特開 2023-101198 光学部材、光学素子、及び、光学部材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023101198

(43)【公開日】2023-07-20

(54)【発明の名称】光学部材、光学素子、及び、光学部材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/361 20060101AFI20230712BHJP

【ＦＩ】

G02F1/361

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022001664

(22)【出願日】2022-01-07

(71)【出願人】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(72)【発明者】

【氏名】秋山 高一郎

(72)【発明者】

【氏名】里園 浩

【テーマコード（参考）】

2K102

【Ｆターム（参考）】

2K102AA02

2K102AA36

2K102BA18

2K102BC01

2K102BD09

2K102CA28

2K102DA01

2K102DD01

2K102EB11

2K102EB20

2K102EB22

(57)【要約】

【課題】テラヘルツ波の発生・検出が可能であり、価格を抑えつつ歩留まりを向上可能な光学部材、光学素子、及び、光学部材の製造方法を提供する。
【解決手段】光学部材３０は、有機非線形光学材料３１と賦形剤３２との混合物を含む成形体からなる。テラヘルツ波発生素子２０及び／又はテラヘルツ波検出素子４０は、光学部材３０と、光学部材３０を支持する支持部材３５と、を備える。光学部材３０の製造方法は、有機非線形光学材料３１と賦形剤３２とを混合して混合物を構成する第１工程と、第１工程の後に、混合物に圧力を加えることにより混合物の成形体を形成する第２工程と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機非線形光学材料と賦形剤との混合物を含む成形体からなるテラヘルツ用の光学部材。

【請求項2】

前記混合物は、前記有機非線形光学材料の結晶を部分的に含む、
請求項１に記載の光学部材。

【請求項3】

前記賦形剤は、ポリエチレン及び／又はテフロンを含む、
請求項１又は２に記載の光学部材。

【請求項4】

レーザ光の照射を受けてテラヘルツ波を放射する、
請求項１～３のいずれか一項に記載の光学部材。

【請求項5】

テラヘルツ波の照射を受け、当該テラヘルツ波を検出する、
請求項１～３のいずれか一項に記載の光学部材。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか一項に記載の光学部材と、
前記光学部材を支持する支持部材と、
を備える光学素子。

【請求項7】

前記支持部材は、前記光学部材の中央部分を露出させつつ前記光学部材の周縁部を支持するように環状に形成されている、
請求項６に記載の光学素子。

【請求項8】

前記支持部材は、レンズであり、
前記光学部材は、前記レンズの光入射面又は光出射面に設けられている、
請求項６に記載の光学素子。

【請求項9】

前記光学部材の表面に設けられた防湿フィルムを備える、
請求項６～８のいずれか一項に記載の光学素子。

【請求項10】

テラヘルツ用の光学部材の製造方法であって、
有機非線形光学材料と賦形剤とを混合して混合物を構成する第１工程と、
前記第１工程の後に、前記混合物に圧力を加えることにより前記混合物の成形体を形成する第２工程と、
を備える光学部材の製造方法。

【請求項11】

前記第１工程の前において、前記有機非線形光学材料の少なくとも一部を結晶化する第３工程を備える、
請求項１０に記載の光学部材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光学部材、光学素子、及び、光学部材の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、多孔質粒子状酸化ケイ素を主成分とし，さらにテラヘルツ波を放射可能なテラヘルツ波放射化合物を含むことを特徴とする粒子状組成物が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１０４２８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

現在、高強度、且つ広帯域なテラヘルツ波を発生・検出可能な光学部材に対する要求がある。そのような光学部材の一例として、例えばＤＡＳＴ（４－Ｎ,Ｎ－Ｄｉｍｅｔｈｙｌ－Ａｍｉｎｏ－４‘－Ｎ’－ｍｅｔｈｙｌ－Ｓｔｉｌｂａｚｏｌｉｕｍ ４－Ｔｏｌｕｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ）といった有機非線形光学材料を結晶化して得られる板状の光学部材がある。このような光学部材によれば、効率よくテラヘルツ波を発生させ、且つ、検知できるものとされている。しかしながら、テラヘルツ波発生用の有機非線形光学材料は、その結晶化に時間及び労力を要することから、一般に非常に高価であり、また歩留まりも低い。

【0005】

そこで、本開示は、テラヘルツ波の発生・検出が可能であり、価格を抑えつつ歩留まりを向上可能な光学部材、光学素子、及び、光学部材の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る光学部材は、有機非線形光学材料と賦形剤との混合物を含む成形体からなるテラヘルツ用の光学部材である。

【0007】

この光学部材は、有機非線形光学材料と賦形剤との混合物の成形体からなる。本発明者の知見によれば、このような成形体は、有機非線形光学材料を結晶化して得られる光学部材と同様に、テラヘルツ波の発生及び検出が可能となる。一方、この光学部材では、有機非線形光学材料を単一部材へと結晶化する手間が省けるので、価格を抑えつつ歩留まりを向上可能である。

【0008】

本開示に係る光学部材では、混合物は、有機非線形光学材料の結晶を部分的に含んでもよい。このように、この光学部材では、例えば有機非線形光学材料の合成時等に生じた結晶が一部含まれていてもよい。この場合であっても、例えば有機非線形光学材料を合成後に結晶化して単一部材を構成する場合と比較して、価格を抑えつつ歩留まりを向上可能である。

【0009】

本開示に係る光学部材では、賦形剤は、ポリエチレン及び／又はテフロン（登録商標）を含んでもよい。このように、賦形剤としてポリエチレンやテフロンを用いることにより、成形体の構成が容易化される。

【0010】

本開示に係る光学部材では、レーザ光の照射を受けてテラヘルツ波を放射してもよい。或いは、テラヘルツ波の照射を受け、当該テラヘルツ波を検出してもよい。このように、本開示に係る光学部材は、テラヘルツ波の放射や検出に利用することが可能である。

【0011】

本開示に係る光学素子は、上記の光学部材と、光学部材を支持する支持部材と、を備えてもよい。この場合、光学部材の取り扱いが容易となる。

【0012】

本開示に係る光学素子では、支持部材は、光学部材の中央部分を露出させつつ光学部材の周縁部を支持するように環状に形成されていてもよい。この場合、光学部材の取り扱いを容易化しつつ、光学部材のうちの支持部材から露出された部分を光の入出射部として利用することが可能となる。

【0013】

本開示に係る光学素子では、支持部材は、レンズであり、光学部材は、レンズの光入射面又は光出射面に設けられていてもよい。この場合、光学部材の取り扱いを容易化しつつ、光学部材への入射光をレンズにより集光したり、光学部材からの出射光の広がりをレンズにより抑制したりすることが可能となる。

【0014】

本開示に係る光学素子では、光学部材の表面に設けられた防湿フィルムを備えてもよい。この場合、光学部材の潮解が抑制される。

【0015】

本開示に係る光学部材の製造方法は、テラヘルツ用の光学部材の製造方法であって、有機非線形光学材料と賦形剤とを混合して混合物を構成する第１工程と、第１工程の後に、混合物に圧力を加えることにより混合物の成形体を形成する第２工程と、を備える。

【0016】

この光学部材の製造方法では、有機非線形光学材料と賦形剤との混合物を構成した後に、当該混合物に圧力を加えて成形体を形成する。本発明者の知見によれば、このような成形体は、有機非線形光学材料を結晶化して得られる光学部材と同様に、テラヘルツ波の発生及び検出が可能となる。一方、この光学部材の製造方法では、有機非線形光学材料を結晶化して単一部材とする工程が省けるので、価格を抑えつつ歩留まりを向上可能である。

【0017】

本開示に係る光学部材の製造方法は、第１工程の前において、有機非線形光学材料の少なくとも一部を結晶化する第３工程を備えてもよい。このように、この光学部材の製造方法では、例えば有機非線形光学材料の合成時等のように、部分的に結晶化される工程が含まれていてもよい。この場合であっても、例えば有機非線形光学材料を合成後に結晶化して単一部材を構成する工程を実施する場合と比較して、価格を抑えつつ歩留まりを向上可能である。

【発明の効果】

【0018】

テラヘルツ波の発生・検出が可能であり、価格を抑えつつ歩留まりを向上可能な光学部材、光学素子、及び、光学部材の製造方法を提供することを目的とする。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、一実施形態に係るテラヘルツ波測定装置を示す模式図である。

【図2】図２は、図１に示された光学素子としてのテラヘルツは発生素子を示す平面図である。

【図3】図３は、図２に示された光学部材の光学特性を示すグラフである。

【図4】図４は、比較例としてのＤＡＳＣ結晶と本実施形態に係る光学部材との比較を示すグラフである。

【図5】図５は、光学部材を回転させたときのテラヘルツ波の時間波形を示すグラフである。

【図6】図６は、光学部材における賦形剤の粒径と光学特性との関係を示すグラフである。

【図7】図７は、賦形剤を用いた場合と用いない場合との光学特性を比較するためのグラフである。

【図8】図８は、本実施形態に係る光学部材の製造方法の一工程を示すフローチャートである。

【図9】図９は、式（３）で示される有機非線形光学材料を含む光学部材の光学特性を示すグラフである。

【図10】図１０は、式（４）で示される有機非線形光学材料を含む光学部材の光学特性を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本開示に係る一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は相当する図面には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

【0021】

図１は、一実施形態に係るテラヘルツ波測定装置を示す模式図である。図１に示されたテラヘルツ波測定装置２は、テラヘルツ波を用いて透過測定法により測定対象物Ｓの情報を取得するものである。テラヘルツ波測定装置２は、光源１１、分岐部１２、チョッパ１３、光路長差調整部１４、偏光子１５、テラヘルツ波発生素子（光学素子）２０、テラヘルツ波検出素子（光学素子）４０、１／４波長板５１、偏光分離素子５２、光検出器５３ａ、光検出器５３ｂ、差動増幅器５４、及びロックイン増幅器５５を備える。

【0022】

光源１１は、一定の繰返し周期でパルス光を出力するものであり、例えばパルス幅がフェムト秒程度であるパルスレーザ光を出力するフェムト秒パルスレーザ光源であってもよい。光源１１から出力される光の波長は、例えば７００～１６００ｎｍであってもよい。

【0023】

分岐部１２は、例えばビームスプリッタであり、光源１１から出力されてミラーＭ１を介して入射したパルス光を２分岐して、その２分岐したパルス光のうち一方のパルス光をポンプ光Ｐａとしてテラヘルツ波発生素子２０側へ出力し、他方のパルス光をプローブ光ＰｂとしてミラーＭ４側へ出力する。

【0024】

チョッパ１３は、分岐部１２とテラヘルツ波発生素子２０との間のポンプ光Ｐａの光路上に設けられ、一定の周期でポンプ光Ｐａの通過および遮断を交互に繰り返す。分岐部１２から出力されチョッパ１３を通過したポンプ光Ｐａは、レンズＬ１を介してテラヘルツ波発生素子２０に入力される。レンズＬ１は、ポンプ光Ｐａをテラヘルツ波発生素子２０に向けて集光する。分岐部１２からテラヘルツ波発生素子２０に到るまでのポンプ光の光学系を、以下では「ポンプ光学系」という場合がある。

【0025】

テラヘルツ波発生素子２０は、ポンプ光Ｐａを入力することでパルステラヘルツ波Ｔを発生し出力する。パルステラヘルツ波Ｔは、一定の繰返し周期で発生し、パルス幅が数ピコ秒程度である。テラヘルツ波発生素子２０にて発生されたパルステラヘルツ波Ｔは、ミラーＭ２の第１放物面で反射されることにより平行光とされつつ、測定対象物Ｓに照射される。測定対象物Ｓを透過したパルステラヘルツ波Ｔは、ミラーＭ３の第２放物面により集光されつつ、テラヘルツ波検出素子４０に向けて集光される。なお、テラヘルツ波発生素子２０は他の電気光学結晶であってもよく、テラヘルツ波発生素子２０及びテラヘルツ波検出素子４０の少なくとも一方に本発明に係る光学素子が用いられ得る。

【0026】

テラヘルツ波測定装置２では、ポンプ光学系における光源１１、分岐部１２、チョッパ１３、レンズＬ１、ミラーＭ１、ミラーＭ２、及び、テラヘルツ波発生素子２０により、テラヘルツ波発生装置１が構成されているテラヘルツ波発生装置１は、光源１１及びテラヘルツ波発生素子２０を有し、光源１１から出力されたパルス光がテラヘルツ波発生素子２０に入力されるように構成されていればよく、テラヘルツ波発生装置１のその他の構成は任意である。

【0027】

テラヘルツ波測定装置２では、測定対象物Ｓを透過したパルステラヘルツ波Ｔをテラヘルツ波検出素子４０にて検出する。そして、測定対象物Ｓが配置されていない場合の信号を参照信号とし、測定対象物Ｓを透過した信号を測定信号として解析することで、測定対象物Ｓの情報（例えば、吸収係数、屈折率）を検出する。テラヘルツ波としては、一例として、０．０１ＴＨｚ～１００ＴＨｚ程度の範囲の周波数を有する電磁波が想定され得る。

【0028】

ここで、分岐部１２から出力されたプローブ光Ｐｂは、ミラーＭ４～Ｍ８により順次に反射され、偏光子１５を通過する。偏光子１５を通過したプローブ光Ｐｂは、レンズＬ２を介してテラヘルツ波検出素子４０に入力される。レンズＬ２は、プローブ光Ｐｂをテラヘルツ波検出素子４０に向けて集光する。４つのミラーＭ４～Ｍ７は、光路長差調整部１４を構成している。

【0029】

テラヘルツ波検出素子４０では、パルステラヘルツ波Ｔとプローブ光Ｐｂとの間の相関が検出される。テラヘルツ波検出素子４０は、他の電気光学結晶を含んでいてもよい。

【0030】

偏光分離素子５２は、テラヘルツ波検出素子４０から出力され、１／４波長板５１を経たプローブ光Ｐｂを入力し、入力したプローブ光Ｐｂを互いに直交する２つの偏光成分に分離して出力する。偏光分離素子５２は、例えばウォラストンプリズムであってもよい。光検出器５３ａ，５３ｂは、例えばフォトダイオードを含み、偏光分離素子５２により偏光分離されたプローブ光Ｐｂの２つの偏光成分のパワーを検出して、その検出したパワーに応じた値の電気信号を差動増幅器５４へ出力する。

【0031】

差動増幅器５４は、光検出器５３ａ，５３ｂそれぞれから出力された電気信号を入力し、両電気信号の値の差に応じた値を有する電気信号をロックイン増幅器５５へ出力する。ロックイン増幅器５５は、チョッパ１３におけるポンプ光の通過および遮断の繰返し周波数で、差動増幅器５４から出力される電気信号を同期検出する。このロックイン増幅器５５から出力される信号は、テラヘルツ波の電場強度に依存する値を有する。このようにして、測定対象物Ｓを透過したパルステラヘルツ波Ｔとプローブ光Ｐｂとの間の相関を検出し、パルステラヘルツ波Ｔの電場振幅を検出して、測定対象物Ｓの情報を得ることができる。ロックイン増幅器５５の出力は、任意のコンピュータであるＰＣ５６に提供される。

【0032】

図２は、図１に示された光学素子としてのテラヘルツ波発生素子を示す平面図である。図２に示されるテラヘルツ波発生素子２０は、テラヘルツ用の光学部材３０と光学部材３０を支持する支持部材３５とを有する。光学部材３０は、例えば板状（ここでは円板状）のペレットとして成形された成形体である。支持部材３５は、平面視において（すなわち、ポンプ光Ｐａの光軸方向からみたとき）環状を呈しており、光学部材３０の周縁部３０ａを支持している。より具体的には、支持部材３５は、例えば金属により円環状に形成されており、その内側面が光学部材３０の周縁部３０ａに接することにより光学部材３０を支持している。したがって、ここでは、支持部材３５は、光学部材３０の中央部分を含む光入出射面の全面を露出しつつ光学部材３０を支持している。なお、平面視における光学部材３０の形状は、円形状に限らず、矩形状や三角形状といった多角形状であってもよい。平面視における光学部材３０の形状が円形状であると、後述するようにペレットを作製する際に、ペレット全体に圧力を均一に付加しやすいため好適である。

【0033】

光学部材３０は、レーザ光であるポンプ光Ｐａの照射を受け、テラヘルツ波を放射する。なお、図１に示されたテラヘルツ波検出素子４０も同様の構成を有し得る。この場合、光学部材３０は、テラヘルツ波の照射を受け、当該テラヘルツ波を検出することとなる。

【0034】

光学部材３０は、有機非線形光学材料３１と賦形剤３２とを含む。有機非線形光学材料３１は、高い二次非線形光学定数を有し、高強度なテラヘルツ波を発生し、広帯域なテラヘルツ波の発生・検出が可能な任意の物質であり、一例として、下記式（１）で表されるＤＡＳＴ（４－ジメチルアミノ－Ｎ－メチル－４－スチルバゾリウムトシレート）又は下記式（２）で表されるＤＡＳＣ（４－ジメチルアミノ－Ｎ－メチル－４－スチルバゾリウムｐ－クロロベンゼンスルホネート）である。

【化1】

【化2】

【0035】

一方、賦形剤３２は、例えばポリエチレン及び／又はテフロンを含む。光学部材３０は、以上の有機非線形光学材料３１と賦形剤３２との混合物を含む成形体からなる。有機非線形光学材料３１と賦形剤３２との混合物とは、賦形剤３２の粒子中に有機非線形光学材料３１の粒子が（機械的・物理的に）分散された状態を示す。

【0036】

具体的な製造方法については後述するが、光学部材３０は、有機非線形光学材料を合成した後に、当該有機非線形光学材料と賦形剤とを混合して混合物を作製し、当該混合物を加圧成形することによりペレット状に形成されることで得られる。つまり、光学部材３０は、有機非線形光学材料を所望のサイズの板状結晶に成長させることなく製造され得る。なお、光学部材３０は、有機非線形光学材料の結晶を部分的に含んでいてもよい。

【0037】

図３は、図２に示された光学部材の光学特性を示すグラフである。図３の（ａ）は、光学部材３０から放射されたテラヘルツ波の時間波形であり、図３の（ｂ）は、光学部材３０から放射されたテラヘルツ波のスペクトルを示す。図３～図５の例では、有機非線形光学材料としてＤＡＳＣ（２５ｗｔ％）が用いられ、賦形剤としてポリエチレン（７５ｗｔ％）が用いられている。図３に示されるように、ＤＡＳＣとポリエチレンとの混合物の成形体である光学部材３０によれば、広帯域なテラヘルツ波の放射が確認された。なお、光学部材３０における有機非線形光学材料の重量比は、１０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下が好適であり、２０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であるとさらに好適である。

【0038】

図４は、比較例としてのＤＡＳＣ結晶と本実施形態に係る光学部材との比較を示すグラフである。図４に示されるように、本実施形態に係る光学部材３０によれば、ＤＡＳＣ結晶と比較して信号の減少はみられるものの、使用可能な十分なＳＮ比が確保され、また、ＤＡＳＣ結晶と比較しても遜色なく広帯域性が確保されることが理解される。

【0039】

図５は、光学部材を回転させたときのテラヘルツ波の時間波形を示すグラフである。図５に示される０ｄｅｇは、基準となる値を示し、１００ｄｅｇは、ポンプ光Ｐａの光軸を中心に１００°だけ光学部材を回転させたときの値を示す。図５に示されるように、光学部材３０によれば、信号強度の角度依存性は認められず、ポンプ光Ｐａの偏光を制御することで結晶回転なしに簡単に放射テラヘルツ波の偏光を制御可能であると考えられる。

【0040】

なお、光学部材３０における賦形剤の粒径は任意であるが、賦形剤の粒径は光学特性に影響し得る。図６は、光学部材における賦形剤の粒径と光学特性との関係を示すグラフである。図６の（ａ）は、光学部材３０から放射されたテラヘルツ波の時間波形であり、図６の（ｂ）は、光学部材３０から放射されたテラヘルツ波のスペクトルを示す。図６に示されるように、賦形剤としてのポリエチレンの粒径が７μｍと相対的に小径であった場合には、粒径が５３μｍ～７５μｍの範囲で混在して相対的に大径である場合と比較して、強い信号が得られた。これは、ポリエチレンの粒径が小さいことにより、光学部材３０の表面がより滑らかになり（鏡面化され）、表面での光散乱の影響が低減されるためであると考えられる。

【0041】

また、一般的に、ポリエチレンといった賦形剤は、テラヘルツ波を散乱するため、特に高周波域でテラハルツ波の透過性が低下することが知られている。このため、従来では、広帯域なテラヘルツ波の発生・検出に用いる光学部材として、ポリエチレンといった賦形剤との混合物の成形体を利用することは試みられていなかった。これに対して、図７に示されるように、本発明者によれば、有機非線形光学材料とポリエチレンとの混合物の成形体により光学部材３０を構成した場合（図７のＰｅｌｌｅｔ＿ＤＡＳＣ ｗｉｔｈ ＰＥ）、ポリエチレンを用いない場合（図７のＰｅｌｌｅｔ＿ＤＡＳＣ １００％）よりも、テラヘルツ波の出力が強くなるとことが確認された。

【0042】

引き続いて、本実施形態に係る光学部材３０の製造方法について説明する。図８は、本実施形態に係る光学部材の製造方法の一工程を示すフローチャートである。図８に示されるように、まず、有機非線形光学材料を合成する（工程Ｓ１０１）。この際、有機非線形光学材料の結晶が生じ得る。続いて、工程Ｓ１０１により得られた有機非線形光学材料の結晶化を行う（工程Ｓ１０２：第３工程）。この工程Ｓ１０２では、従来のように有機非線形光学材料を所望のサイズの良質な板状結晶を形成する必要はなく、有機非線形光学材料の少なくとも一部を結晶化することで足りる。また、この工程Ｓ１０２は省略されてもよい。

【0043】

続いて、工程Ｓ１０１，Ｓ１０２で得られた有機非線形光学材料と賦形剤との混合物を構成する（工程Ｓ１０３、第１工程）。具体的には、工程Ｓ１０１，Ｓ１０２で得られた有機非線形光学材料と、賦形剤の粒子とを乳鉢に導入して混合することで、当該混合物を得ることができる。

【0044】

その後、工程Ｓ１０３で得られた混合物に圧力を加えることにより混合物の成形体を形成する（工程Ｓ１０４、第２工程）。より具体的には、この工程Ｓ１０４では、工程Ｓ１０３で得られた混合物を支持部材３５内に配置し、２Ｔプレス機で上下方向にプレスする。これにより、例えば直径約７ｍｍ、厚さ２００μｍ程度のサイズのペレット状の成形体が得られる。得られた成形体は、光学部材３０として、支持部材３５と共に（支持部材３５から取り外すことなく）テラヘルツ波発生素子２０及び／又はテラヘルツ波検出素子４０として利用可能となる。なお、ここでの成形体（光学部材３０）のサイズは、例えば、直径５ｍｍ～２０ｍｍ程度、厚さ０．１ｍｍ～０．５ｍｍ程度とすることができる。

【0045】

以上説明したように、本実施形態に係る光学部材３０は、有機非線形光学材料３１と賦形剤３２との混合物の成形体からなる。本発明者の知見によれば、このような成形体は、有機非線形光学材料を結晶化して得られる光学部材と同様に、テラヘルツ波の発生及び検出が可能となる。一方、この光学部材３０では、有機非線形光学材料を単一部材へと結晶化する（良質な結晶を構成する）手間が省け、また、結晶の質に捉われないため、価格を抑えつつ歩留まりを向上可能である。

【0046】

また、本実施形態に係る光学部材３０では、混合物は、有機非線形光学材料３１の結晶を部分的に含んでもよい。このように、この光学部材３０では、例えば有機非線形光学材料３１の合成時等に生じた結晶が一部含まれていてもよい。この場合であっても、例えば有機非線形光学材料３１を合成後に結晶化して単一部材を構成する場合と比較して、価格を抑えつつ歩留まりを向上可能である。

【0047】

また、本実施形態に係る光学部材３０では、賦形剤３２は、ポリエチレン及び／又はテフロンを含んでいる。このように、賦形剤３２としてポリエチレンやテフロンを用いることにより、成形体の構成が容易化される。

【0048】

また、本実施形態に係る光学部材３０では、レーザ光（ポンプ光Ｐａ）の照射を受けてパルステラヘルツ波Ｔを放射するテラヘルツ波発生素子２０や、パルステラヘルツ波Ｔの照射を受け、当該パルステラヘルツ波Ｔを検出するためのテラヘルツ波検出素子４０に用いられ得る。このように、本実施形態に係る光学部材３０は、パルステラヘルツ波Ｔの放射や検出に利用することが可能である。

【0049】

また、本実施形態に係るテラヘルツ波発生素子２０及び／又はテラヘルツ波検出素子４０には、上記の光学部材３０と、光学部材３０を支持する支持部材３５と、を備えている。このため、光学部材３０の取り扱いが容易となる。

【0050】

さらに、本実施形態に係るテラヘルツ波発生素子２０及び／又はテラヘルツ波検出素子４０では、支持部材３５は、光学部材３０の中央部分を露出させつつ光学部材３０の周縁部３０ａを支持するように環状に形成されている。このため、光学部材３０の取り扱いを容易化しつつ、光学部材３０のうちの支持部材３５から露出された部分を光の入出射部として利用することが可能となる。

【0051】

以上の実施形態は、本開示の一側面を説明したものである。したがって、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、任意に変形され得る。引き続いて、変形例について説明する。

【0052】

まず、上記実施形態では、光学部材３０に用いられる有機非線形光学材料３１として、上記式（１）で示されるＤＡＳＴ、及び、上記式（２）で示されるＤＡＳＣを例示した。しかし、光学部材３０では、これらに代えて、下記式（３）で示される物質（有機非線形光学材料）を利用することができる。下記式（３）で示される物質は、結晶化によりテラヘルツ波の発生が困難である。換言すれば、下記式（３）で示される物質は、テラヘルツ波の放射が可能な結晶作成が困難な物質である。

【化3】

【0053】

図９は、式（３）で示される有機非線形光学材料を含む光学部材の光学特性を示すグラフである。図９の（ａ）は、上記式（３）で示される有機非線形光学材料を用いた光学部材３０から放射されたテラヘルツ波の時間波形であり、図９の（ｂ）は、当該光学部材３０から放射されたテラヘルツ波のスペクトルを示す。図９に示されるように、テラヘルツ波の放射が可能な結晶作成が困難な上記式（３）で示される物質であっても、賦形剤との混合物の成形体（ペレット）として光学部材３０を構成することにより、テラヘルツ波の放射源（及びテラヘルツ波の検出素子）となり得ることが確認された。なお、ここでは、上記式（３）の物質を合成・乾燥後に、緑色の微結晶粉末をペレット化しテラヘルツ波の放射実験を行っている。

【0054】

同様に、光学部材３０では、ＤＡＳＴやＤＡＳＣに代えて、下記式（４）で示される物質（有機非線形光学材料）を利用することができる。

【化4】

【0055】

図１０は、式（４）で示される有機非線形光学材料を含む光学部材の光学特性を示すグラフである。図１０の（ａ）は、上記式（４）で示される有機非線形光学材料を用いた光学部材３０から放射されたテラヘルツ波の時間波形であり、図１０の（ｂ）は、当該光学部材３０から放射されたテラヘルツ波のスペクトルを示す。図１０に示されるように、上記式（４）で示される物質であっても、賦形剤との混合物の成形体（ペレット）として光学部材３０を構成することにより、テラヘルツ波の放射源（及びテラヘルツ波の検出素子となり得ることが確認された。なお、ここでは、上記式（４）の物質を合成・乾燥後に、緑色の微結晶粉末をペレット化しテラヘルツ波の放射実験を行っている。

【0056】

なお、上記実施形態では、テラヘルツ波発生素子２０及び／又はテラヘルツ波検出素子４０として、（プレス機に利用可能な）環状の支持部材３５を用いて光学部材３０を支持する態様について説明した。しかし、光学部材３０の支持部材はこれに限定されない。例えば、光学部材３０の支持部材として、レンズを用いることが可能である。この場合、当該レンズの光入射面又は光出射面に光学部材３０を設けることで、レンズにより光学部材３０を支持することができる。レンズの光入射面に光学部材３０を設けることで、光学部材３０から放射されたパルステラヘルツ波Ｔの広がりをレンズにより抑えることが可能である。また、レンズの光出射面に光学部材３０を設けることにより、光学部材３０への入射光をレンズにより集光することも可能である。

【0057】

また、レンズに代えて透明基板等を支持部材として利用してもよい。さらに、支持部材を用いなくてもよい。

【0058】

また、有機非線形光学材料を溶媒(メタノール等)に溶かした後に析出することで精製した有機非線形光学結晶の粒と賦形剤との混合物を用いることも可能である。

【0059】

さらに、光学部材３０の表面に防湿フィルムを設けてもよい。この場合、光学部材の潮解を抑制可能である。

【符号の説明】

【0060】

２０…テラヘルツ波発生素子（光学素子）、３０…光学部材、３０ａ…周縁部、３１…有機非線形光学材料、３２…賦形剤、３５…支持部材、４０…テラヘルツ波検出素子（光学素子）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】