JP2006098294A - Infra-red ray emitter, time series conversion pulse spectrometric measuring instrument, and infra-red ray emission method - Google Patents

Infra-red ray emitter, time series conversion pulse spectrometric measuring instrument, and infra-red ray emission method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an infrared ray emitter capable of polarizing an emission ray by simple constitution without accompanying a loss of the emission ray. <P>SOLUTION: This infrared ray emitter is provided with a photoconductive membrane 22 for generating a photocarrier with irradiation of pulsated excitation light, a pair of first antenna electrode film 21a formed on the photoconductive membrane 22 via a clearance 32 to emit an infrared ray, a pair of second antenna electrode film 21b having an angle with respect to the first antenna electrode film 21a, and formed on the photoconductive membrane 22 via the clearance 32 to emit an infrared ray, and a control part for impressing independently voltages respectively to the the first antenna electrode film 21a and the second antenna electrode film 21b. The voltage impressed to the the first antenna electrode film 21a and the voltage impressed to the second antenna electrode film 21b may be selectively impressed respectively at different times, or may be impressed at different phases at the same time. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、赤外光放射装置および時系列変換パルス分光計測装置ならびに赤外光放射方法に関するものである。   The present invention relates to an infrared light emitting device, a time-series conversion pulse spectroscopic measuring device, and an infrared light emitting method.

近年、極短幅パルスレーザ技術の実用化により、パルス状のコヒーレントな赤外領域(0.01〜130THz)の電磁波の放射技術及び検出技術が飛躍的に進歩した。それによって、このパルス状の赤外領域の電磁波を用いた時系列変換パルス分光が可能となり、時系列変換パルス分光計測装置の実用化に向けて開発が先駆的に進められた。   In recent years, radiation technology and detection technology for electromagnetic waves in a pulsed coherent infrared region (0.01 to 130 THz) have been remarkably advanced by the practical application of ultrashort pulse laser technology. As a result, time-series conversion pulse spectroscopy using this pulsed infrared electromagnetic wave has become possible, and development has been pioneered toward the practical application of the time-series conversion pulse spectrometer.

時系列変換パルス分光とは、パルス状の電磁波の時間に依存した電場強度を測定し、その時間に依存したデータ(時系列データ)をフーリエ変換することにより、そのパルスを形成する各周波数成分の電場強度と位相とを得る分光法である。この分光法の特徴の一つは、測定波長領域が従来では困難であった光と電波の境界領域であることが挙げられる。そのため、この分光法により新規材料の性質や新しい現象の解明が期待されている。また、従来の分光法では電磁波の電場強度しか得られなかったが、この時系列変換パルス分光計測法では、電磁波の電場強度の時間変化を直接測定することから、電磁波の電場強度(振幅)だけでなく、その位相をも得ることができるというユニークな特徴を持っている。従って、試料がない場合と比較することによって、位相シフトスペクトルを得ることができる。位相シフトは波数ベクトルに比例することから、この分光法を用いて試料中の分散関係を決定することができ、この分散関係から誘電体材料の誘電率を知得することも可能となる(特許文献1参照)。   Time-series conversion pulse spectroscopy is the measurement of the time-dependent electric field strength of a pulsed electromagnetic wave, and the time-dependent data (time-series data) is subjected to Fourier transform, whereby each frequency component forming the pulse is measured. This is a spectroscopic method for obtaining electric field strength and phase. One of the features of this spectroscopic method is that the measurement wavelength region is a boundary region between light and radio waves, which has been difficult in the past. Therefore, elucidation of the properties of new materials and new phenomena is expected by this spectroscopy. In addition, in the conventional spectroscopy, only the electric field strength of the electromagnetic wave was obtained, but in this time-series conversion pulse spectroscopic measurement method, since the time change of the electric field strength of the electromagnetic wave is directly measured, only the electric field strength (amplitude) of the electromagnetic wave is obtained. Not only that, it has the unique feature of being able to obtain its phase. Therefore, a phase shift spectrum can be obtained by comparing with the case where there is no sample. Since the phase shift is proportional to the wave vector, the dispersion relation in the sample can be determined using this spectroscopy, and the dielectric constant of the dielectric material can be obtained from this dispersion relation (Patent Document). 1).

図3に、従来の時系列変換パルス分光計測装置の一例を示す。
光源1としてフェムト秒レーザが用いられる。光源1としては、例えば、モード同期、エルビウム(Er)ドーピングのファイバレーザが用いられる。このモード同期ファイバレーザ1は、例えば平均パワー10mW、フェムト秒レーザパルスL1を、波長780nm、時間幅120フェムト秒、繰り返し周波数48.5MHzで伝送する。
光源1から放射されたフェムト秒レーザパルスL1は、ビームスプリッタ2で分割される。一方のフェムト秒レーザパルスは、励起用パルスレーザ光L2としてパルス光放射手段(赤外光放射装置)5に照射される。このとき、励起用パルスレーザ光L2は光チョッパ3により変調された後、対物レンズ4によって集光される。このパルス光放射手段5は例えば光伝導素子であり、励起用パルスレーザ光L2が照射されたときに瞬間的に電流が流れ、遠赤外光パルスL3を放射する。この遠赤外光パルス(THz(テラヘルツ)光パルス)L3は、放物面鏡6,7により導光され測定試料8に照射される。その試料8の反射又は透過パルス光(同図では透過パルス光)L3’は、放物面鏡9,10を経て検出手段12へと導光される。
FIG. 3 shows an example of a conventional time-series conversion pulse spectrometer.
A femtosecond laser is used as the light source 1. As the light source 1, for example, a mode-locked, erbium (Er) -doped fiber laser is used. The mode-locked fiber laser 1 transmits, for example, an average power of 10 mW, a femtosecond laser pulse L1 at a wavelength of 780 nm, a time width of 120 femtoseconds, and a repetition frequency of 48.5 MHz.
The femtosecond laser pulse L 1 emitted from the light source 1 is divided by the beam splitter 2. One femtosecond laser pulse is applied to the pulsed light radiation means (infrared light radiation device) 5 as the excitation pulsed laser light L2. At this time, the excitation pulse laser beam L2 is modulated by the optical chopper 3 and then condensed by the objective lens 4. The pulsed light radiating means 5 is, for example, a photoconductive element, and when the excitation pulse laser light L2 is irradiated, a current flows instantaneously and radiates a far-infrared light pulse L3. The far-infrared light pulse (THz (terahertz) light pulse) L3 is guided by the parabolic mirrors 6 and 7 and irradiated onto the measurement sample 8. The reflected or transmitted pulsed light (transmitted pulsed light in the figure) L3 ′ of the sample 8 is guided to the detecting means 12 via the parabolic mirrors 9 and 10.

ビームスプリッタ2で分割されたもう一方のレーザ光は、検出用パルスレーザ光L4として検出手段12へ導光される。この検出手段12も光伝導素子であり、検出用パルスレーザ光L4が照射されて、その瞬間だけ導電性となるので、その瞬間に到達した試料8からの反射又は透過パルス光の電場強度を電流として検出することができる。試料8からの反射又は透過パルス光の電場強度の時系列信号は、光学的遅延手段13(又は14)を用いて、励起用パルスレーザ光L2に対して検出用パルスレーザ光L4に所定の時間間隔ずつ遅延時間差を付与することにより得ることができる。同図では、時系列信号測定用の光学的遅延手段13(又は14)の他に、時間原点調整用の光学的遅延手段14(又は13)も備えている。   The other laser beam split by the beam splitter 2 is guided to the detection means 12 as a detection pulse laser beam L4. This detection means 12 is also a photoconductive element, and is irradiated with the detection pulse laser beam L4 and becomes conductive only at that moment. Therefore, the electric field intensity of the reflected or transmitted pulsed light from the sample 8 that has reached that moment is determined as a current. Can be detected as The time-series signal of the electric field intensity of the reflected or transmitted pulsed light from the sample 8 is transmitted to the detection pulse laser light L4 for a predetermined time with respect to the excitation pulse laser light L2 using the optical delay means 13 (or 14). It can be obtained by giving a delay time difference at intervals. In the figure, in addition to the optical delay means 13 (or 14) for time series signal measurement, an optical delay means 14 (or 13) for time origin adjustment is also provided.

試料8の反射又は透過パルス光の電場強度の各時間分解データは、信号処理手段によって処理される。すなわち、ロックインアンプ16を介してコンピュータ17に伝送され、順次、時系列データとして記憶され、一連の時系列データを、該コンピュータ17でフーリエ変換処理して振動数(周波数)空間に変換することにより、試料8の反射又は透過パルス電磁波の電場強度の振幅及び位相の分光スペクトルが得られる。   Each time-resolved data of the electric field intensity of the reflected or transmitted pulsed light of the sample 8 is processed by the signal processing means. That is, it is transmitted to the computer 17 via the lock-in amplifier 16 and is sequentially stored as time-series data, and the series of time-series data is subjected to Fourier transform processing by the computer 17 and converted to a frequency (frequency) space. Thus, the spectrum of the amplitude and phase of the electric field strength of the reflected or transmitted pulse electromagnetic wave of the sample 8 is obtained.

図4には、パルス光放射手段5が示されている。パルス光放射手段5は、低温成長ガリウム砒素(LT(Low Temperature)一GaAs)とされた光伝導膜上に形成されたダイポールアンテナ構造の光伝導スイッチ素子(アンテナ電極膜)が用いられる。そして、テラヘルツ放射光L3の発生には、このようなパルス光放射手段5に、励起用パルスレーザ光L2を照射し、電子・正孔の自由キャリアを誘起させ、超高速電流変調することによって、そのテラヘルツ放射光L3を得ている。すなわち、バイアス電流印加のパルス光放射手段5に、励起用パルスレーザ光L2が照射されると、電場が揺り動かされる。電場が揺り動かされると、電流が揺り動かされることにより、パルス電磁波放射素子5に照射された励起用パルスレーザ光L2の時間幅△tにより規定される振動数(周波数)範囲に渡り、連続スベクトル分布を持ったテラヘルツ放射光L3が得られる。   FIG. 4 shows the pulsed light radiation means 5. The pulsed light radiating means 5 uses a photoconductive switch element (antenna electrode film) having a dipole antenna structure formed on a photoconductive film made of low-temperature grown gallium arsenide (LT (Low Temperature) —GaAs). For generation of the terahertz radiation light L3, the pulsed light radiation means 5 is irradiated with the excitation pulse laser light L2, to induce free carriers of electrons and holes, and by performing ultra-high-speed current modulation, The terahertz radiation L3 is obtained. That is, when the excitation pulse laser beam L2 is applied to the pulsed light emitting means 5 to which the bias current is applied, the electric field is shaken. When the electric field is swayed, the current is swayed, so that the continuous sport distribution is distributed over the frequency (frequency) range defined by the time width Δt of the excitation pulse laser beam L2 irradiated to the pulsed electromagnetic wave radiation element 5. The terahertz radiation light L3 having

検出手段12は、図4に示したパルス光放射手段5と同様の構成を備えている。この検出手段12に、試料透過テラヘルツ光L3’と検出用パルスレーザ光L4を同時に照射すると、検出用パルスレーザ光L4が照射されている間における試料透過テラヘルツ光L3’の強度を測定できる。   The detection means 12 has the same configuration as the pulsed light radiation means 5 shown in FIG. When the detection means 12 is irradiated with the sample transmission terahertz light L3 'and the detection pulse laser light L4 at the same time, the intensity of the sample transmission terahertz light L3' during the irradiation of the detection pulse laser light L4 can be measured.

図5には、LT−GaAsとされた光伝導膜22上に形成されたアンテナ電極膜21が示されている。アンテナ電極膜21としては、金(Au)が用いられる。同図の右方にアンテナ周辺部21cが拡大されて示されているように、一対のアンテナ電極膜21の間には約5μm程度の間隙が形成されている。また、アンテナ電極膜の幅は約10μm程度とされている。   FIG. 5 shows the antenna electrode film 21 formed on the photoconductive film 22 made of LT-GaAs. As the antenna electrode film 21, gold (Au) is used. A gap of about 5 μm is formed between the pair of antenna electrode films 21 as shown on the right side of FIG. The width of the antenna electrode film is about 10 μm.

このような時系列変換パルス分光計測装置用いて偏光解析を行うために、偏光子を光路に挿入して所望の偏光を得る技術が知られている(特許文献2参照)。   In order to perform polarization analysis using such a time-series conversion pulse spectroscopic measurement device, a technique for obtaining a desired polarization by inserting a polarizer into an optical path is known (see Patent Document 2).

特開2002−277394号公報JP 2002-277394 A 特開2003−014620号公報JP 2003-014620 A

しかし、特許文献1に示された技術では、一対のアンテナ電極を用いるに過ぎない(図5)ので、放射されるテラヘルツ光の偏光は常に固定された1方向のみとされていた。
また、特許文献2に示された技術のように、偏光子を光路に挿入することによって所望の偏光を得ることとすれば、目的の偏光成分は得ることができるが、それ以外の成分の光をまったく使用せずに失ってしまうことになる。
一方、放射されるテラヘルツ光の偏光面を回転させるようにパルス光放射手段自体を回転させる方法も考えられるが、励起用レーザパルス光が回転するパルス光放射手段に追随するように制御する必要があり、さらに、回転するパルス光放射手段に電圧を印加するためのケーブルの処理が問題となる。
However, in the technique disclosed in Patent Document 1, since only a pair of antenna electrodes is used (FIG. 5), the polarization of radiated terahertz light is always fixed in only one direction.
Further, as in the technique disclosed in Patent Document 2, if a desired polarization component is obtained by inserting a polarizer into the optical path, a target polarization component can be obtained, but light of other components can be obtained. Will be lost without using it at all.
On the other hand, a method of rotating the pulsed light emitting means itself so as to rotate the polarization plane of the emitted terahertz light is also conceivable, but it is necessary to control the excitation laser pulse light so as to follow the rotating pulsed light emitting means. Furthermore, the processing of the cable for applying a voltage to the rotating pulsed light radiation means becomes a problem.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、放射光の損失を伴うことなくかつ簡易な構成で放射光の偏光を可能とした赤外光放射装置および時系列変換パルス分光計測装置ならびに赤外光放射方法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 infrared light emitting device and time-series conversion pulse spectroscopy that enable polarization of emitted light with a simple configuration without loss of emitted light. It is an object of the present invention to provide a measuring device and an infrared light emission method.

上記課題を解決するために、本発明の赤外光放射装置および時系列変換パルス分光計測装置ならびに赤外光放射方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる赤外光放射装置は、パルス励起光が照射されて光キャリアを生成する光伝導膜と、該光伝導膜上に形成され、その先端間に間隙を介して配置された、赤外光を放射する一対の第1アンテナ電極膜と、前記光伝導膜上に形成され、その先端間に前記間隙を介しかつ前記第1アンテナ電極膜に対して角度を有して配置された、赤外光を放射する一対または複数対の第2アンテナ電極膜と、前記第1アンテナ電極膜および前記第2アンテナ電極膜に対して、それぞれ独立に電圧を印加する制御部と、を備えていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the infrared light emitting apparatus, the time-series conversion pulse spectroscopic measuring apparatus, and the infrared light emitting method of the present invention employ the following means.
That is, an infrared light emitting device according to the present invention is formed on a photoconductive film that is irradiated with pulsed excitation light to generate a photocarrier, and is disposed on the photoconductive film with a gap between its tips. A pair of first antenna electrode films that radiate infrared light, and a photoconductive film formed on the photoconductive film, with the gap between the tips and an angle with respect to the first antenna electrode film. A pair or a plurality of pairs of second antenna electrode films that radiate infrared light; and a controller that applies a voltage to each of the first antenna electrode film and the second antenna electrode film independently. It is characterized by.

第1アンテナ電極膜と異なる角度を有する第2アンテナ電極膜を備えることとし、これら電極膜を制御部によって独立に制御するようにしたので、第1アンテナ電極膜から放射される赤外光とは異なる偏光を有する赤外光を第2アンテナ電極膜から放射することができる。   Since the second antenna electrode film having an angle different from that of the first antenna electrode film is provided and these electrode films are controlled independently by the control unit, the infrared light emitted from the first antenna electrode film is Infrared light having different polarization can be emitted from the second antenna electrode film.

上記赤外光放射装置の前記制御部は、前記第1アンテナ電極膜に印加する電圧と、前記第2アンテナ電極膜に対して印加する電圧とを選択的に切り替えることを特徴とする。   The control unit of the infrared light emitting device selectively switches between a voltage applied to the first antenna electrode film and a voltage applied to the second antenna electrode film.

各アンテナ電極膜に対して印加する電圧を選択的に切換えることとしたので、各アンテナ電極膜の配置に対応した偏光を所望の時刻毎に選択することができる。   Since the voltage applied to each antenna electrode film is selectively switched, polarized light corresponding to the arrangement of each antenna electrode film can be selected at each desired time.

上記赤外光放射装置の前記制御部は、前記第1アンテナ電極膜および前記第2アンテナ電極膜に対して、異なる位相で電圧を印加することを特徴とする。   The control unit of the infrared light radiating device applies voltages at different phases to the first antenna electrode film and the second antenna electrode film.

各アンテナ電極膜に対して、異なる位相で電圧を印加することとしたので、円偏光が可能となる。つまり、各アンテナ電極膜に同時にかつ異なる位相で例えば正弦波とされた電圧を印加することにより、円偏光とされた放射光を得ることができる。   Since voltages are applied at different phases to each antenna electrode film, circularly polarized light is possible. In other words, circularly polarized radiation can be obtained by applying, for example, a sine wave voltage to each antenna electrode film simultaneously and at different phases.

また、本発明の時系列変換パルス分光計測装置は、パルス励起光を発振する光源と、上記のいずれかに記載の赤外光放射装置と、を備えていることを特徴とする。   In addition, a time-series conversion pulse spectroscopic measurement device according to the present invention includes a light source that oscillates pulse excitation light and the infrared light radiation device described above.

上記の赤外光放射装置を備えているので、偏光に依存する被測定物の測定が可能とされた時系列変換パルス分光計測装置を提供することができる。   Since the infrared light emitting device is provided, it is possible to provide a time-series conversion pulse spectroscopic measurement device capable of measuring an object to be measured depending on polarization.

また、本発明の赤外光放射方法は、パルス励起光が照射されて光キャリアを生成する光伝導膜上に形成され、その先端間に間隙を介して配置された、赤外光を放射する一対の第1アンテナ電極膜に電圧を印加し、前記光伝導膜上に形成され、その先端間に前記間隙を介しかつ前記第1アンテナ電極膜に対して角度を有して配置された、赤外光を放射する一対または複数対の第2アンテナ電極膜に電圧を印加することを特徴とする。   In addition, the infrared light emission method of the present invention emits infrared light that is formed on a photoconductive film that is irradiated with pulsed excitation light and generates a photocarrier, and is arranged with a gap between its tips. A red voltage is applied to the pair of first antenna electrode films, and is formed on the photoconductive film, and is disposed between the tips of the first antenna electrode films with the gap and at an angle with respect to the first antenna electrode film. A voltage is applied to a pair or a plurality of pairs of second antenna electrode films that radiate external light.

第1アンテナ電極膜と異なる角度を有する第2アンテナ電極膜に電圧を印加することとしたので、第1アンテナ電極膜から放射される赤外光とは異なる偏光を有する赤外光を第2アンテナ電極膜から放射することができる。
なお、第1アンテナ電極膜に印加する電圧と、第2アンテナ電極膜に印加する電圧は、それぞれ選択的に異なる時刻に印加することとしても良く、あるいは、同時に異なる位相で印加することとしても良い。
Since voltage is applied to the second antenna electrode film having an angle different from that of the first antenna electrode film, infrared light having a polarization different from that of the infrared light emitted from the first antenna electrode film is applied to the second antenna. It can radiate | emit from an electrode film.
The voltage applied to the first antenna electrode film and the voltage applied to the second antenna electrode film may be selectively applied at different times, or may be applied simultaneously at different phases. .

本発明によれば、それぞれ異なる角度を有して配置されたアンテナ電極膜を設けることとしたので、損失なくかつ簡易な構成で放射光の偏光を実現できる。   According to the present invention, since the antenna electrode films disposed at different angles are provided, polarization of radiated light can be realized with no loss and a simple configuration.

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
図1には、本発明の一実施形態にかかるテラヘルツ光放射装置(赤外光放射装置)の要部が示されている。なお、本実施形態のテラヘルツ光放射装置は、図3を用いて説明した時系列変換パルス分光計測装置に適用されるものである。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a main part of a terahertz light emitting device (infrared light emitting device) according to an embodiment of the present invention. Note that the terahertz light emitting device of the present embodiment is applied to the time-series conversion pulse spectroscopic measurement device described with reference to FIG.

図1に示されているように、アンテナ電極膜21は、基板上に製膜された光伝導膜22上に蒸着法によって形成されている。アンテナ電極膜21は、金(Au)によって形成されている。光伝導膜22は、低温成長ガリウム砒素(LT−GaAs)によって形成されている。
一対の第1アンテナ電極膜21aは、図において左右の位置に設けられており、一対の第2アンテナ電極膜21bは、図において上下の位置に設けられている。すなわち、第1アンテナ電極膜21aと第2アンテナ電極膜21bとの向きは、平面視して略90°異なるように(略直交するように)設けられている。
各アンテナ電極膜21の基端部には、図示しないリード線と接続される給電部30が設けられている。各アンテナ電極膜21の先端部には、対向するアンテナ電極膜の先端部との間で間隙32を有して位置するアンテナ部34が設けられている。なお、これらアンテナ電極膜21のパターンは、放射するテラヘルツ光の周波数帯域に応じて適宜決定される。
間隙32は、第1アンテナ電極膜21aと第2アンテナ電極膜21bとの共有となっている。換言すると、第1アンテナ電極膜21aの間隙と第2アンテナ電極膜21bの間隙とは共通している。
図示されていないが、第1アンテナ電極膜および第2アンテナ電極膜に対して、それぞれ独立に電圧を印加する制御部が設けられている。制御部は、電圧を印加するタイミングや電圧波形を制御する機能を有している。
As shown in FIG. 1, the antenna electrode film 21 is formed on the photoconductive film 22 formed on the substrate by vapor deposition. The antenna electrode film 21 is made of gold (Au). The photoconductive film 22 is formed of low-temperature grown gallium arsenide (LT-GaAs).
The pair of first antenna electrode films 21a are provided at the left and right positions in the figure, and the pair of second antenna electrode films 21b are provided at the upper and lower positions in the figure. In other words, the orientations of the first antenna electrode film 21a and the second antenna electrode film 21b are provided so as to be approximately 90 ° different from each other (substantially orthogonal) in plan view.
At the base end portion of each antenna electrode film 21, a power feeding portion 30 connected to a lead wire (not shown) is provided. At the tip of each antenna electrode film 21, an antenna part 34 is provided that is positioned with a gap 32 between the tip of the antenna electrode film facing each other. Note that the pattern of the antenna electrode film 21 is appropriately determined according to the frequency band of the radiated terahertz light.
The gap 32 is shared by the first antenna electrode film 21a and the second antenna electrode film 21b. In other words, the gap between the first antenna electrode film 21a and the gap between the second antenna electrode films 21b are common.
Although not shown, a control unit is provided for applying a voltage independently to the first antenna electrode film and the second antenna electrode film. The control unit has a function of controlling a voltage application timing and a voltage waveform.

上記構成のテラヘルツ光放射装置は、以下のように使用される。
まず、制御部により、所定時間間隔にわたって、第1アンテナ電極膜21aのみに電圧を印加する。この場合、第2アンテナ電極膜21bには電圧を印加しない。この状態で、励起用パルスレーザ光L2(図3参照)をアンテナ電極膜21に照射する。すると、第1アンテナ電極膜21aにのみ電圧が印加されているので、第1アンテナ電極膜21aの配置に応じた固定された偏光のみを得ることができる。
The terahertz light emitting device having the above configuration is used as follows.
First, the controller applies a voltage only to the first antenna electrode film 21a over a predetermined time interval. In this case, no voltage is applied to the second antenna electrode film 21b. In this state, the antenna electrode film 21 is irradiated with the excitation pulse laser beam L2 (see FIG. 3). Then, since the voltage is applied only to the first antenna electrode film 21a, it is possible to obtain only fixed polarized light according to the arrangement of the first antenna electrode film 21a.

次に、制御部により、所定時間間隔にわたって、第2アンテナ電極膜21bのみに電圧を印加する。この場合、第1アンテナ電極膜21aには電圧を印加しない。この状態で、励起用パルスレーザ光L2(図3参照)をアンテナ電極膜21に照射する。すると、第2アンテナ電極膜21bの配置に応じた固定された偏光のみを得ることができる。
このように、制御部によって各アンテナ電極膜21a,bに印加する電圧を選択的に切換えることとしたので、アンテナ電極膜21a,bの配置に対応した異なる偏光を、異なる時刻で得ることができる。
Next, the controller applies a voltage only to the second antenna electrode film 21b over a predetermined time interval. In this case, no voltage is applied to the first antenna electrode film 21a. In this state, the antenna electrode film 21 is irradiated with the excitation pulse laser beam L2 (see FIG. 3). Then, it is possible to obtain only fixed polarized light according to the arrangement of the second antenna electrode film 21b.
Thus, since the voltage applied to the antenna electrode films 21a and 21b is selectively switched by the control unit, different polarized lights corresponding to the arrangement of the antenna electrode films 21a and 21b can be obtained at different times. .

さらに、本実施形態のテラヘルツ光放射装置は、次のように使用することもできる。
制御部によって、第1アンテナ電極膜21aおよび第2アンテナ電極膜21bに対して、同時にかつ異なる位相で電圧を印加する。具体的には、第1アンテナ電極膜21aに対して正弦波とされた電圧を印加し、第2アンテナ電極膜21bに対して同一の振幅・周期を有するが位相が異なる正弦波を印加する。この状態で、励起用パルスレーザ光L2(図3参照)をアンテナ電極膜21に照射する。すると、円偏光とされたテラヘルツ光が放射されることになる。
また、第2アンテナ電極膜21bに印加する正弦波電圧の位相だけでなく振幅も異ならせるようにすれば、楕円偏光とされたテラヘルツ光が放射されることになる。
このような使用により、例えば円二色性検出器などの計測を行うことができる。
Furthermore, the terahertz light emitting device of the present embodiment can also be used as follows.
The controller applies voltages to the first antenna electrode film 21a and the second antenna electrode film 21b simultaneously and at different phases. Specifically, a sine wave voltage is applied to the first antenna electrode film 21a, and sine waves having the same amplitude and period but different phases are applied to the second antenna electrode film 21b. In this state, the antenna electrode film 21 is irradiated with the excitation pulse laser beam L2 (see FIG. 3). As a result, circularly polarized terahertz light is emitted.
Further, if not only the phase of the sinusoidal voltage applied to the second antenna electrode film 21b but also the amplitude is varied, terahertz light having elliptical polarization is emitted.
With such use, for example, a circular dichroism detector can be measured.

以上説明したように、本実施形態のテラヘルツ光放射装置によれば、各対のアンテナ電極膜21を異なる角度を有して配置することとしたので、テラヘルツ光放射装置自体を回転させることなく、また、偏光素子を光路中に配置することなく、任意の偏光面を有するテラヘルツ光を放射することができる。
したがって、放射光の損失を伴うことなくかつ簡易な構成で放射光の偏光を実現することができる。
As described above, according to the terahertz light emitting device of this embodiment, the antenna electrode films 21 of each pair are arranged at different angles, so that the terahertz light emitting device itself is not rotated. Further, it is possible to emit terahertz light having an arbitrary polarization plane without disposing the polarizing element in the optical path.
Therefore, the polarization of the radiated light can be realized with a simple configuration without any loss of the radiated light.

なお、本実施形態では、アンテナ電極対が2つとされた構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図2に示されているように、それぞれ角度が異なる3対のアンテナ電極対を設ける構成としてもよい。このようにすれば、より詳細に偏光を制御することが可能となる。
また、本実施形態では、時系列変換パルス分光計測装置に適用されるテラヘルツ光放射装置について説明したが、本発明の赤外光放射装置はこれに限定されるものではなく、他の用途に用いることもできる。
In the present embodiment, the configuration in which the number of antenna electrode pairs is two has been described, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 2, three antenna electrode pairs having different angles may be provided. In this way, it becomes possible to control the polarization in more detail.
In the present embodiment, the terahertz light emitting device applied to the time-series conversion pulse spectroscopic measurement device has been described. However, the infrared light emitting device of the present invention is not limited to this, and is used for other purposes. You can also.

本発明のアンテナ電極膜のパターンを示した平面図である。It is the top view which showed the pattern of the antenna electrode film of this invention. 本発明のアンテナ電極膜のパターンの変形例を示した平面図である。It is the top view which showed the modification of the pattern of the antenna electrode film of this invention. 時系列変換パルス分光計測装置の概略を示した図である。It is the figure which showed the outline of the time series conversion pulse spectroscopy measuring device. パルス光放射手段を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the pulse light emission means. 従来のアンテナ電極膜のパターンを示した平面図である。It is the top view which showed the pattern of the conventional antenna electrode film.

符号の説明Explanation of symbols

21 アンテナ電極膜
21a 第1アンテナ電極膜
21b 第2アンテナ電極膜
22 光伝導膜
32 間隙
21 antenna electrode film 21a first antenna electrode film 21b second antenna electrode film 22 photoconductive film 32 gap

Claims (5)

パルス励起光が照射されて光キャリアを生成する光伝導膜と、
該光伝導膜上に形成され、その先端間に間隙を介して配置された、赤外光を放射する一対の第1アンテナ電極膜と、
前記光伝導膜上に形成され、その先端間に前記間隙を介しかつ前記第1アンテナ電極膜に対して角度を有して配置された、赤外光を放射する一対または複数対の第2アンテナ電極膜と、
前記第1アンテナ電極膜および前記第2アンテナ電極膜に対して、それぞれ独立に電圧を印加する制御部と、
を備えていることを特徴とする赤外光放射装置。
A photoconductive film that is irradiated with pulsed excitation light to generate photocarriers;
A pair of first antenna electrode films that radiate infrared light, formed on the photoconductive film and disposed with a gap between the tips;
A pair or a plurality of pairs of second antennas for emitting infrared light, which are formed on the photoconductive film and disposed at an angle with respect to the first antenna electrode film through the gap between the tips. An electrode film;
A controller for applying a voltage independently to each of the first antenna electrode film and the second antenna electrode film;
An infrared light emitting device comprising:
前記制御部は、前記第1アンテナ電極膜に印加する電圧と、前記第2アンテナ電極膜に対して印加する電圧とを選択的に切り替えることを特徴とする請求項1記載の赤外光放射装置。 The infrared light emitting device according to claim 1, wherein the control unit selectively switches between a voltage applied to the first antenna electrode film and a voltage applied to the second antenna electrode film. . 前記制御部は、前記第1アンテナ電極膜および前記第2アンテナ電極膜に対して、異なる位相で電圧を印加することを特徴とする請求項1記載の赤外光放射装置。 2. The infrared light emitting device according to claim 1, wherein the control unit applies voltages at different phases to the first antenna electrode film and the second antenna electrode film. パルス励起光を発振する光源と、
請求項1〜3のいずれかに記載の赤外光放射装置と、
を備えていることを特徴とする時系列変換パルス分光計測装置。
A light source that oscillates pulsed excitation light;
The infrared light emitting device according to any one of claims 1 to 3,
A time-series conversion pulse spectroscopic measurement device comprising:
パルス励起光が照射されて光キャリアを生成する光伝導膜上に形成され、その先端間に間隙を介して配置された、赤外光を放射する一対の第1アンテナ電極膜に電圧を印加し、
前記光伝導膜上に形成され、その先端間に前記間隙を介しかつ前記第1アンテナ電極膜に対して角度を有して配置された、赤外光を放射する一対または複数対の第2アンテナ電極膜に電圧を印加することを特徴とする赤外光放射方法。
A voltage is applied to a pair of first antenna electrode films that are formed on a photoconductive film that is irradiated with pulsed excitation light and generates photocarriers, and disposed between the tips of the photoconductive film to emit infrared light. ,
A pair or a plurality of pairs of second antennas for emitting infrared light, which are formed on the photoconductive film and disposed at an angle with respect to the first antenna electrode film through the gap between the tips. An infrared light radiation method, wherein a voltage is applied to an electrode film.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010002214A (en) * 2008-06-18 2010-01-07 Advantest Corp Photo-detector
JP2013228330A (en) * 2012-04-26 2013-11-07 Jfe Steel Corp Film thickness measuring apparatus and film thickness measuring method
JP2017044641A (en) * 2015-08-28 2017-03-02 国立研究開発法人物質・材料研究機構 Polarized variable emitter, terahertz time domain spectroscopic device using the same, and method of determining bias distribution of polarized variable emitter
JP2017075923A (en) * 2015-10-16 2017-04-20 パイオニア株式会社 Measurement device
WO2017175770A1 (en) * 2016-04-05 2017-10-12 株式会社分光計測 Method for observing dynamic physical property of biological tissue, and device for observing dynamic physical property of biological tissue
WO2017175773A1 (en) * 2016-04-05 2017-10-12 株式会社分光計測 Method for observing dynamic physical property of biological tissue, and device for observing dynamic physical property of biological tissue
CN107910734A (en) * 2017-12-06 2018-04-13 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 A kind of microwave pulse emitter of Laser Driven

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010002214A (en) * 2008-06-18 2010-01-07 Advantest Corp Photo-detector
JP2013228330A (en) * 2012-04-26 2013-11-07 Jfe Steel Corp Film thickness measuring apparatus and film thickness measuring method
JP2017044641A (en) * 2015-08-28 2017-03-02 国立研究開発法人物質・材料研究機構 Polarized variable emitter, terahertz time domain spectroscopic device using the same, and method of determining bias distribution of polarized variable emitter
JP2017075923A (en) * 2015-10-16 2017-04-20 パイオニア株式会社 Measurement device
WO2017175770A1 (en) * 2016-04-05 2017-10-12 株式会社分光計測 Method for observing dynamic physical property of biological tissue, and device for observing dynamic physical property of biological tissue
WO2017175773A1 (en) * 2016-04-05 2017-10-12 株式会社分光計測 Method for observing dynamic physical property of biological tissue, and device for observing dynamic physical property of biological tissue
US20190128803A1 (en) * 2016-04-05 2019-05-02 Advanced Bio-Spectroscopy Co., Ltd Method for observing dynamic physical property of biological tissue and device for observing dynamic physical property of biological tissue
JPWO2017175773A1 (en) * 2016-04-05 2019-05-16 株式会社分光計測 Method and apparatus for observing physical property of physical tissue
JPWO2017175770A1 (en) * 2016-04-05 2019-06-27 株式会社分光計測 Method and apparatus for observing physical property of physical tissue
US10718708B2 (en) 2016-04-05 2020-07-21 Advanced Bio-Spectroscopy Co., Ltd Method for observing dynamic physical property of biological tissue and device for observing dynamic physical property of biological tissue
CN107910734A (en) * 2017-12-06 2018-04-13 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 A kind of microwave pulse emitter of Laser Driven
CN107910734B (en) * 2017-12-06 2023-12-08 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 Laser-driven microwave pulse transmitting device

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