專利名稱：電磁THz波產(chǎn)生器件、電磁THz波檢測器件和時域分光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及產(chǎn)生諸如太赫茲波的電磁波的電磁波產(chǎn)生器件、檢測諸如太赫茲波的電磁波的電磁波檢測器件、和包括它們的時域分光裝置，該電磁波包含從毫米波帶到太赫茲波帶(30GHz 30THZ)的頻率區(qū)域中的電磁波分量。特別地，本發(fā)明涉及包含用于通過激光照射產(chǎn)生(檢測)包含該頻帶中的傅立葉分量的電磁波的電光晶體的產(chǎn)生器件(檢測器件)和基于太赫茲時域分光法(THz-TDS)的包括該產(chǎn)生器件(檢測器件)的斷層攝影裝置。
背景技術(shù)：
近年來，開發(fā)了利用太赫茲波的非破壞性感測技術(shù)。該頻帶中的電磁波的應(yīng)用領(lǐng)域包括制造取代熒光鏡以執(zhí)行成像的安全成像和檢查裝置的技術(shù)。并且，已開發(fā)了用于獲得物質(zhì)的吸收光譜或復(fù)介電常數(shù)以檢查諸如分子鍵的物理性能的分光技術(shù)，用于檢查諸如載流子密度、遷移率和電導(dǎo)率的物理性能的測量技術(shù)，以及用于生物分子的分析技術(shù)。關(guān)于產(chǎn)生太赫茲波的方法，廣泛使用利用非線性光學(xué)晶體的方法。非線性光學(xué)晶體的一般的例子包括,例如，LiNbOx (以下，也稱為 “LN”)、LiTaOx' NbTaOx' KTP、DAST、ZnTe, GaSe, GaP 和CdTe0為了產(chǎn)生太赫茲波，利用二次非線性現(xiàn)象。已知的過程是由具有不同的頻率的兩個入射激光束導(dǎo)致的差值頻率產(chǎn)生(DFG)。另外，基于光學(xué)參數(shù)過程的單色太赫茲波產(chǎn)生、和通過由飛秒脈沖激光照射導(dǎo)致的光學(xué)整流產(chǎn)生太赫茲脈沖的過程也是已知的。關(guān)于通過使用這種非線性光學(xué)晶體產(chǎn)生太赫茲波的方法，電光Cherenkov放射近來受到關(guān)注。它是這樣一種現(xiàn)象，即，當(dāng)作為激勵源的激光束91的傳播群速度比產(chǎn)生的太赫茲波的傳播相位速度高時，如圖9所示，圓錐狀的太赫茲波92如沖擊波那樣被放射。放射角Θ。由下式基于太赫茲波在介質(zhì)(非線性光學(xué)晶體)中的折射率與光的折射率的比來確定:cos Θ c=vTHz/vg=ng/nTHz這里，vg表示激勵光的群速度，ng表示其群折射率，vTHz表示太赫茲波的相位速度，nTHz表示其折射率。公開了這樣的報告(參見NPLl)其描述了利用Cherenkov放射現(xiàn)象，并允許具有傾斜的波前的飛秒束進(jìn)入LN以導(dǎo)致光學(xué)整流，由此產(chǎn)生高強(qiáng)度的太赫茲脈沖。另夕卜，公開了這樣的報告(參見NPL2)，其描述了使用厚度與要產(chǎn)生的太赫茲波的波長相比足夠小的板式波導(dǎo)，使得不需要傾斜波前，并且，通過DFG產(chǎn)生單色太赫茲波。上述非專利文獻(xiàn)中的情況涉及這樣的提案，即，由行波激勵導(dǎo)致太赫茲波產(chǎn)生，并且從不同的波源產(chǎn)生的太赫茲波沿放射方向在相位上匹配，并由此相互增強(qiáng)以提高提取效率。關(guān)于該放射方法的特性，可通過使用非線性光學(xué)晶體提供相對較高的效率，并且可產(chǎn)生高強(qiáng)度的太赫茲波。另外，可通過選擇由晶體特有的光子共振導(dǎo)致的太赫茲區(qū)域中的吸收，在高頻率側(cè)加寬太赫茲波的頻帶。這些技術(shù)允許產(chǎn)生波帶比使用光電導(dǎo)元件的太赫茲產(chǎn)生的波帶寬，并且，當(dāng)通過使用光學(xué)整流產(chǎn)生太赫茲脈沖時，可以減小脈沖寬度。例如，當(dāng)這些技術(shù)被應(yīng)用于太赫茲時域分光裝置時，分光裝置的性能有望得到提高。引文列表
非專利文獻(xiàn)NPLI J.0pt.Soc.Am.B, vol.25, pp.B6-B19, 2008NPL20pt.Express, vol.17, pp.6676-6681，2009

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題現(xiàn)有技術(shù)的Cherenkov太赫茲波產(chǎn)生器件在包含光學(xué)波導(dǎo)的面內(nèi)具有兩個方向性。使用起來非常不容易。本發(fā)明提供了具有大致單一的方向性的電磁波產(chǎn)生器件。問題的解決方案根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種包括允許來自光源的光在其中穿過的非線性光學(xué)晶體、并產(chǎn)生波長比光的波長更長的電磁波的電磁波產(chǎn)生器件包括:第一電介質(zhì)和第二電介質(zhì)、和包含分別被夾在電介質(zhì)之間并包含非線性光學(xué)晶體的多個波導(dǎo)區(qū)段的光學(xué)波導(dǎo)。當(dāng)ng表不非線性光學(xué)晶體對于光的折射率，ε eff表不電介質(zhì)和波導(dǎo)區(qū)段的組件對于電磁波的有效相對介電常數(shù)，并且Θ。被定義為efcos-Hn/ V eeff)時，波導(dǎo)區(qū)段被布置成使得由兩個相鄰的波導(dǎo)區(qū)段中的光的傳播方向形成的角度基本上對應(yīng)于2 Θ。。本發(fā)明的有利效果根據(jù)本發(fā)明的該方面，由于電磁波產(chǎn)生器件包括包含波導(dǎo)區(qū)段的光學(xué)波導(dǎo)，這些波導(dǎo)區(qū)段被布置成使得由兩個相鄰的波導(dǎo)區(qū)段中的光的傳播方向形成的角度基本上對應(yīng)于2 Θ。，因此允許合成的電磁波的主瓣具有大致單一的大的方向性。從以下描述的實施例，本發(fā)明的其它方面將十分明顯。


圖1A是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的電磁波產(chǎn)生器件的頂視圖。圖1B是其前視圖。圖2A是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的電磁波產(chǎn)生器件的頂視圖。圖2B是其前視圖。圖3A是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的電磁波產(chǎn)生器件的頂視圖。圖3B是其前視圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的電磁波產(chǎn)生器件的頂視圖。圖5A是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的太赫茲時域分光裝置的結(jié)構(gòu)的示圖。圖5B是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的太赫茲時域分光裝置的變更例的示圖。圖6A是根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的電磁波產(chǎn)生器件的前視圖。圖6B是根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的電磁波產(chǎn)生器件的前視圖。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的太赫茲時域分光裝置的結(jié)構(gòu)的示圖。圖8A是根據(jù)本發(fā)明的例子I的電磁波產(chǎn)生器件的頂視圖。圖8B是其前視圖。圖9是示出電光Cherenkov放射的原理的示圖。圖10A是根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的電磁波檢測器件的頂視圖。圖10B是其前視圖。
圖1lA是示出通過電磁波檢測器件的檢測方法的示圖。圖1lB是示出通過電磁波檢測器件的檢測方法的示圖。圖1lC是示出通過電磁波檢測器件的檢測方法的示圖。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的一個方面，電磁波產(chǎn)生器件包括包含含有兩個波導(dǎo)區(qū)段的多個波導(dǎo)區(qū)段的光學(xué)波導(dǎo)，這兩個波導(dǎo)區(qū)段被布置成使得由波導(dǎo)區(qū)段中的光的傳播方向形成的角度基本上與上述的2 Θ。相對應(yīng)?；谶@種概念,根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁波產(chǎn)生器件和電磁波檢測器件具有在上述的“問題的解決方案”中描述的基本結(jié)構(gòu)。以下參照附圖描述本發(fā)明的實施例和例子。第一實施例參照圖1A和圖1B描述根據(jù)第一實施例的電磁波產(chǎn)生器件。圖1A是根據(jù)本實施例的電磁波產(chǎn)生器件的頂視圖。圖1B是其前視圖。根據(jù)本實施例的電磁波產(chǎn)生器件包括分別由非線性光學(xué)晶體制成的光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段和連接區(qū)段的彎曲部。在本實施例中，當(dāng)光在其中傳播時，光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段101具有圓錐狀方向性。在圖1A的平面中，由102表示的方向性沿兩個方向出現(xiàn)。電磁波的Cherenkov放射的方向(以下,稱為“Cherenkov放射方向”)與光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段101中的光的傳播方向(以下，稱為“光傳播方向”)形成大致為Θ。的角度，其將在后面描述。光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段104中的光傳播方向與光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段101中的光傳播方向形成大致為2 Θ。的角度。當(dāng)光在其中傳播時，光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段104也具有圓錐狀方向性，并且由105表示的方向性沿平面內(nèi)的兩個方向出現(xiàn)。電磁波的Cherenkov放射方向還與光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段104中的光傳播方向形成Θ。的角度。彎曲部103將傳播通過光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段101的光偏轉(zhuǎn)大致2 Θ。，以將光引向光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段107。光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段107中的光傳播方向與光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段101中的光傳播方向形成大致為2 Θ。的角度，并且當(dāng)光在其中傳播時，光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段107具有沿平面內(nèi)的兩個方向出現(xiàn)的方向性108。電磁波的Cherenkov放射方向與光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段107中的光傳播方向形成Θ。的角度。彎曲部106具有與上述的彎曲部103類似的功能。利用這種結(jié)構(gòu)，來自波導(dǎo)區(qū)段的沿相同的方向放射的波分量相互增強(qiáng)，由此貢獻(xiàn)于整個器件的方向性中的主瓣111。沿不同的方向放射的電磁波分量相互弱化，并且沒有完全消除的波分量變?yōu)楦卑?12。因此，整個器件具有大致單一的方向性。當(dāng)激勵光從圖1A的左側(cè)被引向波導(dǎo)的入射端時，電磁波(EM-WAVE)被放射到圖1A的右側(cè)。這是使得根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁波產(chǎn)生器件具有由主瓣代表的大致單一的方向性的機(jī)制。根據(jù)本實施例，光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段以菱形圖案被配置，使得由兩個相鄰的波導(dǎo)區(qū)段中的光傳播方向形成的角度大致為2 Θ。，由此構(gòu)成具有單一方向性的結(jié)構(gòu)。并且，為了實現(xiàn)Cherenkov放射，通過光學(xué)波導(dǎo)傳播的光的速度Vg與放射的電磁波(諸如太赫茲波)的相位速度Vthz之間的關(guān)系必須滿足條件Vg>VTHz。原因在于，COS—1 (VTHz/vg)必須具有實根。在本發(fā)明的實施例中，導(dǎo)致具有比光長的波長的電磁波的Cherenkov放射，諸如太赫茲波、遠(yuǎn)紅外光或中紅外光。因此，與光相比，放射的電磁波具有空間延展性。根據(jù)本實施例的電磁波產(chǎn)生器件包括第一電介質(zhì)10和第二電介質(zhì)11,其如圖1B所不的那樣，沿垂直方向夾著光學(xué)波導(dǎo)，以利用上述的電磁波與光之間的空間延展性的差異來使得電磁波的相位速度變慢。在這種情況下，電磁波對于電介質(zhì)10和11的介電常數(shù)強(qiáng)烈敏感，使得Θ。由電介質(zhì)與光學(xué)波導(dǎo)的組件的有效相對介電常數(shù)Lff確定。換句話說，它由下式表達(dá):cos Θ。= ng/ V ε eff。當(dāng)圖1B中的光學(xué)波導(dǎo)的厚度為厚度下限時，有效相對介電常數(shù)ε rff可近似地由電介質(zhì)10和11的介電常數(shù)ε 1(|和ε η的平均值表達(dá)。它由下式表達(dá):ε rff( ε 1(|+ ε η)/2。電介質(zhì)10和11中的介電常數(shù)的偏移使圖1B中的放射方向輕微波動。原因在于，當(dāng)電介質(zhì)11的介電常數(shù)比電介質(zhì)10的介電常數(shù)高時，電磁波模的分布偏向電介質(zhì)11。在這種情況下，第一電介質(zhì)10是支持非線性光學(xué)晶體的基板，并且，選擇具有比基板高的相對介電常數(shù)的第二電介質(zhì)U。當(dāng)電介質(zhì)10的介電損失比電介質(zhì)11高時，可通過利用這些性能避免介電損失。如果電介質(zhì)表現(xiàn)相同的介電損失，那么電介質(zhì)10和11可由相同的電介質(zhì)材料10制成。在這種情況下，Seff= ε 1QO假定電介質(zhì)材料被選擇為使得光學(xué)波導(dǎo)為典型的單模波導(dǎo)，那么光學(xué)波導(dǎo)最高具有約幾微米的厚度。由于太赫茲波的波長與該值相比足夠大，因此，在太赫茲放射時，該近似表達(dá)式通常成立。關(guān)于被選擇為電介質(zhì)材料10的例子，作為在“背景技術(shù)”中描述的非線性光學(xué)晶體的LN的近紅外區(qū)域中的折射率(群折射率ng)為約2。因此，當(dāng)使用具有約為4或更高的介電常數(shù)(相對介電常數(shù))的電介質(zhì)材料時，CC^1Oig/ V ε rff)具有實根，使得實現(xiàn)Cherenkov放射。對于太赫茲波，例如，可以使用Si或Ge作為電介質(zhì)材料。也可使用半絕緣性的半導(dǎo)體基板等。夾在電介質(zhì)10和11之間的除光學(xué)波導(dǎo)以外的區(qū)域(未示出)可被例如電介質(zhì)或空氣填充。為了禁閉光，可以使用折射率比構(gòu)成光學(xué)波導(dǎo)的非線性光學(xué)晶體低的材料。例如，可以使用折射率為比LN低的約1.5的苯并環(huán)丁烯(BCB)或聚酰亞胺。在上述的情況下，假定電介質(zhì)10和11的厚度是厚度的上限。其厚度可在一定程度上減薄。原因如下。當(dāng)放射的電磁波的空間延展比電介質(zhì)10和11的厚度大時，電磁波對于外部空氣敏感，由此減小有效介電常數(shù)(有效相對介電常數(shù))erff。但是，當(dāng)V Eeff與ng相比極小，以使得cos4 (ng/ V ε eff)沒有實根時,不實現(xiàn)Cherenkov放射。放射的電磁波的空間延展可被識別為電介質(zhì)材料10中的電磁波的等價波長(λ / V ε 1(|)。第二實施例
參照圖2Α和圖2Β描述根據(jù)第二實施例的電磁波產(chǎn)生器件。圖2Α是根據(jù)本實施例的電磁波產(chǎn)生器件的頂視圖。圖2Β是其前視圖。在本實施例中，光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段通過彎曲部203和206連接以形成單個線。因此，光從外部入射到單個入射端，使得容易實現(xiàn)光學(xué)耦合。在其它方面，第二實施例在結(jié)構(gòu)上與第一實施例相同。參照圖2Α,光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段204中的光傳播方向與光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段201中的光傳播方向形成大致為2 Θ。的角度，并且，光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段207中的光傳播方向與光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段204中的光傳播方向形成大致為2 Θ。的角度。當(dāng)光在其中傳播時，光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段分別具有圓錐方向性202、205和208。沿相同的方向放射的電磁波分量相互增強(qiáng)，由此貢獻(xiàn)于整個器件的方向性中的主瓣211。因此，整個器件具有大致單一的方向性。沒有完全消除的電磁波分量變?yōu)楦卑?12。在本實施例中，光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段以波形圖案被布置，以使得兩個相鄰的波導(dǎo)區(qū)段中的光傳播方向形成大致為2 Θ。的角度，由此構(gòu)成具有大致單一的方向性的結(jié)構(gòu)。如圖2Β所示，根據(jù)本實施例的電磁波產(chǎn)生器件還包括沿垂直的方向夾著這種光學(xué)波導(dǎo)的電介質(zhì)20和21。
根據(jù)本實施例和第一實施例，由于結(jié)構(gòu)可沿橫向延伸，因此，可以很容易地延長通過光學(xué)波導(dǎo)傳播的光與構(gòu)成光學(xué)波導(dǎo)的非線性光學(xué)晶體之間的交互作用長度。由于激勵光被轉(zhuǎn)換成電磁波(RF)的光到RF轉(zhuǎn)換效率增加，因此，實施例適于需要光到RF轉(zhuǎn)換效率的裝置和應(yīng)用。第三實施例參照圖3A和圖3B描述根據(jù)第三實施例的電磁波產(chǎn)生器件。圖3A是根據(jù)本實施例的電磁波產(chǎn)生器件的頂視圖。圖3B是其前視圖。由于不存在彎曲部，因此，本實施例具有不出現(xiàn)由彎曲部導(dǎo)致的光學(xué)損失的優(yōu)點(diǎn)。在其它方面，第三實施例在結(jié)構(gòu)上與第一實施例相同。參照圖3A，光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段303中的光傳播方向與光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段301中的光傳播方向形成大致為2 Θ。的角度。當(dāng)光在其中傳播時，光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段分別具有圓錐方向性302和304。沿相同的方向放射的電磁波分量相互增強(qiáng)，由此貢獻(xiàn)于整個器件的方向性中的主瓣311。因此，整個器件具有大致單一的方向性，并且向圖3A的右側(cè)放射電磁波。沒有完全消除的電磁波分量變?yōu)楦卑?12。根據(jù)本實施例，形成大致為2 Θ。的角度的光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段以V狀圖案被布置，由此構(gòu)成具有大致單一的方向性的結(jié)構(gòu)。如圖3B所示，根據(jù)本實施例的電磁波產(chǎn)生器件還包括沿垂直的方向夾著這種光學(xué)波導(dǎo)的電介質(zhì)30和31。在本實施例中，由于光不與電磁波共線，因此它們可以很容易地相互分離。實施例適于需要分離光和RF的裝置和應(yīng)用。第四實施例在上述的實施例中，當(dāng)電磁波產(chǎn)生器件的光學(xué)波導(dǎo)具有兩個入射端時，必須用兩個同相位的射束或者具有大的斑點(diǎn)的單個射束同時激勵兩個入射端。圖4是包括具有一個入射端的光學(xué)波導(dǎo)和光學(xué)波導(dǎo)上的Y形分支400的電磁波產(chǎn)生器件。Y形分支400不依賴于光的波長和偏振方向。它是公知的可用在單模/多模光學(xué)波導(dǎo)中的分支?？梢允褂肕ach-Zehnder類型等。使用該分支可實現(xiàn)具有以菱形圖案布置多個小菱形圖案的結(jié)構(gòu)的光學(xué)波導(dǎo)、和具有以V形圖案布置多個V形圖案的結(jié)構(gòu)的光學(xué)波導(dǎo)。雖然沒有提到，但是，Cherenkov放射源自非線性光學(xué)晶體401和402的二次非線性系數(shù)(d系數(shù))。因此，為了組合電磁波分量的方向性，必須關(guān)注各晶體的d系數(shù)的方向。更確切地說，d系數(shù)是張量。必須關(guān)注由例如d系數(shù)Clil中的i表示的方向。在其中一個射束激勵非線性光學(xué)晶體401和402的本實施例中，所有非線性光學(xué)晶體的d系數(shù)可簡單地表示與圖4所示的平面垂直的方向?？蓪τ谏鲜龅碾姶挪óa(chǎn)生器件的光學(xué)激勵使用短脈沖激光束。在這種情況下，可通過光學(xué)整流產(chǎn)生具有比光的波長更長的波長的寬帶電磁脈沖?？稍试S具有不同的波長的兩個激光束入射到器件，由此產(chǎn)生具有與頻率之間的差值對應(yīng)的單一頻率并具有比光的波長更長的波長的電磁波。在本實施例和第三實施例中，當(dāng)允許兩個射束同時進(jìn)入到兩個分離的光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段時，光學(xué)波導(dǎo)的入射端和發(fā)射端可顛倒。可以在可能的范圍內(nèi)組合使用根據(jù)上述實施例的結(jié)構(gòu)。例如，可以組合使用本實施例和第一實施例，以使得根據(jù)本實施例的結(jié)構(gòu)被應(yīng)用于根據(jù)第一實施例的結(jié)構(gòu)的左半部分。第五實施例圖5A示出基于包括根據(jù)上述的實施例的器件中的任一個作為電磁波產(chǎn)生器件的太赫茲時域分光(THz-TDS)系統(tǒng)的斷層攝影成像裝置。在該裝置中，使用包括光纖的飛秒激光器51作為激勵光源，并且，通過分支單元52從光纖53和54提取輸出。一般地，使用具有1.55μπι的中心波長、20fs的脈沖寬度和50MHz的重復(fù)頻率的光?？梢允褂?.06μπι的頻帶中的波長。脈沖寬度和重復(fù)頻率不限于這些值。用作輸出級的光纖53和54中的每一個可包括色散光纖，用于執(zhí)行預(yù)啁啾以補(bǔ)償由例如光學(xué)器件(包含太赫茲產(chǎn)生器、太赫茲檢測器和設(shè)置在最終級上的用于高階孤子壓縮的高非線性光纖)導(dǎo)致的色散。這些光纖中的每一個可包含偏振保持光纖。來自太赫茲波產(chǎn)生側(cè)的光纖53的輸出與根據(jù)本發(fā)明的實施例中的任一個的Cherenkov放射型的器件50的波導(dǎo)連接。在這種情況下，為了增加耦合效率，光纖的端部可與圓柱透鏡陣列一體化，或者可被加工為辮子型，使得輸出小于或等于器件50的波導(dǎo)的數(shù)值孔徑(NA)。光纖53可通過透鏡(未示出)在空間上與器件50連接。在上述的情況中的每一個中，向器件和光纖的端部中的每一個施加抗反射涂層導(dǎo)致Fresnel損失的減少和不必要的干涉噪聲的減少。作為替代方案，當(dāng)光纖53和器件50的波導(dǎo)被設(shè)計為使得它們的NA和模場直徑相互接近時，它們可通過相互鄰接以鄰接耦合方式相互接合。在這種情況下，正確地選擇粘接劑可減少反射的不利影響。如果上游側(cè)的光纖53或光纖激光器51包含不是偏振保持類型的光纖區(qū)段，那么可通過線內(nèi)(inline)偏振控制器使入射在Cherenkov放射型器件50上的光的偏振穩(wěn)定化。激勵光源不限于光纖激光器。當(dāng)激勵光源不是光纖激光器時，用于使偏振穩(wěn)定化的措施減少。通過基于圖5A所示的公知的THz-TDS系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)檢測產(chǎn)生的電磁波。具體而言，拋物面鏡56a將射束變換成平行射束，射束分離器55將射束分成兩個射束，并且，拋物面鏡56b向樣品施加射束中的一個。拋物面鏡56c會聚從樣品反射的電磁波。得到的波到達(dá)包含光電導(dǎo)元件的檢測器58或者被其接收。光電導(dǎo)元件一般包含低溫生長的GaAs和設(shè)置在其上面的偶極天線。如果光源51具有1.55 μ m的波長，那么諧波通過使用SHG晶體(未示出)產(chǎn)生，并被用作用于檢測器58的探測光。在這種情況下，為了保持脈沖形狀，可以使用具有約0.1mm的厚度的周期極化鈮酸鋰(PPLN)。當(dāng)光源51具有I μ m的帶中的波長時，不必在包括包含單層InGaAs或InGaAs MQff的光電導(dǎo)元件的檢測器58中產(chǎn)生諧波?？梢允褂没鶞?zhǔn)波作為探測光。在該裝置中，信號獲取單元61通過放大器63獲取由檢測器58檢測的信號。數(shù)據(jù)處理和輸出單元62包含PC等，并且在移動用作延遲單元的光學(xué)延遲器57的同時獲得電磁波信號的波形。只要單元可調(diào)整用作產(chǎn)生單元的器件50的電磁波產(chǎn)生時間與用作檢測單元的檢測器58的電磁波檢測時間之間的延遲時間，就可以使用任何延遲單元。如上所述，本裝置包括包含根據(jù)本發(fā)明的實施例中的任一個的用于產(chǎn)生電磁波的電磁波產(chǎn)生器件的產(chǎn)生單元、用于檢測從產(chǎn)生單元放射的電磁波的檢測單元和延遲單元。該裝置被配置為其中檢測單元檢測從產(chǎn)生單元放射并被樣品反射的電磁波，并且來自樣品的反射波被分析以對樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)成像的斷層攝影裝置。在圖5A所示的系統(tǒng)中，來自用作測量目標(biāo)的樣品的反射波與施加的電磁波共軸。射束分離器55的存在將電磁波的功率減半。因此，如圖5B所示，鏡子56的數(shù)量可增加，以提供波之間的非共軸關(guān)系，使得雖然入射到樣品上的角度不是90度，但電磁波的功率增加。在使用本裝置時，如果在樣品中存在材料不連續(xù)性，那么，在獲取的信號中，在與該不連續(xù)對應(yīng)的時間位置中出現(xiàn)反射回聲脈沖。當(dāng)樣品被一維掃描時，獲得斷層攝影圖像。當(dāng)樣品被二維掃描時，獲得三維圖像。由于如上面描述的那樣配置包含非線性光學(xué)晶體的電磁波產(chǎn)生器件50，因此器件具有大致單一的方向性，使得天線增益隨單一方向性增加。因此，可以增加S/N比。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以檢測更小的信號。例如，在斷層攝影中，可以增加樣品沿深度方向的滲透厚度。另外，由于可以獲得相對較短的持續(xù)期的太赫茲脈沖，S卩，300fs或更小的單脈沖，因此，可以提高深度分辨率。并且，由于可使用包含光纖的激勵激光器作為照射單元，因此，裝置的尺寸和成本可減小。第六實施例根據(jù)上述的實施例，包含于電磁波產(chǎn)生器件中的光學(xué)波導(dǎo)的發(fā)射端面粗糙化，以使得從端部發(fā)射的光不變?yōu)樵肼曉?，并且光被提取到外面。圖6A和圖6B示出用于控制從發(fā)射端發(fā)射的光的結(jié)構(gòu)。圖6A示出其發(fā)射端被涂層610覆蓋的電磁波產(chǎn)生器件60。關(guān)于用于光學(xué)衰減的涂層，例如，可以使用黑色聚乙烯膜。在這種情況下，涂層610的厚度可以小于或等于材料中的電磁波的等價波長的十分之一，例如，可以為幾微米，以使得涂層不影響從器件的發(fā)射端發(fā)射的電磁波的產(chǎn)生。在具有波長的十分之一的尺寸的結(jié)構(gòu)中，對于具有該波長的電磁波的影響(諸如反射、色散和折射)一般是可以忽略的。對于該涂層，可以使用對于光的抗反射(AR)涂層或高反射(HR)涂層。可以使用控制放射的電磁波的涂層。例如，可以使用Ge膜作為用于在遮蔽光的同時控制太赫茲電磁波的涂層。圖6B不出具有斜角620的電磁波產(chǎn)生器件60。光和電磁波可通過使用例如光學(xué)波導(dǎo)與空氣之間的折射角差異和各電介質(zhì)與空氣之間的折射角差異而色散。在這種情況下，如果放射的電磁波是P偏振光，那么可以選擇使得關(guān)于斜面620的法線的折射角與Brewster角Θ ftarT1 ( V ε eff/l)相對應(yīng)的切割。因此,可以在比被AR涂層覆蓋的帶寬的帶中減少Fresnel損失。第七實施例根據(jù)第七實施例，實施例的電磁波產(chǎn)生器件中的任一個的發(fā)射端通過例如AR涂層被處理，使得從發(fā)射端發(fā)射的光被重新用作探測光。具體而言，根據(jù)本實施例，允許從包含于電磁波產(chǎn)生器件70中的波導(dǎo)的發(fā)射端出射的光穿過拋物面鏡的孔79，使得與光的光軸對應(yīng)的射束與光分離，并且，使用分離的射束作為用于檢測單元的探測光。為了使拋物面鏡的孔79的直徑最小化，可以使用與射束的直徑對應(yīng)的小的透鏡(未示出)。延遲單元77調(diào)整電磁波產(chǎn)生器件70中的波導(dǎo)處的光的到達(dá)時間與檢測單元處的探測光的到達(dá)時間之間的延遲時間。圖7示出基于與圖5A類似的THz-TDS系統(tǒng)的斷層攝影裝置。在圖7中沒有示出電子系統(tǒng)部件。本實施例與圖5A中的第五實施例的不同在于，該裝置不包括光纖分支單元，并且，允許包含光纖的激勵激光器71的整個輸出進(jìn)入到電磁波產(chǎn)生器件70。以與第五實施例類似的方式，從電磁波產(chǎn)生器件70產(chǎn)生的太赫茲波通過拋物面鏡和半反射鏡75被施加到樣品。來自樣品的反射光進(jìn)入到太赫茲檢測單元78，由此獲取信號。另一方面，在電磁波產(chǎn)生器件70中傳播的激光束的一部分重新從發(fā)射端出射，并且穿過拋物面鏡的孔79和延遲單元77，然后被重新用作用于檢測單元78的探測光。在上述的布置中，由于不需要用于激勵激光束的分支單元，因此，可以減少部件的數(shù)量，并且可以有效地利用激勵激光器71的功率。用于激勵的激光源71不限于飛秒激光源。可以使用用于Nd:YAG激光激勵的KTP-OPO (光學(xué)參數(shù)振蕩器)光源(輸出具有兩個波長的光)或兩個可調(diào)諧激光二極管。由于可通過改變波長來改變DFG的頻率，因此放射的太赫茲波的頻率也可被調(diào)制。第八實施例參照圖1OA和圖1OB描述根據(jù)第八實施例的電磁波檢測器件。圖1OA是根據(jù)本實施例的電磁波檢測器件的頂視圖。圖1OB是其前視圖。本實施例涉及以與實施例1類似的方式包括分別包含電光晶體的光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段101、104和107和連接區(qū)段的彎曲部103和106，并被配置為通過產(chǎn)生的逆·過程檢測電磁波的電磁波產(chǎn)生器件。這里使用的用于一次電光效應(yīng)的電光晶體具有二次非線性。典型的實際電光晶體基本上與具有二次非線性的非線性光學(xué)晶體等同。在第一實施例中，激勵光從圖1A的左側(cè)被引向光學(xué)波導(dǎo)的入射端，并且電磁波(例如，太赫茲波)被照射到圖1A的右側(cè)。根據(jù)本實施例，通過逆過程檢測電磁波(例如，太赫茲波)。具體而言，允許電磁波(例如，太赫茲波)從圖1OA的右側(cè)進(jìn)入到光學(xué)波導(dǎo)。當(dāng)探測光從圖1OA的右側(cè)被引向光學(xué)波導(dǎo)的入射端時，探測光被調(diào)制。光傳播狀態(tài)檢測單元1010被配置為檢測探測光的傳播狀態(tài)。例如，通過布置在外面的外部偏振元件1001和光檢測器件1002和1003，檢測基于電光晶體中的一次Pockels效應(yīng)的偏振狀態(tài)。具體而言，Wollaston棱鏡1001將從光學(xué)波導(dǎo)的發(fā)射端出射的探測光分成偏振分量，并且通過兩個光電檢測器1002和1003的差動放大，增加S/N比，使得可以檢測電磁波。利用根據(jù)本實施例的該結(jié)構(gòu)，可以檢測電磁波的電場的幅度。為了補(bǔ)償不施加電磁波(例如，太赫茲波)時的自然雙折射，可以在發(fā)射端和偏振兀件1001之間設(shè)置相位補(bǔ)償器(例如，λ /4相位偏移器)(未不出)。并且，可以在光學(xué)波導(dǎo)上集成上述的光傳播狀態(tài)檢測單元1010。關(guān)于如何檢測電磁波(例如，太赫茲波)，描述了通過由合成的電磁波導(dǎo)致的一次電光效果檢測光偏振狀態(tài)的變化的方法。檢測不限于該方法?？梢允褂脵z測通過波導(dǎo)傳播的光的相位和強(qiáng)度的變化作為光的傳播狀態(tài)的變化的方法。并且，可以使用檢測光拍信號的方法，該方法檢測表示通過光學(xué)波導(dǎo)傳播的光的頻率與合成的電磁波的頻率之間的差值的光學(xué)信號。描述實施例。根據(jù)本實施例，器件被配置為檢測第一電磁波(EM-WAVE1或ΕΜ1)，并且也產(chǎn)生第二電磁波(EM-WAVE2或ΕΜ2)。在這種情況下，第一電磁波的波譜v EM1和第二電磁波的波譜Vem2可以彼此相同或者不同。在任意的情況下，根據(jù)本實施例，如圖1IA和圖1lB所示，設(shè)置其中第一電磁波的波前與第二電磁波的波前基本上一致的區(qū)域。因此，可以在通過光學(xué)波導(dǎo)傳播的探測光上重疊(vEM1-vEM2)頻率分量。此時，光學(xué)波導(dǎo)中的二次非線性效果允許該分量與探測光混合。圖1lC示出其中該分量與例如用作兩個激光束的具有頻率v i和V 2的探測射束混合的狀態(tài)。在這種情況下，在頻率V I的側(cè)帶中出現(xiàn)(V V EM1- V EM2)分量1102和1104,并且,在頻率V 2的側(cè)帶中出現(xiàn)(v 2± v EM1- v EM2)的分量1101和1103。因此，當(dāng)通過例如光譜分析器觀察頻率^和V2以及它們的側(cè)帶時，可以檢測第一電磁波。并且，由于光學(xué)波導(dǎo)中的一次非線性效果允許通過第一電磁波調(diào)制第二電磁波，因此，也可通過觀察第二電磁波檢測第一電磁波。另外，使用該器件允許構(gòu)建在以上的實施例中描述的THz-TDS系統(tǒng)和斷層攝影裝置。關(guān)于這種情況下的產(chǎn)生器件，可以使用任何產(chǎn)生器件，例如，在本發(fā)明的實施例中描述的基于Cherenkov相位匹配的器件、或使用現(xiàn)有技術(shù)的光電導(dǎo)元件的器件等。
例子I描述與第一實施例相對應(yīng)的具體例子I。參照圖8A和圖8B描述根據(jù)本例子的電磁波產(chǎn)生器件。圖8A是根據(jù)本例子的電磁波產(chǎn)生器件的頂視圖。圖SB是其前視圖。根據(jù)本例子的器件包括:包含ZnTe/CdZnTe的脊形波導(dǎo)區(qū)段801、804和807，和連接區(qū)段以使得區(qū)段被布置成圖8A中的菱形圖案的彎曲部803和806。沿光傳播路徑的脊形波導(dǎo)區(qū)段804的長度被設(shè)為例如200 μ m,并且彎曲部806的彎曲半徑被設(shè)為損失相對較小的20μπι。長度和彎曲半徑不限于這些值。在本例子中，如果彎曲部的影響被消除，那么基本上主瓣811的半值角(與圖8Α中的方向性的最大功率的一半對應(yīng)的一部分的延展角度)不依賴于光學(xué)波導(dǎo)的長度。為了減少彎曲部的影響以使半值角變得尖銳，與彎曲半徑相比，可以增加光學(xué)波導(dǎo)的長度。它們是設(shè)計事項。根據(jù)本例子的電磁波產(chǎn)生器件包含半絕緣性的GaAs基板80上的ZnTe (8040)/CdZnTe (8041)的半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)。非線性光學(xué)晶體ZnTe的二次非線性系數(shù)d14相對較高,為約100pm/V。對于1.06 μ m的帶和800nm的帶是合適的。在本例子中，對于這種波帶中的光學(xué)激勵，使用具有折射率ng=2.8的ZnTe (高折射率層)。使用材料與電介質(zhì)80相同的半絕緣性GaAs基板作為用于夾著光學(xué)波導(dǎo)的圖SB中的電介質(zhì)81。夾在電介質(zhì)80和81之間的光學(xué)波導(dǎo)以外的區(qū)域被具有較低的介電常數(shù)和較低的介電損失的電介質(zhì)BCB809填充。各CdZnTe層(低折射率層)8041可足夠厚以用作光傳播時的包層，并且可被減薄到使得在GaAs層80和81之間可以忽略太赫茲波的多重反射或損失的影響的程度。關(guān)于前者 ，在包含用作芯部的ZnTe層8040和用作包層的CdZnTe層8041的波導(dǎo)中，CdZnTe層8041可具有大于或等于使得與GaAs層80和81的界面上的光強(qiáng)度小于或等于芯部區(qū)域中的光強(qiáng)度的1/e2 (e是自然對數(shù)的底)的厚度的厚度。關(guān)于后者，CdZnTe層8041可具有小于或等于CdZnTe層8041中的具有作為最高放射頻率的最大頻率的太赫茲波的等價波長入㈨的約1/10的厚度?；赯nTe層8040的折射率(ng=2.8)和半絕緣性GaAs基板80和81對于太赫茲波的相對介電常數(shù)(ε 80 = ε 81 = 12.9), Θ。被設(shè)計如下。Θ c=38.8 度=cos-1 (ng/ V ε eff)正確地說，在使用對于1.06 μ m的帶的折射率ng=2.77時，設(shè)計值為39.5度。在使用對于帶800nm的折射率ng=2.85時，設(shè)計值為37.5度。但是，實際上，如果基于在具有有限寬度的脊形波導(dǎo)中的放射圖案802、805和808中的每一個的有限半值角(與圖8A中的放射圖案中的最大功率的一半對應(yīng)的一部分的延展角)有效位數(shù)的數(shù)量為2，那么獲得足夠的設(shè)計值。在本例子中，同一方向的放射的太赫茲波分量以與第一實施例類似的方式相互增強(qiáng)，由此貢獻(xiàn)于整個器件的方向性中的主瓣811。沒有完全消除的波分量變?yōu)楦卑?12。因此，整個器件具有大致單一的方向性，使得太赫茲波可被放射到圖8A的右側(cè)。根據(jù)另一設(shè)計例子，基板80和81中的每一個可減薄至60 μ m以減小V ε eff。雖然Cherenkov放射的帶由于由電磁波的空間延展與各基板的厚度之間的尺寸關(guān)系導(dǎo)致的色散或低頻帶中的截止而變窄，但Θ。的減小會減小彎曲部806中的彎曲損失。例如，示出ITHz電磁波模的計算。圖8B示出計算的電磁波的電場的平方的分布。在這種情況下，基于ZnTe的折射率(ng = 2.8)和在上述的結(jié)構(gòu)中計算的ITHz電磁波模中的等價折射率(neq =
3.04), Θ。被設(shè)計如下。Θ =23 度=cos-1 (ng/neq)
有效介電常數(shù)ε eff可被視為等價折射率neq的平方?？赏ㄟ^這種本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的計算獲得有效介電常數(shù)。在其中允許具有不同的振蕩頻率▽1和V2的兩個激光束進(jìn)入結(jié)構(gòu)以使得結(jié)構(gòu)產(chǎn)生具有V1-V2= ITHz的頻率差的單色太赫茲波的情況下，該設(shè)計例子是有效的。制造這種結(jié)構(gòu)，以使得通過例如分子束外延(MBE)在具有525 μ m的厚度的半絕緣性GaAs基板80上形成ZnTe/CdZnTe的半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)。注意，使用(110)或(111)面取向，以使得與圖8B中的平面垂直的方向上的各波導(dǎo)區(qū)段的非線性系數(shù)d14不為零。關(guān)于晶體生長，在基板上，按順序形成具有2 μ m的厚度的CdZnTe層8041、具有2 μ m的厚度的ZnTe層8040和具有2μπι的厚度的CdZnTe層8041，以外延生長階躍折射率(SI)光學(xué)波導(dǎo)。然后，通過使用SiO2等的掩模執(zhí)行蝕刻，以形成具有5 μ m的寬度的脊形波導(dǎo)區(qū)段804。當(dāng)寬度更窄時，其更理想。寬度可具有使得實現(xiàn)單模傳播的程度。當(dāng)寬度更窄時，可以減小上述放射圖案的半值角。關(guān)于蝕刻，可以使用利用例如溴-甲醇溶液的濕法蝕刻，也可替代性地使用干法蝕刻。通過對于脊形波導(dǎo)區(qū)段以外的區(qū)域施加BCB，實現(xiàn)平坦化。最后，半絕緣性GaAs基板81與上述的部件接合，由此完成根據(jù)本例子的結(jié)構(gòu)。關(guān)于基板80和81的減薄方法，例如，可以執(zhí)行研磨。其它的實施例雖然已參照示例性實施例說明了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于公開的示例性實施例。以下的權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋以包含所有的變更方式和等同的結(jié)構(gòu)和功能。本申請要求在2010年8月24日提交的日本專利申請N0.2010-187563和在2011年7月22日提交的日本專利申請N0.2011-161411的益處，在此引入其全部內(nèi)容作為參考。附圖標(biāo)記列表 10、11 電介質(zhì)101、104、107 波導(dǎo)區(qū)段102、105、108波導(dǎo)區(qū)段的放射圖案111整個器件的放射圖案中的主瓣112整個器件的放射圖案中的副瓣
權(quán)利要求
1.一種電磁波產(chǎn)生器件，包括允許來自光源的光在其中傳播的非線性光學(xué)晶體，并產(chǎn)生波長比所述光的波長長的電磁波，該電磁波產(chǎn)生器件包括: 第一電介質(zhì)和第二電介質(zhì)；和 光學(xué)波導(dǎo)，包含分別被夾在電介質(zhì)之間并包含非線性光學(xué)晶體的多個波導(dǎo)區(qū)段，其中， 當(dāng)ng表不非線性光學(xué)晶體對于所述光的折射率，ε eff表不第一電介質(zhì)、第二電介質(zhì)和波導(dǎo)區(qū)段的組件對于所述電磁波的有效相對介電常數(shù)，并且V eeff)時，波導(dǎo)區(qū)段被布置成使得由兩個相鄰的波導(dǎo)區(qū)段中的所述光的傳播方向形成的角度基本上對應(yīng)于 2 Θ c。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁波產(chǎn)生器件，其中，光學(xué)波導(dǎo)包含連接兩個光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段的彎曲部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁波產(chǎn)生器件，其中，光學(xué)波導(dǎo)包含連接至兩個光學(xué)波導(dǎo)區(qū)段的Y形分支。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁波產(chǎn)生器件，其中，第一電介質(zhì)和第二電介質(zhì)的厚度被調(diào)整成使得值Qc=C0iT1 (ng/ V eeff)具有實根。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁波產(chǎn)生器件，其中， 第一電介質(zhì)是支持非線性光學(xué)晶體的基板，并且 選擇相對介電常數(shù)大于或等于基板的相對介電常數(shù)的第二電介質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁波產(chǎn)生器件，其中， 光學(xué)波導(dǎo)包含用作用于傳播光的芯部的高折射率層和用作包層的低折射率層， 低折射率層中的至少一個分別與高折射率層和電介質(zhì)相接觸，使得低折射率層被夾在其間，并且 當(dāng)d表示低折射率層的厚度，a表示使得在低折射率層與電介質(zhì)之間的界面上通過光學(xué)波導(dǎo)傳播的光的強(qiáng)度為芯部中的光的強(qiáng)度的Ι/e2的厚度，e是自然對數(shù)的底，并且λ μ表示在具有最大頻率的低折射率層中的電磁波的等價波長時，厚度d滿足條件a ^ d ^ λ eq/10。
7.一種時域分光裝置，包括: 產(chǎn)生單元，被配置為產(chǎn)生電磁波； 檢測單元，被配置為檢測從產(chǎn)生單元放射的電磁波；和 延遲單元,被配置為調(diào)整產(chǎn)生單元的電磁波產(chǎn)生時間與檢測單元的電磁波檢測時間之間的延遲時間，其中， 產(chǎn)生單兀包含根據(jù)權(quán)利要求1 6中的任一項的電磁波產(chǎn)生器件。
8.一種電磁波檢測器件，包括允許來自光源的光在其中傳播的非線性光學(xué)晶體，并檢測波長比所述光的波長長的電磁波，該電磁波檢測器件包括: 第一電介質(zhì)和第二電介質(zhì)；和 光學(xué)波導(dǎo)，包含分別被夾在電介質(zhì)之間并包含非線性光學(xué)晶體的多個波導(dǎo)區(qū)段，其中， 當(dāng)ng表不非線性光學(xué)晶體對于所述光的折射率，ε eff表不第一電介質(zhì)、第二電介質(zhì)和波導(dǎo)區(qū)段的組件 對于所述電磁波的有效相對介電常數(shù)，并且V eeff)時，波導(dǎo)區(qū)段被布置成使得由兩個相鄰的波導(dǎo)區(qū)段中的所述光的傳播方向形成的角度基本上對應(yīng)于 2 Θ c。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的電磁波檢測器件，還包括: 光傳播狀態(tài)檢測單元，被配置為檢測通過光學(xué)波導(dǎo)傳播的光的傳播狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的電磁波檢測器件，其中，光傳播狀態(tài)檢測單元包含偏振元件和光檢測器件。
11.一種時域分光裝置，包括: 產(chǎn)生單元，被配置為產(chǎn)生電磁波； 檢測單元，被配置為檢測從產(chǎn)生單元放射的電磁波；和 延遲單元,被配置為調(diào)整產(chǎn)生單元的電磁波產(chǎn)生時間與檢測單元的電磁波檢測時間之間的延遲時間，其中， 檢測單元包含根據(jù)權(quán)利要求8 10中的任一項的電磁波檢測器件。
12.根據(jù)權(quán)利要求7或11的時域分光裝置，其中，檢測單元被配置為檢測從產(chǎn)生單元放射并被樣品反射的電磁波并分析被樣品反射的光以使樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)成像的斷層攝影裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求7的時域分光裝置，其中，從電磁波產(chǎn)生器件的光學(xué)波導(dǎo)的發(fā)射端出射的光被用作用于檢測單元的探針光，并且 延遲單元調(diào)整電磁波產(chǎn)生器件的光學(xué)波導(dǎo)上的光的到達(dá)時間與檢測單元上的探針光的到達(dá)時間之間的延遲時 間。
全文摘要
提供一種電磁波產(chǎn)生器件，該電磁波產(chǎn)生器件包括包含多個波導(dǎo)區(qū)段(101、104、107)的光學(xué)波導(dǎo)，使得合成的電磁波的主瓣(111)具有大致單一的大方向性。電磁波產(chǎn)生器件包括包含分別被夾在電介質(zhì)(10、11)之間并包含非線性光學(xué)晶體的多個波導(dǎo)區(qū)段(101、104、107)的光學(xué)波導(dǎo)。波導(dǎo)區(qū)段被布置成使得由兩個相鄰的波導(dǎo)區(qū)段(101、104、107)中的光的傳播方向形成的角度(2θc)基本上與2θc對應(yīng)。當(dāng)ng表示非線性光學(xué)晶體對于光的折射率，且εeff表示電介質(zhì)(10、11)和波導(dǎo)區(qū)段(101、104、107)的組件對于電磁波的有效相對介電常數(shù)時，θc被定義為θc=cos-1(ng/√εeff)。
文檔編號G02F1/377GK103097952SQ20118004060
公開日2013年5月8日 申請日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者關(guān)口亮太, 加治木康介 申請人:佳能株式會社