μ、キャリアの密度
n、互いに分離された2つの導電膜12,13の間に印
加されている電場の大きさEbias、断面積Sに依存して
おり、次の数4で示す通りとなる。
That is, the electric field intensity E THz of the terahertz light
Is dependent on the mobility μ of photoexcited carriers, the carrier density n, the magnitude E bias of the electric field applied between the two conductive films 12 and 13 separated from each other, and the cross-sectional area S, It becomes as shown in the following formula 4.

【0033】[0033]

【数4】 ETHz∝Sdj/dt=Sd(neμEbias)/dt[Equation 4] E THz ∝Sdj / dt = Sd (neμE bias ) / dt

【0034】ここで、2つの導電膜12,13間に印加
されている電場Ebiasを時間に依存しないと仮定する
と、テラヘルツ光の遠方での電場強度ETHzは、数4か
ら、キャリアの密度n及びキャリアの移動度μの時間微
分、電流の流れる断面積S、2つの導電膜12,13の
間に印加されている電場Ebiasに、それぞれ比例する。
今、テラヘルツ光の放射強度を可能な限り大きくするべ
く、2つの導電膜12,13間に印加されている電場E
biasとしては、例えば絶縁破壊の起こる直前の電場強度
に調節されているとする。
Assuming that the electric field E bias applied between the two conductive films 12 and 13 does not depend on time, the electric field intensity E THz at the far side of the terahertz light is calculated from Equation 4, and the carrier density is It is proportional to the time differential of n and the mobility μ of the carrier, the cross-sectional area S through which the current flows, and the electric field E bias applied between the two conductive films 12 and 13.
Now, in order to maximize the radiation intensity of the terahertz light, an electric field E applied between the two conductive films 12 and 13
It is assumed that the bias is adjusted to the electric field strength immediately before the dielectric breakdown occurs.

【0035】光伝導部としての基板11の材質を変更し
ない場合には、キャリアの移動度μは同じ時間変化をす
ると考えられる。また、同一のレーザ光源21を使用し
励起パルス光照射領域の単位面積当たりのレーザ光強度
が等しいとき、キャリアの密度nの時間変化も等しいと
考えられる。このときの単位面積当たりのレーザ光強度
は、例えば、発生するテラヘルツ光放射強度が飽和しな
い範囲且つ素子が破壊されない範囲で最大の強度に調整
されているとする。以上の条件の下では、電流密度jの
時間微分は等しくなり、放射されるテラヘルツ光の遠方
での電場強度E THzは、電流の流れる断面積Sのみに依
存することになる。したがって、電流の流れる断面積S
が大きくなれば、放射されるテラヘルツ光の遠方での電
場強度E THzが大きくなる。
By changing the material of the substrate 11 as the photoconductive portion,
If not present, the carrier mobility μ changes over time.
It is thought to be. Also, using the same laser light source 21
Laser light intensity per unit area of excitation pulsed light irradiation area
And when the carrier density n changes with time,
Conceivable. Laser light intensity per unit area at this time
Does not saturate the generated terahertz optical radiation intensity, for example.
Adjusted to the maximum strength in a range where the element is not destroyed
It has been done. Under the above conditions, the current density j
The time derivative becomes equal, and the distant distance of the emitted terahertz light
Electric field strength E at THzDepends only on the cross-sectional area S through which the current flows.
Will exist. Therefore, the cross-sectional area S in which the current flows
Becomes larger, the electric power of the emitted terahertz light at a far distance is increased.
Field strength E THzGrows larger.

【0036】本実施の形態を前述した比較例と比較する
と、本実施の形態における照射領域R1ではX軸方向の
長さがY軸方向の長さより長く、比較例における照射領
域R2ではX軸方向の長さはY軸方向の長さと同一であ
り、各照射領域R1,R2の単位面積当たりのレーザ光
強度はほぼ同一である。したがって、本実施の形態にお
ける照射領域R1のX軸方向の長さは、比較例における
照射領域R2のX軸方向の長さより長くなる。その結
果、電流の流れる断面積Sは本実施の形態の方が比較例
より大きくなるので、本実施の形態の方が比較例に比べ
て放射されるテラヘルツ光の遠方での電場強度ETHz
大きくなる。例えば、照射領域R1のY軸方向の長さを
照射領域R2の直径の10分の1倍とし、照射領域R1
のX軸方向の長さを照射領域R2の直径の10倍とすれ
ば、各照射領域R1,R2の単位面積当たりのレーザ光
強度はほぼ同一であるにも関わらず、本実施の形態で
は、電流の流れる断面積Sが比較例の約10倍となるた
め、比較例のおおよそ10倍のテラヘルツ光の電場強度
THzが得られる。
Comparing this embodiment with the above-described comparative example, the irradiation region R1 in this embodiment has a length in the X-axis direction longer than the length in the Y-axis direction, and the irradiation region R2 in the comparative example has an X-axis direction. Is the same as the length in the Y-axis direction, and the laser light intensity per unit area of each irradiation region R1, R2 is substantially the same. Therefore, the length of the irradiation region R1 in the present embodiment in the X-axis direction is longer than the length of the irradiation region R2 in the comparative example in the X-axis direction. As a result, since the cross-sectional area S through which the current flows is larger in the present embodiment than in the comparative example, the electric field intensity E THz in the far distance of the emitted terahertz light is higher in the present embodiment than in the comparative example. growing. For example, the length of the irradiation region R1 in the Y-axis direction is set to 1/10 of the diameter of the irradiation region R2, and the irradiation region R1
If the length in the X-axis direction is 10 times the diameter of the irradiation region R2, the laser light intensity per unit area of each irradiation region R1, R2 is almost the same, but in the present embodiment, Since the cross-sectional area S through which the current flows is about 10 times that of the comparative example, an electric field intensity E THz of terahertz light which is about 10 times that of the comparative example can be obtained.

【0037】このように、本実施の形態によれば、発生
するテラヘルツ光の遠方での電場強度ETHzが大きくな
る。したがって、本実施の形態によるテラヘルツ光発生
装置を用いることにより、テラヘルツ光を利用する各種
の装置(テラヘルツ光装置)、例えば、分光装置、半導
体・医用・食品などの検査装置、分析装置、イメージン
グ装置などにおいて、精度の向上、測定時間や検査時間
の短縮、測定範囲や検査範囲の拡大、S/Nの向上など
を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the electric field strength E THz of the generated terahertz light at a distant position becomes large. Therefore, by using the terahertz light generation device according to the present embodiment, various devices that use terahertz light (terahertz light devices), for example, spectroscopic devices, inspection devices for semiconductors, medical products, foods, etc., analysis devices, imaging devices In such cases, it is possible to improve accuracy, reduce measurement time and inspection time, expand measurement range and inspection range, and improve S / N.

【0038】[第2の実施の形態][Second Embodiment]

【0039】図5は、本発明の第2の実施の形態による
テラヘルツ光発生装置で用いられるテラヘルツ光発生素
子31を示す概略平面図であり、図2(a)に対応して
いる。図5において、図1及び図2中の要素と同一又は
対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は
省略する。
FIG. 5 is a schematic plan view showing a terahertz light generating element 31 used in the terahertz light generating device according to the second embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 2 (a). In FIG. 5, elements that are the same as or correspond to the elements in FIG. 1 and FIG. 2 are assigned the same reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted.

【0040】本実施の形態によるテラヘルツ光発生装置
が前記第1の実施の形態と異なる所は、テラヘルツ光発
生素子1に代えて、図5に示すテラヘルツ光発生素子3
1が用いられている点のみであり、図面には示していな
いが、図1中の照射部2と同じ照射部及び図1中の直流
電源3と同じ直流電源を備えている。
The terahertz light generating device according to the present embodiment differs from the first embodiment in that the terahertz light generating device 1 is replaced by the terahertz light generating device 3 shown in FIG.
Although not shown in the drawing, the same irradiation unit as the irradiation unit 2 in FIG. 1 and the same DC power supply as the DC power supply 3 in FIG. 1 are provided.

【0041】図5に示すように、本実施の形態において
照射部2に相当する照射部がテラヘルツ光発生素子1に
励起パルス光を照射する照射領域R1は、前記第1の実
施の形態において照射部2がテラヘルツ光発生素子31
に励起パルス光を照射する照射領域R1と全く同一であ
る。図5に示すテラヘルツ光発生素子31が図1及び図
2に示すテラヘルツ光発生素子1と異なる所は、2つの
導電膜12,13間の間隔g2が、照射領域R1のX軸
方向の長さと実質的に同一とされている点のみである。
照射領域R1は、ちょうど導電膜12,13間の領域に
配置されている。なお、2つの導電膜12,13間の間
隔g2が図1及び図2中の間隔g1に比べて小さく設定
されていることに伴い、2つの導電膜12,13間の電
場Ebiasを絶縁破壊の起こる直前の電場強度に設定する
場合には、本実施の形態で2つの導電膜12,13間に
印加されるバイアス電圧は、前記第1の実施の形態で2
つの導電膜12,13間に印加されるバイアス電圧より
小さく設定される。
As shown in FIG. 5, the irradiation region R1 in which the irradiation unit corresponding to the irradiation unit 2 in this embodiment irradiates the terahertz light generating element 1 with the excitation pulse light is irradiated in the first embodiment. The part 2 is the terahertz light generating element 31.
It is exactly the same as the irradiation region R1 for irradiating the excitation pulsed light. The terahertz light generating element 31 shown in FIG. 5 is different from the terahertz light generating element 1 shown in FIGS. 1 and 2 in that the distance g2 between the two conductive films 12 and 13 is equal to the length of the irradiation region R1 in the X-axis direction. The only difference is that they are substantially the same.
The irradiation region R1 is located just in the region between the conductive films 12 and 13. Since the gap g2 between the two conductive films 12 and 13 is set smaller than the gap g1 in FIGS. 1 and 2, the electric field E bias between the two conductive films 12 and 13 is dielectrically broken down. In the case of setting the electric field strength immediately before the occurrence of the electric field, the bias voltage applied between the two conductive films 12 and 13 in this embodiment is 2 in the first embodiment.
It is set to be smaller than the bias voltage applied between the two conductive films 12 and 13.

【0042】本実施の形態によっても、前記第1の実施
の形態と同様の利点が得られる。
Also in this embodiment, the same advantages as those in the first embodiment can be obtained.

【0043】[第3の実施の形態][Third Embodiment]

【0044】図6は、本発明の第3の実施の形態による
テラヘルツ光発生装置で用いられるテラヘルツ光発生素
子1に対する、照射部からの励起パルス光の照射領域R
3を示す概略平面図であり、図2(a)及び図4に対応
している。図6において、図1及び図2、図4中の要素
と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複
する説明は省略する。
FIG. 6 shows an irradiation region R of the excitation pulse light from the irradiation unit with respect to the terahertz light generating element 1 used in the terahertz light generating device according to the third embodiment of the present invention.
3 is a schematic plan view showing No. 3, and corresponds to FIG. 2 (a) and FIG. 4. In FIG. 6, elements that are the same as or correspond to the elements in FIGS. 1, 2 and 4 are assigned the same reference numerals, and overlapping descriptions thereof are omitted.

【0045】本実施の形態によるテラヘルツ光発生装置
は、前記第1の実施の形態と全く同一のテラヘルツ光発
生素子1及び直流電源3を備えている他に、前記第1の
実施の形態及び前記比較例と同様に、図1中の照射部2
に相当する照射部を備えている。
The terahertz light generating device according to the present embodiment is provided with the terahertz light generating element 1 and the DC power source 3 which are exactly the same as those in the first embodiment. Similar to the comparative example, the irradiation unit 2 in FIG.
Is equipped with an irradiation unit corresponding to.

【0046】本実施の形態によるテラヘルツ光発生装置
が前記第1の実施の形態と異なる所は、図6に示すよう
に、本実施の形態における照射部がテラヘルツ光発生素
子1に励起パルス光を照射する照射領域R3は、X軸方
向の長さがY軸方向の長さに比べて長くなるようになっ
ているが、照射領域R3のY軸方向の長さが導電膜1
2,13間の間隔g1と実質的に同一とされて照射領域
R3がちょうど導電膜12,13間に配置されている点
と、本実施の形態における照射部のレーザ光源(図1中
のレーザ光源21に相当するもの)が発するレーザ光の
強度が、前記第1の実施の形態における照射部2のレー
ザ光源21及び前記比較例における照射部のレーザ光源
が発するレーザ光の強度より高い点のみである。
The terahertz light generating device according to the present embodiment is different from that of the first embodiment, as shown in FIG. 6, in which the irradiation unit in the present embodiment applies excitation pulsed light to the terahertz light generating element 1. The irradiation region R3 to be irradiated has a length in the X-axis direction longer than that in the Y-axis direction, but the length of the irradiation region R3 in the Y-axis direction is the conductive film 1.
The gap g1 between 2 and 13 is substantially the same, and the irradiation region R3 is located just between the conductive films 12 and 13, and the laser light source of the irradiation part in the present embodiment (the laser in FIG. 1). (Corresponding to the light source 21) emits laser light only at a higher intensity than the laser light emitted from the laser light source 21 of the irradiation unit 2 in the first embodiment and the laser light emitted from the laser light source of the irradiation unit in the comparative example. Is.

【0047】光スイッチ素子を用いたテラヘルツ光発生
素子1では、照射領域に照射する励起パルス光の単位面
積当たりの強度が所定強度より高くなると、発生するテ
ラヘルツパルス光の強度が飽和し、励起パルス光の単位
面積当たりの強度を前記所定強度より高めてもテラヘル
ツ光の強度をより高めることができない。また、励起パ
ルス光の単位面積当たりの強度が高過ぎると、素子の破
壊等のおそれも生ずる。
In the terahertz light generating element 1 using the optical switch element, when the intensity per unit area of the excitation pulse light with which the irradiation area is irradiated becomes higher than the predetermined intensity, the intensity of the generated terahertz pulse light is saturated and the excitation pulse light is excited. Even if the intensity of light per unit area is made higher than the predetermined intensity, the intensity of terahertz light cannot be further increased. Further, if the intensity of the excitation pulse light per unit area is too high, the element may be broken.

【0048】前記比較例(図4を参照)において、照射
領域R2の単位面積当たりの励起パルス光強度が飽和強
度又は素子の破壊等の限界強度であるとすれば、照射部
のレーザ光源としてより高強度のレーザ光を出力するも
のを用いても、発生するテラヘルツ光放射強度が飽和し
たり素子が破壊されたりして、発生するテラヘルツパル
ス光の放射強度を増大させることができない。
In the comparative example (see FIG. 4), assuming that the excitation pulse light intensity per unit area of the irradiation region R2 is the saturation intensity or the limit intensity for element destruction or the like, it is more preferable as a laser light source for the irradiation section. Even if a device that outputs a high-intensity laser beam is used, the generated terahertz light emission intensity is saturated or the element is destroyed, so that the emission intensity of the generated terahertz pulse light cannot be increased.

【0049】これに対し、本実施の形態では、照射部の
レーザ光源(レーザ光源21に相当)としてより高強度
のレーザ光を出力するものを用いても、照射領域R3は
照射領域R2に対してY軸方向の長さは同一であるがX
軸方向の長さが長いので、照射領域R3の単位面積当た
りの励起パルス光強度を、前記飽和強度や前記限界強度
以下に抑えることができる。したがって、本実施の形態
によれば、照射部のレーザ光源(レーザ光源21に相
当)としてより高強度のレーザ光を出力するものを用い
た場合、前記第1の実施の形態に関する説明で述べた作
用と相俟って、発生するテラヘルツ光放射強度が飽和し
たり素子が破壊されたりすることなく、発生するテラヘ
ルツパルス光の放射強度を増大させることができる。
On the other hand, in the present embodiment, even if a laser light source (corresponding to the laser light source 21) that outputs higher intensity laser light is used, the irradiation area R3 is different from the irradiation area R2. The length in the Y-axis direction is the same, but X
Since the length in the axial direction is long, the excitation pulse light intensity per unit area of the irradiation region R3 can be suppressed to the saturation intensity or the limit intensity or less. Therefore, according to the present embodiment, when the laser light source of the irradiation unit (corresponding to the laser light source 21) that outputs a higher intensity laser light is used, the description of the first embodiment has been made. In combination with the action, it is possible to increase the emission intensity of the generated terahertz pulse light without saturating the generated terahertz light emission intensity or destroying the element.

【0050】例えば、照射領域R3のX軸方向の長さが
照射領域R2のX軸方向の長さの10倍であるとする
と、前記比較例で用いられている照射部のレーザ光源の
出力が、照射領域R2の単位面積当たりの励起パルス光
強度が飽和強度又は素子の破壊等の限界強度となるもの
である場合、本実施の形態によれば、レーザ光源21と
して比較例のレーザ光源の出力の約10倍の出力を持つ
ものを使用しても、発生するテラヘルツ光放射強度が飽
和したり素子が破壊されたりすることなく、発生するテ
ラヘルツパルス光の遠方での電場強度を、前記比較例の
おおよそ10倍に増大させることができる。
For example, if the length of the irradiation region R3 in the X-axis direction is 10 times the length of the irradiation region R2 in the X-axis direction, the output of the laser light source of the irradiation unit used in the comparative example is When the excitation pulsed light intensity per unit area of the irradiation region R2 is the saturation intensity or the limit intensity such as element destruction, according to the present embodiment, the output of the laser light source of the comparative example is used as the laser light source 21. The electric field strength of the generated terahertz pulsed light at a distant position can be obtained without saturating the generated terahertz light emission intensity or destroying the element even when an output having about 10 times the output is used. Can be increased approximately 10 times.

【0051】[第4の実施の形態][Fourth Embodiment]

【0052】図7は本発明の第4の実施の形態によるテ
ラヘルツ光発生装置で用いられるテラヘルツ光発生素子
41を示す図であり、図7(a)はその概略斜視図、図
7(b)は図7(a)中のB−B’線に沿った概略断面
図、図7(c)は要部を示す拡大平面図である。
FIG. 7 is a diagram showing a terahertz light generating element 41 used in the terahertz light generating device according to the fourth embodiment of the present invention, FIG. 7 (a) is a schematic perspective view thereof, and FIG. 7 (b). 7A is a schematic cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 7A, and FIG. 7C is an enlarged plan view showing a main part.

【0053】本実施の形態によるテラヘルツ光発生装置
が前記第1の実施の形態と異なる所は、テラヘルツ光発
生素子1に代えて、図7に示すテラヘルツ光発生素子4
1が用いられている点のみであり、図面には示していな
いが、図1中の照射部2と同様の照射部及び図1中の直
流電源3と同様の直流電源を備えている。
The terahertz light generating device according to the present embodiment differs from the first embodiment in that the terahertz light generating element 1 is replaced with the terahertz light generating element 4 shown in FIG.
Although not shown in the drawing, it is provided with an irradiation unit similar to the irradiation unit 2 in FIG. 1 and a DC power supply similar to the DC power supply 3 in FIG.

【0054】テラヘルツパルス光発生素子41は、いわ
ゆる大口径の光スイッチ素子ではない光スイッチ素子を
用いたテラヘルツ光発生素子の一例であり、ダイポール
アンテナを利用したものである。
The terahertz pulse light generation element 41 is an example of a terahertz light generation element using an optical switch element that is not a so-called large-diameter optical switch element, and uses a dipole antenna.

【0055】テラヘルツ光発生素子41は、図7に示す
ように、基板42と、基板42の上側(上下は図7
(b)中の上下で示す。)の平面上に形成された光伝導
膜43と、光伝導膜43上に形成された互いに分離され
た2つの導電膜44,45とを備えている。導電膜4
4,45の少なくとも一部同士が、基板42の上側の平
面に沿ったY軸方向に所定間隔g3をあけるように配置
されている。
As shown in FIG. 7, the terahertz light generating element 41 includes a substrate 42 and an upper side of the substrate 42 (upper and lower sides in FIG.
Shown above and below in (b). ), The photoconductive film 43 formed on the plane and the two conductive films 44 and 45 formed on the photoconductive film 43 and separated from each other. Conductive film 4
At least some of the portions 4, 45 are arranged so as to have a predetermined gap g3 in the Y-axis direction along the upper plane of the substrate 42.

【0056】基板42の材質としては、例えば、Si、
Ge、GaAs又はサファイアなどを用いることができ
る。また、光伝導膜43の材質としては、例えば、低温
成長GaAs又はイオン注入シリコン(RD−SOS)
などを用いることができる。なお、RD−SOSについ
ては、前述したスミスらの論文(IEEE Journal of Quan
tum Electronics, Vol.24, No.2, pp.255-260(198
8))にも、開示されている。導電膜45としては、例
えば、AlやAuなどの金属膜を用いることができる。
The material of the substrate 42 is, for example, Si,
Ge, GaAs, sapphire, or the like can be used. The material of the photoconductive film 43 is, for example, low-temperature grown GaAs or ion-implanted silicon (RD-SOS).
Etc. can be used. Regarding the RD-SOS, the above-mentioned paper by Smith et al. (IEEE Journal of Quan
tum Electronics, Vol.24, No.2, pp.255-260 (198
It is also disclosed in 8)). As the conductive film 45, for example, a metal film such as Al or Au can be used.

【0057】本実施の形態では、導電膜44,45は、
図7に示すように、平行伝送線路を形成する伝送線路部
44a,45aと、それらの両端に形成された電極部4
4b,44c,45b,45cと、を有している。伝送
線路部44a,45aの中央部分が内側に突出し、その
間に基板42の上側の平面に沿った方向に微小な間隔
(例えば、数μm程度の間隔)g3があけられている。
この間隔g3の付近の部分によって光スイッチ素子が構
成され、また、伝送線路部44a,45aにおける間隔
g3の付近の部分によりダイポールアンテナが構成され
ている。
In this embodiment, the conductive films 44 and 45 are made of
As shown in FIG. 7, transmission line portions 44a and 45a forming parallel transmission lines and electrode portions 4 formed at both ends thereof.
4b, 44c, 45b, 45c. The central portions of the transmission line portions 44a and 45a project inward, and a minute gap (for example, a gap of about several μm) g3 is provided therebetween in the direction along the upper plane of the substrate 42.
The portion near the gap g3 constitutes an optical switch element, and the portion near the gap g3 in the transmission line portions 44a and 45a constitutes a dipole antenna.

【0058】本実施の形態では、図1中の照射部2に相
当する照射部がテラヘルツ光発生素子41に励起パルス
光を照射する照射領域R4は、X軸方向の長さがY軸方
向の長さに比べて長くなるようになっており、照射領域
R4のY軸方向の長さが間隔g3と実質的に同一とされ
て照射領域R4がちょうど間隔g3の領域に配置されて
いる。
In the present embodiment, the irradiation region R4 in which the irradiation unit corresponding to the irradiation unit 2 in FIG. 1 irradiates the terahertz light generating element 41 with the excitation pulse light has a length in the X-axis direction in the Y-axis direction. The length is longer than the length, and the length of the irradiation region R4 in the Y-axis direction is substantially the same as the gap g3, and the irradiation region R4 is arranged in the region of the gap g3.

【0059】本実施の形態によっても、前記第1の実施
の形態と同様の利点が得られる。
Also according to this embodiment, the same advantages as those of the first embodiment can be obtained.

【0060】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。
Although the respective embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発生するテラヘルツ光の放射強度を増大させることがで
きる。
As described above, according to the present invention,
The radiation intensity of the generated terahertz light can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態によるテラヘルツ光
発生装置を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a terahertz light generation device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1中のテラヘルツ光発生素子を示す図であ
り、図2(a)はその概略平面図、図2(b)は図2
(a)中のA−A’線に沿った概略断面図である。
2 is a diagram showing a terahertz light generating element in FIG. 1, FIG. 2 (a) is a schematic plan view thereof, and FIG. 2 (b) is FIG.
It is a schematic sectional drawing along the AA 'line in (a).

【図3】テラヘルツ光発生素子の他の例を示す概略断面
図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another example of the terahertz light generating element.

【図4】比較例におけるテラヘルツ光発生素子上の励起
パルス光の照射領域を示す概略平面図である。
FIG. 4 is a schematic plan view showing an irradiation region of excitation pulse light on a terahertz light generation element in a comparative example.

【図5】本発明の第2の実施の形態によるテラヘルツ光
発生装置で用いられるテラヘルツ光発生素子を示す概略
平面図である。
FIG. 5 is a schematic plan view showing a terahertz light generation element used in the terahertz light generation device according to the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施の形態によるテラヘルツ光
発生装置で用いられるテラヘルツ光発生素子に対する、
照射部からの励起パルス光の照射領域を示す概略平面図
である。
FIG. 6 illustrates a terahertz light generating element used in a terahertz light generating device according to a third embodiment of the present invention,
It is a schematic plan view which shows the irradiation area | region of the excitation pulse light from an irradiation part.

【図7】本発明の第4の実施の形態によるテラヘルツ光
発生装置で用いられるテラヘルツ光発生素子を示す図で
あり、図7(a)はその概略斜視図、図7(b)は図7
(a)中のB−B’線に沿った概略断面図、図7(c)
は要部を示す拡大平面図である。
7A and 7B are diagrams showing a terahertz light generating element used in a terahertz light generating device according to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 7A being a schematic perspective view thereof, and FIG.
FIG. 7C is a schematic cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG.
FIG. 4 is an enlarged plan view showing a main part.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,31,41 テラヘルツ光発生素子 2 照射部 3 直流電源(電圧印加部) 11 基板(光伝導部) 12,13,44,45 導電膜 14,43 光伝導膜(光伝導部) 21 レーザ光源 22,24 シリンドリカルレンズ 23 球面レンズ 42 基板 1,31,41 Terahertz light generating element 2 irradiation part 3 DC power supply (voltage application section) 11 Substrate (photoconductive part) 12, 13, 44, 45 Conductive film 14,43 Photoconductive film (photoconductive part) 21 Laser light source 22,24 Cylindrical lens 23 Spherical lens 42 board

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩本 敏志 栃木県大田原市実取770番地 株式会社栃 木ニコン内 Fターム(参考) 5F072 AB13 JJ04 PP10 RR10    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Toshishi Iwamoto             Tochi Co., Ltd. 770, Mitsutori, Otawara City, Tochigi Prefecture             Inside the Nikon F term (reference) 5F072 AB13 JJ04 PP10 RR10

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光伝導部と、該光伝導部の所定の面上に
形成され互いに分離された2つの導電部とを有し、前記
2つの導電部の少なくとも一部同士が前記所定の面に沿
った第1の方向に所定間隔をあけるように配置されたテ
ラヘルツ光発生素子と、 前記テラヘルツ光発生素子の所定の照射領域に励起パル
ス光を照射する照射部と、 前記2つの導電部間にバイアス電圧を印加する電圧印加
部と、 を備え、 前記照射部は、前記所定の面に沿った第2の方向であっ
て前記第1の方向と直交する第2の方向の前記照射領域
の長さが、前記第1の方向の前記照射領域の長さに比べ
て長くなるように、構成されたことを特徴とするテラヘ
ルツ光発生装置。
1. A photoconductive portion, and two conductive portions formed on a predetermined surface of the photoconductive portion and separated from each other, at least a part of the two conductive portions having the predetermined surface. A terahertz light generating element that is arranged so as to be spaced at a predetermined distance in a first direction, an irradiation unit that irradiates a predetermined irradiation region of the terahertz light generation element with excitation pulse light, and a space between the two conductive parts. A voltage applying unit that applies a bias voltage to the irradiation unit, the irradiation unit of the irradiation region in a second direction that is a second direction along the predetermined surface and is orthogonal to the first direction. The terahertz light generating device is configured such that a length thereof is longer than a length of the irradiation region in the first direction.
【請求項2】 前記照射部は、前記照射領域の全部又は
大部分が、前記テラヘルツ光発生素子における前記2つ
の導電部の前記少なくとも一部同士の間の領域となるよ
うに、前記励起パルス光を照射することを特徴とする請
求項1記載のテラヘルツ光発生装置。
2. The excitation pulsed light in the irradiation section is such that all or most of the irradiation area is an area between the at least a part of the two conductive sections in the terahertz light generating element. The terahertz light generating device according to claim 1, which is irradiated with.
【請求項3】 前記照射領域が略々楕円形状であること
を特徴とする請求項1又は2記載のテラヘルツ光発生装
置。
3. The terahertz light generation device according to claim 1, wherein the irradiation region has a substantially elliptical shape.
【請求項4】 前記照射領域の前記第1の方向の長さに
対する前記照射領域の前記第2の方向の長さの比が、
1.1以上であることを特徴とする請求項1乃至3のい
ずれかに記載のテラヘルツ光発生装置。
4. The ratio of the length of the irradiation region in the second direction to the length of the irradiation region in the first direction is
It is 1.1 or more, The terahertz light generation device in any one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned.
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