[發(fā)明專利]短光脈沖產(chǎn)生裝置、太赫茲波產(chǎn)生裝置、成像裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410061334.X
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN104009370A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 中山人司
• 申請（專利權(quán)）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: H01S1/02
• 分類號: H01S1/02;G01N21/17
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 舒艷君;李洋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及短光脈沖產(chǎn)生裝置、太赫茲波產(chǎn)生裝置、照相機(jī)、成像裝置、以及測量裝置。

背景技術(shù)

近年來，頻率為100GHz以上30THz以下的電磁波即太赫茲波受到關(guān)注。太赫茲波例如能夠用于成像、分光測量等各種測量、無損探傷等。

產(chǎn)生太赫茲波的太赫茲波產(chǎn)生裝置例如具有：短光脈沖產(chǎn)生裝置，該短光脈沖產(chǎn)生裝置產(chǎn)生具有亞皮秒（幾百飛秒）左右的脈沖寬度的光脈沖；和光電導(dǎo)天線，該光電導(dǎo)天線通過被由短光脈沖產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的光脈沖照射而產(chǎn)生太赫茲波。

作為構(gòu)成太赫茲波產(chǎn)生裝置的短光脈沖產(chǎn)生裝置，例如在專利文獻(xiàn)1中公開了一種具備群速度色散補(bǔ)償器的半導(dǎo)體短脈沖激光元件。

這里，對群速度色散補(bǔ)償器進(jìn)行說明。根據(jù)自相位調(diào)制效應(yīng)，當(dāng)光脈沖在介質(zhì)中傳播時(shí)，光脈沖的頻率隨時(shí)間而增加（正向線性調(diào)頻：up-chirp）、或光脈沖的頻率隨時(shí)間而減?。ǚ聪蚓€性調(diào)頻：down-chirp）。此時(shí)，若進(jìn)行了正向線性調(diào)頻的光脈沖通過具有負(fù)的群速度色散特性的介質(zhì)，則光脈沖的后半部與前半部相比群速度變大，脈沖寬度變窄。另外，若進(jìn)行了反向線性調(diào)頻的光脈沖通過具有正的群速度色散特性的介質(zhì)，則光脈沖的后半部與前半部相比群速度變大，脈沖寬度變窄。這樣利用群速度色散使脈沖寬度變窄、即進(jìn)行脈沖壓縮的是群速度色散補(bǔ)償器。

專利文獻(xiàn)1：日本特開平10－213714號公報(bào)

然而，在專利文獻(xiàn)1的群速度色散補(bǔ)償器中，不能控制群速度色散補(bǔ)償器是具有正的群速度色散特性，還是具有負(fù)的群速度色散特性。因此，在具備專利文獻(xiàn)1的群速度色散補(bǔ)償器的短光脈沖產(chǎn)生裝置中，存在不能得到所希望的脈沖寬度的問題。例如，即使進(jìn)行了正向線性調(diào)頻的光脈沖通過群速度色散補(bǔ)償器，若群速度色散補(bǔ)償器具有正的群速度色散特性，則脈沖寬度也變寬。另外，同樣地即便進(jìn)行了反向線性調(diào)頻的光脈沖通過群速度色散補(bǔ)償器，若群速度色散補(bǔ)償器具有負(fù)的群速度色散特性，則脈沖寬度也變寬。另外，若群速度色散補(bǔ)償器具有正的群速度色散特性和負(fù)的群速度色散特性雙方，則導(dǎo)致脈沖波形失真，結(jié)果，存在不能得到所希望的脈沖寬度的情況。這樣，在短光脈沖產(chǎn)生裝置中，若不能控制群速度色散補(bǔ)償器的群速度色散特性，則存在不能得到所希望的脈沖寬度的情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的幾個方式的目的之一在于，提供一種能夠得到所希望的脈沖寬度的光脈沖的短光脈沖產(chǎn)生裝置。另外，本發(fā)明的幾個方式的目的之一在于，提供包括上述短光脈沖產(chǎn)生裝置的太赫茲波產(chǎn)生裝置、照相機(jī)、成像裝置、以及測量裝置。

本發(fā)明涉及的短光脈沖產(chǎn)生裝置包括：光脈沖生成部，其具有量子阱結(jié)構(gòu)，生成光脈沖；頻率線性調(diào)頻部，其具有量子阱結(jié)構(gòu)，對上述光脈沖的頻率進(jìn)行線性調(diào)頻；光分支部，其使進(jìn)行了線性調(diào)頻的上述光脈沖分支；和群速度色散部，其具有被以進(jìn)行模式耦合的距離配置且由上述光分支部分支出的多個上述光脈沖分別入射的多個光波導(dǎo)，針對上述分支出的多個光脈沖產(chǎn)生與波長對應(yīng)的群速度差，從被上述光分支部分支到入射至上述群速度色散部的上述多個光波導(dǎo)為止的多個光路中的上述光脈沖的光路長彼此相等。

根據(jù)這樣的短光脈沖產(chǎn)生裝置，由于從被光分支部分支到入射至群速度色散部的多個光脈沖的光路長彼此相等，所以能夠使被分支并入射至群速度色散部的多個光脈沖為同位相。由此，群速度色散部能夠具有正的群速度色散特性。這樣，根據(jù)該短光脈沖產(chǎn)生裝置，由于能夠?qū)⑷核俣壬⒉靠刂瞥删哂姓娜核俣壬⑻匦?，所以能夠得到所希望的脈沖寬度的光脈沖。

在本發(fā)明涉及的短光脈沖產(chǎn)生裝置中，上述光分支部具有：第一半導(dǎo)體波導(dǎo)，其由半導(dǎo)體材料構(gòu)成，被入射進(jìn)行了線性調(diào)頻的上述光脈沖；和第二半導(dǎo)體波導(dǎo)以及第三半導(dǎo)體波導(dǎo)，它們由上述半導(dǎo)體材料構(gòu)成，并從上述第一半導(dǎo)體波導(dǎo)分支，上述第二半導(dǎo)體波導(dǎo)的長度和上述第三半導(dǎo)體波導(dǎo)的長度可以彼此相等。

根據(jù)這樣的短光脈沖產(chǎn)生裝置，能夠使被分支并入射至群速度色散部的多個光脈沖為同相位。

本發(fā)明涉及的短光脈沖產(chǎn)生裝置包括：光脈沖生成部，其具有量子阱結(jié)構(gòu)，生成光脈沖；頻率線性調(diào)頻部，其具有量子阱結(jié)構(gòu)，對上述光脈沖的頻率進(jìn)行線性調(diào)頻；光分支部，其使進(jìn)行了線性調(diào)頻的上述光脈沖分支；和群速度色散部，其具有被以進(jìn)行模式耦合的距離配置且被上述光分支部分支出的多個上述光脈沖分別入射的多個光波導(dǎo)，針對上述分支出的多個光脈沖產(chǎn)生與波長對應(yīng)的群速度差，上述光分支部使上述分支出的多個光脈沖成為相互相反相位而產(chǎn)生入射至上述群速度色散部的光路差。