CN113504203A - 高分辨率太赫兹波聚光模块 - Google Patents

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CN113504203A CN202110686760.2A CN202110686760A CN113504203A CN 113504203 A CN113504203 A CN 113504203A CN 202110686760 A CN202110686760 A CN 202110686760A CN 113504203 A CN113504203 A CN 113504203A
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玉景植
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张玄珠
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Abstract

根据本发明一实施例的太赫兹波聚光模块可包括：第一透镜，将太赫兹波透过检查对象物体的同时发散的太赫兹波的角度变小；以及第二透镜，将通过所述第一透镜的太赫兹波聚光到检测仪。

Description

高分辨率太赫兹波聚光模块
本申请为中国发明专利申请号为201680090562.7、发明名称为“高分辨率太赫兹波聚光模块、散射光检测模块和采用太赫兹贝塞尔光束的高分辨率检查装置”、进入中国国家阶段日为2019年04月30日的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明为利用太赫兹波通过非破坏性方法检查检查对象物体的技术，涉及超越衍射极限具有波长以下的高分辨率的高分辨率太赫兹波聚光模块。
另外，本发明涉及散射光检测模块，利用贝塞尔光束形成环形光束，在利用已形成的环形光束检查检查对象物体时，检测反射或者透射检查对象物体的散射光，进而可提高对比度。
另外，本发明涉及利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置，利用扫描仪掌握物体的形状，根据掌握的物体形状将光学头部以及聚光头部同步化。
(支援该发明的韩国研究开发事业)
(课题固有编号)ER160200-01
(部门名称)未来创造科学部
(研究管理专业机构)韩国食品研究院
(研究项目名称)韩国食品研究院主要项目
(研究课题名称)食品异物检测用太赫兹波高分辨率影像技术开发
(贡献率)1/1
(主管机构)韩国食品研究院
(研究期限)2016.04.01～2017.12.31
背景技术
为了通过非破坏性方法检查物体或者物质，主要运用成像方法，大致由两种方法构成主流，具体有利用连续输出光源的影像检测方法与分光学方法。这些方法分别有优缺点，但是在诸如透射影像的要求相对高功率的领域中更加广泛使用利用连续输出光源的影像检测方法。
太赫兹波因对物质的优秀的渗透性、定性确认的可能性以及对活体的安全性等各种优秀的特性，所以，广泛用于通过非破坏性方法定性确认隐藏的物体或物质的领域。
因此，近年来太赫兹波正在尝试用于各种领域，具体地说，机场或安全设施的搜索设备、食品或制药公司质量检查设备、半导体检查设备、工程塑料检测设备等。
正在逐渐增加将太赫兹波运用于生产现场的示例，并且通过持续的研究已经在诸如检测分辨率、检测速度和检测面积等主要性能指标方面表现出了很大的改善。
目前，仅使用一个透镜来聚光透过物体后发散的太赫兹波，以获得太赫兹透过影像。在这种情况下，如果将形成贝塞尔光束的锥形体透镜的顶角变小，以使聚焦在被检查对象物体的太赫兹波的波束尺寸小于波长，则出现太赫兹贝塞尔光束穿过检查对象物体之后以大角度散发而无法全部聚光于检测部的问题。因此，显著降低聚光性，从而显著降低检查装置的SNR(signal per noise ratio，信噪比)，出现无法得到正常影像的问题。
另外，若是透明的检查对象物体，则存在难以得到清楚的影像的问题。因此，现实情是需要研究并开发几乎没有太赫兹波的损失的同时对透明的检查对象物体能够提高对比度(contrast)的方法。
另外，贝塞尔光束的焦点深度无法到达检查对象物体的末端部分，因此存在无法得到高分辨率影像的问题。
另外，若检查对象物体含大量的水分，则由于太赫兹波具有容易被水分吸收的性质，因此显著降低太赫兹波透过检查对象物体的比例。据此，太赫兹波检测部检测到的太赫兹波的信号弱，因此存在无法准确检查检查对象物体的问题。
与本发明相关的现有技术记载于韩国注册专利10-1392311。
发明内容
(要解决的问题)
本发明是为了解决在以上谈及的问题而提出的，提供一种高分辨率太赫兹波具光模块，提高透过检查对象物体的太赫兹波贝塞尔光束的聚光效率，进而能够提高分辨率。
另外，本发明提供一种散射光检测模块，不损失太赫兹波而形成环形光束，提高对透明的检查对象物体的对比度(contrast)。
另外，本发明提供利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置，根据检查对象物体的形状光学头部尽可能沿着检查对象物体的外形移动，进而可使贝塞尔光束的焦点深度到达检查对象物体的末端部分。
另外，本发明提供利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置，快速冷却检查对象物体并利用太赫兹波进行检查，进而可使太赫兹波很好地透过含有水分的检查对象物体。
本发明的其他目的以及优点可由以下的说明解释，并且通过本发明的实施例可更加明确了解。另外，可容易知道本发明的目的以及优点可由权利要求范围体现的手段及其组合实现。
(解决问题的手段)
本发明的其他一实施例的利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置可包括：扫描仪，扫描检查对象物体的形状；太赫兹波光学头部，生成太赫兹波，并将生成的太赫兹波照射于检查对象物体；太赫兹波聚光头部，检测透过所述检查对象物体的太赫兹波；第一运送部，按照由所述扫描仪扫描的检查对象物体的形状移动所述太赫兹波光学头部；以及第二运送部，与所述第一运送部同步化，以使所述太赫兹波聚光头部与所述光学头部相同地移动。
为了将所述检查对象物体放在所述生成的太赫兹波的焦点深度内，第一运送部可移动所述太赫兹波光学头部，以基于所述扫描的检查对象物体的厚度使所述检查对象物体以及所述太赫兹波光学头部保持预定距离。
利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置还包括：将所述检查对象物体保持低温状态的快速冷却装置；太赫兹波光学头部以及所述太赫兹波聚光头部可间隔设置在快速冷却装置的两侧面。
快速冷却装置可由包括窗口的外壳构成，所述窗口可透过已生成的太赫兹波。
利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置可包括：配置在所述快速冷却装置的后端并且解冻所述检查对象物体的解冻装置。
根据本发明其他一实施例的利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置包括：太赫兹波生成部，生成太赫兹波；贝塞尔光束形成部，利用从所述太赫兹波生成部入射的太赫兹波在检查对象物体形成太赫兹波贝塞尔光束；第一透镜，将所述太赫兹波贝塞尔光束透过所述检查对象物体的同时发散的太赫兹波的角度变小；第二透镜，将通过所述第一透镜的太赫兹波聚光到检测仪；以及太赫兹波检测部，检测由所述第二透镜聚光的太赫兹波。
贝塞尔光束形成部可以是第一锥形体透镜，所述第一锥形体透镜具有所述太赫兹波贝塞尔光束的直径小于由所述太赫兹波生成部生成的太赫兹波的波长形成的顶角。
第一透镜可以是第二锥形体透镜，所述第二锥形体透镜以所述检查对象物体为基准与所述第一锥形体透镜对称配置。
第二锥形体透镜可具有大小与所述第一锥形体透镜相同的顶角。
利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置还可包括角度变更部，所述角度变更部使从所述太赫兹波生成部入射的太赫兹波的角度变小，以入射到所述贝塞尔光束形成部。
角度变更部是将从所述太赫兹波生成部入射的太赫兹波的角度变小的第一凸透镜，第二透镜可以是以所述检查对象物体为基准与所述第二凸透镜对称配置的第二凸透镜。
第二透镜可以是第三锥形体透镜，所述第三锥形体透镜具有与所述第二锥形体透镜相同的形状，并且以垂直于光轴的轴为基准与所述第二锥形体透镜对称配置。
第一透镜可以是第三凸透镜，所述第三凸透镜将所述太赫兹波贝塞尔光束透过所述检查对象物体的同时发散的太赫兹波的角度变小。
第二透镜可以是第四凸透镜，所述第四凸透镜以垂直于光轴的轴为基准与所述第三凸透镜对称配置的第四凸透镜。
本发明的其他一实施例的高分辨率太赫兹波聚光模块可包括：第一透镜，将太赫兹波透过检查对象物体的同时发散的太赫兹波的角度变小；以及第二透镜，将通过所述第一透镜的太赫兹波聚光到检测部。
第一透镜可以是第二锥形体透镜，所述第二锥形体透镜以所述检查对象物体为基准形成所述太赫兹波贝塞尔光束，并且与第一锥形体对称配置，所述第一锥形体具有入射于检测部的太赫兹波的直径小于由所述太赫兹波生成部生成的太赫兹波的波长而形成的顶角。
第二锥形体透镜可具有大小与所述第一锥形体透镜相同的顶角。
第二透镜可以是第二凸透镜，所述第二凸透镜以所述检查对象物体为基准与第一凸透镜对称配置，所述第一凸透镜将从太赫兹波生成部入射的太赫兹波的角度变小。
第二透镜可具有与所述第二锥形体透镜相同的形状，并且以垂直于光轴的轴为基准与所述第二锥形体透镜对称配置。
第一透镜可以是第三凸透镜，所述第三凸透镜将所述太赫兹波贝塞尔光束透过所述检查对象物体的同时发散的太赫兹波角度变小。
所述第二透镜可以是第四凸透镜，所述第四凸透镜以垂直于光轴的轴为基准与所述第三凸透镜对称配置。
发明的其他一实施例的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置包括：太赫兹波生成部，生成太赫兹波；贝塞尔光束形成部，利用从所述太赫兹波生成部入射的太赫兹波生成太赫兹波贝塞尔光束；环形光束形成部，利用所述太赫兹波贝塞尔光束形成环形(ring)光束，并且将形成的环形(ring)光束聚光到检查对象物体；散射光检测部，检测从所述检查对象物体生成的散射光；以及环形光束检测部，检测透过所述检查对象物体的环形光束。
环形光束形成部包括第三透镜，形成环形(ring)光束，并且将形成的环形(ring)光束聚光到检查对象物体。
散射光检测部包括反射散射光检测部，所述反射散射光检测部设置在所述第三透镜内部，并且检测从所述检查对象物体反射的散射光。
反射散射光检测部可设置在从所述第三透镜射出的环形光束的内部。
散射光检测部可包括透射散射光检测部，所述透射散射光检测部检测从所述检查对象物体透射的散射光。
透射散射光检测部可配置在从所述第三透镜入射的环形光束的内部。
第三透镜包括变更从所述检查对象物体反射的散射光光路的光路变更部，且反射散射光检测部可检测从所述光路变更部入射的散射光。
环形光束形成部可包括第四透镜，所述第四透镜将从所述贝塞尔光束形成部入射的太赫兹波贝塞尔光束的角度变小入射到所述第三透镜。
贝塞尔光束形成部可以是第四锥形体透镜，所述第四锥形体透镜具有所述太赫兹波贝塞尔光束的直径小于由所述太赫兹波生成部生成的太赫兹波的波长而形成的顶角。
第四透镜可以是以所述检查对象物体为基准与所述第四锥形体对称配置的第五锥形体透镜。
第五锥形体透镜可具有大小与所述第四锥形体透镜相同的顶角。
利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置还可包括角度变更部，所述角度变更部将从所述太赫兹波生成部入射的太赫兹波的角度变小入射到所述贝塞尔光束形成部。
角度变更部可以是将从所述太赫兹波生成部入射的太赫兹波的角度变小的第五凸透镜；第三透镜可以是以检查对象物体为基准与所述第五凸透镜对称配置的第六凸透镜。
第三透镜可以是第六锥形体透镜，所述第六锥形体透镜具有与第五锥形体透镜相同的形状并且以垂直于光轴的轴为基准与所述第五锥形体透镜对称配置。
第四透镜可以是第七凸透镜，所述第七凸透镜将所述太赫兹波贝塞尔光束透过所述检查对象物体的同时发散的太赫兹波的角度变小。
第四透镜可以是第八凸透镜，所述第八凸透镜以垂直于光轴的轴为基准与所述第七凸透镜对称配置。
根据本发明一实施例的散射光检测模块包括：环形光束形成部，利用太赫兹波贝塞尔光束形成环形(ring)光束，并且将形成的环形(ring)光束聚光到检查对象物体；散射光检测部，检测从所述检查对象物体生成的散射光。
环形光束形成部包括第三透镜，所述第三透镜形成环形(ring)光束，并且将环形(ring)光束聚光到检查对象物体。
散射光检测部包括反射散射光检测部，所述反射散射光检测部设置在从所述第三透镜射出的环形光束的内部，并且检查从所述检查对象物体反射的散射光。
散射光检测部包括透射散射光检测部，所述透射散射光检测部配置在从所述第三透镜入射的环形光束的内部，并且检测从所述检查对象物体透过的散射光。
第三透镜包括光路变更部，所述光路变更部变更从所述检查对象物体反射的散射光的光路，且所述反射散射光检测部检测从所述光路变更部入射的散射光。
(发明的效果)
根据公开的发明，可几乎无损失地聚光透过检查对象物体的太赫兹波，因此能够提高聚光效率。
另外，使集中于检查对象物体的太赫兹波光束的直径小于太赫兹波的波长，进而提高分辨率，能够获取清楚的影像。
另外，在不损失太赫兹波的情况下形成环形光束，可提高对透明的检查对象物体的对比度(contrast)。
另外，检测从检查对象物体生成的散射光，可提高对透明的检查对象物体的对比度(contrast)。
另外，散射光检测部配置在生成的环形光束内部，因此无需因为增加散射光检测部而具备另外的空间，因此可实现小型化。
另外，即使为了实现高分辨率而将贝塞尔光束形成部的锥形体的顶角变小，也使用两个环形光束形成部的透镜，因此将生成的环形光束的直径变小，可获取高分辨率影像。
另外，按照检查对象物体的形状光学头部尽可能沿着检查对象物体的外形移动，进而使检查对象物体位于贝塞尔光束的焦点深度中，进而可获取清楚的透过影像。
另外，快速冷却检查对象物体，利用太赫兹波检查进行检查，进而太赫兹波能够很好地透过含有水分的检查对象物体。
附图说明
图1是用于说明与本发明的一实施例相关的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
图2是用于具体说明图1的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
图3是用于说明与本发明的另一实施例相关的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
图4是用于说明与本发明的其他一实施例相关的利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
图5是用于说明本发明一实施例的贝塞尔光束形成部的图。
图6是利用数学式4计算对相互不同的顶角集中的太赫兹波光束的直径。
图7以及图8是用于说明利用单个透镜聚光的检查装置的图。
图9是用于说明根据第一实施例的图4的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
图10是用于说明根据第二实施例的图4的高分辨率检查装置的图。
图11是用于说明根据第三实施例的图4的高分辨率检查装置的图。
图12以及图13是利用图8至图11的装置测量检查对象物体的透过影像。
图14是用于说明与本发明的其他一实施例相关的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
图15是用于说明根据第一实施例的图14的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
图16是将图15的环形光束形成部1540具体化的图。
图17是用于说明根据第二实施例的图14的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
图18是用于说明根据第三实施例的图14的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
图19是用于说明根据第四实施例图14的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
图20是用于说明根据第五实施例图14的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
图21是用于说明根据第六实施例的图14的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
图22是用于说明根据第七实施例的图14的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
图23是用于说明根据第八实施例的图14的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明用于实施发明的具体内容。
图1是用于说明与本发明的一实施例相关的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
参照图1，利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置100包括扫描仪110、太赫兹波光学头部120、检查对象物体130、太赫兹波聚光头部140、第一运送部150以及第二运送部160。
扫描仪110可扫描检查对象物体的形状。
太赫兹波光学头部120生成太赫兹波，并且可将生成的太赫兹波照射于检查对象物体130。
太赫兹波聚光头部140可检测透过检查对象物体130的太赫兹波。
第一运送部150可沿着由扫描仪110扫描的检查对象物体的形状移动太赫兹波光学头部120。第一运送部150能够以二维平面以及垂直于二维平面的方向移动太赫兹波光学头部120。
例如，为使检查对象物体130放在由太赫兹波光学头部120生成的太赫兹波的焦点深度中，第一运送部150可移动太赫兹波光学头部120，以基于扫描的检查对象物体130的厚度使太赫兹波光学头部120以及检查对象物体130保持一定的距离。
具体地说，假设检查对象物体的厚度有A厚度部分以及B厚度部分的情况下，若第一运送部150扫描A厚度部分，则可使光学头部120以垂直方向移动X。另外，在扫描B厚度部分的情况下，第一运送部150可使光学头部120以垂直方向移动Y。
据此，第一运送部150使光学头部120尽可能沿着检查对象物体130的外形移动，进而以使检查对象物体位于贝塞尔光束的焦点深度中，可获取清楚的透射影像。
第二运送部160与第一运送部150同步，可使太赫兹波聚光头部140与太赫兹波光学头部120相同地移动。据此，第一运送部150以及第二运送部160可使太赫兹波光学头部120以及太赫兹波聚光头部140配置在一条直线上。
图2是用于具体说明图1的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
参照图2，利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置100包括：扫描仪110、太赫兹波光学头部120、检查对象物体130、太赫兹波聚光头部140、第一运送部150以及第二运送部160。
扫描仪110可扫描检查对象物体的形状。扫描仪110也可配置在另外的框架，也能够一体地的配置在太赫兹波光学头部120的前侧。
太赫兹波光学头部120生成太赫兹波，并且可将生成的太赫兹波照射于检查对象物体130。
第一运送部150可与太赫兹波光学头部120机械性结合。第一运送部150可沿着由扫描仪110扫描的检查对象物体的形状移动太赫兹波光学头部120。第一运送部150能够以二维平面以及垂直于二维平面的方向移动太赫兹波光学头部120。
检查对象物体130可放在传送带上，可从扫描仪110以太赫兹波光学头部120的方向移动。检查对象物体130与本发明实施相同也可通过传送带等移动，但是也可固定配置在特定位置。
太赫兹波聚光头部140可检测透过检查对象物体130的太赫兹波。
第二运送部160与第一运送部150同步，可使太赫兹波聚光头部140与太赫兹波光学头部120相同地移动。
据此，第一运送部150以及第二运送部160可使太赫兹波光学头部120以及太赫兹波聚光头部140配置在一条直线上。
在本实施例中不过是用于帮助理解利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的形状的结构物，除此之外利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置可由各种形状的结构物实现。
图3是用于说明与本发明的另一实施例相关的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
参照图3，利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置100包括：太赫兹波光学头部120、检查对象物体130、太赫兹波聚光头部140、第一运送部150、第二运送部160、快速冷却装置300以及解冻装置320。
太赫兹波光学头部120、检查对象物体130、太赫兹波聚光头部140、第一运送部150、第二运送部160的结构与图1的相同，因此省略对所述结构的说明。
太赫兹波光学头部120以及太赫兹波聚光头部140可间隔配置在快速冷却装置300的两侧面。
快速冷却装置300可将检查对象物体130保持低温状态。例如，快速冷却装置300可将检查对象物体120冷却至固定状态。检查对象物体130保持低温状态或者固体状态，因此可减少太赫兹波被检查对象物体130吸收的比例。
快速冷却装置300可由包括窗口310的外壳构成，该窗口310透过生成的太赫兹波。检查对象物体130可通过快速冷却装置300的外壳内部。例如，窗口310可由绝热效果高的同时能够使太赫兹波很好地通过的绝热材料泡沫构成。
解冻装置320配置在快速冷却装置300的后端，可解冻快速冷却的检查对象物体130。
在本实施例中的快速冷却装置300的结构物不过是为了说明而示出的一实施例，快速冷却装置300可由各种形状的结构物实现。
快速冷却检查对象物体130以使太赫兹波很好的透过，进而利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置也能够以高分辨率检查含有水分的检查对象物体。
图4是用于说明与本发明的其他一实施例相关的利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
参照图4，利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置400可包括：太赫兹波光学头部410、检查对象物体420以及太赫兹波聚光头部430。虽未在图4示出，但是在本实施例中也可追加包括图1的扫描仪110、第一运送部150以及第二运送部160。
太赫兹波光学头部410可包括太赫兹波生成部411、角度变更部412以及贝塞尔光束形成部413。在本实施例中，以在太赫兹波光学头部410将太赫兹波生成部411、角度变更部412以及贝塞尔光束形成部413全部包括的情况为基准进行了说明，但是太赫兹波光学头部410也可包括太赫兹波生成部411、角度变更部412以及贝塞尔光束形成部413中的一部分来实现。
贝塞尔光束是指用对自由空间的麦克斯韦方程式的一解集合由0阶一类贝塞尔函数描述的电磁波，被称为无衍射性光束。贝塞尔光束于1987年由Durnin首次提出，具有轴对称性的同时能量像针一样围绕轴线集中一定长度。由具有有限口径的光学系实现，而非无限的口径(aperture)，因此并不存在无限前行的贝塞尔光束，因此通常称为Quasi-Bessel-Beam(QBB，准贝塞尔光束)。这种QBB可由圆形掩膜与透镜的结合以及被称为axicon(锥形体透镜)的漏斗形状的透镜制造而成，其中，圆形掩膜是用全息图、多个环或者有限的开口(aperture)形成。
太赫兹波生成部110可生成太赫兹波。太赫兹波是指太赫兹(terahertz)区域的电磁波，优选为可具有0.1THz至10THz的频率。但是，即使多少超出该范围，只要是本发明所属技术领域的技术人员能够容易想到的范围，则当然可认定为是本发明中的太赫兹波。
角度变更部120可将从太赫兹波生成部411入射的太赫兹波的角度变小，可入射到贝塞尔光束形成部413。例如，角度变更部412可将入射的太赫兹波对于光轴的角度变成小于预定角度或者平行。角度变更部412可以是将入射的太赫兹波平行地折射的凸透镜或者将入射的太赫兹波平行地反射的抛物面镜等。
贝塞尔光束形成部413利用从角度变更部412入射的太赫兹波可在检查对象物体的至少一部分形成太赫兹波贝塞尔光束。
若不具有角度变更部412，则贝塞尔光束形成部413利用从太赫兹波生成部411入射的太赫兹波可在检查对象物体的至少一部分形成太赫兹波贝塞尔光束。
实际上贝塞尔光束形成部413难以形成理想的贝塞尔光束，因此由贝塞尔光束形成部413形成的贝塞尔光束可称为Quasi-Bessel Beam(准贝塞尔光束，QBB)。针对由这种贝塞尔光束形成部413形成贝塞尔光束的结构，将参照图2进行更加详细说明。
贝塞尔光束形成部413可使由角度变更部412变更角度的太赫兹波垂直于贝塞尔光束形成部413的光入射面地入射。
贝塞尔光束形成部413由形成有多个圆形槽或者圆形孔的衍射光学元件以及具有正折射率的透镜构成，或者由锥形体透镜构成、由全息图光学元件构成等，可由各种形状构成。
贝塞尔光束形成部413可以是第一锥形体透镜，所述第一锥形体透镜具有使集中于检查对象物体的太赫兹贝塞尔光束的直径小于由太赫兹波生成部生成的太赫兹波的波长的顶角。在本实施例中，将形成小于波长的太赫兹波的贝塞尔光束的直径的顶角定义为最大顶角。
在这一情况下，第一锥形体透镜的顶角τ的最大值可利用集中于检查对象物体的太赫兹波贝塞尔光束的全宽半高(Full Width at Half Maximum)直径ρFWHM、波长λ以及折射率n、n0，通过以下的数学式的方程式计算。
数学式1
J0(kρsinα0)2＝J0(1.1264)2＝0.5
Figure BDA0003124837950000181
在此，J0(z)是0阶一类贝塞尔函数，若要满足J0 2(z)＝0.5，则
Figure BDA0003124837950000185
而满足该值的z＝1.1264。据此，从1.1264＝k*ρFWHM*sinα0的式可导出上述数学式1。J0 2(z)＝0.5中0.5值可更改。
数学式2
Figure BDA0003124837950000182
数学式3
Figure BDA0003124837950000183
数学式4
Figure BDA0003124837950000184
在此，J0：0阶贝塞尔函数
ρFWHM：集中的太赫兹波的全宽半高
λ：太赫兹波的波长
α0：经过锥形体透镜交叉的太赫兹波的交叉角的一半的值
n：第一锥形体透镜的折射率
n0：周边环境的平均折射率
τ：第一锥形体透镜的顶角
数学式4是利用数学式1、数学式2以及数学式3导出的数学式。
相反，第一锥形体透镜的顶角的最小值可以是因为第一锥形体的折射率而未出现全反射的第一锥形体透镜的顶角。
据此，可在从以上掌握的最大值到最小值之间形成第一锥形体透镜的顶角，所述第一透镜将太赫兹波的贝塞尔光束的直径形成小于由太赫兹波生成部生成的太赫兹波的波长。
检查对象物体420意味着待检查的对象物体，并且可配置在太赫兹波光学头部410以及太赫兹波聚光头部430之间。
太赫兹波聚光头部430包括：第一透镜431、第二透镜432以及检测部433。在本实施例中，以在太赫兹波聚光头部430中将第一透镜431、第二透镜432以及检测部433全部包括的情况为基准进行了说明，但是太赫兹波聚光头部430也可包括第一透镜431、第二透镜432以及检测部433中的一部分。
第一透镜431可将由贝塞尔光束形成部413生成的太赫兹波贝塞尔光速透过检查对象物体420的同时发散的太赫兹波的角度。例如，第一透镜431可改变针对光轴的太赫兹波的角度小于预定角度或者平行。
第二透镜432可将通过第一透镜431的太赫兹波聚光到检测部433。
在本发明中，高分辨率太赫兹波聚光模块意味着包括第一透镜431以及第二透镜432的装置。例如，太赫兹波在远离贝塞尔光束形成部413的同时以环形模样的圆形光束形状散发，而高分辨率太赫兹波聚光模块(第一透镜以及第二透镜)聚光以所述圆形散发的太赫兹波，可使聚光的太赫兹波朝向检测部433。
例如，高分辨率太赫兹波聚光模块也可由各种形状的结构实现，诸如，凸透镜、凹透镜、抛物面镜、椭圆面镜等。
检测部433可检测由第二透镜聚光的太赫兹波。例如，检测部433可检测太赫兹波的强度。例如，检测部433可具有肖特基二极管(Schottky Diode)。
影像生成部(未示出)利用通过检测部433检测到的贝塞尔光束可生成影像图片。生成的图片可在显示部(未示出)显示。
利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置能够几乎无损失地聚光透过检查对象物体的太赫兹波，因此可提高聚光效率。
另外，利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置使到达检测部的太赫兹波的直径小于太赫兹波的波长，进而提高分辨率，能够获取的清楚的影像。
图5是用于说明根据本发明一实施例的贝塞尔光束形成部的图。
参照图5，贝塞尔光束形成部可由锥形体透镜(axicon)500构成。R是锥形体透镜的半径；τ是锥形体透镜的顶角；α0是经过锥形体透镜交叉的光束的交叉角的一半；w0是入射到锥形体透镜的平行光的半径。另外，形成贝塞尔光束的区间在图5中用Zmax表示，入射到锥形体透镜的太赫兹波在该区域中通过相长干涉沿着z轴向中心部聚集能量。
此时，由入射到锥形体透镜的高斯光束与由锥形体透镜形成的贝塞尔光束轴对称(axial symmetry)分布，并且沿着z轴分布圆形的场。即，以图5为基准从左侧向右侧观察，锥形体透镜前侧的高斯光束与锥形体透镜后侧贝塞尔光束全部形成圆形。尤其是，通过锥形体透镜形成的贝塞尔光束远离锥形体透镜的同时以环形状的圆形光束发散。
另一方面，对于诸如光栅扫描(raster scanning)，在一点一点移动的同时得到的透过图片中，决定图片分辨率的最终的要素就是入射于被检物1的光束的直径。
尤其是，通过锥形体透镜形成的贝塞尔光束的情况，其直径由太赫兹波的波长以及α0决定，α0可通过斯内尔定律利用以下的数学式1求得。
数学式5
Figure BDA0003124837950000211
在此，n0是空气中的折射率；n是锥形体透镜的折射率；τ是锥形体透镜的顶角。
另一方面，Zmax相当于焦点深度，这种焦点深度可由以下的数学式6表示。
Zmax＝w0/tanα0
在此，如图5所示，w0是入射到锥形体透镜的光束的半径，参照这种数学式，可以知道焦点深度也可依赖α0。
据此，综上所述，图片分辨率与焦点深度主要通过α0的值发生很大的变化，
基于这一点，对于图5示出的结构的锥形体透镜，假设n0是1.0、n是1.54(HighDensity Polyethylene)、τ是150°、R是25mm，则如下计算α0与焦点深度。
首先，利用数学式5计算α0，则可计算出α0是8.5°。另外，利用数学式6计算焦点深度(Zmax)，可算出Zmax是40.2mm。
贝塞尔光束形成部可具有多个圆形槽或者圆形孔以同心圆形状配置的衍射光学元件以及具有正折射率的透镜。此时，形成在衍射光学元件的圆形槽或者孔可形成将衍射光学元件凹陷的形状或者贯通的形状。然后，这种具有正折射率的透镜设置在平行光入射于衍射光学元件的方向的想反侧。
除了本实施例以外，贝塞尔光束形成部可形成诸如全息图结构体等的各种形状。
图6是利用数学式4计算对相互不同的顶角集中的太赫兹波光束的直径。
参照图6，可以确认到在太赫兹波的波长λ是2.14mm，第一锥形体透镜的折射率n是1.54，周边环境的平均折射率n0是1的情况下，第一锥形体透镜的顶角τ的最大值大约是119度，第一锥形体镜的顶角τ的最小值大约是99度。
图7以及图8是用于说明利用单个透镜聚光的检查装置的图。
参照图7以及图8，检查装置700包括：太赫兹波生成部710、角度变更部720、贝塞尔光束形成部730、聚光部740以及检测部750。
太赫兹波生成部710可生成太赫兹波。
角度变更部720将从太赫兹波生成部710入射的太赫兹波的角度变小，可入射于贝塞尔光束形成部730。
贝塞尔光束形成部730利用从角度变更部720入射的太赫兹波可在检查对象物体的至少一部分形成太赫兹波贝塞尔光束。例如，贝塞尔光束形成部可以是锥形体。检查对象物体可形成在贝塞尔光束形成部730以及聚光部740之间。
聚光部740可由单个透镜实现。
检测部750可检测由聚光部740聚光的太赫兹波。
参照图7，在作为贝塞尔光束形成部730的锥形体的顶角是140度的情况下，透过检查对象物体入射到检测部750的太赫兹波的半径大约是5.1mm左右，因此在检测部750中的太赫兹波直径大约是10.2mm左右。
在这一情况下，从使用单个透镜的聚光部740入射的太赫兹波的大部分具有大约9mm的直径，并且可聚光到具有角(Horn)的检测部750。
参照图8，为了形成小于太赫兹波的波长并且集中于检查对象物体的太赫兹波贝塞尔光束的直径，应该将锥形体的顶角变小。即，为了体现高分辨率锥形体的顶角变小。据此，形成了比图7中的锥形体的顶角更小的110度。
在作为贝塞尔光束形成部730的锥形体的顶角是110度的情况下，透过检查对象物体入射到检测部750的太赫兹波的半径大约是17mm左右，因此在检测部750中的太赫兹波直径大约是34mm左右。
如此，随着入射到检测部750的太赫兹波的直径变大，从使用单个透镜的聚光部740入射的太赫兹波中只有一部分聚光到检测部750。也就是说，从聚光部740入射的太赫兹波中大部分并未入射到检测部750，因此显著降低检测部750的检测性能。
图9是用于说明根据第一实施例的图4的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
参照图9，高分辨率检查装置900包括：太赫兹波生成部910、角度变更部920、贝塞尔光束形成部930、第一透镜940、第二透镜950以及检测部960。
太赫兹波生成部910可生成太赫兹波。
角度变更部920将从太赫兹波生成部910入射的太赫兹波的角度变小，可入射到贝塞尔光束形成部930。
贝塞尔光束形成部930利用从角度变更部920入射的太赫兹波，可在检查对象物体的至少一部分形成太赫兹波贝塞尔光束。例如，贝塞尔光束可以是锥形体。
检查对象物体可形成在贝塞尔光束形成部930以及第一透镜940之间。
贝塞尔光束形成部930可以是第一锥形体透镜，第一锥形体透镜具有太赫兹波的直径小于由太赫兹波生成部生成的太赫兹波的波长而形成的顶角。
第一锥形体透镜的顶角的最大值可基于数学式1至数学式3计算。例如，在太赫兹波的波长λ是2.14mm，第一锥形体透镜的折射率n是1.54，周边环境的平均折射率n0是1的情况下，第一锥形体透镜的顶角τ具有大约119度值。据此，第一锥形体透镜的顶角的最大值大约是119度。
相反，第一锥形体透镜的最小值可以是不会因为第一锥形体的折射率而出现全反射的第一锥形体透镜的顶角。对于在本实施例中的折射率，因为全反射临界角度是99度。据此，第一锥形体透镜的顶角的最小值大约是99度。
最终，第一锥形体透镜的顶角只有形成在最大值的119度～最小值的99度之间，太赫兹波贝塞尔光束的直径才会小于由太赫兹波生成部生成的太赫兹波的波长。
第一透镜940可将由贝塞尔光束形成部930形成的太赫兹波贝塞尔光束透过检查对象物体的同时发散的太赫兹波的角度变小。
第一透镜940可以是以检查对象物体为基准与第一锥形体透镜930对称配置的第二锥形体透镜。
第二锥形体透镜950可具有大小与第一锥形体透镜930相同的顶角。在这一情况下，第二锥形体透镜的大小可小于、等于或者大于第一锥形体透镜930。若在第二锥形体透镜的顶角与第一锥形体透镜930相同，则太赫兹波聚光到检测部950的效率最佳。
如果，角度变更部920是第一凸透镜的情况下，第二透镜950可以是以检查对象物体为基准与第一凸透镜对称配置的第二凸透镜。
在太赫兹波的波长λ是2.14mm，贝塞尔光束形成部930的第一锥形体透镜是110度的情况下，检测部960中的太赫兹波的半径是0.006mm，因此太赫兹波的直径是0.012mm。
由于利用第一透镜940以及第二透镜950聚光太赫兹波，因此聚光到检测部960的太赫兹波的直径明显小于在图8中聚到检测部950的太赫兹波的直径，进而能够提高聚光效率。
因此，若使用第一透镜940以及第二透镜950聚光太赫兹波，则在第一锥形体透镜的顶角小的情况下也具有高聚光效率，并且能够明显提高分辨率，因此能够获取高分辨率的检查影像。
图10是用于说明根据第二实施例的图4的高分辨率检查装置的图。
参照图10，高分辨率检查装置1000包括：太赫兹波生成部1010、角度变更部1020、贝塞尔光束形成部1030、检查对象物体1040、第一透镜1050、第二透镜1060以及检测部1070。
太赫兹波生成部1010可生成太赫兹波。
角度变更部1020可将从太赫兹波生成部1010入射的太赫兹波的角度变小来入射到贝塞尔光束形成部1030。
贝塞尔光束形成部1030利用从角度变更部1020入射的太赫兹波可在检查对象物体的至少一部分形成太赫兹波贝塞尔光束。例如，贝塞尔光束形成部可以是锥形体。
检查对象物体可形成在贝塞尔光束形成部1030以及聚光部1040之间。
贝塞尔光束形成部1030可以是第一锥形体透镜，第一锥形体透镜具有太赫兹波的直径小于由太赫兹波生成部生成的太赫兹波的波长而形成的顶角。
第一透镜1040可以是第三凸透镜，所述第三凸透镜将太赫兹波贝塞尔光束透过检查对象物体的同时发散的太赫兹波的角度变小。
第二透镜1050可以是以垂直于光轴的轴为基准与第三凸透镜对称配置的第四凸透镜。
在太赫兹波的波长λ是2.14mm的情况下，透过检查对象物体入射到检测部1060的太赫兹波的半径大约是2.5mm，因此检测部中的太赫兹波的直径大约是5mm。
由于利用第一透镜1040以及第二透镜1050聚光太赫兹波，因此明显小于在图8中聚到检测部950的太赫兹波的直径，进而能够提高聚光效率。据此，根据本实施例的高分辨率检查装置在第一锥形体透镜的顶角小的情况下，也具有高聚光效率，并且能够显著提高分辨率，因此能够获取高分辨的检查影像。
图11是用于说明根据第三实施例的图4的高分辨率检查装置的图。
参照图11，高分辨率检查装置1100包括：太赫兹波生成部1110、角度变更部1120、贝塞尔光束形成部1130、检查对象物体1140、第一透镜1150、第二透镜1160以及检测部1170。
太赫兹波生成部1110可生成太赫兹波。
角度变更部1120可将从太赫兹波生成部1110入射的太赫兹波的角度变小来入射到贝塞尔光束形成部1130。
贝塞尔光束形成部1130利用从角度变更部1220入射的太赫兹波可在检查对象物体的至少一部分形成太赫兹波贝塞尔光束。例如，贝塞尔光束形成部可以是锥形体。
检查对象物体可形成在贝塞尔光束形成部1130以及聚光部1140之间。
贝塞尔光束形成部1130可以是第一锥形体透镜，第一锥形体透镜形成太赫兹波的直径小于由太赫兹波生成部生成的太赫兹波的波长的顶角。
第一透镜1140可以是以检查对象物体为基准与第一锥形体透镜1130对称配置的第二锥形体透镜。
第二锥形体透镜可具有大小与第一锥形体透镜1130相同的顶角。
第二透镜1150可具有与第二锥形体透镜1140相同的形状，并且以垂直于光轴的光为基准可与第二锥形体透镜1140对称配置。
在太赫兹波的波长λ是2.14mm的情况下，透过检查对象物体入射到检测部1160的太赫兹波的半径大约是1.7mm，因此检测部1160中的太赫兹波的直径大约是3.4mm。
由于利用第一透镜1140以及第二透镜1150聚光太赫兹波，因此明显小于图8中聚到检测部350的太赫兹波的直径，进而可提高聚光效率。据此，根据本实施例的高分辨率检查装置在第一锥形体透镜的顶角小的情况下，也具有高聚光效率，同时能够显著提高分辨率，因此能够获取高分辨率的检查影像。
图12以及图13是利用图8至图11的装置测量检查对象物体的透过影像。
具体地说，图12是利用在图8中说明的装置测量检查对象物体；图12是利用在图8至图11中说明的装置测量检查对象物体。
参照图12，可确认到只用单个透镜聚光获取的透过影像完全无法识别检查对象物体。
相反，参照图13，可以确认到利用由相当于图8至图11的透镜结构聚光获取的透过影像可清楚地识别检查对象物体。
如上所述，利用根据本发明的利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置可获取高分辨率的影像。
图14是用于说明与本发明的其他一实施例相关的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
参照图14，利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置1400可包括：太赫兹波光学头部1410、检查对象物体1420以及太赫兹波聚光头部1430。虽未在图14示出，但是在本实施例中也还可包括图1的扫描仪110、第一运送部150以及第二运送部160。
太赫兹波光学头部1410可包括：太赫兹波生成部1411、角度变更部1412、贝塞尔光束形成部1413以及环形光束形成部1414。在本实施例中，以在太赫兹波光学头部1410将角度变更部1412、贝塞尔光束形成部1413以及环形光束形成部1414全部包括的情况为基准进行了说明，但是太赫兹波光学头部1410也可包括角度变更部1412、贝塞尔光束形成部1413以及环形光束形成部1414中的一部分来实现。
太赫兹波生成部1411可生成太赫兹波。
角度变更部1412可将从太赫兹波生成部1411入射的太赫兹波的角度变小入射到贝塞尔光束形成部1413。例如，角度变更部1412可将入射的太赫兹波对于光轴的角度变成小于预定角度或者平行。角度变更部1412可以是将入射的太赫兹波平行地折射的凸透镜或者将入射的太赫兹波平行地反射的抛物面镜等。
贝塞尔光束形成部1413利用从角度变更部1412入射的太赫兹波可生成太赫兹波贝塞尔光束。
在不具有角度变更部1412的情况下，贝塞尔光束形成部1413利用从太赫兹波生成部1411入射的太赫兹波可生成太赫兹波贝塞尔光束。
实际上贝塞尔光束形成部1413难以形成理想的贝塞尔光束，因此由贝塞尔光束形成部1413形成的贝塞尔光束可称为Quasi-Bessel Beam(准贝塞尔光束，QBB)。针对由这种贝塞尔光束形成部1413形成贝塞尔光束的结构，已在图5中进行了详细的说明。
贝塞尔光束形成部1413可配置成使通过角度变更部1412改变角度的太赫兹波垂直于贝塞尔光束形成部1413的光入射面入射。
贝塞尔光束形成部1413可以是第四锥形体透镜，所述第四锥形体透镜具有使集中于检查对象物体的太赫兹贝塞尔光束的直径小于由太赫兹波生成部生成的太赫兹波的波长而形成的顶角。在本实施例中，将形成小于波长的太赫兹波的贝塞尔光束的直径的顶角定义为最大顶角。
在这一情况下，第四锥形体透镜的顶角τ的最大值可利用集中于检查对象物体的太赫兹波贝塞尔光束的全宽半高(Full Width at Half Maximum)直径ρFWHM、波长λ以及折射率n、n0，通过以下的数学式的方程式计算。对此的详细说明已在图4中进行了详细的说明，因此在以下省略说明。
环形光束形成部1414利用太赫兹波贝塞尔光束形成环形光束(ring)，并且可将形成的环形光束(ring)聚光到检查对象物体1420。
例如，环形光束形成部1420可将通过贝塞尔光束形成部1413集中之后发散的太赫兹波贝塞尔光束重新以环形状的圆形光束形状聚光于检查对象物体。
例如，环形光束形成部1420可以是第三透镜，第三透镜形成环形光束(ring)，并且可将形成的环形光束(ring)聚光到检查对象物。
对于环形光束形成部1420的说明将参照图15至23进行详细说明。
检查对象物体1420意味着待检查的对象物体，并且可配置在太赫兹波光学头部1410以及太赫兹波聚光头部1430之间。
太赫兹波聚光头部1430可包括环形光束检测部1431以及散射光检测部1432。在本实施例中，虽未示出，但是在对象物体1420以及太赫兹波聚光头部1430之间还可包括在图4至图11中说明的第一透镜以及第二透镜(聚光部)。据此，第一透镜以及第二透镜将透过检查对象物体1420的环形光束聚光到环形光束检测部1431，进而能够提高检查装置的分辨率。
环形光束检测部1431可检测透过检查对象物体1420的环形光束。
散射光检测部1432可检测从检测对象物体1420生成的散射光。例如，散射光检测部1432可包括：可检测从检查对象物体1420反射的散射光的反射散射光检测；或者从检查对象物体1420透过的散射光的透射散射光检测部。
影像生成部(未示出)利用通过环形光束检测部1431以及散射光检测部1432检测到的贝塞尔光束可生成影像影像。生成的影像可在显示部(未示出)显示。
利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置无损失地形成太赫兹波，可提高对透明的检查对象物体的对比度(contrast)。
另外，利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置检测从检查对象物体生成的散射光，进而可提高对透明的检查对象物体的对比度(contrast)。
另外，利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置使散射光检测部配置在生成的环形光束内部，因此无需因为增加散射光检测部而具备另外的空间，因此可实现小型化。
另外，利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置是即使为了实现高分辨率而将贝塞尔光束形成部的锥形体的顶角变小，也使用两个环形光束形成部的透镜，因此将生成的环形光束的直径变小，可获取高分辨率影像。
图15是用于说明根据第一实施例的图14的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
参照图15，利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置1500可包括：太赫兹波生成部1510、角度变更部1520、贝塞尔光束形成部1530、环形光束形成部1540、检查对象物体1550、环形光束检测部1560、透射散射光检测部1570以及反射散射光检测部1571。
太赫兹波生成部1510可生成太赫兹波。
角度变更部1520将从太赫兹波生成部1510入射的太赫兹波角度变小入射到贝塞尔光束形成部1530。
贝塞尔光束形成部1530利用从角度变更部1520入射的太赫兹波可形成太赫兹波贝塞尔光束。例如，贝塞尔光束形成部可以是锥形体。
环形光束形成部1540可以是第三透镜，所述第三透镜利用从贝塞尔光束形成部1530入射的太赫兹波贝塞尔光束形成环形光束(ring)，并且可将形成的环形光束(ring)聚光到检查对象物体1550。
环形光束检测部1560可检测透过检查对象物体1550的环形光束。
透射散射光检测部1570可检测从检查对象物体1550透射的散射光。例如透射散射光检测部1570可配置在从第三透镜入射的环形光束的内部。如此，将透射散射光检测部1570配置在环形光束的内部，进而具有即使增加透射散射光检测部1570装置整体大小也保持不变的优点。
反射散射光检测部1571配置在从作为环形光束形成部的第三透镜1540照射的环形光束内部，并且可配置在第三透镜1540内。
图16是将图15的环形光束形成部1540具体化的图。
参照图16，环形光束形成部1540可包括能够容纳反射散射光检测部1571的部件。例如，环形光束形成部1540具有孔(hole)1600，反射散射光检测部1571可配置在孔1600的内部。例如，反射散射光检测部1571配置在环形光束形成部1640的内部，并且可配置在从第三透镜1540照射的环形光束的内部。如此，将反射散射光检测部1571配置在环形光束形成部1540的内部，进而具有即使增加设置散射光检测部1571整体大小也保持不变的优点。
另外，利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置检测从检查对象物体生成的散射光，进而可提高对透明的检查对象物体的对比度(contrast)。
另外，利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置使散射光检测部配置在生成的环形光束内部，因此无需因为增加散射光检测部而具备另外的空间，因此可实现小型化。
图17是用于说明根据第二实施例的图14的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
参照图17，利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置1700可包括：太赫兹波生成部1710、角度变更部1720、贝塞尔光束形成部1730、环形光束形成部1740、检查对象物体1750、环形光束检测部1760、光路变更部1770、透射散射光检测部1780以及反射散射光检测部1781。
对于太赫兹波生成部1710、角度变更部1720、贝塞尔光束形成部1730、环形光束形成部1740以及检查对象物体1750已经进行了说明，因此将在以下省略说明。
环形光束检测部1760可检测透过检查对象物体1750的环形光束。
光路变更部1770可改变从检查对象物体1750反射的散射光的光路。例如，光路变更部1770可将从检查对象物体1750反射的散射光入射到反射散射光检测部1781。
光路变更部1770可以是能够将散射光入射到反射散射光检测部1781的各种形状的装置。
环形光束形成部1740可包括能够容纳光路变更部1770的部件。
透射散射光检测部1780可检测从检查对象物体1750透射的散射光。例如，透射散射光检测部1780可配置在从第三透镜入射的环形光束的内部。如此，将透射散射光检测部1780配置在环形光束内部，进而具有即使增加设置透射散射光检测部1780装置整体大小也保持不变的优点。
反射散射光检测部1781可检测从光路变更部1770入射的散射光。
利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置检测从检查对象物体生成的散射光，进而可提高对透明的检查对象物体的对比度(contrast)。
图18是用于说明根据第三实施例的图14的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
参照图18，利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置1800可包括：太赫兹波生成部1810、角度变更部1820、贝塞尔光束形成部1830、环形光束形成部1840、1850、检查对象物体1860、环形光束检测部1870、透射散射光检测部1880以及反射散射光检测部1881。
对于太赫兹波生成部1810、角度变更部1820、贝塞尔光束形成部1830、检查对象物体1860、环形光束检测部1870、透射散射光检测部1880以及反射散射光检测部1881的说明已在图17中进行了说明，因此在本实施例中省略说明。
环形光束形成部1840、1850可包括：第四透镜1840，将从所述贝塞尔光束形成部入射的太赫兹波贝塞尔光束的角度变小入射到所述第三透镜1850；以及第一透镜1850，利用从第四透镜1840入射的太赫兹波贝塞尔光束形成环形形(ring)光束，并且将形成的环形(ring)光束聚光到检查对象物体1860。
在贝塞尔光束形成部1830是第四锥形体透镜的情况下，第四透镜1840可以是以垂直于光轴的线为基准与第四锥形体透镜1830对称配置的第五锥形体透镜。
第五锥形体透镜1840可具有大小与第四锥形体透镜1830相同的顶角。在这一情况下，第五锥形体透镜的大小可小于或者等于、大于第四锥形体透镜1830。
第三透镜1850具有与第五锥形体透镜1840相同的形状，并且可以是以垂直于光轴的轴为基准与第五锥形体透镜1840对称配置的第六锥形体透镜。
如上所述，利用第四透镜1840以及第三透镜1850实现环形光束形成部，进而为了提高分辨率而将第四锥形体透镜的顶角变小的情况下，也可将入射于检查对象物体的环形光束的直径变小。因此，能够显著提高分辨率，进而可获取高分辨的反射以及透射检查影像。
图19是用于说明根据第四实施例图14的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
参照图19，利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置1900包括：太赫兹波生成部1910、角度变更部1920、贝塞尔光束形成部1930、环形光束形成部1940、1950、检查对象物体1960、环形光束检测部1970、透射散射光检测部1980以及反射散射光检测部1981。
对于太赫兹波生成部1910、角度变更部1920、贝塞尔光束形成部1930、环形光束检测部1970、透射散射光检测部1980以及反射散射光检测部1981以在图17中进行了详细的说明，因此在本实施例省略说明。
角度变更部1920可以是第五凸透镜，所述第五凸透镜可将从太赫兹波生成部1910入射的太赫兹波的角度变小。
环形光束形成部1940、1950可包括：将从贝塞尔光束形成部入射的太赫兹波贝塞尔光束的角度变小入射到第三透镜的第四透镜1940；以及利用从第四透镜1940入射的太赫兹波贝塞尔光束形成环形(ring)光束并且将形成的环形(ring)光束聚光到对象物体1960的第三透镜1950。
第四透镜1940可以是第七凸透镜，所述第七凸透镜将太赫兹波贝塞尔光束透射检查对象物体的同时发散的太赫兹波的角度变小。
第三透镜1950可以是第八凸透镜，所述第八凸透镜以垂直于光轴的轴为基准与作为角度变更部1920的第五凸透镜对称配置，并且与作为第四透镜1940的第七凸透镜彼此相对配置。第七凸透镜与第八凸透镜可具有相同的形状/大小。
如上所述，使用第一透镜以及第二透镜实现环形光束形成部，进而为了提高分辨率而将第四锥形体透镜的顶角变小的情况下，也可将入射于检查对象物体的环形光束的直径变小。因此，能够显著提高分辨率，进而可获取高分辨的反射以及透射检查影像。
图20是用于说明根据第五实施例图14的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
参照图20，利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置2000包括：太赫兹波生成部2010、角度变更部2020、贝塞尔光束形成部2030、环形光束形成部2040、2050、检查对象物体2060、环形光束检测部2070、透射散射光检测部2080以及反射散射光检测部2081。
对于太赫兹波生成部2010、角度变更部2020、贝塞尔光束形成部2030、检查对象物体2060、环形光束检测部2070、透射散射光检测部2080以及反射散射光检测部2081已在图17中说明，因此在本实施例中省略所述结构的说明。
角度变更部2020可以是第五凸透镜，所述第五凸透镜可将从太赫兹波生成部2010入射的太赫兹波的角度变小。
环形光束形成部2040、2050可包括：将从所述贝塞尔光束形成部入射的太赫兹波贝塞尔光束的角度变小入射到第三透镜2050的第四透镜2040；以及利用从第四透镜2040入射的太赫兹波贝塞尔光束形成环形(ring)光束并且将形成的环形(ring)光束聚光到对象物体2060的第三透镜2050。
在贝塞尔光束形成部2030是第四锥形体透镜的情况下，第四透镜2040可以是以垂直于光轴的线为基准与第四锥形体透镜2030对称配置的第五锥形体透镜。
第三透镜2050可以是以垂直于光轴的轴为基准与作为角度变更部2020的第四凸透镜对称配置的第六凸透镜。
如上所述，使用第一透镜以及第二透镜实现环形光束形成部，进而为了提高分辨率而将第四锥形体透镜的顶角变小的情况下，也可将入射于检查对象物体的环形光束的直径变小。因此，能够显著提高分辨率，进而可获取高分辨的反射以及透射检查影像。
图21是用于说明根据第六实施例的图14的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
参照图21，利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置2100包括：太赫兹波生成部2110、角度变更部2120、贝塞尔光束形成部2130、环形光束形成部2140、2150、检查对象物体2160、环形光束检测部2170、光路变更部2180、透射散射光检测部2190以及反射散射光检测部2191。
对于太赫兹波生成部2110、角度变更部2120、贝塞尔光束形成部2130、检查对象物体2160、环形光束检测部2170、光路变更部2180、透射散射光检测部2190以及反射散射光检测部2191已在图17中进行了说明，因此在本实施例中省略说明。
环形光束形成部2040、2050可包括：将从所述贝塞尔光束形成部入射的太赫兹波贝塞尔光束的角度变小入射到第三透镜2150的第二透镜2140；以及利用从第四透镜2140入射的太赫兹波贝塞尔光束形成环形(ring)光束并且将形成的环形(ring)光束聚光到对象物体2160的第三透镜2150。
在贝塞尔光束形成部2130是第四锥形体透镜的情况下，第四透镜2140可以是以垂直于光轴的线为基准与第四锥形体透镜2130对称配置的第五锥形体透镜。
第五锥形体透镜2140可具有大小与第四锥形体透镜2130相同的顶角。在这一情况下，第五锥形体透镜的大小可小于或者等于、大于第四锥形体透镜2130。在第五锥形体透镜的顶角与第四锥形体透镜2130相同的情况下，太赫兹波聚光到检测部2170的效率最佳。
第三透镜2150具有与第五锥形体透镜2140相同的形状，并且可以是以垂直于光轴的轴为基准与第五锥形体透镜2140对称配置的第五锥形体透镜。
图22是用于说明根据第七实施例的图14的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
参照图22，利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置2200包括：太赫兹波生成部2210、角度变更部2220、贝塞尔光束形成部2230、环形光束形成部2240、2250、检查对象物体2260、环形光束检测部2270、光路变更部2280、透射散射光检测部2290以及反射散射光检测部2291。
对于太赫兹波生成部2210、角度变更部2220、贝塞尔光束形成部2230、检查对象物体2260、环形光束检测部2270、光路变更部2280、透射散射光检测部2290以及反射散射光检测部2291已经在图17中进行了说明，因此在本实施例中省略说明。
角度变更部2220可以是第五凸透镜，所述第五凸透镜可将从太赫兹波生成部2210入射的太赫兹波的角度变小。
环形光束形成部2240、2250可包括：将从所述贝塞尔光束形成部入射的太赫兹波贝塞尔光束的角度变小入射到第三透镜2250的第四透镜2240；以及利用从第四透镜2240入射的太赫兹波贝塞尔光束形成环形(ring)光束并且将形成的环形(ring)光束聚光到对象物体2260的第三透镜2250。
第三透镜2240可以是第七凸透镜，所述第七凸透镜将太赫兹波贝塞尔光束透过检查对象物体的同时发散的太赫兹波的角度变小。
第三透镜2250可以是以垂直于光轴的轴为基准与作为角度变更部2220的第五凸透镜对称配置，并且与作为第四透镜2240的第七凸透镜彼此相对的第八凸透镜。
图23是用于说明根据第八实施例的图14的利用太赫兹波贝塞尔光束的高分辨率检查装置的图。
参照图23，利用贝塞尔光束的高分辨率检查装置2300包括：太赫兹波生成部2310、角度变更部2320、贝塞尔光束形成部2330、环形光束形成部2340、2350、检查对象物体2360、环形光束检测部2370、光路变更部2380、透射散射光检测部2390以及反射散射光检测部2391。
对于太赫兹波生成部2310、角度变更部2320、贝塞尔光束形成部2330、环形光束形成部2340、2350、检查对象物体2360、环形光束检测部2370、光路变更部2380、透射散射光检测部2390以及反射散射光检测部2391已经在图17中进行了说明，因此在本实施例中省略说明。
角度变更部2320可以是第四凸透镜，所述第四凸透镜可将从太赫兹波生成部2310入射的太赫兹波的角度变小。
环形光束形成部2340、2350可包括：将从所述贝塞尔光束形成部入射的太赫兹波贝塞尔光束的角度变小入射到第三透镜2350的第四透镜2340；以及利用从第四透镜2340入射的太赫兹波贝塞尔光束形成环形(ring)光束并且将形成的环形(ring)光束聚光到对象物体2360的第三透镜2250。
在贝塞尔光束形成部2330是第四锥形体透镜的情况下，第四透镜2340可以是以垂直于光轴的线为基准与第四锥形体透镜2330对称配置的第五锥形体透镜。
第三透镜2350可以是以垂直于光轴的轴为基准与作为角度变更部2320的第五凸透镜对称配置的第六凸透镜
对于说明的实施例，也可选择性地组个构成各个实施例的全部或者一部分。
另外，应该注意实施例是用于说明的并非用于限制的。只要是在本发明的技术领域具有通常知识的专家应该能够理解在本发明的技术思想范围内可实施各种实施例。

Claims (6)

1.一种高分辨率太赫兹波聚光模块，包括：
第一透镜，将太赫兹波贝塞尔光束透过检查对象物体的同时发散的太赫兹波的角度变小；以及
第二透镜，将通过所述第一透镜的太赫兹波聚光到检测部，
所述第一透镜是与第一锥形体透镜对称配置的第二锥形体透镜，
所述第一锥形体透镜具有所述太赫兹波贝塞尔光束的直径小于由所述太赫兹波生成部生成的太赫兹波的波长而形成的顶角。
2.根据权利要求1所述的高分辨率太赫兹波聚光模块，其特征在于，
所述第二锥形体透镜具有大小与所述第一锥形体透镜相同的顶角。
3.根据权利要求1所述的高分辨率太赫兹波聚光模块，其特征在于，
所述第二透镜是第二凸透镜，
所述第二凸透镜以所述检查对象物体为基准与第一凸透镜对称配置，所述第一凸透镜将从太赫兹波生成部入射的太赫兹波的角度变小。
4.根据权利要求1所述的高分辨率太赫兹波聚光模块，其特征在于，
所述第二透镜具有与所述第二锥形体透镜相同的形状，并且以垂直于光轴的轴为基准与所述第二锥形体透镜对称配置。
5.根据权利要求1所述的高分辨率太赫兹波聚光模块，其特征在于，
所述第一透镜是第三凸透镜，
所述第三凸透镜将所述太赫兹波贝塞尔光束透过所述检查对象物体的同时发散的太赫兹波角度变小。
6.根据权利要求5所述的高分辨率太赫兹波聚光模块，其特征在于，
所述第二透镜是第四凸透镜，
所述第四凸透镜以垂直于光轴的轴为基准与所述第三凸透镜对称配置。
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