CN104076002A - 用太赫兹波获取样本信息的信息获取装置和信息获取方法 - Google Patents

Abstract

一种用太赫兹波获取样本信息的信息获取装置和信息获取方法。该信息获取装置包括：照射单元，被配置为通过与样本接触的透射构件用太赫兹波照射样本的照射位置；检测单元，被配置为检测由透射构件反射的太赫兹波和由样本反射的太赫兹波；波形获取单元，被配置为通过使用检测单元的检测结果来获取透射构件反射的太赫兹波的时间波形和样本反射的太赫兹波的时间波形；及信息获取单元，被配置为通过使用透射构件反射的太赫兹波的时间波形、样本反射的太赫兹波的时间波形、及与透射构件在照射位置处的厚度相关的信息来获取样本的信息。

Description

用太赫兹波获取样本信息的信息获取装置和信息获取方法

技术领域

实施例的一个公开方面涉及一种通过使用太赫兹波获取样本的信息的信息获取装置和信息获取方法。

背景技术

近年来，使用具有30GHz至30THz的范围内的频率的电磁波（所谓的太赫兹波）的各种检查技术得到了发展。日本专利No.4046158描述了一种通过使用太赫兹波的透射性来执行无损检查的测量方法。该方法用太赫兹波的超短脉冲照射样本，检测来自该样本的反射波以获得时间波形，并从该时间波形检查样本的每层的配置和状态。

如P.U.Jepsen等人在Optics Express,(2007),15,14717中所指示的，可以详细地检查时间波形的峰值波形，并且可以获得界面附近的位置处的与峰值波形相应的复折射率光谱。已知，许多材料在太赫兹波的频带中具有特定吸收性，从而提供对于材料分析新方法的预期。此外，日本专利公开No.2011-112548公开了一种测量活体样本的前表面对于太赫兹波的折射率分布并且显现该结果的技术。这样的使用太赫兹波的检查技术提供对于医疗用途的应用的预期，医疗用途的应用比如是使用其中存活组织的折射率和反射率根据部位和状态（正常细胞或肿瘤细胞）而变化的现象的病理诊断。

在用反射系统进行测量时，除了样本反射的太赫兹波之外，还测量反射镜反射的太赫兹波，并且通过使用这些太赫兹波的时间波形来获取样本的信息。然而，如果样本的前表面和反射镜的前表面的位置不同，或者如果太赫兹波的强度在每一次测量时都有变化，则不能进行正确的比较，因此，测量精度可能降低。为了解决这个问题，使用通过使用透射太赫兹波的板形透射构件进行测量的方法。这是在透射构件接触样本的同时用太赫兹波通过透射构件来照射样本的方法。

过去，基于透射构件在平面中具有均匀厚度的假定，执行各种类型的测量。然而，难以制造在平面中具有均匀厚度的透射构件。预期厚度可能不同于在实际测量位置处的厚度，或者透射构件的厚度可能在太赫兹波的每一个照射位置处都有变化。因此，难以一直满足当前预期的精度。

发明内容

根据实施例的一方面，一种获取样本的信息的信息获取装置包括：照射单元，被配置为通过与样本接触的透射构件用太赫兹波照射样本的照射位置；检测单元，被配置为检测透射构件反射的太赫兹波和样本反射的太赫兹波；波形获取单元，被配置为通过使用检测单元的检测结果来获取透射构件反射的太赫兹波的时间波形和样本反射的太赫兹波的时间波形；以及信息获取单元，被配置为通过使用透射构件反射的太赫兹波的时间波形、样本反射的太赫兹波的时间波形、及与透射构件在照射位置处的厚度相关的信息来获取样本的信息。

根据以下参照附图对示例性实施例的描述，本公开的更多特征将变得清楚。

附图说明

图1是说明根据实施例的测量期间的太赫兹波的路径的图示。

图2是说明根据示例1的信息获取装置的配置的图示。

图3A是说明根据示例1的样本和透射构件的布置的图示。

图3B是说明根据示例1的样本和透射构件的布置的透视图。

图4A是说明根据示例1的由镜面反射的太赫兹波的时间波形的图示。

图4B是说明根据示例1的在仅具有透射构件的区域中反射的太赫兹波的时间波形的图示。

图4C是说明根据示例1的在布置有样本的区域中反射的太赫兹波的时间波形的图示。

图5是说明根据示例1的测量过程的示例的流程图。

图6A是根据示例1的透射构件的厚度的误差的分布图。

图6B是在示例1中获取的折射率光谱。

图6C是在校正透射构件的厚度之前0.8THz的折射率的分布图。

图6D是在校正透射构件的厚度之后0.8THz的折射率的分布图。

图7是说明根据示例3的信息获取装置的配置的图示。

图8是说明根据示例4的测量过程的流程图。

图9是说明测量期间的窗厚度的误差的分布和平均的图示。

图10是说明根据示例5的测量过程的流程图。

图11是说明根据示例6的信息获取装置的图示。

图12A是说明根据示例2的样本和透射构件的布置的图示。

图12B是说明根据示例2的壳体内部的配置的图示。

图13A是在示例2中获取的折射率光谱。

图13B是在示例2中获取的吸收系数光谱。

具体实施方式

下面参照附图描述本公开的实施例。

在这个实施例中，使很好地透射太赫兹波的透射构件与样本接触，然后通过该透射构件用太赫兹波照射样本。透射构件是具有已知的复折射率的板形构件。使透射构件与样本接触以使样本平面化，并且使来自由透射构件的前表面反射的太赫兹波的时间波形中的太赫兹波的强度变化标准化。根据这个实施例的信息获取装置检测由透射构件的前表面反射的太赫兹波和由样本的前表面反射的太赫兹波，并通过时域光谱技术（TDS）来获取时间波形。通过分析所获取的时间波形，可以获取样本的信息，包括样本的属性（诸如样本的反射率和复折射率光谱）以及样本的形状等。具体地，使用与来自透射构件的前表面的反射波相对应的时间波形以及与来自样本的前表面（透射构件的后表面与样本之间的界面）的反射波相对应的时间波形。在本说明书中，“透射构件的前表面”被定义为从照射单元发射的太赫兹波首先到达的表面。相反表面被定义为“透射构件的后表面”。

此外，在本说明书中，“样本的信息”被定义为包括样本的“属性”和“形状”中的至少一个。具体地，样本的“属性”被定义为包括样本的复振幅反射率、复折射率、复介电常数、反射率、折射率、吸收系数、介电常数和导电率。

此外，样本的“形状”被定义为包括样本的外部形状、样本中的物质的形状、样本中包括预定属性的区域的形状、以及样本中的层的厚度。可以通过使用在检测到由样本中属性改变的界面反射的太赫兹波的时间波形的时间与检测到由透射构件或另一界面反射的太赫兹波的时间波形的时间之间的差，来获取样本中的物质的形状和样本中的层的厚度。此外，样本中具有预定属性的区域的形状是其中样本的属性值相同或在预定范围内的区域的形状。例如，当复折射率被作为样本的属性获取时，如果改变显示方法以使得其中复折射率是预定值的区域用蓝色指示并且其他区域用红色指示，则可以获取具有预定属性的区域的形状。样本的信息的类型可以由用户适当选择。

用于测量的透射构件期望地具有平坦的、彼此平行的前表面和后表面，并且在平面中具有均匀厚度。为了获取与样本的属性或形状相关的信息，要求正确地识别当太赫兹波通过透射构件时所产生的影响，因为该影响根据透射构件的厚度而变化。然而，难以通过相关领域的测量方法来一直满足当前预期的精度。因此，需要一种即使使用在平面中不具有均匀厚度的透射构件，也可以高精度地获取样本的信息的技术。此外，需要一种即使每个透射构件的厚度不同，也可以高精度地获取样本的信息的技术。

在这个实施例中，获取与透射构件在照射位置处的厚度相关的信息，并且使用该信息来获取样本的信息。因此，即使用于测量的透射构件的厚度不均匀，也可以获取高精度的测量结果。

图1是示出测量期间透射构件、样本和太赫兹波之间的位置关系的截面图。参照图1描述该实施例的概要。

附图标记101表示为了布置样本的用于测量的透射构件。透射构件的材料期望地可以是很好地透射太赫兹波并且具有稳定特性的已知材料。此外，该材料期望地可以具有某一硬度。具体地，该材料可以是石英基板、单晶硅板等。可以用透射系统通过例如太赫兹时域光谱技术来容易地测量复折射率光谱。

透射构件101的后表面接触样本102。此时，透射构件101可以没有间隙地与样本102紧密接触。

此外，可以在透射构件101的前表面的一部分上提供反射镜103。反射镜103是通过气相沉积法等用金属薄膜形成的。反射镜103用于获得参考光。后面将描述细节。此外，反射镜103用作当将所获得的测量结果与从实际样本102获得的或通过不同测量方法获得的测量结果进行比较时的标记，以使这些测量结果的位置彼此对应。

这里作为示例描述对于样本102的复折射率的测量；然而，本公开不限于此。

将样本102适当地布置在装置中，然后用太赫兹波脉冲的入射波104（E_i0）照射反射镜103上的位置A0，并测量反射波105（E_o0）。反射波105（E_o0）很好地表示入射波104（E_i0），并且因此是用于预先知道所产生的太赫兹波的波形的参考波。此外，如上所述，反射波105（E_o0）可以用作用于识别照射位置的标记。根据装置配置等，有时可能不需要参考波的测量，因此，可以仅当操作者确定需要测量时才执行参考波的测量。

用太赫兹波脉冲的入射波106（E_i1）照射其中在透射构件101的后表面上没有布置样本102并且仅提供有透射构件101的区域中的位置A1，并测量反射波109（E_o1）。反射波109包括来自透射构件101的前表面的反射波107（E_o11）、被透射构件101的后表面反射一次并且返回的反射波108（E_o12）、以及被透射构件101的后表面反射至少两次（未示出，但是以相同的方式）并且返回的反射波组。假定通过测量仅设有透射构件101的区域而获得的数据是参考数据。

参考数据用于检查当太赫兹波在透射构件101中往返时给予太赫兹波的影响。因此，参考数据不限于反射波107和反射波108的时间波形，而是可以包括透射构件101在位置B1处的厚度、或通过对所获得的时间波形执行傅立叶变换而获得的频谱。

此外，参考数据可以是通过测量具有与用于测量的透射构件101的复折射率大致相等的复折射率的构件而获得的数据。此外，可以仅测量透射构件101，并且可以在使透射构件101与样本102接触之前获取参考数据。

在照射斑点A1处，入射波106以入射角θ_i入射在透射构件101的前表面上，并且以折射角θ_t在透射构件中传播。透射构件101在照射斑点A1处的厚度为d_w1。在图1中，反射波107（E_o11）在空气中从A1传播到C1，反射波108（E_o12）在透射构件101中从A1传播到B1，然后再传播到D1。因此，在反射波107（E_o11）与108（E_o12）之间产生相位差。该相位差在时间波形中表现为时间差。假定该时间差为Δt_A1。时间差Δt_A1取决于入射角θ_i、透射构件101的厚度d_w1、以及透射构件101的折射率n_w，并且由如下的表达式(1)给出：

$\mathrm{\Δ}{t}_{A1}=\frac{2n_w{d}_{w1}}{c}\·\sqrt{1-\frac{{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}{n_w^2}}...\left(1\right)$

用表达式(1)，透射构件101在照射斑点处的厚度d_w用表达式(2)表达。要注意，Δt是与来自透射构件101的前表面和后表面的反射波相应的两个时间波形之间的时间差。用表达式(2)，可以从时间差Δt_A1获得透射构件101在照射斑点A1处的厚度d_w1。

$d_w=\frac{\mathrm{c\Δt}}{2n_w\·\sqrt{1-\frac{{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}{n_w^2}}}...\left(2\right)$

然后，测量其中样本102与透射构件101的后表面接触的区域中的斑点，例如，A2被太赫兹波110（E_i2）照射并且测量反射波113（E_o2）。从时间波形提取由反射波111（E_o21）提供的部分和由反射波112（E_o22）提供的部分，并且获得在照射斑点B2附近的位置（以下，有时称为照射位置）处从透射构件101到样本102的复振幅反射率r～_wsB2。在本说明书中，表达式中的“r～”和表达式中的“n～”（后面描述）表示复数。

此时，通过使用反射波109的测量结果，消除当通过透射构件101执行测量时所产生的影响。具体地，影响可以包括当反射波112（E_o22）在厚度为d_w2的透射构件101中往返时所产生的反射波111（E_o21）与反射波112（E_o22）之间的相位差、以及反射波111入射在检测单元上的位置与反射波112入射在检测单元上的位置之间的偏差。因此，像表达式(3)那样，对于每个频率获得比率。

${\tilde{r}}_{\mathrm{ws}\_B2}\left(\mathrm{\ω}\right)={\tilde{r}}_{\mathrm{wa}}\·(\frac{F\left[E_{o22}\right]}{F\left[E_{o21}\right]}/\frac{F\left[E_{o12}\right]}{F\left[E_{o11}\right]})\·\mathrm{\Δ}{d}_w(d_{w1},d_{w2})...\left(3\right)$

右侧的r～_wa是从透射构件101到空气的复振幅反射率，并且由使用透射构件101的复折射率n～_w的表达式(4)给出。

${\tilde{r}}_{\mathrm{wa}}\left(\mathrm{\ω}\right)=({\tilde{n}}_w-1)/({\tilde{n}}_w+1)...\left(4\right)$

F[E_*]表示时间波形E_*的傅立叶变换。例如，F[E_o22]是通过对从反射波113提取的来自透射构件101的后表面的反射波的时间波形E_o22执行傅立叶变换而获得的信号。

此外，Δd_w(d_w1,d_w2)是用于校正往返的相移的项，往返的相移是由透射构件101在照射斑点A1处的厚度与透射构件101在照射斑点A2处的厚度之间的差提供的。该项用表达式(5)表达。

$\mathrm{\Δ}{d}_w(d_{w1},d_{w2})=\exp (-2i\·\frac{n_w\mathrm{\ω}}{c}\·(d_{w1}-d_{w2})\sqrt{1-\frac{{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}{n_w^2}})...\left(5\right)$

从如上所述那样获得的从透射构件101到样本102的复振幅反射率r～_ws和透射构件101的复折射率n～_w获得样本102的复折射率n～_s。

${\tilde{n}}_s\left(\mathrm{\ω}\right)={\tilde{n}}_w\·(1-{\tilde{r}}_{\mathrm{ws}})/(1+{\tilde{r}}_{\mathrm{ws}})...\left(6\right)$

所获得的复折射率n～_s可以作为样本102的信息输出，或者可以获得在每个照射位置处获取的复折射率n～_s中的预定值或预定范围内的区域的形状。此外，如果样本102中所包括的物质或样本102中的所需层的折射率是已知的，则可以将该物质或该层的位置识别为样本102的信息，并且可以获取样本102中该物质的形状和该层的厚度。具体地，获得在检测到由样本102中的界面反射的太赫兹波脉冲的时间波形的时间、与检测到由透射构件101的前表面反射的太赫兹波脉冲的时间波形的时间之间的时间差，然后可以通过使用表达式(2)来获得该界面的位置。此时，如果透射构件101的厚度不同，则不能正确地获得该界面的位置。因此，可以通过使用上述方法来校正透射构件101在平面中的厚度误差。

当获得样本102的复折射率n～_s时，透射构件101的厚度差（d_w1－d_w2）的精度是重要的。即，当获得样本102的复折射率n～_s时，通过提高透射构件101的厚度差的精度，限制了高频侧的相移Δd_w，并且可以降低对要被计算的光谱的影响。

在这个实施例中，如上所述，仅关于透射构件101的数据被用作当获得样本102的信息时的参考数据。基于从参考数据获得的透射构件101的厚度，对每个照射位置执行对于相对于透射构件101在另一照射位置处的厚度的差的校正。因此，可以精确地获得样本102的信息。具体地，使用通过测量而获取的时间波形和与透射构件101在照射位置处的厚度相关的信息来获取样本102的信息。在本说明书中，“与透射构件在照射位置处的厚度相关的信息”被定义为包括：透射构件101在照射位置处的厚度、在从参考数据获得的透射构件101的厚度与透射构件101在照射位置处的厚度之间的差、以及时间波形中在检测到由透射构件101的前表面反射的太赫兹波的时间与检测到由样本102反射的太赫兹波的时间之间的时间差。

根据这个实施例的信息获取装置可以在活体（如动物或人类）存活（活体）的状态下测量该活体的一部分（皮肤或内脏的前表面等）。因此，在本说明书中，“样本”被定义为不仅包括诸如活体样本之类的物体，而且还包括活体（的一部分）。

示例1

接着，参照附图详细地描述示例1。

在这个示例中，在适当改变太赫兹波的照射位置的同时，在多个斑点处执行测量。获得样本的前表面的10mm长、12mm宽区域中的折射率，并创建这些折射率的平面分布。

描述代表性装置配置和样本配置，然后描述将被测量的波形、用于测量的处理过程、以及测量的效果。

图2示出根据这个示例的信息获取装置的示例。

这个示例中的信息获取装置包括超短脉冲激光器201、半反射镜211、照射单元220、样本台205、光学延迟单元206、检测单元207、锁定放大器208、波形获取单元212、控制单元215、个人计算机（PC）213和样本保持器214。

首先，描述信息获取装置的照射单元220。这个示例中的照射单元220包括发生光导元件（发生单元）202和将所产生的太赫兹波脉冲引导到样本204的光学系统。当由超短脉冲激光器201产生的通过半反射镜211的光入射在发生单元202上时，太赫兹波脉冲产生并且通过光学系统而被引导到样本204。

超短脉冲激光器201输出飞秒量级的超短脉冲激光。半反射镜211使输出的超短脉冲激光分路。分路的超短脉冲激光的一个部分发射到发生光电元件202上。超短脉冲激光的另一部分通过光学延迟单元206（后面描述），并且发射在检测光导元件（检测单元）207上。当超短脉冲激光发射在发生光导元件202上时，产生太赫兹波脉冲。太赫兹波脉冲的强度基本上与由电源210施加的偏压成比例。

从光导元件202的前表面获得的太赫兹波脉冲被收集，然后通过透射构件（以下，称为“窗”）203发射到样本204上。窗203是很好地透射太赫兹波的平板形构件，后面详细对该构件进行描述。

接着，描述检测单元207。这个示例中的检测单元207是检测光导元件。

检测单元207检测太赫兹波脉冲的电场强度。由窗203的前表面、样本204的前表面（窗203的后表面）等反射的太赫兹波脉冲被把太赫兹波脉冲引导到检测单元207的光学系统收集，并且入射到检测单元207的前表面上。

相反，被半反射镜211分路并且被引导到作为调整单元的光学延迟单元206的超短脉冲激光通过光学延迟单元206，并且入射在检测单元207的后表面上。光学延迟单元206是通过调整超短脉冲激光的光路长度来调整检测到太赫兹波的时间点的调整单元。检测单元207仅在超短脉冲激光入射在后表面上的时间段期间输出与入射的太赫兹波脉冲的振幅强度成比例的电流。控制单元215通过控制光学延迟单元206并且改变超短脉冲激光的光路长度来控制太赫兹波脉冲的检测时间点。

然后，锁定放大器208对由光导元件207检测的信号执行相位敏感检测，并将输出信号发送到波形获取单元212。

振荡器209连接到电源210和锁定放大器208。振荡器209具有调制光导元件202的偏压的功能、以及将周期性信号供给电源210和锁定放大器208的功能。

太赫兹波的光学系统（包括用于发送/接收太赫兹波的空间和用于传播太赫兹波的空间）被存放在填充有干燥空气或氮气的壳体中（在图2中用点线指示），以防止太赫兹波在测量期间被水蒸气吸收。

波形获取单元212从锁定放大器208捕捉作为检测单元207的检测结果的输出信号，并获得由样本204反射的太赫兹波脉冲的时间波形。

控制单元215控制光学延迟单元206。此外，控制单元215控制样本台205，样本台205是改变照射位置的位置改变单元。在这个示例中，样本保持器214可以被安装到样本台205，并且可以从样本台205移除。为了测量，将窗203和样本204保持在样本保持器214处，然后将样本保持器214固定到样本台205。样本台205是基于来自控制单元215的信号自由地移动样本保持器214和样本204、因此改变太赫兹波脉冲的照射位置的位置改变单元。

计算机（PC）213连接到波形获取单元212和控制单元215。PC213用作相对于操作者的例如通过设置测量条件或显示结果的界面。此外，PC213是根据基于上述原理的过程（后面描述）分析通过测量获得的一系列时间波形并且获取样本204的信息的信息获取单元。PC213包括存储器单元216，其管理并存储窗203的复折射率光谱的数据、以及一系列分布测量的数据。

在这个示例中，分离地提供控制单元215和PC213。然而，控制单元215的功能和PC213的功能可以由单个计算机等提供。此外，波形获取单元212的功能和PC213的功能可以由单个计算机等提供。由根据这个示例的信息获取装置获取的样本204的信息以频谱或前表面分布的形式显示在例如PC的显示器（未示出）上。

图3A和3B示出测量期间的样本配置的示例。图3A是从前表面看到的窗203的图示。图3B是窗203和样本204的透视图。

用作这个示例的透射构件的窗203是z切割的单晶石英板。窗203具有大约1mm的厚度。窗203的前表面和后表面被处理为平坦的。窗203具有0.1μm或更小（更优选地，1nm或更小）的表面粗糙度Ra。石英板具有适合于用于测量的窗的特征。即，硬度足够，不必要的散射不出现在前表面处，并且太赫兹带中的吸收相对较少。此外，折射率几乎是恒定的，并且如果晶体在垂直于光轴的方向上被切割（z切割），则光学各向异性小。

通过气相沉积在窗203的前表面的一部分上提供金薄膜，并且因此，形成镜面302。大大地提供镜面302的区域，以使得该区域充分大于太赫兹波脉冲的光束斑点的大小。该区域的长度和宽度期望地均为斑点的直径的至少5倍。这是因为低频带的分量甚至扩展到光束斑点的外部，尽管该分量微弱。

相反，样本204的前表面（将被测量的表面）被精加工为平坦的，并且被形成为与窗203的后表面接触。如果由于气泡等而导致的间隙存在于照射斑点附近的位置处，则将被计算的复折射率是该间隙（空气）的值，并且在许多情况下，该值是从样本204的前表面处的复折射率的值导出的。由于此，所以样本204和窗203的界面期望地至少在测量范围内彼此紧密接触。

如果不可避免地产生间隙，则从所获得的复折射率分布的结果中除去该照射位置的数据。

此外，可以预先将复折射率接近样本204或窗203的复折射率的匹配液体施加于样本204的前表面。因此，可以改进相对于窗203的接触性。如果样本204是固定切片，则可以预计样本204的复折射率约为1.5。因此，具有类似的值的材料可以用作匹配液体。此外，要求匹配液体的层相对于太赫兹波的波长足够薄，并且期望地为波长的十分之一或更小。在本说明书中，即使当在窗与样本之间施加匹配液体时，也定义为窗和样本彼此接触。

此外，足够地提供其中前表面不是镜面并且后表面不与样本接触的“仅窗203”区域。因此，在窗203的前表面上设置镜面302、仅窗区域和与样本204重叠的区域这三个区域。图1中的A0（304）、A1（305）和A2（306）是太赫兹波脉冲在各个区域中的照射斑点的示例。

窗203被处理为容易安装到样本保持器214并且容易从样本保持器214移除、然后被提供给操作者的形状。如果许多样本存在，则为了高效率地测量，期望地准备多个具有相同标准（形状、材料）的工件。在一些情况下，根据样本，不同于上述石英的材料的窗是合适的。例如，可以使用树脂，如很好地透射太赫兹波并且具有比石英的折射率低的折射率的聚四氟乙烯。对于窗的任何材料，预先获得太赫兹带中的复折射率光谱n～_w。所述数据与窗一起提供给操作者，并且被存储在PC213中的存储器单元216中。操作者适当地选择与将使用的窗相对应的复折射率的数据，并测量样本。此外，操作者可以制备窗并使用该窗。在这种情况下，要求从文档或者通过用透射系统的预备测量来预先获得窗的复折射率的数据。

图4A、4B和4C示出当用太赫兹波脉冲照射各个照射斑点时所获得的代表性时间波形。横轴绘制直到太赫兹波脉冲的波形到达检测器为止所过去的时间，纵轴绘制所检测的波形的振幅。

图4A示出当用太赫兹波脉冲照射镜面302上的照射斑点304时的时间波形，对应于图1中的反射波105（E_o0）。因为该时间波形很好地表示由光导元件产生的太赫兹波脉冲，所以该时间波形用作参考波形。在时间t_a0检测到与反射波105相对应的时间波形。存在已知的正确地计算峰值位置和间隔的各种方法。例如，在日本专利公开（PCT申请的译文）No.2010-533300中描述了细节。代表性方法包括去卷积、通过回归来匹配波形、对峰值波形执行傅立叶变换并然后检查相位的时间变化等。对于每种情况选择合适的方法。在这种情况下，简单地找到整个波形中的最大值，并且将时间设置为t_a0。

图4B示出当用太赫兹波脉冲照射仅窗203的表面上的照射斑点A1（305）时的时间波形，并对应于图1中的反射波109（E_o1）。在时间t_b0检测到在窗203的前表面处的反射波107（E_o11）的最大振幅。类似地，在时间t_b1检测到在窗203的后表面处的反射波108（E_o12）的最小振幅。通过使用两者的时间间隔Δt_b01，可以用表达式(2)来获得窗203在照射斑点A1（305）附近的位置处的厚度d_w1。

此外，如下所述，从图4B中的反射波109（E_o1）的整个波形中提取与窗203的前表面处的反射波107（E_o11）相对应的时间波形。首先，预先确定时间间隔Δτb，其包括与反射波107（E_o11）相对应的时间波形的主要部分，并且最大具有脉冲间隔Δt_b01或更小。然后，例如，确定Δτb/3的时间间隔是在最大振幅的时间t_b0之前设置的并且时间间隔2Δτb/3是在最大振幅的时间t_b0之后设置的，然后从反射波109（E_o1）的整个波形中提取与反射波107（E_o11）相对应的时间波形。当提取与窗203的后表面处的反射波108（E_o12）相对应的时间波形时，类似地执行提取，以使得时间间隔被设置在最小振幅的时间t_b1之前和之后。

图4C示出当用太赫兹波脉冲照射布置有样本204的照射斑点A2（306）时的时间波形。在图1中，该时间波形对应于反射波113（E_o2）。由样本204的前表面（是相对于窗203的后表面的界面）反射的反射波112（E_o22）在窗203的前表面处的反射波111（E_o21）之后被检测到。对于与两个反射波相对应的部分的提取、以及根据所提取的部分的峰值间隔Δt_c01估计窗在照射斑点A2附近的位置处的厚度d_w2与图4B中的前一种情况类似地执行。

如果窗203的前表面相对于样本台不平坦，则在图4A、4B和4C中所示的各时间波形中，反射波在窗203的前表面处具有最大振幅的时间可以变化（Δt_ab0≈0，Δt_ac0≈0）。此外，窗在照射斑点A1和A2处的厚度的差在时间波形中表现为峰值间隔的差（Δt_b01≠Δt_c01）。图4B中的时间t_b2时的峰值和图4C中的时间t_c2时的峰值表示其中各个再次在窗203中往返的脉冲。在这个示例中不使用这样的脉冲，因此在图1中省略相应的光线（波形）。

图5示出根据这个示例的样本测量期间的基本处理过程。

在步骤S101中，使由操作者制备的样本204与窗203没有间隙地接触。然后，将一体的样本204和窗203设置在样本台205上。

在步骤S102至步骤S105中，执行与窗203相关的测量来获得参考数据。首先，在步骤S102中，控制单元215移动样板台205，以将太赫兹波脉冲的照射斑点移动到在具有仅窗203的位置处的照射斑点A1（305）。在步骤S103中，对窗203执行测量，以获得用作以后使用的参考的参考波（E_o1）的时间波形。在步骤S104中，PC213从反射波（E_o1）的时间波形中提取由窗203的前表面和后表面反射的脉冲E_o11和E_o12。此外，在步骤S105中，PC213根据两个脉冲的峰值间隔计算窗203在照射位置处的厚度d_w1。

在步骤S111至步骤S117中，执行与样本204相关的测量。这些步骤形成重复移动照射斑点并且对预定范围执行测量的循环。在步骤S111中，PC213使循环的计数器i递增，并确定是否结束该循环。在步骤S112中，控制单元215移动样本台，以将照射位置变为所需位置。在步骤S113中，通过窗203用太赫兹波脉冲照射样本204，以获得反射波（E_o2）的时间波形。

PC213主要执行后面提供的计算和显示。在步骤S114中，从反射波（E_o2）的时间波形提取在窗203的前表面和后表面处的反射波E_o21和E_o22。此外，在步骤S115中，计算窗203在当根据两个反射波的峰值间隔计数时的第i照射斑点附近的位置处的厚度d_wi。在步骤S116中，计算窗203的厚度误差，即，窗203在当前照射斑点附近的位置处的厚度d_wi与窗203的参考厚度d_w1之间的差Δd_wi。在步骤S117中，基于所提取的时间波形E_o11、E_o12、E_o21和E_o22、以及窗的厚度误差Δd_wi，通过使用表达式(3)和表达式(6)来获得样本204的复折射率n～_s。

在这个示例中，获得窗203的厚度d的值和窗203的厚度误差Δd的值。然而，仅需要所提取的两个波形的时间差Δt来获得样本204的关于窗203的厚度差的信息。

在循环结束之后的步骤S121中，提取对于各各照射位置获得的复折射率的实数部分，并且在PC213上显示这些折射率的前表面分布。

图6A至6D示出当实际上对样本204执行折射率分布测量时根据这个示例的厚度误差校正的效果。样本204利用被检体的一部分，在该部分中，存活组织（人类的大肠）被福尔马林固定，然后被石蜡包埋。表面被用锋利的刀片切割成平坦形状，并且被使得与用作窗203的厚度约为1mm的石英板接触，同时加热该石英板。然后，通过窗按250μm的间隔测量样本204的10mm长和12mm宽的区域，因此，获得样本204的前表面处的折射率的分布。

图6A示出在这样的情况下获得的窗203的厚度误差Δd_w的分布。以使用密度变量的分布的形式提供在仅窗203区域中获得的参考厚度d_w1与在各照射斑点i处获得的窗203的厚度d_wi之间的差。参照图6A，发现这个示例中所使用的窗203具有大约30μm的厚度差。图6B示出通过测量其中样本204是石蜡的区域而获得的折射率光谱的示例。关于由窗203的厚度差引起的误差而计算的折射率光谱用实线指示，基于窗203的厚度在整个表面中是d_w1的假设而计算的折射率光谱用点线指示。作为另一测量的结果，知道石蜡的折射率几乎不是频率相关的并且在任何频率下折射率都约为1.5。关于该光谱，如果窗203的厚度在每个照射位置处不同，则随着频率变越高，折射率越偏离作为原始值的1.5。发现窗203的厚度影响测量精度。

图6C和6D均是样本在f=0.8THz附近的位置处的折射率分布，其中，照射太赫兹波的强度最大。图6C是当厚度误差没有被校正时的折射率的分布图。图6D是当执行校正时的折射率的分布图。如果厚度误差变为10μm的数量级，则发现对将被计算的折射率值的影响是不可忽略的。

根据这个示例的信息获取装置可以通过使用所获取的时间波形、以及与窗203的厚度相关的信息来精确地获取样本204的信息。具体地，参照从窗203的参考数据获得的窗203的厚度，单独对于每个照射位置执行关于针对窗203在另一照射位置处的厚度的差的校正。因此，可以精确地获得样本204的信息。

示例2

参照图12A和12B来描述根据示例2的信息获取装置的配置。根据这个示例的信息获取装置具有用于用太赫兹波照射样本的配置，其配置与示例1的配置有部分是不同的。然而，通过使用所获取的时间波形获取样本的信息的方法类似于示例1。具体地，示例1提供从上方发射太赫兹波的配置。相反，这个示例提供从下方用太赫兹波照射透射构件或样本的配置。以下，省略对于与示例1共同的部分的描述，并且在集中于配置和动作方面的差别的同时给出描述。

图12A示出这个示例中的样本和透射构件的布置。图12B示出这个示例的信息获取装置的主要部分的配置。如图12A中所示，在这个示例中，其上布置有样本的样本保持器1201包括一体的透射构件（窗）1202和盖子1203。

窗1202使用很好地透射太赫兹波的材料，并且被加工为使得窗1202的前表面和后表面具有高平坦度和高平行度。窗1202的前表面和后表面的平坦度和平行度可以期望地为高，但是可以利用校正单元。如果形状是基板状形状，则作为测量范围内的目标值，平坦度可以是1μm或更小，平行度可以是10μm或更小，尽管这些值可以根据材料而变化。

在这个示例中，从z切割石英切割大约1mm厚度的构件用于窗1202。在与测量相关的20×50mm范围内，两个表面基于PV值均具有大约5μm的平坦度和大约1μm的平行度（厚度误差）。使用高度平坦和平行的基板；然而，通过另外的处理而产生的轻微的歪斜影响平坦度和平行度。

样本1204被布置为使得将被测量的前表面与窗1202接触。在这种情况下，厚度小于1mm的生猪肉组织片被制备为样本1204。因为该组织片具有高水分含量，所以薄片形式的样本1204的前表面与窗1202之间的接触性良好。

样本1204被布置在样本保持器1201上。具体地，样本1204布置在中空的盖子1203与窗1202之间。盖子1203具有防止样本1204干燥的效果、以及限制样本1204的特性在测量期间改变的效果。另外，盖子1203防止来自样本1204的水分泄漏到信息获取装置。

图12B是示出根据这个示例的信息获取装置的壳体中的配置的截面图。除了壳体中的配置之外的配置与示例1是共同的，因此，省略描述。

在测量期间，壳体1205的内部用干燥空气等填充。类似于示例1，半反射镜使超短脉冲激光分成两个部分，并且通过在壳体1205的前表面中制成的孔将分路的光部分引导到壳体1205中。这两个超短脉冲激光部分之一发射在照射单元1210的发生单元1206上，并且另一个发射在检测单元1208上。这个示例的发生单元1206和检测单元1208都是光导元件。照射单元1210包括发生单元1206和抛物面镜1207。

从发生单元1206产生的太赫兹波脉冲被抛物面镜1207收集，并且传播到上侧。壳体1205的上表面是平坦的。在壳体1205的前表面中制有用于样本观察的孔。所收集的太赫兹波脉冲通过该孔，并且发射在样本保持器1201中的样本1204上。具体地，通过壳体1205的前表面中提供的用于样本观察的孔的太赫兹波脉冲被通过窗1202发射在样本1204上。由样本1204反射的太赫兹波脉冲被另一抛物面镜收集，并且被检测单元1208检测。

样本保持器1201被安装到XY台1209，以使得样本保持器1201的后表面在壳体的上表面上滑动。当控制单元（未示出）适当地控制XY台1209时，可以在样本1204的所需位置处发射太赫兹波脉冲。

用这个示例的信息获取装置，测量样本1204，并通过使用类似于示例1而被获取的时间波形和与窗1202的厚度相关的信息来获取样本1204的信息。在这种情况下，图13A示出作为样本1204的信息的、太赫兹波带中的折射率光谱。此外，图13B示出太赫兹波带中的吸收系数alpha（cm^-1）光谱。

图13A中的折射率光谱在低频侧趋向于高。图13B中的吸收系数光谱在高频侧趋向于高。这些趋势类似于水的趋势，并且表示样本1204具有相对高的水分含量。即，即使这个示例的信息获取装置使用太赫兹波执行测量，当获得样本1204的信息时，也可以通过使用所获取的时间波形和与窗1202的厚度相关的信息来高精度地获取样本1204的信息。

每个光谱也类似于在S.Y.Huang等人在Physics in Medicine andBiology,(2009),54,149-160中所描述的、通过用太赫兹波测量大鼠的器官的新鲜切片而获取的测量结果。此外，每个光谱类似于在其中测量活体组织的其他文献中所描述的结果。即使当活体组织用作样本时，也可以获取表示样本的特性的信息。

此外，这个示例的信息获取装置具有太赫兹波对于样本1204的照射部分的良好再现性。这主要是因为该装置的配置。样本的前表面与壳体的上表面对齐，并且被用太赫兹波脉冲照射。更具体地，与窗1202接触的样本1204的前表面的高度位置、以及太赫兹波脉冲入射到窗1202和样本1024的前表面的入射角的优良稳定性有助于再现性。

示例3

参照图7描述示例3。在示例1中，太赫兹波脉冲倾斜地发射在窗203和样本204上。在这个示例中，太赫兹波脉冲垂直地发射在用作透射构件的窗703和样本704上。以下，尽可能地省略共同部分的描述，并且在集中于配置和动作的差别的同时给出描述。

在这个示例中，由用作发生单元的光导元件702产生的太赫兹波脉冲被透镜713收集。然后，太赫兹波脉冲通过半反射镜714，并且通过窗703垂直地发射在样本704上。透镜713使用例如通过加工很好地透射太赫兹波的树脂或单晶硅（Si）而形成的透镜。由窗702和样本704反射的太赫兹波脉冲沿着与入射波的轴线相同的轴线在相反的方向上返回，并且被半反射镜714分路。分路的太赫兹波脉冲被另一透镜715收集，然后入射在用作检测单元707的光导元件的前表面上。

类似于示例1，太赫兹波脉冲的光学系统被存储在填充有干燥空气等的壳体中。在这个示例中，在壳体的一部分中提供观察孔。观察孔使太赫兹波脉冲从中通过。保持窗703和样本704的样本保持器717与观察孔周围的表面718接触，以使得窗703面对观察孔。因此，壳体是封闭的。表面718和样本保持器717彼此可以不接触，并且如果壳体被气封，则期望是壳体。样本保持器717被安装到样本台705。当控制单元722控制样本台705时，使样本台705和样本保持器717相对于壳体一起移动并且滑动。在这个示例中，如上所述那样改变样本704的照射位置。

检测单元707的检测结果通过锁定放大器708而被发送到波形获取单元712。波形获取单元712获取太赫兹波脉冲的时间波形。通过类似于上述示例的方法，通过使用如上所述那样获取的时间波形和与窗703的厚度相关的信息来获取样本704的信息。此时，还使用存储在PC716的存储器单元721中的参考数据。

通过根据这个示例的信息获取装置获得的样本704的信息以频谱或表面分布的形式显示在例如PC716的显示器（未示出）上。用这个示例的配置，当获得样本704的信息时，通过使用与窗703在太赫兹波的照射位置处的厚度相关的信息，提高测量精度。此外，这个示例的优点是，可以缩小太赫兹波的光学系统的大小，并且太赫兹波垂直地入射（在图1中，θ_i=0）。因为光学系统的大小缩小，所以可以缩小整个装置的大小。因此，提高便携性。此外，其中太赫兹波垂直地入射在样本704上的配置有助于提高将被计算的样本704的信息的精度。

在这个示例中，因为垂直入射的配置，光轴是对齐的。因此，当太赫兹波倾斜地入射时，来自窗的前表面的反射波和来自窗的后表面的反射波在光导元件707上的稍微不同的位置处被收集。相反，在这个示例中，可以减小这样的位置偏差的影响。当然，示例1提供在实际使用中足够的测量精度。然而，用这个示例，可以进一步提高测量精度。

示例4

在上述三个示例中的每个中，在每个照射位置处获得窗（透射构件）的厚度差，以校正窗的厚度误差。在这个示例中，基于窗在多个照射位置处的厚度来获得平滑的假想厚度分布。可以通过使通过测量和对峰值位置的估计而产生的大约几微米的误差被校正来获得这个假想厚度分布。

如上所述，市售的板形透射构件可以近似于其中平滑平面以非常小的倾角彼此面对的构件。因此，透射构件的厚度可以遵循前述假想厚度分布。在后面的折射率估计中，通过使用该假想厚度分布来收集因为透射构件的厚度而产生的误差。

图8示出根据这个示例的用于样本测量的处理过程。该处理过程的主要部分与前一示例（图5）的处理过程是共同的。差别是结束一系列区域测量（循环）之后的处理。在前一示例中，PC213紧接在步骤S116中从作为透射构件的窗的厚度的参考获得差Δd_wi之后，在步骤S117中获得反射率等。相反，在这个示例中，在循环（步骤S211至步骤S216）之后的步骤S221中，PC213分析透射构件的厚度差Δd_wi的分布，并计算作为平均误差分布的假想平面。在步骤S222中，PC213通过使用假想平面上的透射构件的误差Δd'_wi来获得折射率。所获得的折射率以前表面分布或频谱的形式显示在PC716上（S223）。

图9示出透射构件的厚度误差的实际测量值（黑点）、以及通过分析实际测量值的分布而获得的假想平面（由直线形成的平面）。X轴和Y轴绘制照射斑点的步长（每个间隔为250μm），Z轴绘制透射构件的厚度d_wi相对于参考值d_w1的误差Δd_w，该误差Δd_w是从每个照射斑点处的第一峰值间隔和第二峰值间隔获得的。

随着沿着Y轴的值增大，实际测量值减小。这表明所使用的透射构件的厚度在Y方向上逐渐减小。相邻照射斑点处的Δd_w的值彼此的差值可以在几微米至大约10μm的范围内。这个差别的主要因素可以是测量期间的噪声、以及当获得峰值位置时的误差。事实上，通过诸如使用表面粗糙度测试仪之类的其他方法估计的透射构件的前表面在不考虑倾斜的情况下，是微米或更小的数量级。

通过对实际测量值执行主成分分析来获得最佳地近似实际测量值的分布的假想平面。对样本区域中的测量点i的数据（x_i、y_i、Δd_wi）执行主成分分析，并且由所获得的第一主成分和第二主成分的特征矢量形成的平面是假想平面。假想平面在每个照射位置（x_i,y_i）处的高度可以用作透射构件的厚度差的估计值Δd'_wi。

用这个示例，可以在噪声等的影响降低的情况下获得透射构件的厚度差。因此，可以提高将被计算的复折射率的精度。

以上描述了参照每个测量点处的信息来获得透射构件的厚度误差的方法。作为另一种更容易的方法，可以根据当在仅设有透射构件的区域中测量三个或更多个位置时的结果来创建透射构件的厚度差的假想平面。如图3A中所示，可以使用在测量区域外部延伸并且仅设有透射构件的区域。预先确定照射位置（x_i,y_i），通过将透射构件的所测厚度误差Δd_wi加到预定照射斑点来获得测量点（x_i,y_i,Δd_wi），并且从该测量点获得假想平面。用这个示例的配置，当获得样本704的信息时，通过使用与透射构件在太赫兹波的照射位置处的厚度相关的信息，提高测量精度。

该方法提供以下优点，即，计算容易，并且计算几乎不受测量区域中的界面的无序的影响。如果透射构件的后表面与样本的前表面之间的接触性差并且含有许多气泡时，则在每个测量点处获得的透射构件的厚度差偏离原始值的情况可能会增加。在这种情况下，如果仅通过使用从仅具有透射构件的区域获得的厚度的信息来获得假想平面，则获得良好结果。通过根据这个示例的信息获取装置获得的样本的信息以频谱或前表面分布的形式显示在例如PC的显示器（未显示）上。

示例5

描述示例5。在上述示例1至示例4中的任何一个中，在一系列测量期间，在仅具有透射构件的区域中的期望位置处执行测量，并且参照所获取的信息来获取样本的信息。在这个示例中，与将用作透射构件的物质相关的数据被预先存储，并且被用作当使用具有大致相等的复折射率的窗时的参考数据。以下，尽可能地省略共同部分的描述，并且在集中于配置和动作的差别的同时给出描述。

根据这个示例的信息获取装置的配置类似于示例1的配置。差别是预先将用于窗203的数据（参考数据）存储在图2中的PC213的存储器单元216中。用于窗203的数据（参考数据）可以是例如通过使用这个示例的信息获取装置测量窗203而获取的时间波形、或与通过时间波形和频谱而获得的窗203的厚度相关的信息。可替换地，可以不从PC213的存储器单元216获取该信息。可以使用获取存储在连接到PC716的其他外部存储器（如SD卡）中的信息的方法或通过网络获取信息的方法。

参照图10描述这个示例中的测量过程。

在步骤S301中，将一体的样本204和窗203设置在样本台205上。在这个示例中，使用具有图3A和3B中所示的配置的样本。

从步骤S302至步骤S308的处理与样本204的测量相关。这些步骤形成重复地移动照射斑点并且对预定范围执行测量的循环。在步骤S302中，PC213使该循环的计数器i递增，并确定是否结束该循环。在步骤S303中，控制单元215移动样本台205，以将照射位置变为所需位置。在步骤S304中，通过窗203用太赫兹波脉冲照射样本204，并且检测单元207检测反射波（E_o2）并获取时间波形。

PC213主要执行后面提供的计算和显示。在步骤S305中，从反射波（E_o2）的时间波形113中提取由窗203的前表面和后表面反射的脉冲E_o21和E_o22。此外，在步骤S306中，计算窗203在当从两个反射脉冲的峰值间隔计数时的第i照射斑点附近的位置处的厚度d_wi。

在步骤S307中，计算窗203的厚度误差，即，窗203在当前照射斑点附近的位置处的厚度d_wi与窗203的参考厚度d_w1之间的差Δd_wi。此时，从存储在PC213中的参考数据获取用作参考的窗203的厚度d_w1。在步骤S308中，使用“在步骤S305中提取的脉冲波形E_o21和E_o22”、“从存储在PC213中的参考数据获得的脉冲波形E_o11和E_o12”、以及“在步骤S1007中获得的窗203的厚度误差Δd_wi”。具体地，通过表达式(3)和表达式(6)，使用脉冲波形E_o21、E_o22、E_o11和E_o12、以及窗203的厚度误差Δd_wi来计算样本204的复折射率n～_s。

用这个示例的配置，当获得样本204的信息时，通过使用与窗203在太赫兹波的照射位置处的厚度相关的信息，提高测量精度。此外，在上述示例中，如图2中所示，通过执行具有仅窗203的区域的测量来获得窗203的厚度。然而，在这个示例中可以省略该步骤。代替这个步骤，使用存储在PC213等的存储器中的参考数据来获得样本204的与窗203的厚度误差有关的信息。此外，像这个示例那样使用预先存储的参考数据的方法可以应用于上述示例3或示例4。

在这个示例中，可以省略获取与参考位置相关的信息的步骤，因此可以缩短测量所需的时间。

示例6

参照附图描述示例6。

在上述示例中的任何一个中，窗和样本被固定到的样本台用作位置改变单元。当改变太赫兹波的照射位置时，控制样本台来移动样本和窗。在这个示例中，不移动样本，而是移动太赫兹波来改变照射斑点的位置并且执行分布测量。

图11是这个示例的主要部分的截面图。

探头1103是使用反射系统的太赫兹时域光谱技术的信息获取装置的一部分，其中，与样本1101接触的部分的便携性提高以便更容易地进行测量。在壳体中提供太赫兹波脉冲1105的路径。从壳体中的气氛1104尽可能多地除去水蒸气。窗1102是很好地透射太赫兹波的平坦的板形透射构件。窗1102被安装到探头1103的壳体，并且使壳体中的气氛1104与外部空气分离。

当测量样本1101时，将窗1102按压到样本1101的前表面，以使得样本1101的前表面变得平坦。太赫兹波脉冲从光源（未示出）产生，被收集，然后在壳体中被引导，并且通过窗1102发射在样本1101上。由窗1102或样本1101的前表面反射的反射波在壳体中返回，并且该波的时间波形被检测单元（未示出）测量。通过改变太赫兹波脉冲1105的位置来改变样本1101上的太赫兹波脉冲的照射位置。在探头1103的深侧提供用于扫描的配置，但是没有示出该配置。

窗1102可以被安装到探头1103并且可以从探头1103移除，因此，可以更换，以防止各种样本1101中的任何一个受前表面上的刮伤或污染物的影响。为了测量，如上所述，要求根据窗1102的材料适当地选择复折射率的数据。

用这个示例的配置，在测量期间，不要求将样本1101布置在样本保持器处。可以使探头靠近样本1101，并且可以使窗1102与样本1101的将被测量的表面接触。因此，可以增加样本1101的选择性。例如，如果在存活状态（体内）下测量动物或人类的皮肤、或在内窥镜的情况下的内脏的表面的组织，则该配置是合适的。用这个示例的配置，可以通过类似于上述示例中的任何一个的方法来获取样本1101的信息。当获取样本1101的信息时，通过使用与窗1102在太赫兹波的照射位置处的厚度相关的信息，提高测量精度。

示例7

描述示例7。在上述示例中的任何一个中，从太赫兹波脉冲的反射波形获得透射构件的厚度和平面分布。在这个示例中，通过使用波长较短的光来获得透射构件的厚度。

具体地，如果透射构件对于太赫兹波是透明的，则通过使用利用可见光或红外光的光学测量装置来获取透射构件的厚度。例如，当使用检测前表面处的反射角的非常小的变化的、基于三角测量法的位移计时，可以以100nm或更小的精度获得透射构件的前表面位置和厚度。

在用太赫兹波进行样本测量之前或之后，或者更优选地与样本测量同时地，用位移计来测量透射构件在照射位置处的厚度。透射构件的厚度用于获取样本的信息。可以预先在整个表面上测量透射构件的厚度，并且可以将该厚度与用太赫兹波的测量结果相关联。可替换地，可以根据如示例4中所描述的三个或更多个位置处的厚度来估计透射构件的厚度分布。

用这个示例的配置，可以更精确地获得透射构件在照射斑点处的厚度。

尽管已经参照示例性实施例描述了本公开，但是要理解本公开不限于所公开的示例性实施例。权利要求书的范围要被赋予最广泛的解释，以便包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。

例如，在上述示例中，通过在多个位置处执行测量来测量属性的前表面分布。然而，即使在样本的单个点处执行测量，也可以应用实施例。在这种情况下，即使当获取参考数据时的窗的厚度不同于透射构件在样本的照射位置处的厚度，也可以执行高精度的测量。此外，即使当仅对于与透射构件接触的多个样本中的每个样本的单个点执行测量时，也可以应用实施例。此时，各个透射构件（包括用于获取参考数据的透射构件）的厚度期望地彼此相等。然而，即使厚度不同，也可以通过应用实施例来高精度地执行测量。

除使用太赫兹波或波长短于太赫兹波的波长的光的光学测量方法（在示例中进行了描述）之外，还可使用例如外形测量装置，用机械方法来测量透射构件的厚度。

用根据上述实施例和示例中的任何一个的信息获取装置，当获得样本的信息时，通过使用与窗在太赫兹波的照射位置处的厚度相关的信息，可以提高测量精度。

Claims (19)

1.一种获取样本的信息的信息获取装置，包括：

照射单元，被配置为通过与样本接触的透射构件用太赫兹波照射样本的照射位置；

检测单元，被配置为检测由透射构件反射的太赫兹波和由样本反射的太赫兹波；

波形获取单元，被配置为通过使用检测单元的检测结果来获取由透射构件反射的太赫兹波的时间波形和由样本反射的太赫兹波的时间波形；及

信息获取单元，被配置为通过使用由透射构件反射的太赫兹波的时间波形、由样本反射的太赫兹波的时间波形、以及与透射构件在照射位置处的厚度相关的信息来获取样本的信息。

2.根据权利要求1所述的信息获取装置，其中，所述信息获取单元通过使用所述时间波形、与透射构件在照射位置处的厚度相关的信息和参考数据来获取所述样本的信息，所述参考数据是通过如下方式获得的：用太赫兹波照射透射构件或具有与透射构件的折射率大致相等的折射率的物质、并获取由透射构件或所述物质的前表面反射的太赫兹波的时间波形和由透射构件或所述物质的后表面反射的太赫兹波的时间波形。

3.根据权利要求1所述的信息获取装置，其中，由透射构件反射的太赫兹波是由透射构件的前表面反射的太赫兹波。

4.根据权利要求2所述的信息获取装置，其中，所述参考数据是通过如下方式获得的数据：用太赫兹波照射其中透射构件不与样本接触的区域，并获取由透射构件的前表面反射的太赫兹波的时间波形和由透射构件的后表面反射的太赫兹波的时间波形。

5.根据权利要求2所述的信息获取装置，其中，所述参考数据是通过如下方式获得的数据：获取在使透射构件与样本接触之前由透射构件或所述物质的前表面反射的太赫兹波的时间波形、以及在使透射构件与样本接触之前由透射构件或所述物质的后表面反射的太赫兹波的时间波形。

6.根据权利要求1所述的信息获取装置，其中，所述信息获取单元通过使用由透射构件反射的太赫兹波的时间波形和由样本反射的太赫兹波的时间波形来获取与透射构件在照射位置处的厚度相关的信息。

7.根据权利要求1所述的信息获取装置，还包括：

位置改变单元，被配置为改变太赫兹波的照射位置，

其中，针对由位置改变单元改变的每个照射位置，信息获取单元通过使用与透射构件在照射位置处的厚度相关的信息来获取样本的信息。

8.根据权利要求1所述的信息获取装置，其中，透射构件的厚度不均匀。

9.根据权利要求1所述的信息获取装置，其中，信息获取单元通过使用与透射构件在照射位置处的厚度相关的信息并校正因为透射构件的厚度不均匀而产生的误差，来获取样本的信息。

10.根据权利要求1所述的信息获取装置，其中，太赫兹波是脉冲波。

11.根据权利要求1所述的信息获取装置，其中，透射构件具有已知的折射率。

12.根据权利要求1所述的信息获取装置，

其中，照射单元包括被配置为产生太赫兹波的发生单元，并且

其中，信息获取装置还包括被配置为调整发生单元产生太赫兹波或检测单元检测太赫兹波的时间点的调整单元。

13.根据权利要求1所述的信息获取装置，其中，信息获取单元通过使用检测到由透射构件反射的太赫兹波的时间波形的时间与检测到由样本反射的太赫兹波的时间波形的时间之间的差作为与透射构件在照射位置处的厚度相关的信息，来获取样本的属性或形状的信息。

14.根据权利要求2所述的信息获取装置，其中，信息获取单元通过使用透射构件在照射位置处的厚度与通过使用所述参考数据而获取的透射构件的厚度之间的差作为与透射构件在照射位置处的厚度相关的信息，来获取样本的信息。

15.根据权利要求2所述的信息获取装置，其中，信息获取单元通过使用在由透射构件反射的太赫兹波与由样本反射的太赫兹波之间产生的相位差作为与透射构件在照射位置处的厚度相关的信息来获取样本的信息。

16.根据权利要求2所述的信息获取装置，其中，所述参考数据是包括以下中的至少一个的数据：由透射构件或所述物质的前表面反射的太赫兹波的时间波形、由透射构件或所述物质的后表面反射的太赫兹波的时间波形、通过使用这些时间波形而获取的频谱、以及透射构件或所述物质的厚度。

17.根据权利要求2所述的信息获取装置，还包括被配置为存储所述参考数据的存储器单元。

18.根据权利要求1所述的信息获取装置，其中，所述信息获取单元获取所述样本的复折射率。

19.一种获取样本的信息的信息获取方法，包括：

通过与样本接触的透射构件用太赫兹波照射样本的照射位置；

检测由透射构件反射的太赫兹波和由样本反射的太赫兹波以提供检测结果；

获取由透射构件反射的太赫兹波的时间波形和由样本反射的太赫兹波的时间波形，这些时间波形都是通过使用所述检测结果而获取的；及

通过使用由透射构件反射的太赫兹波的时间波形、由样本反射的太赫兹波的时间波形、以及与透射构件在照射位置处的厚度相关的信息来获取样本的信息，这些时间波形都是通过使用所述检测结果而获取的。