短光脉冲产生装置、太赫兹波产生装置、及其应用装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及短光脉冲产生装置、太赫兹波产生装置、照相装置、成像装置、及计测装置，该短光脉冲产生装置的特征在于包括：具有量子阱结构并且生成光脉冲的光脉冲生成部；具有量子阱结构并且对上述光脉冲的频率线性调频的频率线性调频部；以及具有以模耦合距离配置的多个光波导路并且使频率进行了线性调频的上述光脉冲产生与波长相对应的群速度差的群速度色散部。
【专利说明】短光脉冲产生装置、太赫兹波产生装置、及其应用装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及短光脉冲产生装置、太赫兹波产生装置、照相装置、成像装置、以及计测装置。
【背景技术】
[0002]近年，频率为IOOGHz以上、30THz以下的电磁波的太赫兹波受到注目。太赫兹波能用于例如成像、光谱计测等各种计测、非破坏检验等。
[0003]产生该太赫兹波的太赫兹波产生装置例如具有:产生具有亚皮秒(数百飞秒)左右的脉冲宽度的光脉冲的短光脉冲产生装置；和通过被在短光脉冲产生装置产生的光脉冲照射从而产生太赫兹波的光传导天线。一般而言，作为产生亚皮秒左右的脉冲宽度的光脉冲的短光脉冲产生装置，使用飞秒光纤激光器、钛宝石激光器等。
[0004]例如，在专利文献I中，披露了通过使用掺杂有稀土类元素的光纤能够产生按线性方式进行了线性调频的高功率的抛物线型脉冲的光纤激光器。
[0005]专利文献1:日本特开2009-158983号公报
[0006]然而，在专利文献I的光纤激光器中，由于为了对光脉冲赋予规定的频率线性调频就必须增加光纤长度，从而存在装置大型化的问题。
【发明内容】
[0007]本发明的几个方式所涉及的目的之一为提供能够实现小型化的短光脉冲产生装置、太赫兹波产生装置、照相装置、成像装置、以及计测装置。
[0008]本发明所涉及的短光脉冲产生装置包括:
[0009]具有量子阱结构并且生成光脉冲的光脉冲生成部；
[0010]具有量子阱结构并且对上述光脉冲的频率线性调频的频率线性调频部；以及
[0011]具有以模耦合距离配置的多个光波导路、并且使频率进行了线性调频的上述光脉冲产生与波长相对应的群速度差的群速度色散部。
[0012]根据这种短光脉冲产生装置，频率线性调频部具有量子阱结构。具有量子阱结构的半导体材料例如与石英光纤相比，非线性折射率大，从而能够增大单位长度的频率的线性调频量(频率的变化量)。由此，能够小型化频率线性调频部，从而能够实现装置的小型化。
[0013]在本发明所涉及的短光脉冲产生装置中，也可以构成为，
[0014]上述群速度色散部由半导体材料构成。
[0015]根据这种短光脉冲产生装置，能够容易地形成多个以模耦合距离配置的光波导路。
[0016]在本发明所涉及的短光脉冲产生装置中，也可以构成为，
[0017]包括基板，
[0018]上述光脉冲生成部、上述频率线性调频部以及上述群速度色散部设置于上述基板。
[0019]根据这种短光脉冲产生装置，例如能够利用外延生长等，通过相同的工序高效地形成构成光脉冲生成部的半导体层、构成频率线性调频部的半导体层、及构成群速度色散部的半导体层。
[0020]在本发明所涉及的短光脉冲产生装置中，也可以构成为，
[0021]上述光脉冲生成部的具有量子阱结构的层和上述频率线性调频部的具有量子阱结构的层为同一层。
[0022]根据这种短光脉冲产生装置，能够减少光脉冲生成部与频率线性调频部之间的光损失。
[0023]在本发明所涉及的短光脉冲产生装置中，也可以构成为，
[0024]上述频率线性调频部的具有量子阱结构的层和构成多个上述光波导路中的至少一个的芯层为同一层。
[0025]根据这种短光脉冲产生装置，能够减少频率线性调频部与群速度色散部之间的光损失。
[0026]在本发明所涉及的短光脉冲产生装置中，也可以构成为，
[0027]上述群速度色散部具有层叠的多个半导体层，
[0028]多个上述光波导路在上述半导体层的层叠方向上排列。
[0029]根据这种短光脉冲产生装置，能够通过半导体层的膜厚来控制光波导路之间的距离。由此，能够精确地控制光波导路之间的距离。
[0030]在本发明所涉及的短光脉冲产生装置中，也可以构成为，
[0031]上述群速度色散部具有层叠的多个半导体层，
[0032]多个上述光波导路在与上述半导体层的层叠方向垂直的方向上排列。
[0033]根据这种短光脉冲产生装置，例如与光波导路在层叠方向上排列的情况相比，能够减少构成群速度色散部的半导体层的层数。由此，能够简化制造工序。
[0034]在本发明所涉及的短光脉冲产生装置中，也可以构成为，
[0035]上述光脉冲生成部、上述频率线性调频部、以及上述群速度色散部分别具有多个由AlGaAs系材料构成的半导体层。
[0036]根据这种短光脉冲产生装置，能够产生具有适合于产生太赫兹波的光传导天线的激发的波长的短光脉冲。
[0037]本发明所涉及的太赫兹波产生装置包括:
[0038]本发明所涉及的短光脉冲产生装置；和
[0039]被在上述短光脉冲产生装置产生的短光脉冲照射而产生太赫兹波的光传导天线。
[0040]根据这种太赫兹波产生装置，由于包括本发明所涉及的短光脉冲产生装置，所以能够实现小型化。
[0041]本发明所涉及的照相装置包括:
[0042]本发明所涉及的短光脉冲产生装置；
[0043]被在上述短光脉冲产生装置产生的短光脉冲照射而产生太赫兹波的光传导天线.[0044]检测从上述光传导天线射出并且穿过了目标物体的上述太赫兹波或者被目标物体反射了的上述太赫兹波的太赫兹波检测部；以及
[0045]存储上述太赫兹波检测部的检测结果的存储部。
[0046]根据这种照相装置，由于包括本发明所涉及的短光脉冲产生装置，所以能够实现小型化。
[0047]本发明所涉及的成像装置包括:
[0048]本发明所涉及的短光脉冲产生装置；
[0049]被在上述短光脉冲产生装置产生的短光脉冲照射而产生太赫兹波的光传导天线.[0050]检测从上述光传导天线射出并且穿过了目标物体的上述太赫兹波或者被目标物体反射了的上述太赫兹波的太赫兹波检测部；以及
[0051]基于上述太赫兹波检测部的检测结果、生成上述目标物体的图像的图像形成部。
[0052]根据这种成像装置，由于包括本发明所涉及的短光脉冲产生装置，所以能够实现小型化。
[0053]本发明所涉及的计测装置包括:
[0054]本发明所涉及的短光脉冲产生装置；
[0055]被在上述短光脉冲产生装置产生的短光脉冲照射而产生太赫兹波的光传导天线.[0056]检测从上述光传导天线射出并且穿过了目标物体的上述太赫兹波或者被目标物体反射了的上述太赫兹波的太赫兹波检测部；以及
[0057]基于上述太赫兹波检测部的检测结果、计测上述目标物体的计测部。
[0058]根据这种计测装置，由于包括本发明所涉及的短光脉冲产生装置，所以能够实现小型化。
【专利附图】
【附图说明】
[0059]图1是示意性表示第I实施方式所涉及的短光脉冲产生装置的立体图。
[0060]图2是示意性表示第I实施方式所涉及的短光脉冲产生装置的截面图。
[0061]图3是表示在光脉冲生成部生成的光脉冲的一个例子的曲线图。
[0062]图4是表示频率线性调频部的线性调频特性的一个例子的曲线图。
[0063]图5是表示在群速度色散部生成的光脉冲的一个例子的曲线图。
[0064]图6是示意性表示第I实施方式所涉及的短光脉冲产生装置的制造工序的截面图。
[0065]图7是示意性表示第I实施方式所涉及的短光脉冲产生装置的制造工序的截面图。
[0066]图8是示意性表示第I实施方式的第I变形例所涉及的短光脉冲产生装置的截面图。
[0067]图9是示意性表示第I实施方式的第2变形例所涉及的短光脉冲产生装置的立体图。
[0068]图10是示意性表示第I实施方式的第2变形例所涉及的短光脉冲产生装置的截面图。[0069]图11是示意性表示第I实施方式的第3变形例所涉及的短光脉冲产生装置的立体图。
[0070]图12是示意性表示第I实施方式的第3变形例所涉及的短光脉冲产生装置的截面图。
[0071]图13是示意性表示第I实施方式的第4变形例所涉及的短光脉冲产生装置的截面图。
[0072]图14是示意性表示第2实施方式所涉及的短光脉冲产生装置的立体图。
[0073]图15是示意性表示第2实施方式所涉及的短光脉冲产生装置的截面图。
[0074]图16是示意性表示第2实施方式所涉及的短光脉冲产生装置的制造工序的截面图。
[0075]图17是示意性表示第2实施方式所涉及的短光脉冲产生装置的制造工序的截面图。
[0076]图18是表示第3实施方式所涉及的太赫兹波产生装置的结构的图。
[0077]图19是表示第4实施方式所涉及的成像装置的框图。
[0078]图20是示意性表示第4实施方式所涉及的成像装置的太赫兹波检测部的俯视图。
[0079]图21是表示目标物体的在太赫兹波段的光谱的曲线图。
[0080]图22是表示目标物体的物质A、B和C的分布的图像的图。
[0081]图23是表示第5实施方式所涉及的计测装置的框图。
[0082]图24是表示第6实施方式所涉及的照相装置的框图。
[0083]图25是示意性表示第6实施方式所涉及的照相装置的立体图。
【具体实施方式】
[0084]下面，利用附图对本发明的适宜的实施方式详细地进行说明。另外，下面说明的实施方式并不过分限制被记载于权利要求书的本发明的内容。并且，下面说明的所有结构不一定是本发明的必须构成要件。
[0085]1.第I实施方式
[0086]1.1.短光脉冲产生装置的结构
[0087]首先，参照附图对第I实施方式所涉及的短光脉冲产生装置100进行说明。图1是示意性表示本实施方式所涉及的短光脉冲产生装置100的立体图。图2是示意性表示本实施方式所涉及的短光脉冲产生装置100的截面图，并且是图1的I1-1I线截面图。
[0088]如图1和图2所示，短光脉冲产生装置100包括:生成光脉冲的光脉冲生成部10 ；对光脉冲赋予频率线性调频的频率线性调频部12 ;以及使被赋予了频率线性调频的光脉冲产生与波长相对应的群速度差的群速度色散部14。
[0089]光脉冲生成部10生成光脉冲。此处，光脉冲是指强度短时间急剧变化的光。光脉冲生成部10生成的光脉冲的脉冲宽度(半峰全宽FWHM)例如是Ips (皮秒)以上IOOps以下，但对此不特别限定。光脉冲生成部10例如是具有量子阱结构(第I芯层108)的半导体激光器，并且在图示的例子中是DFB (Distributed Feedback)激光器。另外,脉冲生成部10例如也可以是DBR激光器或锁模激光器等半导体激光器。并且，光脉冲生成部10并不限定为半导体激光器，例如也可以是超福射发光二极管(SLD)。在光脉冲生成部10生成的光脉冲在由第I包层106、第I芯层108和第2包层110构成的光波导路2中传播。
[0090]频率线性调频部12向在光脉冲生成部10生成的光脉冲赋予频率线性调频。频率线性调频部12例如由半导体材料构成，且具有量子阱结构。在图示的例子中，频率线性调频部12具有具备量子阱结构的第I芯层108。若光脉冲在频率线性调频部12的光波导路2中传播，则根据光克尔效应，光波导路材料的折射率发生变化，并且电场的相位也发生变化(自相调制效应)。根据该自相调制效应，对光脉冲赋予频率线性调频。此处，频率线性调频是指光脉冲的频率随时间变化的现象。
[0091]由于频率线性调频部12由半导体材料构成，所以对具有从Ips至IOOps左右的脉冲宽度的光脉冲而言响应速度慢。由此，在频率线性调频部12中，对光脉冲赋予与该光脉冲的强度(电场振幅的平方)成比例的频率线性调频(向上线性调频或向下线性调频)(即，对光脉冲的频率进行线性调频)。此处，向上线性调频是指光脉冲的频率随时间增加的情况，向下线性调频是指光脉冲的频率随时间减少的情况。换言之，向上线性调频是指光脉冲的波长随时间变短的情况，向下线性调频是指光脉冲的波长随时间变长的情况。
[0092]群速度色散部14使被赋予了频率线性调频的光脉冲产生与波长(频率)相对应的群速度差。具体而言，群速度色散部14能够使被赋予了频率线性调频的光脉冲产生使光脉冲的脉冲宽度变小的群速度差(脉冲压缩)。例如，在群速度色散部14中，使进行了向上线性调频的光脉冲产生负的群速度色散(反常色散)，从而能够减小脉冲宽度。在这种情况下，群速度色散部14是反常色散介质。此处，反常色散是指随着波长变长而群速度变慢。
[0093]并且，在群速度色散部14中，使进行了向下线性调频的光脉冲产生正的群速度色散，从而能够减小脉冲宽度。在这种情况下，群速度色散部14是正常色散介质。此处，正常色散是指随着波长变长而群速度变快。像这样在群速度色散部14中进行基于群速度色散的脉冲压缩。在群速度色散部14被压缩了的光脉冲的脉冲宽度例如为Ifs (飞秒)以上800fs以下，但对此不特别限定。
[0094]群速度色散部14具有以模耦合距离配置的2个光波导路2、4。即，2个光波导路
2、4构成所谓的耦合波导路。另外，模耦合距离是指在光波导路2和光波导路4中传播的光能够相互往来的距离。在群速度色散部14中，能够根据2个光波导路2、4的模耦合生成大的群速度差。并且，群速度色散部14在光脉冲的波长范围内能够具有正常色散，也能够具有反常色散。
[0095]接下来，对短光脉冲产生装置100的结构进行说明。如图1和图2所示，短光脉冲产生装置100 —体地设置有光脉冲生成部10、频率线性调频部12以及群速度色散部14。即，对于短光脉冲产生装置100而言，光脉冲生成部10、频率线性调频部12和群速度色散部14设置于同一基板102上。
[0096]具体而言，短光脉冲产生装置100构成为包括基板102、缓冲层104、第I包层106、第I芯层108、第2包层110、盖层112、第2芯层114、第3包层116、盖层118、绝缘层120、122、第I电极130以及第2电极132。
[0097]基板102例如是第I导电型(例如η型)GaAs基板。基板102具有形成光脉冲生成部10的第I区域102a、形成频率线性调频部12的第2区域102b、以及形成群速度色散部14的第3区域102c。
[0098]缓冲层104设置于基板102上。缓冲层104例如是η型GaAs层。缓冲层104能够提高形成于其上方的层的结晶性。
[0099]第I包层106设置于缓冲层104上。第I包层106例如是η型AlGaAs层。
[0100]第I引导层108a设置于第I包层106上。第I引导层108a例如是i型AlGaAs层。
[0101]MQW层108b设置于第I引导层108a上。MQW层108b例如是具有重叠了 3层由GaAs阱层和AlGaAs阻挡层构成的量子阱结构的多重量子阱结构。在图示的例子中，在第I?第3区域102a?102c的上方，MQW层108b的量子阱数(GaAs阱层和AlGaAs阻挡层的层叠数)是相同的。即，在各部10、12、14中，MQW层108b的量子阱数是相同的。另外，第I区域102a的上方的MQW层108b的量子阱数、第2区域102b的上方的MQW层108b的量子阱数、第3区域102c的上方的MQW层108b的量子阱数也可以不同。即，构成光脉冲生成部10的MQW层108b的量子阱数、构成频率线性调频部12的MQW层108b的量子阱数、构成群速度色散部14的MQW层108b的量子阱数也可以不同。另外，量子阱结构是指半导体发光装置领域中的一般的量子阱结构，并且是利用2种以上的具有不同带隙的材料、用带隙较大的材料的薄膜夹着带隙较小的材料的薄膜(nm数量级)而形成的结构。
[0102]第2引导层108c设置于MQW层108b上。第2引导层108c例如是i型AlGaAs层。在第2引导层108c设置有构成DFB型共振器的周期结构。周期结构设置于第I区域102a的上方。如图2所示，周期结构由折射率不同的2个层108c、110构成。
[0103]通过第I引导层108a、MQW层108b以及第2引导层108c能够构成传播在MQW层108b生成的光(光脉冲)的第I芯层108。第I引导层108a和第2引导层108c是在把注入载流子(电子和空穴)封入MQW层108b的同时把光封入第I芯层108的层。
[0104]第2包层110设置于第I芯层108上。第2包层110例如是第2导电型(例如p型)AlGaAs 层。
[0105]在图示的例子中，由第I包层106、第I芯层108以及第2包层110构成光波导路
2。光波导路2从第I芯层108的端面109a延伸至与端面109a相反侧的第I芯层108的端面10%。在图示的例子中，光波导路2被设置成直线状。
[0106]另外，第I芯层108只要至少在第I区域102a和第2区域102b的上方具有量子阱结构即可。例如第I芯层108可以在第3区域102c的上方不具有量子阱结构。S卩，构成群速度色散部14的第I芯层108也可以不具有量子阱结构。在这种情况下，第I芯层108例如是单层AlGaAs层。
[0107]在光脉冲生成部10中，例如，由P型第2包层110、不掺杂杂质的第I芯层108、以及η型第I包层106构成pin 二极管。第I包层106和第2包层110分别是与第I芯层108相比带隙更大、折射率更小的层。第I芯层108具有产生光、并且边放大光边波导光的功能。第I包层106和第2包层110具有夹设第I芯层108从而封入注入载流子(电子和空穴)和光的功能(抑制光的泄漏的功能)。
[0108]在光脉冲生成部10中，若在第I电极130和第2电极132之间施加pin 二极管的正向偏置电压，则在第I芯层108 (MQW层108b)中产生电子和空穴的再结合。由于该再结合而产生发光。以该产生的光(光脉冲)为起点，连锁地产生受激发射，在光波导路2内光(光脉冲)的强度被放大。
[0109]缓冲层104、第I包层106、第I芯层108、第2包层110设置在基板102的第I区域102a、第2区域102b以及第3区域102c的整个区域。即，这些层104、106、108、110是光脉冲生成部10、频率线性调频部12以及群速度色散部14的公共的层，并且是连续的层。光波导路2由在光脉冲生成部10、频率线性调频部12以及群速度色散部14中的连续的第I包层106、第I芯层108、第2包层110构成。
[0110]盖层112设置于第2包层110上。更具体而言，盖层112位于第2包层110上，并且设置于基板102的第I区域102a和第2区域102b的上方。盖层112能够与第2电极132欧姆接触。盖层112例如是P型GaAs层。
[0111]盖层112以及设置于第I区域102a和第2区域102b的上方的第2包层110的一部分构成柱状部6。例如，在光脉冲生成部10中，通过从柱状部6的各层的层叠方向观察到的平面形状来决定电极130、132之间的电流路径。
[0112]如图1所示，绝缘层120位于第2包层110上，且设置于柱状部6的侧面。并且，绝缘层120还设置于第2区域102b的上方的盖层112上。绝缘层120例如是SiN层、SiO2层、SiON层、Al2O3层、聚酸亚胺层等。
[0113]在使用上述的材料作为绝缘层120的情况下，电极130、132之间的电流能够避开绝缘层120，而在被该绝缘层120夹着的柱状部6中流动。并且，绝缘层120能够具有比第2包层110的折射率更小的折射率。在这种情况下，形成有绝缘层120的部分的垂直截面的有效折射率变得比没有形成绝缘层120的部分、即形成有柱状部6的部分的垂直截面的有效折射率更小。由此，在平面方向上，能够高效率地将光封入光波导路2内。另外，也可以不使用上述的材料而使用空气层作为绝缘层120，但对此未图示。在这种情况下，空气层能够作为绝缘层120发挥作用。
[0114]第I电极130设置于基板102之下的整个面。第I电极130和与该第I电极130欧姆接触的层(在图示的例子中为基板102)相接。第I电极130通过基板102与第I包层106电连接。第I电极130是用于驱动光脉冲生成部10的一个电极。作为第I电极130,例如能够使用从基板102侧开始按Cr层、AuGe层、Ni层、Au层的顺序层叠了的材料等。另夕卜，第I电极130也可以仅设置于基板102的第I区域102a的下方。
[0115]第2电极132位于盖层112的上表面，且设置于第I区域102a的上方。并且，第2电极132也可以设置于绝缘层120上。第2电极132通过盖层112与第2包层110电连接。第2电极132是用于驱动光脉冲生成部10的另一个电极。作为第2电极132，例如能够使用从盖层112侧开始按Cr层、AuZn层、Au层的顺序层叠了的材料等。另外，虽然在图不的例子中，为第I电极130设置于基板102的下表面侧、第2电极132设置于基板102的上表面侧的双面电极结构，但也可以为第I电极130和第2电极132设置于基板102的同一表面侧(例如上表面侧)的单面电极结构。
[0116]第2芯层114设置于第2包层110上。更具体而言，第2芯层114位于第2包层110上，并且设置于第3区域102c的上方。第2芯层114例如是i型AlGaAs层。第2芯层114被第2包层110和第3包层116夹着。
[0117]第3包层116设置于第2芯层114上。第3包层116例如是η型AlGaAs层。
[0118]在图示的例子中，光波导路4由第2包层110、第2芯层114以及第3包层116构成。光波导路4从第2芯层114的端面114a延伸至与端面114a相反侧的第2芯层114的端面114b。在图示的例子中，光波导路4设置为直线状。[0119]光波导路2和光波导路4以模耦合距离配置。即，光波导路2和光波导路4构成耦合波导路。光波导路2和光波导路4在构成群速度色散部14的半导体层104~118的层叠方向上排列。在图示的例子中，光波导路4配置在光波导路2的上方，并且从半导体层104~118的层叠方向观察时，光波导路2和光波导路4重叠。
[0120]盖层118设置于第3包层116上。盖层118例如是η型GaAs层。盖层118和第3包层116的一部分构成柱状部8。
[0121]如图1所示，绝缘层122位于第3包层116上，并且设置于柱状部8的侧面。并且，绝缘层122还设置于盖层118上。绝缘层122例如是SiN层、SiO2层、SiON层、Al2O3层、聚酰亚胺层等。
[0122]绝缘层122能够具有比第3包层116的折射率更小的折射率。在这种情况下，形成有绝缘层122的部分的垂直截面的有效折射率比没有形成绝缘层122的部分、即形成有柱状部8的部分的垂直截面的有效折射率更小。由此，在平面方向上，能够高效率地将光封入光波导路2和光波导路4内。另外，也可以不使用上述的材料而使用空气层作为绝缘层122但对此未图示。在这种情况下，空气层能够作为绝缘层122发挥作用。
[0123]以上，对作为本实施方式所涉及的短光脉冲产生装置100的一个例子而使用AlGaAs系的半导体材料的情况进行了说明，但是不限定于此，例如也可以使用AlGaN系、GaN系、InGaN系、GaAs系、InGaAs系、InGaAsP系、ZnCdSe系等其他的半导体材料。
[0124]另外，也可以设置用于向频率线性调频部12施加反向偏置电压的电极但对此未图示。由此，能够控制频率线性调频部12的吸收特性，并且能够调整频率的线性调频量。此外，也可以设置用于向群速度色散部14施加电压的电极。例如，通过在群速度色散部14中设置与第I包层106电连接的电极和与第2包层110电连接的电极，能够向光波导路2施加电压。并且，通过设置与第2包层110电连接的电极和与第3包层116电连接的电极，能够向光波导路4施加电压。并且，通过设置与第I包层106电连接的电极和与第3包层116电连接的电极，能够向光波导路2和光波导路4施加电压。由此，能够控制群速度色散部14的群速度色散量。即，能够修正由设备制造偏差而产生的群速度色散值的偏差，并且能够为了控制短光脉冲宽度而调整为最佳的群速度色散值。
[0125]接下来，对短光脉冲产生装置100的动作进行说明。图3是表示在光脉冲生成部10生成的光脉冲Pl的一个例子的曲线图。图3所示的曲线图的横轴t为时间，纵轴I为光强度(电场振幅的平方)。图4是表示频率线性调频部12的线性调频特性的一个例子的曲线图。图4所示的曲线图的横轴t是时间，纵轴△ ω是线性调频量(频率的变化量)。另外，在图4中，用单点划线表示光脉冲Pl，用实线表示与光脉冲Pl相对应的线性调频量Λ ω。图5是表示在群速度色散部14生成的光脉冲Ρ3的一个例子的曲线图。图5所示的曲线图的横轴t是时间，纵轴I是光强度。另外，图5所示的曲线图与图3所示的曲线图相对应。
[0126]光脉冲生成部10例如生成图3所示的光脉冲P1。在光脉冲生成部10，通过向第I电极130和第2电极132之间施加pin 二极管的正向偏置电压，来生成光脉冲P1。在图示的例子中，光脉冲Pl是高斯波形。在图示的例子中，光脉冲Pl的脉冲宽度(半峰全宽FWHM)t是IOps (皮秒)。光脉冲Pl， 在光波导路2中传播，并射入频率线性调频部12。
[0127]频率线性调频部12具有与光强度成比例的线性调频特性。下述公式(I)是表示频率线性调频的效果的式子。[0128](数式I)
【权利要求】
1.一种短光脉冲产生装置，其特征在于，包括: 光脉冲生成部，其具有量子阱结构，并且生成光脉冲； 频率线性调频部，其具有量子阱结构，并且对所述光脉冲的频率线性调频；以及群速度色散部，其具有以模耦合距离配置的多个光波导路，并且使频率被线性调频的所述光脉冲产生与波长相对应的群速度差。
2.根据权利要求1所述的短光脉冲产生装置，其特征在于，所述群速度色散部由半导体材料构成。
3.根据权利要求1或2所述的短光脉冲产生装置，其特征在于，包括基板， 所述光脉冲生成部、所述频率线性调频部、以及所述群速度色散部设置于所述基板。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的短光脉冲产生装置，其特征在于， 所述光脉冲生成部的具有量子阱结构的层和所述频率线性调频部的具有量子阱结构的层为同一层。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的短光脉冲产生装置，其特征在于， 所述频率线性调频部的具有量子阱结构的层和构成多个所述光波导路中的至少一个光波导路的芯层为同一层。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的短光脉冲产生装置，其特征在于， 所述群速度色散部具有层叠的多个半导体层， 多个所述光波导路在所述半导体层的层叠方向上排列。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的短光脉冲产生装置，其特征在于， 所述群速度色散部具有层叠的多个半导体层， 多个所述光波导路在与所述半导体层的层叠方向垂直的方向上排列。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的短光脉冲产生装置，其特征在于， 所述光脉冲生成部、所述频率线性调频部、以及所述群速度色散部分别具有由AlGaAs类材料构成的多个半导体层。
9.一种太赫兹波产生装置，其特征在于，包括: 权利要求1至8中任意一项所述的短光脉冲产生装置；和 被由所述短光脉冲产生装置产生的短光脉冲照射从而产生太赫兹波的光传导天线。
10.一种照相装置，其特征在于，包括: 权利要求1至8中任意一项所述的短光脉冲产生装置； 被由所述短光脉冲产生装置产生的短光脉冲照射而产生太赫兹波的光传导天线； 太赫兹波检测部，检测从所述光传导天线射出并且穿过了目标物体的所述太赫兹波或者被目标物体反射了的所述太赫兹波；以及 存储所述太赫兹波检测部的检测结果的存储部。
11.一种成像装置，其特征在于，包括: 权利要求1至8中任意一项所述的短光脉冲产生装置； 被由所述短光脉冲产生装置产生的短光脉冲照射而产生太赫兹波的光传导天线； 太赫兹波检测部，检测从所述光传导天线射出并且穿过了目标物体的所述太赫兹波或者被目标物体反射了的所述太赫兹波；以及 基于所述太赫兹波检测部的检测结果来生成所述目标物体的图像的图像形成部。
12.—种计测装置，其特征在于，包括: 权利要求1至8中任意一项所述的短光脉冲产生装置； 被由所述短光脉冲产生装置产生的短光脉冲照射而产生太赫兹波的光传导天线； 太赫兹波检测部，检测从所述光传导天线射出并且穿过了目标物体的所述太赫兹波或者被目标物体反射了的所述太赫兹波；以及 基于所述太赫兹波检测部的检测结果来计测所述目标物体的计测部。
【文档编号】H01S1/02GK103682957SQ201310388930
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2012年9月5日
【发明者】中山人司 申请人:精工爱普生株式会社