JP2010038809A - Terahertz spectroscopic device - Google Patents

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JP2010038809A JP2008204018A JP2008204018A JP2010038809A JP 2010038809 A JP2010038809 A JP 2010038809A JP 2008204018 A JP2008204018 A JP 2008204018A JP 2008204018 A JP2008204018 A JP 2008204018A JP 2010038809 A JP2010038809 A JP 2010038809A
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Naoki Matsumoto
直樹 松本
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a terahertz spectroscopic device capable of solving the problem of a light condensing optical system, improving the S/N ratio in measurement, expanding a dispersible measurement frequency range without largely changing conventional optical systems. <P>SOLUTION: The terahertz spectroscopic device 1 includes a first reflector 6, a sample holder 7, and an aperture 20. The first reflector 6 condenses terahertz waves transmitted from a silicon lens 5. The sample holder 7 holds a sample on the center axis of the beam line of the terahertz waves condensed. The aperture 20 is arranged between the first reflector 6 and the sample holder 7 so that the opening making a part of the light fluxes of the terahertz waves pass through may be overlapped with the center axis of the beam line at the center of the opening. The terahertz spectroscopic device 1 receives the terahertz waves having penetrated through the sample to perform the spectral analysis of the sample. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、テラヘルツ帯の電磁波を利用したテラヘルツ時間領域分光法(THz−TDS法)により試料の物性を解析するテラヘルツ分光装置に関するものである。   The present invention relates to a terahertz spectrometer that analyzes physical properties of a sample by terahertz time domain spectroscopy (THz-TDS method) using electromagnetic waves in a terahertz band.

THz−TDS法の分光装置は、フェムト秒やピコ秒オーダーの短時間のパルスレーザ光に含まれる広い帯域の周波数成分を利用して試料の複素誘電率や複素屈折率などの物性解析を行う(例えば、非特許文献1参照。)。   The THz-TDS spectroscopic device performs physical property analysis such as complex dielectric constant and complex refractive index of a sample using a wide band frequency component contained in a short-time pulse laser beam of femtosecond or picosecond order ( For example, refer nonpatent literature 1.).

図1は、従来のTHz−TDS法の分光装置の構成例を示す図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional THz-TDS spectroscopic device.

テラヘルツ分光装置101は、パルスレーザ光源102、ビームスプリッタ103,光導電性アンテナ104、シリコンレンズ105、第1反射部106、試料保持部107、第2反射部108、シリコンレンズ109、光導電性アンテナ110、光学遅延部111、直流電圧源112、チョッパ113、ロックインアンプ114、電流増幅器115、および解析部116を備える。   The terahertz spectrometer 101 includes a pulsed laser light source 102, a beam splitter 103, a photoconductive antenna 104, a silicon lens 105, a first reflection unit 106, a sample holding unit 107, a second reflection unit 108, a silicon lens 109, and a photoconductive antenna. 110, an optical delay unit 111, a DC voltage source 112, a chopper 113, a lock-in amplifier 114, a current amplifier 115, and an analysis unit 116.

パルスレーザ光源102は、数MHz周期でフェムト秒やピコ秒オーダーの短時間パルスとしてレーザ光を発光する。ビームスプリッタ103はパルスレーザ光を分岐する。光導電性アンテナ104は、ビームスプリッタ103で分岐された第1のパルスレーザ光を受光して、テラヘルツ帯の電磁波パルスをシリコンレンズ105から照射する。第1反射部106はシリコンレンズ105から放射された電磁波パルスを放物面鏡または楕円面鏡といった反射鏡によってコリメートする。試料保持部107は電磁波パルスのビームライン上に試料を保持する。第2反射部108は第1反射部106と対称に配置され、試料を透過した電磁波パルスをシリコンレンズ109に導光する。光導電性アンテナ110は、シリコンレンズ109に入射する電磁波パルスを、ビームスプリッタ103で分岐された第2のパルスレーザ光をプローブ光として検出する。光学遅延部111は光路長が可変な光学系からなり、第2のパルスレーザ光の伝搬時間をずらすことで、光導電性アンテナ110で時間掃引による信号検出を行う。電流増幅器115は、光導電性アンテナ110の出力を増幅する。ロックインアンプ114にはチョッパ113から入力される参照信号に基づいて電流増幅器115の出力信号の同期検波を行う。チョッパ113は同期検波のために、参照信号に基づき直流電圧源112から光導電性アンテナ104に供給する電圧を変調する。解析部116は、ロックインアンプ114の出力信号に基づいて電磁波パルスの時間波形全体を取得し、試料の透過スペクトルを解析する。
テラヘルツ技術総覧,NGT,2007,P106,P107,P406
The pulsed laser light source 102 emits laser light as a short-time pulse of femtosecond or picosecond order with a period of several MHz. The beam splitter 103 branches the pulse laser beam. The photoconductive antenna 104 receives the first pulse laser beam branched by the beam splitter 103 and irradiates the terahertz band electromagnetic wave pulse from the silicon lens 105. The first reflecting unit 106 collimates the electromagnetic wave pulse radiated from the silicon lens 105 with a reflecting mirror such as a parabolic mirror or an ellipsoidal mirror. The sample holder 107 holds the sample on the beam line of the electromagnetic pulse. The second reflecting unit 108 is disposed symmetrically with the first reflecting unit 106 and guides the electromagnetic wave pulse transmitted through the sample to the silicon lens 109. The photoconductive antenna 110 detects the electromagnetic wave pulse incident on the silicon lens 109 as the probe light using the second pulse laser beam branched by the beam splitter 103. The optical delay unit 111 includes an optical system having a variable optical path length, and detects the signal by time sweeping by the photoconductive antenna 110 by shifting the propagation time of the second pulse laser beam. The current amplifier 115 amplifies the output of the photoconductive antenna 110. The lock-in amplifier 114 performs synchronous detection of the output signal of the current amplifier 115 based on the reference signal input from the chopper 113. The chopper 113 modulates the voltage supplied from the DC voltage source 112 to the photoconductive antenna 104 based on the reference signal for synchronous detection. The analysis unit 116 acquires the entire time waveform of the electromagnetic wave pulse based on the output signal of the lock-in amplifier 114, and analyzes the transmission spectrum of the sample.
Terahertz Technical Directory, NGT, 2007, P106, P107, P406

テラヘルツ波の波長は赤外線とミリ波との中間に位置し、赤外線カメラなどを用いて可視化することができない。このため分光装置の光軸調整は、送波側と受波側の光導電性アンテナ104,110とシリコンレンズ105,109とを取り外してパルスレーザ光(例えば、波長800nmの赤色可視光)をそのまま光学系に照射し、パルスレーザ光が試料の位置で焦点を結ぶように第1反射部106と第2反射部108とを調整して行われる。しかし、実際に光導電性アンテナ104やシリコンレンズ105を装着するとフェムト秒パルスレーザ光での焦点位置とテラヘルツ波の焦点位置とが完全には一致しない。さらには、フェムト秒パルスレーザ光の波長(例えば800nm)に比べるとテラヘルツ波の波長は数百μmオーダーと極めて長く、また、テラヘルツ波の反射鏡やレンズでの波面の歪みにより、焦点位置で光束の位相が揃った完全なコヒーレント状態のテラヘルツ波を得ることは難しい。   The wavelength of the terahertz wave is located between infrared and millimeter waves and cannot be visualized using an infrared camera or the like. For this reason, the optical axis of the spectroscopic device is adjusted by removing the photoconductive antennas 104 and 110 on the transmitting side and the receiving side and the silicon lenses 105 and 109 and using the pulse laser beam (for example, red visible light having a wavelength of 800 nm) as it is. Irradiation to the optical system is performed by adjusting the first reflecting unit 106 and the second reflecting unit 108 so that the pulsed laser beam is focused at the position of the sample. However, when the photoconductive antenna 104 or the silicon lens 105 is actually attached, the focal position of the femtosecond pulse laser beam and the focal position of the terahertz wave do not completely coincide. Furthermore, the wavelength of the terahertz wave is extremely long, on the order of several hundred μm, compared to the wavelength of the femtosecond pulse laser beam (for example, 800 nm). It is difficult to obtain a complete coherent terahertz wave with the same phase.

したがって、テラヘルツ分光装置の集光光学系では、実際には迷光が生じ易く、テラヘルツ波の完全な集光ビームを形成するのは困難であり、解析部で得られる透過スペクトルのうち正確な測定データとして取り扱えるスペクトル範囲がおのずと限定されてしまう。特に高周波側のスペクトルの測定データが正確な値から大きくずれてしまう。   Therefore, in the condensing optical system of the terahertz spectrometer, stray light is likely to be actually generated, and it is difficult to form a complete condensed beam of terahertz waves. The spectral range that can be handled as is naturally limited. In particular, the measurement data of the spectrum on the high frequency side deviates greatly from an accurate value.

また、試料を極低温状態で解析する際には、図2(A)に示すようにクライオスタット117内に試料を配置することになる。クライオスタット117は、窓部117Aと真空室117Bと極低温室117Cとを備える。試料は極低温室117Cに配置され、窓部117Aを介してテラヘルツ波が試料に照射されることになる。窓部117Aには水晶やシリコンなどのテラヘルツ波に対して透明な材料が使用されるが、窓部117Aに対して傾斜して入射する光束の光路が窓部117Aでの屈折現象によってずれるため、テラヘルツ波の焦点位置が、試料の保持位置や受波側の光導電性アンテナの位置から外れる。したがって、クライオスタット117の挿入により、やはり測定精度が悪化する。   Further, when analyzing the sample in a cryogenic state, the sample is placed in the cryostat 117 as shown in FIG. The cryostat 117 includes a window portion 117A, a vacuum chamber 117B, and a cryogenic chamber 117C. The sample is disposed in the cryogenic chamber 117C, and the sample is irradiated with the terahertz wave through the window portion 117A. The window 117A is made of a material that is transparent to terahertz waves such as quartz and silicon. However, the optical path of a light beam that is incident on the window 117A with an inclination is shifted due to a refraction phenomenon in the window 117A. The focal position of the terahertz wave deviates from the sample holding position and the position of the photoconductive antenna on the receiving side. Therefore, the measurement accuracy deteriorates due to the insertion of the cryostat 117.

図2(B)は、従来の集光型分光光学系において、通常透過測定時と、クライオスタット(窓材水晶、厚さ2mm、計4枚)挿入時のアルミナ板(厚さ1.8mm)の透過スペクトルの違いを示すものである。本材料は、本来、周波数(横軸)に対しなだらかな減衰特性を示すが、クライオスタット挿入時は特定の周波数で異常な透過率の落ち込みが見られており、正確な測定が行えていない。また、試料が厚い場合にも、試料における屈折現象によって、同様に測定精度が悪化する。   FIG. 2 (B) shows an alumina plate (1.8 mm thick) at the time of normal transmission measurement and when a cryostat (window crystal, thickness: 2 mm, total of 4) is inserted in a conventional concentrating spectroscopic optical system. It shows the difference in transmission spectrum. This material originally shows a gentle attenuation characteristic with respect to the frequency (horizontal axis), but when the cryostat is inserted, an abnormal drop in transmittance is observed at a specific frequency, and accurate measurement cannot be performed. Even when the sample is thick, the measurement accuracy similarly deteriorates due to the refraction phenomenon in the sample.

以上の問題を回避する方策として、テラヘルツ波を集光光学系ではなく平行光学系により試料に照射することが考えられる。   As a measure for avoiding the above problem, it is conceivable to irradiate the sample with a terahertz wave not by a condensing optical system but by a parallel optical system.

しかしながら、平行光学系では、集光光学系での焦点でのビーム径(一般的には約φ2mm)に比べてビーム径は広く、例えば10〜20倍程度に拡大する。試料の大きさがこの拡大されたビーム径(約φ20〜40mm)ほど有れば問題にならないが、実際に取り扱われる試料の大きさは一般的にはφ8〜15mm程度とビーム径よりも小さいものが多く、平行光学系によるビームの実効照射面積は、実際のビーム径よりも大幅に小さくなる。例えば、試料サイズが10mmでビーム径がφ30mmであれば、実効照射面積は、ビーム径の面積の約11%となる。特に、クライオスタットの挿入時には、クライオスタット内に配置できる試料サイズの制約から、やはり平行光学系によるビームの実効照射面積が狭くなる。また、例えば反射鏡によって集光光束を平行光束に変換した場合には、ビーム径が数cm〜十数cmとさらに大きくなり、やはりビームの実効照射面積がビーム径の面積よりも大幅に小さくなる。   However, in the parallel optical system, the beam diameter is wider than the beam diameter at the focal point in the condensing optical system (generally about φ2 mm), and is expanded to about 10 to 20 times, for example. If the size of the sample is about this enlarged beam diameter (about φ20 to 40 mm), there is no problem, but the size of the sample actually handled is generally about φ8 to 15 mm, which is smaller than the beam diameter. In many cases, the effective irradiation area of the beam by the parallel optical system is significantly smaller than the actual beam diameter. For example, if the sample size is 10 mm and the beam diameter is 30 mm, the effective irradiation area is about 11% of the area of the beam diameter. In particular, when the cryostat is inserted, the effective irradiation area of the beam by the parallel optical system is also reduced due to the restriction of the sample size that can be arranged in the cryostat. Further, for example, when the condensed light beam is converted into a parallel light beam by a reflecting mirror, the beam diameter is further increased to several centimeters to several tens of centimeters, and the effective irradiation area of the beam is also significantly smaller than the area of the beam diameter. .

現在一般的に利用されるGaAs系の光導電性アンテナではテラヘルツ波の照射強度はμWオーダであるので、透過スペクトルの解析のためには極めて高感度に検出を行う必要がある。しかしながら、平行光学系ではビームの実効照射面積が狭くなり易く、テラヘルツ波の検出強度が著しく低下して測定のS/N比が大きく低下し、吸収係数の大きい試料では透過スペクトルの解析が不可能になる。   Since the irradiation intensity of terahertz waves is on the order of μW in a GaAs-based photoconductive antenna that is generally used at present, it is necessary to perform detection with extremely high sensitivity in order to analyze a transmission spectrum. However, in the parallel optical system, the effective irradiation area of the beam tends to be narrowed, the detection intensity of the terahertz wave is significantly reduced, the S / N ratio of the measurement is greatly reduced, and the transmission spectrum cannot be analyzed for a sample having a large absorption coefficient. become.

例えば図3に示すテラヘルツ分光装置121では、試料保持部の前後に配置した凹レンズ118により焦光光束を平行光束に変換した。この場合には、凹レンズ118の透過率は100%ではなく最大でも80%程度なので、前後の凹レンズ118を合わせるとテラヘルツ波の受信強度が高々60%程度となる。そのため、前述の11%からさらにテラヘルツ波の検出強度が低下して、約7%になってしまう。   For example, in the terahertz spectrometer 121 shown in FIG. 3, the focused light beam is converted into a parallel light beam by the concave lenses 118 arranged before and after the sample holder. In this case, since the transmittance of the concave lens 118 is not 100% but at most about 80%, when the front and rear concave lenses 118 are combined, the reception intensity of the terahertz wave is about 60% at most. Therefore, the detection intensity of the terahertz wave is further reduced from the above 11% to about 7%.

また、例えば光導電性アンテナに取り付けるシリコンレンズをコリメーション型にしてテラヘルツ波を平行光束として照射する場合には、コリメーション型レンズの球面収差が球面レンズと比較して極めて大きい。そのため、光導電性アンテナの位置や光軸調整を極めて高精度に行う必要が生じる。具体的には、光導電性アンテナおよびシリコンレンズからなるテラヘルツ波発生器自体を交換することになり、分光装置全体の大幅な改造・調整が必要になる。こうしたことにより、従来に比較して、極めて高い専門性と技術的経験および時間・コストを要する。   For example, when a collimation type silicon lens attached to a photoconductive antenna is used to irradiate a terahertz wave as a parallel light flux, the spherical aberration of the collimation type lens is extremely large compared to a spherical lens. Therefore, it is necessary to adjust the position of the photoconductive antenna and the optical axis with extremely high accuracy. Specifically, the terahertz wave generator itself composed of a photoconductive antenna and a silicon lens is to be replaced, which requires significant modification and adjustment of the entire spectroscopic device. As a result, it requires extremely high expertise, technical experience, time and cost as compared with the past.

この発明は、上述の問題を解消し、測定のS/N比を改善して、従来の光学系に大きな変更を加えることなく分光可能な測定周波数範囲を広げられるようにしたテラヘルツ分光装置を提供することにある。   The present invention provides a terahertz spectrometer that solves the above-mentioned problems, improves the S / N ratio of measurement, and expands the spectral frequency range that can be measured without making major changes to the conventional optical system. There is to do.

この発明は、送波器から送波されて試料を透過したテラヘルツ波を受波器にて受波して、試料の分光解析を行うテラヘルツ分光装置であって、集光部と試料保持部と遮蔽板とを備える。集光部は、送波器から送波されたテラヘルツ波を集光する。試料保持部は、集光部に集光されるテラヘルツ波のビームラインの中心軸上に試料を保持する。遮蔽板は、テラヘルツ波の光束の一部を通過させる開口が、開口中心でビームラインの中心軸に重なるように、集光部と試料保持部との間に配置される。   The present invention relates to a terahertz spectrometer that receives a terahertz wave transmitted from a transmitter and transmitted through a sample by a receiver and performs spectral analysis of the sample. A shielding plate. The condensing unit condenses the terahertz wave transmitted from the transmitter. The sample holding unit holds the sample on the central axis of the terahertz beam line focused on the light collecting unit. The shielding plate is disposed between the light condensing unit and the sample holding unit so that the opening through which a part of the light beam of the terahertz wave passes overlaps the central axis of the beam line at the center of the opening.

この構成では、ビームラインの中心軸付近で、試料に対し垂直に近い入射角で透過する光束のみが遮蔽板の開口を通過し試料に照射される。一方、ビームラインの中心軸から外れた光束は遮蔽板により遮蔽される。したがって、試料に照射される光束は擬似的に平行光と見なすことができ、光束の位相が殆ど揃った準コヒーレント状態で、テラヘルツ波を試料に透過させることができる。この際、遮蔽板が遮蔽する光束は、斜め方向に入射する光束や迷光が遮蔽板により遮蔽されるが、この場合の透過損失は50%〜70%と比較的低く維持できるため、測定のS/N比を高く維持して広帯域の分光解析が可能になる。   In this configuration, only the light beam transmitted at an incident angle near the vertical to the sample near the central axis of the beam line passes through the opening of the shielding plate and is irradiated to the sample. On the other hand, the light beam deviating from the central axis of the beam line is shielded by the shielding plate. Therefore, the light beam applied to the sample can be regarded as pseudo parallel light, and the terahertz wave can be transmitted through the sample in a quasi-coherent state in which the phases of the light beams are almost uniform. At this time, the light beam shielded by the shielding plate shields the light beam and stray light incident in an oblique direction, but the transmission loss in this case can be kept relatively low at 50% to 70%. Broadband spectroscopic analysis is possible with a high / N ratio.

遮蔽板は、集光部のf値の1/10〜1/3となる距離だけ、集光部から離れた位置に配置され、開口の径は、試料保持部でのテラヘルツ波のビーム径の2〜8倍であると好適である。これにより、透過損失を50%〜70%と比較的低く維持しながら、光軸から大きくずれた斜め方向から入射する光束や迷光を遮蔽できる。   The shielding plate is disposed at a position away from the light collecting unit by a distance that is 1/10 to 1/3 of the f value of the light collecting unit, and the diameter of the opening is equal to the beam diameter of the terahertz wave at the sample holding unit. It is suitable that it is 2 to 8 times. Accordingly, it is possible to shield light flux and stray light incident from an oblique direction greatly deviated from the optical axis while maintaining the transmission loss relatively low at 50% to 70%.

遮蔽板は、前記開口の径を変更する絞り機構を備えると好適である。開口径が小さければ、より直線透過成分のみを取り出すことができるようになるが、透過損失が大きくなり、特に波長の長い成分は遮蔽板でカットされる割合が増える。逆に、開口径が大きければ、透過損失は小さくなるが、斜め方向から入射する光束や迷光が多く通過する。そこで、遮蔽板に開口径を調節可能にする絞り機構を付与し、これを調整することで、測定する波長帯および非測定物に合わせた最適な分光条件で測定することができる。例えば、吸収が大きい試料を測定する場合や、長波長側(低周波側)を正確に測定したい場合は、開口径を大きくすると好適である。逆に、フォトニック結晶や偏光子のように光波の入射角によって特性が大きく変動する試料を測定する場合は開口径を小さくし、透過率を犠牲にしても直線透過成分の精度を向上させると好適である。   The shielding plate preferably includes a diaphragm mechanism that changes the diameter of the opening. If the aperture diameter is small, only the linear transmission component can be extracted. However, the transmission loss increases, and the component with a particularly long wavelength increases the ratio of being cut by the shielding plate. On the contrary, if the aperture diameter is large, the transmission loss is small, but a large amount of light flux and stray light incident from an oblique direction pass. Therefore, by providing a diaphragm mechanism that can adjust the aperture diameter to the shielding plate and adjusting it, it is possible to perform measurement under the optimum spectral condition according to the wavelength band to be measured and the non-measurement object. For example, when measuring a sample with large absorption or when it is desired to accurately measure the long wavelength side (low frequency side), it is preferable to increase the aperture diameter. Conversely, when measuring a sample whose characteristics vary greatly depending on the incident angle of the light wave, such as a photonic crystal or a polarizer, reducing the aperture diameter and improving the accuracy of the linear transmission component even at the expense of transmittance. Is preferred.

遮蔽板は、テラヘルツ波を吸収する吸収材を備えると好適である。遮蔽板の表面にテラヘルツ波を吸収する吸収材を貼り付けておくことで、遮蔽板で効果的に迷光を吸収することができ、入射光との干渉をさらに防ぐことができる。   The shielding plate preferably includes an absorber that absorbs terahertz waves. By sticking an absorbing material that absorbs terahertz waves to the surface of the shielding plate, stray light can be effectively absorbed by the shielding plate, and interference with incident light can be further prevented.

吸収材は、フェライトであってもよい。吸収材としてフェライトを用いることで迷光をより効率的に吸収することができる。   The absorber may be ferrite. By using ferrite as the absorber, stray light can be absorbed more efficiently.

試料保持部は、窓部を備える容器であり、窓部はビームラインの中心軸上に配置されてもよい。クライオスタットなど窓材を含む容器を導入した際、遮蔽板を窓材の手前に設置することで、直線成分に近いテラヘルツ波のみを窓部から入射させることができ、前述した窓材における屈折の問題を回避することができる。   The sample holding part is a container including a window part, and the window part may be arranged on the central axis of the beam line. When a container containing window material such as a cryostat is introduced, a terahertz wave close to a linear component can be made incident from the window portion by installing a shielding plate in front of the window material. Can be avoided.

この発明によれば、遮蔽板により擬似的に平行光束と見なすことができる光束のみを試料に照射するので、光源等の構成を変更することなく透過損失を抑えながら測定のS/N比を高く維持して広帯域の分光解析が可能になる。したがって、吸収係数の大きな試料であっても分光解析できる。クライオスタットなど窓材を含む容器を挿入する際に、既存の分光光学系を特別に調整することなく正常な測定が行えるようになる。   According to the present invention, the sample is irradiated with only a light beam that can be regarded as a pseudo parallel light beam by the shielding plate, so that the S / N ratio of the measurement is increased while suppressing transmission loss without changing the configuration of the light source or the like. Maintains broadband spectral analysis. Therefore, even a sample having a large absorption coefficient can be spectrally analyzed. When a container including a window material such as a cryostat is inserted, normal measurement can be performed without special adjustment of the existing spectroscopic optical system.

本発明の実施形態のテラヘルツ分光装置を説明する。   A terahertz spectrometer according to an embodiment of the present invention will be described.

図4は、本実施形態に係るテラヘルツ分光装置1を示す図である。テラヘルツ分光装置1は、パルスレーザ光源2、ビームスプリッタ3、光導電性アンテナ4、シリコンレンズ5、第1反射部6、アパーチャ20、試料保持部7、第2反射部8、シリコンレンズ9、光導電性アンテナ10、光学遅延部11、直流電圧源12、チョッパ13、ロックインアンプ14、電流増幅器15、および解析部16を備える。   FIG. 4 is a diagram illustrating the terahertz spectrometer 1 according to the present embodiment. The terahertz spectrometer 1 includes a pulsed laser light source 2, a beam splitter 3, a photoconductive antenna 4, a silicon lens 5, a first reflection unit 6, an aperture 20, a sample holding unit 7, a second reflection unit 8, a silicon lens 9, and light. A conductive antenna 10, an optical delay unit 11, a DC voltage source 12, a chopper 13, a lock-in amplifier 14, a current amplifier 15, and an analysis unit 16 are provided.

パルスレーザ光源2は、数MHz周期でフェムト秒やピコ秒オーダーの短時間パルスとしてレーザ光を発光する。ビームスプリッタ3は、パルスレーザ光を分岐する。光導電性アンテナ4は、ビームスプリッタ3で分岐された第1のパルスレーザ光を受光して、テラヘルツ帯の電磁波パルスをシリコンレンズ5から照射する。光導電性アンテナ4とシリコンレンズ5とが送波器に相当し、電磁波パルスが送波器から送波されるテラヘルツ波に相当する。第1反射部6はシリコンレンズ5から放射された電磁波パルスを放物面鏡または楕円面反射鏡といった反射鏡によってコリメートする。アパーチャ20は、例えばアルミ、鉄、銅などのテラヘルツ波を遮蔽する金属材料から作製された遮蔽板であり、テラヘルツ波のビームラインの中心軸上に開口中心が一致するように開口が設けられている。アパーチャ20の開口は、試料に対し垂直に近い角度で透過する光束のみを透過させる。試料保持部7はアパーチャ20の開口を通過したテラヘルツ波のビームラインの中心軸上に試料を保持する。第2反射部8は第1反射部6と対称に配置され、試料を透過した電磁波パルスをシリコンレンズ9に導光する。光導電性アンテナ10は、シリコンレンズ9に入射する電磁波パルスを、ビームスプリッタ3で分岐された第2のパルスレーザ光をプローブ光として検出する。光導電性アンテナ10とシリコンレンズ9とが、テラヘルツ波を受波する受波器に相当する。光学遅延部11は光路長が可変な光学系からなり、第2のパルスレーザ光の伝搬時間をずらすことで光導電性アンテナ10で時間掃引による信号検出を行う。電流増幅器15は、光導電性アンテナ10の出力を増幅する。ロックインアンプ14にはチョッパ13から入力される参照信号に基づいて電流増幅器15の出力信号の同期検波を行う。チョッパ13は、同期検波のために、参照信号に基づき直流電圧源12から光導電性アンテナ4に供給する電圧を変調する。解析部16は、ロックインアンプ14の出力信号に基づいて電磁波パルスの時間波形全体を取得し、試料の透過スペクトルを分光測定する。   The pulse laser light source 2 emits laser light as a short-time pulse of femtosecond or picosecond order with a period of several MHz. The beam splitter 3 branches the pulse laser beam. The photoconductive antenna 4 receives the first pulse laser beam branched by the beam splitter 3 and irradiates the terahertz band electromagnetic wave pulse from the silicon lens 5. The photoconductive antenna 4 and the silicon lens 5 correspond to a transmitter, and an electromagnetic wave pulse corresponds to a terahertz wave transmitted from the transmitter. The first reflecting unit 6 collimates the electromagnetic wave pulse radiated from the silicon lens 5 with a reflecting mirror such as a parabolic mirror or an ellipsoidal reflecting mirror. The aperture 20 is a shielding plate made of, for example, a metal material that shields terahertz waves such as aluminum, iron, and copper, and an opening is provided so that the opening center coincides with the central axis of the terahertz wave beam line. Yes. The opening of the aperture 20 transmits only the light beam that is transmitted at an angle close to perpendicular to the sample. The sample holder 7 holds the sample on the central axis of the terahertz wave beam line that has passed through the opening of the aperture 20. The second reflecting portion 8 is disposed symmetrically with the first reflecting portion 6 and guides the electromagnetic wave pulse transmitted through the sample to the silicon lens 9. The photoconductive antenna 10 detects an electromagnetic wave pulse incident on the silicon lens 9 as probe light using the second pulse laser beam branched by the beam splitter 3. The photoconductive antenna 10 and the silicon lens 9 correspond to a receiver that receives terahertz waves. The optical delay unit 11 includes an optical system having a variable optical path length, and performs signal detection by time sweeping by the photoconductive antenna 10 by shifting the propagation time of the second pulse laser beam. The current amplifier 15 amplifies the output of the photoconductive antenna 10. The lock-in amplifier 14 performs synchronous detection of the output signal of the current amplifier 15 based on the reference signal input from the chopper 13. The chopper 13 modulates the voltage supplied from the DC voltage source 12 to the photoconductive antenna 4 based on the reference signal for synchronous detection. The analysis unit 16 acquires the entire time waveform of the electromagnetic wave pulse based on the output signal of the lock-in amplifier 14, and spectroscopically measures the transmission spectrum of the sample.

図5(A)は、試料として、テラヘルツ帯での吸収が比較的小さいアルミナ(厚み1.8mm)を使用した場合の、透過テラヘルツ波の振幅強度(ダイナミックレンジ)周波数スペクトルを説明する図である。この図ではノイズレベル(4.5THz以上)で強度を規格化している。図中の実線は、本構成例1のテラヘルツ分光装置1での測定結果を示している。図中の破線は、比較例1として、アパーチャを設けない従来のテラヘルツ分光装置101での測定結果を示している。図中の点線は、比較例2として、アパーチャを設けずに凹レンズを設ける従来のテラヘルツ分光装置121での測定結果を示している。   FIG. 5A is a diagram illustrating the amplitude intensity (dynamic range) frequency spectrum of a transmitted terahertz wave when alumina (thickness 1.8 mm) having relatively small absorption in the terahertz band is used as a sample. . In this figure, the intensity is normalized by the noise level (4.5 THz or more). A solid line in the figure indicates a measurement result of the terahertz spectrometer 1 of the first configuration example. The broken line in the figure shows the measurement result of the conventional terahertz spectrometer 101 without an aperture as Comparative Example 1. The dotted line in the figure shows the measurement result with the conventional terahertz spectrometer 121 in which a concave lens is provided without providing an aperture as Comparative Example 2.

一般的に、分光可能な上限周波数はダイナミックレンジの値によって一義的に決まり、本実施例で測定したアルミナの場合で、ダイナミックレンジの下限は約27である。アパーチャを設けない比較例1は、2THz以上で急激に強度が低下し、2.6THz前後が上限周波数となっているが、これに対し、本構成例1は、そのようなスペクトルの落ち込みはなく、高周波側での強度が比較例1よりも大きく、分光可能帯域の上限は3.5THz前後となっている。   In general, the upper limit frequency at which spectroscopy is possible is uniquely determined by the value of the dynamic range. In the case of alumina measured in this example, the lower limit of the dynamic range is about 27. In Comparative Example 1 in which no aperture is provided, the strength sharply decreases at 2 THz or more, and the upper limit frequency is around 2.6 THz. On the other hand, in this configuration example 1, there is no such drop in the spectrum. The intensity on the high frequency side is larger than that of Comparative Example 1, and the upper limit of the spectroscopic band is around 3.5 THz.

また、アパーチャに替えて凹レンズを設ける比較例2は、試料サイズをφ8mmとして平行光束のビーム径をφ30mmとして測定している。この比較例2は、凹レンズを用いることで2THz以上における比較例1のような強度の急激な落ち込みは見られないが、全体的な強度は比較例1および本構成例1に比べて大きく低下していて、3.1THz前後が上限周波数となっている。比較例2の振幅ピーク強度は、比較例1を100%とすると27%程度に低下している。これをパワー換算すると、(0.27)2≒7%となり、実に93%もの損失が生じていることになる。これは前述の図3の説明で凹レンズの透過率を80%として計算した場合の強度が約7%になる計算結果とも合致している。これに対し、本構成例1は、振幅ピーク強度の変動は比較例1に比べて数%程度であり、強度を保ったままで分光可能帯域を拡大できている。このように、本構成例1では、アパーチャを挿入するだけで、元々放射される強度が弱いテラヘルツ波のダイナミックレンジを殆ど落とすことなく、分光可能帯域を拡大させることができる。 In Comparative Example 2 in which a concave lens is provided in place of the aperture, the sample size is φ8 mm and the beam diameter of the parallel light beam is φ30 mm. In Comparative Example 2, the use of a concave lens does not cause a sharp drop in strength as in Comparative Example 1 at 2 THz or more, but the overall strength is greatly reduced compared to Comparative Example 1 and Configuration Example 1. The upper limit frequency is around 3.1 THz. The amplitude peak intensity of Comparative Example 2 is reduced to about 27% when Comparative Example 1 is 100%. When this is converted into power, (0.27) 2 ≈7%, and a loss of 93% actually occurs. This coincides with the calculation result in which the intensity when the transmittance of the concave lens is calculated as 80% in the description of FIG. 3 is about 7%. On the other hand, in the present configuration example 1, the fluctuation of the amplitude peak intensity is about several percent compared to the comparative example 1, and the spectrally possible band can be expanded while maintaining the intensity. As described above, in the first configuration example, it is possible to expand the spectroscopic band by only inserting the aperture without substantially reducing the dynamic range of the terahertz wave that is originally emitted with low intensity.

図5(B),(C)は、上述の振幅強度周波数スペクトル及び位相スペクトルに基づき解析した複素屈曲率の解析結果を説明する図である。アルミナでフォノン吸収が生じる周波数は13〜14THzに存在するため、本来、10THzより低い数THzの領域では緩やかに複素屈折率n、κが上昇するはずであるが、正確な測定ができない周波数領域のデータからは、正確な数値から大きく外れた分散曲線が得られることになる。アパーチャを設けない比較例1では、上限2.5THz程度までしか測定できていないが、本構成例1では3.5THz程度まで測定できる領域が広がっている。   FIGS. 5B and 5C are diagrams for explaining the analysis results of the complex curvature analyzed based on the above-described amplitude intensity frequency spectrum and phase spectrum. Since the frequency at which phonon absorption occurs in alumina exists in 13 to 14 THz, the complex refractive index n and κ should increase gradually in the region of several THz lower than 10 THz, but in the frequency region where accurate measurement cannot be performed. From the data, a dispersion curve greatly deviating from the accurate numerical value is obtained. In Comparative Example 1 in which no aperture is provided, measurement is possible only up to an upper limit of about 2.5 THz. However, in Configuration Example 1, a region that can be measured up to about 3.5 THz is widened.

図6は、アパーチャの開口径および集光部からアパーチャまでの距離と測定可能な周波数との関係を確認した結果を説明する図である。本測定では、集光ビーム径φ2mm、反射鏡のf値210mmの条件において、前述したアルミナを測定すると仮定したときに必要なダイナミックレンジ(DR=27)が得られる周波数の上下限値および分光可能帯域の範囲を測定した。この結果、図6(A)に示すように、開口径は小さすぎると低周波数側の光が透過しにくくなり、また集光部から距離が離れすぎても低周波数側の光が透過しにくくなった。逆に、図6(B)に示すように、開口径が大きすぎると測定可能な上限周波数が低周波数化し、また、集光部との距離が近すぎても上限周波数は低下している。よって、本測定では、図6(C)に示すように、アパーチャの開口径φ4〜15mm、集光部からのアパーチャ距離20〜70mmとなると、分光可能帯域が広くなった。特に、アパーチャ径φ6〜11mm、集光部からの距離50〜65mmとなると、高周波数側の測定上限が特に高くなった。   FIG. 6 is a diagram illustrating a result of confirming the relationship between the aperture diameter of the aperture, the distance from the light collecting portion to the aperture, and the measurable frequency. In this measurement, the upper and lower limits of the frequency and the spectroscopic capability that can provide the necessary dynamic range (DR = 27) when it is assumed that the above-mentioned alumina is measured under the conditions of a focused beam diameter of 2 mm and a reflector f value of 210 mm. The range of the band was measured. As a result, as shown in FIG. 6A, if the aperture diameter is too small, the light on the low frequency side is difficult to transmit, and the light on the low frequency side is difficult to transmit even if the distance is too far from the light collecting portion. became. On the other hand, as shown in FIG. 6B, if the aperture diameter is too large, the measurable upper limit frequency is lowered, and the upper limit frequency is lowered even if the distance from the light condensing part is too close. Therefore, in this measurement, as shown in FIG. 6C, when the aperture diameter is 4 to 15 mm and the aperture distance is 20 to 70 mm from the light converging part, the spectral band is widened. In particular, when the aperture diameter was 6 to 11 mm and the distance from the condensing part was 50 to 65 mm, the upper limit of measurement on the high frequency side was particularly high.

なお、本測定では集光ビーム径φ2mmの場合について示したが、アパーチャの開口径はビーム径を基準に決めればよい。そのため、開口径はビーム径の2〜8倍の範囲で決めるのが好適であり、特に3〜5.5倍の範囲であれば、高周波数側の測定上限が特に高くなる。また、集光部からの集光ビームの広がり角は曲面反射鏡のf値によって決まるため、アパーチャを設置する位置は反射鏡のf値を基準に決めればよい。それに基づくと、集光部からの距離はf/10〜f/3の範囲で決めるのが好適であり、特に、f/4.2〜f/3.2の範囲であれば、高周波数側の測定上限が特に高くなる。以上のようにアパーチャを設定することで、特に効果的に本発明を実施することができる。なお、本実施例で示したアパーチャの開口径および集光部からのアパーチャ距離の最適範囲は、あくまで1つの実施例に過ぎず、本発明の範囲を上記の数値に限定するものではない。   In this measurement, the focused beam diameter is 2 mm. However, the aperture diameter of the aperture may be determined based on the beam diameter. Therefore, it is preferable to determine the aperture diameter in the range of 2 to 8 times the beam diameter, and particularly in the range of 3 to 5.5 times, the upper limit of measurement on the high frequency side is particularly high. Moreover, since the divergence angle of the condensed beam from the condensing unit is determined by the f value of the curved reflecting mirror, the position where the aperture is installed may be determined based on the f value of the reflecting mirror. Based on this, it is preferable to determine the distance from the light converging part in the range of f / 10 to f / 3, and in particular, in the range of f / 4.2 to f / 3.2, the higher frequency side The measurement upper limit of becomes particularly high. By setting the aperture as described above, the present invention can be implemented particularly effectively. The optimum range of the aperture diameter of the aperture and the aperture distance from the condensing part shown in the present embodiment is merely one embodiment, and the scope of the present invention is not limited to the above numerical values.

図7は、アパーチャ20の構成例を示したものであり、図7(A)が正面図、図7(B)が側面断面図である。本構成例のアパーチャ20は、絞り機構21と操作レバー22と、フェライトシート23とを備え、操作レバー22の操作により絞り機構21の絞りを調整し、開口径を変化させられる。したがって、テラヘルツ分光装置1では、測定目的に応じてアパーチャ20の開口径が制御される。   FIG. 7 shows a configuration example of the aperture 20, FIG. 7A is a front view, and FIG. 7B is a side sectional view. The aperture 20 of this configuration example includes a diaphragm mechanism 21, an operation lever 22, and a ferrite sheet 23. By adjusting the diaphragm of the diaphragm mechanism 21 by operating the operation lever 22, the aperture diameter can be changed. Therefore, in the terahertz spectrometer 1, the aperture diameter of the aperture 20 is controlled according to the measurement purpose.

分光可能帯域は前述のように開口径によって大きく変化し、例えば低周波側の感度を高めたい場合は開口径を大きくし、逆に高周波側の感度を高めたい場合は開口径を小さくした方がよい。また、開口径を小さくするほど、より試料に対し垂直に入射する成分のみを取り出すことができるので、例えばフォトニック結晶や偏光子のように電磁波の入射角によって特性が大きく変動する試料を測定する場合は、アパーチャ径を絞ることで測定精度を高めることができる。   As described above, the spectral band changes greatly depending on the aperture diameter.For example, if you want to increase the sensitivity on the low frequency side, increase the aperture diameter. Conversely, if you want to increase the sensitivity on the high frequency side, decrease the aperture diameter. Good. In addition, as the aperture diameter is reduced, only components that are incident perpendicular to the sample can be extracted. Therefore, a sample whose characteristics greatly vary depending on the incident angle of the electromagnetic wave, such as a photonic crystal or a polarizer, is measured. In this case, the measurement accuracy can be increased by reducing the aperture diameter.

フェライトシート23は、本発明における吸収材であり、アパーチャ20の第1反射部に対面する側の表面に貼り付けられていて、テラヘルツ波を吸収する。アパーチャ20が金属の場合、フェライトシート23を設けなければ迷光が金属表面で反射され、テラヘルツ波を発生する光導電性アンテナ側に戻って干渉を起こし、ノイズを発生させることがある。そこで、アパーチャ20の表面にテラヘルツ波を吸収するフェライトシート23を貼り付けておくことで、この問題を回避することができる。フェライトシート23は、テラヘルツ波を吸収する効率が特に良好であり、そのため、干渉ノイズの発生を効果的に防止することができる。   The ferrite sheet 23 is an absorbing material in the present invention, and is affixed to the surface of the aperture 20 on the side facing the first reflecting portion, and absorbs terahertz waves. When the aperture 20 is made of metal, stray light is reflected on the metal surface unless the ferrite sheet 23 is provided, and may return to the photoconductive antenna side that generates the terahertz wave, causing interference and generating noise. Therefore, this problem can be avoided by attaching a ferrite sheet 23 that absorbs terahertz waves to the surface of the aperture 20. The ferrite sheet 23 has particularly good efficiency for absorbing terahertz waves, and therefore can effectively prevent the generation of interference noise.

図8は、テラヘルツ分光装置1に対して、テラヘルツ波の光路中に窓部を備える容器であるクライオスタット17を挿入した例を説明する図である。クライオスタット17は4枚の窓材を備え、アパーチャ20は窓材の手前に配置される。   FIG. 8 is a diagram for explaining an example in which a cryostat 17, which is a container having a window portion, is inserted into the terahertz wave optical path with respect to the terahertz spectrometer 1. The cryostat 17 includes four window members, and the aperture 20 is disposed in front of the window member.

図8(B)は、試料として前述のアルミナを使用した場合の、振幅強度(ダイナミックレンジ)周波数スペクトルを説明する図である。この図ではノイズレベル(4.5THz以上)で強度を規格化している。図中の実線は、クライオスタットとアパーチャを挿入した本構成例2のテラヘルツ分光装置1での測定結果を示している。図中の破線は、クライオスタットを挿入するがアパーチャを設けない比較例3での測定結果を示している。図中の点線は、クライオスタットと凹レンズとを挿入するがアパーチャを設けない比較例4の測定結果を示している。   FIG. 8B is a diagram for explaining an amplitude intensity (dynamic range) frequency spectrum when the above-described alumina is used as a sample. In this figure, the intensity is normalized by the noise level (4.5 THz or more). A solid line in the figure indicates a measurement result of the terahertz spectrometer 1 of the present configuration example 2 in which a cryostat and an aperture are inserted. The broken line in the figure shows the measurement result in Comparative Example 3 in which a cryostat is inserted but no aperture is provided. The dotted line in the figure shows the measurement result of Comparative Example 4 in which the cryostat and the concave lens are inserted but the aperture is not provided.

アパーチャを設けない比較例3は、2THz以上で急激に強度が低下し、2.8THz前後が上限周波数となっている。また、凹レンズを設ける比較例4は、凹レンズを用いることで2THz以上における比較例3のような強度の急激な落ち込みは見られないが、全体的な強度は比較例3および本構成例2に比べて大きく低下していて、2.4THz前後が上限周波数となっている。これに対し、本構成例2は、そのようなスペクトルの落ち込みはなく、高周波側での強度も大きく、分光可能な上限周波数は3.1THz前後となっている。   In Comparative Example 3 where no aperture is provided, the strength sharply decreases at 2 THz or more, and the upper limit frequency is around 2.8 THz. Moreover, although the comparative example 4 which provides a concave lens does not show the sharp fall of intensity | strength like the comparative example 3 in 2 THz or more by using a concave lens, the whole intensity | strength is compared with the comparative example 3 and this structural example 2. The upper limit frequency is around 2.4 THz. On the other hand, this configuration example 2 does not have such a drop in the spectrum, has a high intensity on the high frequency side, and the upper limit frequency at which spectroscopy is possible is around 3.1 THz.

図8(C)は、アルミナの透過率スペクトルを説明する図である。クライオスタットを挿入した本構成例2は、クライオスタットを挿入せずにアパーチャを設けた本構成例1の場合と比較して測定誤差は数%程度に抑制されており、ほぼ同様の精度で測定が行えている。これに対し、本構成例1と同様にクライオスタットは挿入するが、アパーチャを設けない比較例3は、スペクトル形状が大きく歪んでしまっている。   FIG. 8C is a diagram for explaining the transmittance spectrum of alumina. The configuration example 2 with the cryostat inserted has a measurement error suppressed to about several percent compared to the configuration example 1 with the aperture not provided and no cryostat inserted, and the measurement can be performed with almost the same accuracy. ing. On the other hand, the cryostat is inserted in the same manner as in the configuration example 1, but in the comparative example 3 in which no aperture is provided, the spectrum shape is greatly distorted.

このように、アパーチャを設けるとともに、さらにクライオスタットを設けた本構成例2では、本構成例1と同様の広い分光可能帯域を維持することができ、高精度な測定が行える。   As described above, in the present configuration example 2 in which the aperture is provided and the cryostat is further provided, the same wide spectroscopic band as in the present configuration example 1 can be maintained, and high-precision measurement can be performed.

従来のテラヘルツ分光装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the conventional terahertz spectroscopy apparatus. クライオスタットを挿入する例を説明する図である。It is a figure explaining the example which inserts a cryostat. 凹レンズを用いた従来のテラヘルツ分光装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the conventional terahertz spectroscopy apparatus using a concave lens. 本発明の実施形態に係るテラヘルツ分光装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the terahertz spectroscopy apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態によってアルミナ板の測定を行った例を示す図である。It is a figure which shows the example which performed the measurement of the alumina board by embodiment of this invention. アパーチャの開口径および集光部からのアパーチャ距離と測定可能な周波数との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the aperture diameter of an aperture, the aperture distance from a condensing part, and a measurable frequency. アパーチャの構成例を説明する図である。It is a figure explaining the structural example of an aperture. 本発明の実施形態に係るテラヘルツ分光装置にクライオスタットを挿入した場合の例を説明する図である。It is a figure explaining the example at the time of inserting a cryostat in the terahertz spectroscopy apparatus which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,101,121…テラヘルツ分光装置
2…パルスレーザ光源
3…ビームスプリッタ
4…光導電性アンテナ
5…シリコンレンズ
6…第1反射部
7…試料保持部
8…第2反射部
9…シリコンレンズ
10…光導電性アンテナ
11…光学遅延部
12…直流電圧源
13…チョッパ
14…ロックインアンプ
15…電流増幅器
16…解析部
20…アパーチャ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101,121 ... Terahertz spectrometer 2 ... Pulse laser light source 3 ... Beam splitter 4 ... Photoconductive antenna 5 ... Silicon lens 6 ... 1st reflection part 7 ... Sample holding part 8 ... 2nd reflection part 9 ... Silicon lens 10 ... Photoconductive antenna 11 ... Optical delay unit 12 ... DC voltage source 13 ... Chopper 14 ... Lock-in amplifier 15 ... Current amplifier 16 ... Analysis unit 20 ... Aperture

Claims (6)

送波器から送波されて試料を透過したテラヘルツ波を受波器にて受波して、前記試料の分光解析を行うテラヘルツ分光装置であって、
前記送波器から送波された前記テラヘルツ波を集光する集光部と、
前記集光部に集光される前記テラヘルツ波のビームラインの中心軸上に試料を保持する試料保持部と、
前記テラヘルツ波の光束の一部を通過させる開口が、開口中心で前記ビームラインの中心軸に重なるように、前記集光部と前記試料保持部との間に配置される遮蔽板と、を備える、テラヘルツ分光装置。
A terahertz spectrometer that receives a terahertz wave transmitted from a transmitter and transmitted through a sample by a receiver, and performs spectral analysis of the sample,
A condensing unit that condenses the terahertz wave transmitted from the transmitter;
A sample holding unit for holding a sample on the central axis of the beam line of the terahertz wave focused on the light collecting unit;
A shielding plate disposed between the light collecting unit and the sample holding unit so that an opening through which a part of the light beam of the terahertz wave passes overlaps a central axis of the beam line at the center of the opening. , Terahertz spectrometer.
前記遮蔽板は、前記集光部のf値の1/10〜1/3となる距離だけ、前記集光部から離れた位置に配置され、前記開口の径は、前記試料保持部での前記テラヘルツ波のビーム径の2〜8倍である、請求項1に記載のテラヘルツ分光装置。   The shielding plate is disposed at a position away from the light collecting part by a distance that is 1/10 to 1/3 of the f value of the light collecting part, and the diameter of the opening is the same as that of the sample holding part. The terahertz spectrometer according to claim 1, wherein the terahertz spectrometer is 2 to 8 times the beam diameter of the terahertz wave. 前記遮蔽板は前記開口の径を変更する絞り機構を備える、請求項1または2に記載のテラヘルツ分光装置。   The terahertz spectrometer according to claim 1, wherein the shielding plate includes a diaphragm mechanism that changes a diameter of the opening. 前記遮蔽板は前記テラヘルツ波を吸収する吸収材を備える、請求項1〜3のいずれかに記載のテラヘルツ分光装置。   The terahertz spectrometer according to claim 1, wherein the shielding plate includes an absorbing material that absorbs the terahertz wave. 前記吸収材はフェライトである、請求項4に記載のテラヘルツ分光装置。   The terahertz spectrometer according to claim 4, wherein the absorber is ferrite. 前記試料保持部は窓部を備える容器であり、前記窓部は前記ビームラインの中心軸上に配置される、請求項1〜5のいずれかに記載のテラヘルツ分光装置。   The terahertz spectrometer according to claim 1, wherein the sample holding unit is a container including a window unit, and the window unit is disposed on a central axis of the beam line.
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