誘電体クラッド層挿入によるスラブ導波路GaP結晶からのテラヘルツ波発生高効率化

摘要

ガリウムリン（GaP）結晶は非線形光学効果による差周波発生を用いたテラヘルツ波（THz波）光源結晶として、室温で0.5THz～6.0THzまでの広帯域な発生特性を示し、高い損傷しきい値を持つことからTHz波の実用化に向けて非常に有用である。また、結晶の厚さが発生するTHz波と同程度であるスラブ型導波路を具備したGaP 結晶を用いることにより、二つの近赤外励起光とTHz波が結晶内で常に同軸であるようなコリニア位相整合での発生が可能となる。このため、バルク状GaP結晶におけるノンコリニア位相整合に比べて高い変換効率が期待される。しかし平行平板状の結晶そのものを用いる、空気/GaP/空気構造でのTHz波発生ではステップインデックス様の屈折率変化による出射面の拡がりや伝搬損失により、結晶内からの発生THz波の取り出しは効率的ではない。本稿ではそれらの問題をコア/クラッド層の屈折率差を緩和することによって解決すべく、GaP結晶に紫外線感応樹脂を用いたクラッド層を設けた空気/誘電体/GaP構造を提案し、そのTHz波発生高効率化ついて述べる。