DE10297037B4

DE10297037B4 - Ausbreitungsmessvorrichtung und Ausbreitungsmessverfahren

Info

Publication number: DE10297037B4
Application number: DE10297037T
Authority: DE
Inventors: Takashi Kido; Shoji Niki
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2022-06-21
Also published as: DE10297037T5; WO2003005002A1; US6873405B2; US20040130725A1; JP3828111B2; JPWO2003005002A1

Abstract

Ausbreitungsmessvorrichtung zum Messen von Ausbreitungscharakteristiken eines zu messenden Objekts (10), welche aufweist:
eine erste Lichtquelle (24) zum Ausgeben eines ersten optischen Signals mit einer ersten Frequenz;
eine zweite Lichtquelle (22) zum Ausgeben eines zweiten optischen Signals mit einer zweiten Frequenz;
eine Terahertzlicht-Ausgabeeinheit (31) zum Erzeugen von Terahertzlicht mit einer Frequenz, die gleich einer Differenz zwischen der ersten und der zweiten Frequenz ist, durch Verwendung des ersten und zweiten optischen Signals, und Ausstrahlen des Terahertzlichts zu dem zu messenden Objekt (10);
eine erste Erfassungseinheit (14b) zum Erfassen des durch das zu messende Objekt hindurchgehenden Terahertzlichts; und
eine Messeinheit (18) zum Messen der Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts (10) auf der Grundlage des von der ersten Erfassungseinheit (14b) erfassten Terahertzlichts,
gekennzeichnet durch
eine Bezugssignalquelle (20) zum Erzeugen eines Bezugssignals;
eine Modulationseinheit (26) zum Modulieren zumindest eines von dem ersten und zweiten optischen Signal auf...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ausbreitungsmessvorrichtung und ein Ausbreitungsmessverfahren. Zusätzlich beansprucht die vorliegende Erfindung die Priorität der am 2. Juli 2003 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-200377 , deren gesamter Inhalt hier für alle Zwecke einbezogen ist.
Stand der Technik
Kürzlich wurde die Technik des Messens von Ausbreitungscharakteristiken eines Objekts in einem Terahertz-Lichtbereich (etwa 100 GHz-10 THz) aufgezeigt.
9 zeigt schematisch eine herkömmliche Ausbreitungsmessvorrichtung 200. Die Ausbreitungsmessvorrichtung 200 misst die Ausbreitungscharakteristiken eines Objekts durch Verwendung von optischen Femtosekunden-Impulsen, d.h. extrem kurzen optischen Impulsen, deren Impulsbreite im Femtosekunden-Größenbereich liegt. Zusätzlich ist die Technik beschrieben z.B. in "The Frontiers of Information and Communication Research, All of Communications Research Laboratory" (Das dritte Kapitel: The Exploitation of Frequency Resources, 10 Terahertz Electronics; Dempa Shimbun-sha) oder "Generation of Teherahertz Light from Optical Switch" (Kiyomi Sakai, Band 22, Nr. 1, Seiten 41-50; O plus E).
Bei der Ausbreitungsmessvorrichtung 200 wird ein Femtosekunden-Lichtimpuls 110 von z.B. weniger als 100 Femtosekunden, der von einem Impulslaser ausgegeben wurde, durch einen Strahlenteiler 112 geteilt. Einer der von dem Strahlenteiler 112 geteilten Femtosekunden-Impulse 110 wird in einen Sender 118 für elektromagnetische Terahertzwellen als ein Triggerimpuls 114 eingegeben. Der andere wird in einen Empfänger 122 für elektromagnetische Terahertzwellen als ein Abtastimpuls 116 eingegeben. Der Abtastimpuls 116 wird ordnungsgemäß durch eine Zeitverzögerungsvorrichtung 120 verzögert.
Der Sender 118 für elektromagnetische Terahertzwellen ist konfiguriert durch Ausbildung einer parallelen Übertragungsleitung 124, die als eine Antenne funktioniert, sowie auf einen lichtleitenden Film (nicht gezeigt), der aus bei niedriger Temperatur gewachsenem Galliumarsenid besteht. Der lichtleitende Film aus bei niedriger Temperatur gewachsenem Galliumarsenid hat ausgezeichnete Eigenschaften, in welchem die optische Antwortgeschwindigkeit extrem hoch ist.
In einem Zustand, in welchem dem Sender 118 für e lektromagnetische Terahertzwellen eine Gleichspannung 126 zugeführt wird, wenn der Triggerimpuls 114 von z.B. weniger als 100 Femtosekunden auf einen Spaltteil der parallelen Übertragungsleitung 124 trifft, wird die parallele Übertragungsleitung 124 vorübergehend kurzgeschlossen, und somit findet eine steile Änderung des Stroms statt. Demgemäß werden Terahertz-Impulse, die Frequenzkomponenten von etwa 100 GHz bis zu einigen THz enthalten, von der Antenne des Senders 118 für elektromagnetische Terahertzwellen ausgesendet. Die von dem Sender 118 für elektromagnetische Terahertzwellen ausgesendeten Terahertz-Impulse werden durch parabolische Außerachsenspiegel 128 fokussiert und treffen auf die Probe 130. Die durch die Probe 130 hindurchgehenden Terahertz-Impulse werden durch parabolische Außenachsenspiegel 128 fokussiert und fallen auf den Empfänger 122 für elektromagnetische Terahertzwellen.
Als der Empfänger 120 für elektromagnetische Terahertzwellen wird eine Vorrichtung wie der Sender 118 für elektromagnetische Terahertzwellen verwendet. Der Empfänger 122 für elektromagnetische Terahertzwellen tastet die auf den Spaltteil der als eine Antenne funktionierenden parallelen Übertragungsleitung 132 auftreffende elektromagnetische Terahertzwelle ab durch Verwendung des Abtastimpulses 116. Das von dem Empfänger 122 für elektromagnetische Terahertzwellen erhaltene Signal wird durch einen Stromverstärker 134 verstärkt.
Die Ausbreitungsmessvorrichtung 200 erfasst die Wellenform des von dem Sender 118 für elektromagnetische Terahertzwellen angeregten Terahertzimpulses, während die Verzögerungszeit des Abtastimpulses 116 verändert wird. In der Ausbreitungsmessvorrichtung 200 wird die Wellenform des Terahertzimpulses in Beziehung zu der Verzögerungszeit erfasst. Der auf diese Weise erfasste Terahertzimpuls ist kohärent in einem Breitband und enthält auf die Amplitude und Phase bezogene Informationen, dass er für die Prüfung der physikalischen Eigenschaften der Probe 130 nützlich ist. Zusätzlich ist es durch Messen der in X-Y-Richtungen bewegten Probe 130 möglich, die physikalischen Eigenschaften der Probe sichtbar zu machen.
Zusätzlich wird eine Wellenlängenstreuungs-Messvorrichtung zum Messen und Erhalten der Wellenlängenstreuung eines zu messenden Objekts in Bezug auf den engen Infrarotlichtbereich vorgeschlagen.
10 zeigt schematisch eine herkömmliche Wellenlängenstreuungs-Messvorrichtung 300. Weiterhin ist diese Technik beschrieben in S. Ryu, Y. Horiuchi und K. Mochizuki "Novel chromatic dispersion measurement method over continuous Gigahertz tuning range", J. Lightwave Technol., Band 7, Nr. 8, Seiten 1177-1180, 1989, oder M. Fujise, M. Kuwazuru, M. Nunokawa und Y. Iwamoto "Chromatic dispersion measurement over a 100-km dispersion-shifted single-mode fibre by a new phase-shift technique", Electron. Lett., Band 22, Nr. 11, Seiten 570-572, 1986.
Bei der Wellenlängenstreuungs-Messvorrichtung 300 wird das von einer Lichtquelle 210 mit variabler Wellenlänge ausgegebene Laserlicht des engen Infrarotlichtbereichs in einen optischen Intensitätsmodulator 212 eingegeben. Der optische Intensitätsmodulator 212 moduliert die Intensität des von der Lichtquelle 210 mit variabler Wellenlänge ausgegebenen Laserlichts mit einer Sinuswelle durch Verwendung eines von einer Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 214 gelieferten Be zugssignals mit der Frequenz f_IF.
Das von dem optischen Intensitätsmodulator 212 modulierte Laserlicht fällt auf ein zu messendes Objekt 216. Durch das zu messende Objekt 216 hindurchgehende Laserlicht wird durch einen photoelektrischen Wandler 218 erfasst, in ein elektrisches Signal umgewandelt und durch einen Verstärker 220 verstärkt. Das von dem Verstärker 220 verstärkte erfasste Signal wird in einen Phasen/Amplituden-Komparator 224 einer Netzwerk-Analysevorrichtung 222 eingegeben.
Der Phasen/Amplituden-Komparator 224 vergleicht das von dem Verstärker 220 verstärkte erfasste Signal mit dem von der Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 214 gelieferten Bezugssignal. Das Vergleichsergebnis des Phasen/Amplituden-Komparators 224 wird durch einen A/D-Wandler 226 umgewandelt. Und eine Gruppenverzögerungszeit wird durch einen Datenverarbeitungsblock 228 wie nachstehend erhalten.
Die Gruppenverzögerungszeit τ(λ_i) ist dargestellt durch: (λi) = ϕ(λi, fIF)/(2πfIF),worin die Wellenlänge des von der Lichtquelle 210 mit variabler Wellenlänge ausgegebenen Laserlichts gleich λ_i ist, die Frequenz des von der Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 214 gelieferten Bezugssignals gleich f_IF ist und die von dem Phasen/Amplituden-Komparator 224 erhaltene Phase gleich ϕ(λ_i, f_IF) ist.
Daher kann, indem die Messung wie vorstehend durchgeführt wird, während die Wellenlänge λ_i des von der Lichtquelle 210 mit variabler Wellenlänge ausgegebe nen Laserlichts kontinuierlich geändert wird, die Gruppenverzögerungszeit τ(λ_i) für jede Wellenlänge erhalten werden. Zusätzlich wird die Wellenlängenstreuung D(λ_i), die die Differentiation der Gruppenverzögerungszeit τ(λ_i) mit Bezug auf die Wellenlänge ist, dargestellt durch: D(λi) = Δτ(λi)/Δλi,worin Δτ(λ_i) = τ(λ_i+1) – τ(λ_i) und Δλ_i = λ_i+1 – λ_i sind.
Zusätzlich wird das obige Verfahren zum Erhalten der Gruppenverzögerungszeit τ(λ_i) als das Phasenschiebeverfahren bezeichnet.
In der Wellenlängenstreuungs-Messvorrichtung 300 ist es möglich, die Gruppenverzögerungszeit τ(λ_i) zu messen durch Anwendung der Phasenanalysetechnik für hohe Frequenz, so dass die Messung der Wellenlängenstreuung mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.
Zusätzlich wird eine Vorrichtung zum Erhalten eines optischen tomographischen Bildes eines zu messendes Objekts mit der Überlagerungserfassung vorgeschlagen.
11 zeigt schematisch eine herkömmliche Vorrichtung zum Erhalten eines optischen tomographischen Bildes 400. Weiterhin ist die Technik hierfür in den japanischen Patentanmeldungsveröffentlichungen Nummern 1990-150747 und 2000-121550 offenbart.
In der Vorrichtung zum Erhalten eines optischen tomographischen Bildes 400 wird ein von einer Laserlichtquelle 310 ausgegebenes Laserlicht durch Linsen 312 und 314 fokussiert und durch einen Strahlenteiler 316 geteilt.
Einer der von dem Strahlenteiler 316 geteilten Laserstrahlen wird auf ein zu messendes Objekt 318 gestrahlt. Das durch das zu messende Objekt 318 hindurchgehende Laserlicht wird durch einen Spiegel 320 reflektiert und fällt auf einen Strahlenteiler 322.
Der andere von dem Strahlenteiler 316 geteilte Laserstrahl wird durch einen Spiegel 320 reflektiert und in einen Lichtfrequenzwandler 326 eingegeben. Der Lichtfrequenzwandler 326 wandelt die Frequenz des Laserlichts durch Verwendung eines von einer Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 328 gelieferten Bezugssignals um. Das Laserlicht, dessen Frequenz durch den Lichtfrequenzwandler 326 umgewandelt wurde, fällt auf den Strahlenteiler 322.
In dem Strahlenteiler 320 werden das durch das zu messende Objekts 318 hindurchgehende Laserlicht und das Laserlicht, dessen Frequenz durch den Lichtfrequenzwandler 326 umgewandelt wurde, vereinigt. Das durch den Strahlenteiler 322 vereinigte Laserlicht fällt auf einen Lichtdetektor 324.
Der Lichtdetektor 324 erfasst das Licht durch Anwendung der Überlagerungserfassung. Bei der Überlagerungserfassung besteht eine Richtwirkung, so dass nur die direkte Komponente des durch das zu messende Objekt 318 hindurchgehenden Laserlichts erfasst wird.
Das durch den Lichtdetektor 324 erfasste Licht wird durch einen Demodulator 326 demoduliert und durch einen Computer 329 analysiert. Das Analyseergebnis des Computers 329 wird als ein tomographisches Bild durch eine Bildanzeigevorrichtung 330 dargestellt.
Das Prinzip der Vorrichtung zum Erhalten eines optischen tomographischen Bildes 400 ist nachfolgend gezeigt.
Das elektrische Feld e₁(t) des auf den zu messenden Gegenstand 318 fallenden Lichts und das elektrische Feld e₂(t) des von dem Lichtfrequenzwandler 326 ausgegebenen Lichts werden jeweils dargestellt durch: e1(t) = A1cosωct und d2(t) = A2cos{(ωc + p)t + θ2},worin A₁ und A₂ die elektrischen Feldstärken sind, p die Größe der Verschiebung der Winkelfrequenz des Lichts ist, θ₂ eine konstante Phase ist und ω_c die Winkelfrequenz des Lichts ist.
Zusätzlich wird die Übertragungsfunktion Y(ω_c) des zu messenden Objekts 318 dargestellt durch: Y(ωc) = Y0exp(jϕ0),dann wird das auf den Lichtdetektor 324 fallende elektrische Feld e_d dargestellt durch: ed = Y(ωc)A1cosωct + A2cos{(ωc + p)t + θ2} undder Ausgangsstrom i_d des Lichtdetektors 324 wird dargestellt durch: id = α{Y0 2A1 2 + A2 2 + 2Y0A1A2cos(pt + θ2 – ϕ0)},worin α der Proportionalitätskoeffizient ist, ϕ₀ die Phase ist und ω_c die Winkelfrequenz des Lichts ist. Zusätzlich besteht zwischen der Phase ϕ₀, der Winkelfrequenz ω_c des Lichts und der Frequenz der Gruppen verzögerungszeit τ(ω_c) die folgende Beziehung: (ωc) = ϕ0/ωc.
Mit der Vorrichtung zum Erhalten eines optischen tomographischen Bildes ist es durch das obige Prinzip möglich, das Tomogramm des zu messenden Objekts abzubilden.
Jedoch ist es bei der Ausbreitungsmessvorrichtung 200 nach 9, da die Ausbreitungscharakteristiken der Probe 130 gemessen werden durch Verwendung des Femtosekunden-Lichtimpulses allein, und möglich, die Frequenzabhängigkeit der Ausbreitungscharakteristiken der Probe 130 in Bezug auf den Terahertz-Lichtbereich im Einzelnen zu messen. Darüber hinaus ist bei der in 9 gezeigten Ausbreitungsmessvorrichtung 200 die den Femtosekunden-Impuls 110 erzeugende Lichtquelle groß, und ihr fehlt die Stabilität der Impulsbreite oder der optischen Intensität. Da weiterhin die Ausbreitungscharakteristiken der Probe 130 gemessen werden, während die Verzögerungszeit des Abtastimpulses 116 allmählich geändert wird, ist eine lange Zeit erforderlich, um die Messung durchzuführen. Zusätzlich wird aufgrund der Verwendung des räumlichen Lichts die Vorrichtung groß und kompliziert, so dass ihr die Stabilität fehlt. Da darüber hinaus die Zeitverzögerungsvorrichtung 120 die Verzögerungszeit durch Anwendung einer bewegbaren Stufe ändert, wird sie durch die mechanische Genauigkeit der bewegbaren Stufe beeinträchtigt, und es ist nicht erforderlich, in der Lage zu sein, die Messung mit hoher Genauigkeit durchzuführen.
Zusätzlich ist es im Fall der Anwendung der Technik der in 10 gezeigten Wellenlängenstreuungs- Messvorrichtung 300 auf den Terahertz-Lichtbereich erforderlich, einen optischen Breitband-Intensitätsmodulator des Terahertz-Lichtbereichs als den optischen Intensitätsmodulator 212 zu verwenden. Da jedoch der optische Breitband-Intensitätsmodulator des Terahertz-Lichtbereichs nicht weit verbreitet ist, ist es schwierig, diesen zu beschaffen, und sein Preis ist hoch.
Darüber hinaus wird im Fall der Anwendung der Technik der in 10 gezeigten Wellenlängenstreuungs-Messvorrichtung 300 auf den Terahertz-Lichtbereich das von der Lichtquelle 210 mit variabler Wellenlänge ausgegebene Terahertzlicht in den photoelektrischen Wandler 218 über den optischen Intensitätsmodulator 212 und das zu messende Objekt 216 eingegeben. Die Übertragungstechnik, durch die der Verlust in Bezug auf den Terahertz-Lichtbereich niedrig ist, ist noch nicht fortgeschritten, und es ist erforderlich, die Intensität des von der Lichtquelle 210 mit variabler Wellenlänge ausgegebenen Terahertzlichts so groß wie den Übertragungsverlust zu machen. Daher ist es erforderlich, eine Lichtquelle 210 mit variabler Wellenlänge zu verwenden, deren Ausgangssignal groß ist, und damit wird dies ein Hindernis für das Bemühen, die Vorrichtung klein zu machen.
Zusätzlich ist es im Fall der Anwendung der Technik der in 11 gezeigten Vorrichtung 400 zum Erhalten eines optischen tomographischen Bildes auf den Terahertz-Lichtbereich erforderlich, einen Breitband-Lichtfrequenzwandler des Terahertz-Lichtbereichs als den Lichtfrequenzwandler 326 zu verwenden. Da jedoch der Breitband-Lichtfrequenzwandler des Terahertz-Lichtbereichs nicht weit verbreitet ist, ist es schwierig, diesen zu beschaffen, und sein Preis ist hoch.
Zusätzlich wird im Fall der Anwendung der Technik der in 11 gezeigten Vorrichtung 400 zum Erhalten eines optischen tomographischen Bildes auf den Terahertz-Bildbereich des von der Laserlichtquelle 310 ausgegebene Terahertzlicht über die Linsen 312 und 314, die Strahlenteiler 316 und 322, das zu messende Objekt 318, den Lichtfrequenzwandler 326 und die Spiegel 320 und 324 in dem fotoelektrischen Wandler 324 eingegeben. Die Übertragungstechnik, durch die der Verlust in Bezug auf den Terahertz-Lichtbereich niedrig ist, ist noch nicht fortgeschritten, und es ist notwendig, die Intensität des von der Laserlichtquelle 310 ausgegebenen Terahertzlichts so groß wie den Übertragungsverlust zu machen. Daher ist es erforderlich, eine Laserlichtquelle 310 zu verwenden, deren Ausgangssignal groß ist, und somit ist dies ein Hindernis bei dem Bemühen, die Vorrichtung klein zu machen.
Zusätzlich liegt im Fall der Anwendung der Technik der in 11 gezeigten Vorrichtung zum Erhalten eines optischen tomographischen Bildes 400 auf dem Terahertz-Lichtbereich der Pfad des Terahertzlichts sowohl auf der Seite des zu messenden Objekts 318 als auch der Seite des Lichtfrequenzwandlers 326, so dass die optische Achseneinstellung kompliziert ist.
Da zusätzlich bei der Technik der in 11 gezeigten Vorrichtung zum Erhalten eines optischen tomographischen Bildes 400 nur die Amplitude gemessen wird, ohne einen Phasenvergleich durchzuführen, kann die Übertragungsverzögerungszeit des zu messenden Objekts 318 nicht gemessen werden, und nur die Amplitudeninformationen wie die Übertragungsdämpfung kann gemessen werden.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ausbreitungsmessvorrichtung und ein Ausbreitungsmessverfahren anzugeben, die in der Lage, die den Stand der Technik begleitenden Nachteile zu überwinden. Die obigen und andere Aufgaben können gelöst werden durch in den unabhängigen Ansprüchen beschriebene Kombinationen. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere vorteilhafte und beispielhafte Kombinationen der vorliegenden Erfindung.
Offenbarung der Erfindung
Um die obigen Probleme zu lösen, enthält gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Ausbreitungsmessvorrichtung zum Messen der Ausbreitungscharakteristiken eines zu messenden Objekts eine erste Lichtquelle zum Ausgeben eines ersten optischen Signals mit einer ersten Frequenz, eine zweite Lichtquelle zum Ausgeben eines zweiten optischen Signals mit einer zweiten Frequenz, eine Terahertzlicht-Ausgabeeinheit zum Erzeugen von Terahertzlicht mit einer Frequenz, die gleich einer Differenz zwischen der ersten und der zweiten Frequenz ist, durch Verwendung des ersten und des zweiten optischen Signals, und zum Strahlen des Terahertzlichts auf den zu messenden Gegenstand, eine erste Erfassungseinheit zum Erfassen des durch den zu messenden Gegenstands hindurchgehenden Terahertzlichts und eine Messeinheit zum Messen der Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts auf der Grundlage des von der ersten Erfassungseinheit erfassten Terahertzlichts.
Die erste und die zweite Lichtquelle können das erste und das zweite optische Signal jeweils als Infrarot licht ausgeben.
Die Ausbreitungsmessvorrichtung kann weiterhin eine Bezugssignalquelle zum Erzeugen eines Bezugssignals und eine Modulationseinheit zum Modulieren zumindest eines von dem ersten und dem zweiten optischen Signal auf der Grundlage des von der Bezugssignalquelle erzeugten Bezugssignals enthalten, wobei die Messeinheit die Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts messen kann auf der Grundlage von zumindest einem von dem ersten und zweiten optischen Signal, die von der Modulationseinheit moduliert wurden, und des durch die Bezugssignalquelle erzeugten Bezugssignals.
Die Modulationseinheit kann die Intensität des von der ersten Lichtquelle ausgegebenen ersten optischen Signals modulieren, und die Terahertzlicht-Ausgabeeinheit kann das Terahertzlicht erzeugen durch Verwendung des ersten optischen Signals, dessen Intensität durch die Modulationseinheit moduliert ist, und des von der zweiten Lichtquelle ausgegebenen zweiten optischen Signals, und das Terahertzlicht zu dem zu messenden Objekt strahlen.
Die Ausbreitungsmessvorrichtung kann weiterhin einen ersten Multiplexer zur Multiplexverarbeitung des von der ersten Lichtquelle erzeugten ersten optischen Signals und des von der zweiten Lichtquelle erzeugten zweiten optischen Signals enthalten, wobei die Modulationseinheit die Intensitäten des von dem Multiplexer einer Multiplexverarbeitung unterzogenen ersten und zweiten optischen Signals modulieren kann, und die Terahertz-Ausgabeeinheit kann das Terahertzlicht erzeugen durch Verwendung des ersten und des zweiten optischen Signals, deren Intensitäten durch die Modu lationseinheit moduliert wurden, und das Terahertzlicht zu dem zu messenden Objekt strahlen.
Die Ausbreitungsmessvorrichtung kann weiterhin eine zweite Erfassungseinheit für das Terahertzlicht, das von der Terahertzlicht-Ausgabeeinheit nicht durch das zu messende Objekt gestrahlt wurde, enthalten, wobei die Messeinheit die Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts auf der Grundlage des der ersten und der zweiten Erfassungseinheit erfassten Terahertzlichts messen kann.
Die Ausbreitungsmessvorrichtung kann weiterhin enthalten: einen ersten Demultiplexer für die Demultiplexverarbeitung des von der ersten Lichtquelle ausgegebenen ersten optischen Signals, einen zweiten Demultiplexer für die Demultiplexverarbeitung des von der zweiten Lichtquelle ausgegebenen zweiten optischen Signals, einen ersten Multiplexer für die Multiplexverarbeitung einer ersten Komponente des ersten optischen Signals, das von dem ersten Demultiplexer einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, und einer ersten Komponente des zweiten optischen Signals, das von dem zweiten Demultiplexer einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, und einen zweiten Multiplexer für die Multiplexverarbeitung einer zweiten Komponente des ersten optischen Signals, das durch den ersten Demultiplexer einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, und einer zweiten Komponenten des zweiten optischen Signals, das durch den zweiten Demultiplexer einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, wobei die Terahertzlicht-Ausgabeeinheit das Terahertzlicht erzeugen kann durch Verwendung des ersten und des zweiten optischen Signals, die durch den ersten Multiplexer einer Multiplexverarbeitung unterzogen wurden und das Terahertz licht zu dem zu messenden Objekt strahlen kann, die Modulationseinheit eine Frequenz der zweiten Komponente des ersten optischen Signals, das durch den ersten Demultiplexer einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, modulieren kann, der zweite Multiplexer die zweite Komponente des ersten optischen Signals, dessen Frequenz durch die Modulationseinheit moduliert ist, und die zweite Komponente des zweiten optischen Signals, das durch den zweiten Demultiplexer einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, einer Multiplexverarbeitung unterziehen kann, und die erste Erfassungseinheit eine Überlagerungserfassung des durch den zu messenden Gegenstand hindurchgehenden Terahertzlichts durchführen kann durch Verwendung der zweiten Komponenten des ersten und des zweiten optischen Signals, die durch den zweiten Multiplexer einer Multiplexverarbeitung unterzogen wurden.
Die Ausbreitungsmessvorrichtung kann weiterhin ein Verzögerungselement enthalten für die Verzögerung zumindest einer der zweiten Komponente des ersten optischen Signals, das durch den ersten Multiplexer einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, und der zweiten Komponenten des zweiten optischen Signals, das durch den zweiten Demultiplexer einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde.
Die Ausbreitungsmessvorrichtung kann weiterhin eine zweite Erfassungseinheit enthalten für die Erfassung des Terahertzlichts, das von der Terahertzlicht-Ausgabeeinheit nicht durch das zu messende Objekt gestrahlt wurde, und eine Überlagerungserfassung durchführen durch Verwendung der zweiten Komponenten des ersten und des zweiten optischen Signals, die durch den zweiten Multiplexer einer Multiplexverarbeitung unterzogen wurden, wobei die Messeinheit die Ausbrei tungscharakteristiken des zu messenden Objekts messen kann auf der Grundlage der Ergebnisse der Überlagerungserfassung der ersten und der zweiten Erfassungseinheit.
Die Modulationseinheit kann ein optischer Intensitätsmodulator, optischer Frequenzwandler oder akustooptischer Wandler sein.
Die Differenz zwischen der ersten und der zweiten Frequenz ist innerhalb eines Bereichs von 100 GHz bis 10 THz, und die Terahertz-Lichtausgabeeinheit kann Terahertzlicht von 100 GHz bis 10 THz erzeugen und das Terahertzlicht zu dem zu messenden Objekt ausstrahlen.
Die erste oder zweite Lichtquelle können die Frequenz durchlaufen und das erste oder zweite optische Signal ausgeben.
Die erste und die zweite Lichtquelle können das erste und zweite optische Signal als kontinuierliches Licht ausgeben.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Ausbreitungsmessverfahren zum Messen von Ausbreitungscharakteristiken eines zu messenden Objekts einen ersten Ausgabeschritt zum Ausgeben eines ersten optischen Signals mit einer ersten Frequenz, einen zweiten Ausgabeschritt zum Ausgeben eines zweiten optischen Signals mit einer zweiten Frequenz, einen Terahertzlicht-Ausgabeschritt zum Erzeugen von Terahertzlicht mit einer Frequenz, die gleich der Differenz zwischen der ersten und der zweiten Frequenz ist, durch Verwendung des ersten und zweiten optischen Signals und Bestrahlung des zu messenden Objekts, einen ersten Erfassungsschritt zum Erfassen des durch das zu messende Objekt hindurchgehenden Terahertzlichts und einen Messschritt zum Messen der Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts auf der Grundlage des in dem ersten Erfassungsschritt erfassten Terahertzlichts.
Das Ausbreitungsmessverfahren kann weiterhin einen Bezugssignal-Erzeugungsschritt zum Erzeugen eines Bezugssignals und einen Modulationsschritt zum Modulieren zumindest eines von dem ersten und zweiten optischen Signal auf der Grundlage des in dem Bezugssignal-Erzeugungsschritt erzeugten Bezugssignals enthalten, wobei der Messschritt einen Schritt des Messens der Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts auf der Grundlage zumindest eines von dem ersten und zweiten optischen Signal, das in dem Modulationsschritt moduliert wurde, und des in dem Bezugssignal-Erzeugungsschritt erzeugten Bezugssignals enthalten kann.
Das Ausbreitungsmessverfahren kann weiterhin einen zweiten Erfassungsschritt zum Erfassen des in dem Terahertzlicht-Ausgabeschritt ausgestrahlten Terahertzlichts, das nicht durch das zu messende Objekt hindurchgeht, enthalten, wobei der Messschritt einen Schritt des Messens der Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts auf der Grundlage des in dem ersten und dem zweiten Erfassungsschritt erfassten Terahertzlichts enthalten kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Beispiel der funktionellen Konfiguration einer Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein erstes modifiziertes Beispiel der funktionellen Konfiguration einer Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt ein zweites modifiziertes Beispiel der funktionellen Konfiguration einer Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt ein Beispiel der funktionellen Konfiguration einer Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt ein Beispiel der funktionellen Konfiguration einer Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt ein erstes modifiziertes Beispiel der funktionellen Konfiguration einer Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt ein zweites modifiziertes Beispiel der funktionellen Konfiguration einer Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt ein Beispiel der funktionellen Konfiguration einer Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt schematisch eine herkömmliche Ausbreitungsmessvorrichtung 200.
10 zeigt schematisch eine herkömmliche Wellenlängenstreuungs-Messvorrichtung 300.
11 zeigt schematisch eine herkömmliche Vorrichtung zum Erhalten eines optischen tomographischen Bildes 400.
Beste Art der Ausführung der Erfindung
Die Erfindung wird nun auf der Grundlage der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben, welche nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung beschränken, sondern diese veranschaulichen sollen. Alle Merkmale und deren Kombinationen, die in dem Ausführungsbeispiel beschrieben sind, sind nicht notwendigerweise wesentliche für die Erfindung.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
1 zeigt ein Beispiel der funktionellen Konfiguration einer Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält eine Lichtquelle 12 für moduliertes Terahertzlicht zum Ausstrahlen von moduliertem Terahertzlicht zu einem zu messenden Objekt 10, ein Terahertzlicht-Erfassungselement 14, das ein Beispiel für eine erste Erfassungseinheit zum Erfassen des durch das zu messende Objekt 10 hindurchgehenden Terahertzlichts ist, einen Verstärker 16 zum Verstärken des von dem Terahertzlicht-Erfassungselement 14 erhaltenen erfassten Signals, eine Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 20, die ein Beispiel für eine Bezugssignalquelle zum Zuführen eines Bezugssignals zu der Lichtquelle 12 für moduliertes Terahertzlicht und zu einer Netzwerk-Analysevorrichtung 18 ist, und die Netzwerk-Analysevorrichtung 18, die ein Beispiel für eine Messeinheit zum Analysieren des erfassten, von dem Verstärker 16 verstärkten Signals und zum Messen der Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts 10 ist.
Das durch das zu messende Objekt 10 hindurchgehende Terahertzlicht enthält Informationen über die Ausbreitungscharakteristiken wie die Dämpfung oder Verzögerung, die beim Durchgang durch das zu messende Objekt 10 auftreten. Daher ist es durch Erfassen und Analysieren des durch das zu messende Objekt 10 hindurchgehenden Terahertzlichts möglich, die Ausbreitungscharakteristiken wie die Dämpfung oder Durchgangsverzögerung in Bezug auf das zu messende Objekt 10 zu messen.
Nachfolgend wird jeder Teil der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben.
(a) Lichtquelle 12 für moduliertes Terahertzlicht
Die Lichtquelle 12 für moduliertes Terahertzlicht enthält eine Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp, die ein Beispiel für eine erste Lichtquelle zum Ausgeben von Infrarotlicht mit der Frequenz f₁ ist, eine Infrarotlichtquelle 24, die ein Beispiel für eine zweite Lichtquelle zum Ausgeben von Infrarotlicht mit der Frequenz f₂ ist, einen optischen Intensitätsmodulator 26, der ein Beispiel für eine Modulationseinheit zum Modulieren der Intensität des von der Infrarotlichtquelle 24 ausgegebenen Infrarotlichts mit der Frequenz f₂ durch Verwendung des von der Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 20 erzeugten Bezugssignals mit der Frequenz f_IF, einen Multiplexer 28 zum Durchführen einer Multiplexverarbeitung des von der Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp ausgegebenen Infrarotlichts und des von dem optischen Intensitätsmodulator 26 ausgegebenen Infrarotlichts, und ein Infrarotlicht-Terahertzlicht-Umwandlungselement 30, das ein Beispiel für eine Terahertzlicht-Ausgabeeinheit zum Erzeugen und Ausstrahlen des modulierten Terahertzlichts zu dem zu messenden Objekt 10 durch Verwendung des durch den Multiplexer 28 einer Multiplexverarbeitung unterzogenen Infrarotlichts ist. Zusätzlich bedeutet Terahertzlicht das Licht des Terahertz-Lichtbereichs, d.h. das Licht von etwa 100 GHz bis 20 THz.
Die Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp gibt kontinuierliches Licht (eine kontinuierliche Welle) mit der Frequenz f₁ aus. Und die Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp läuft die Frequenz f₁ durch und gibt das Infrarotlicht aus. Der Bereich der Frequenz f₁, der von der Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp durchlaufen wird, liegt bevorzugt zwischen 190 THz bis 200 THz. Die Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp liefert das ausgegebene Infrarotlicht zu dem Multiplexer 28.
Die Infrarotlichtquelle 24 gibt kontinuierliches Licht (eine kontinuierliche Welle) mit der Frequenz f₂ aus. Die Frequenz f₂ des von der Infrarotlichtquelle 24 ausgegebenen Infrarotlichts ist so gesetzt, dass die Differenz zwischen den Frequenzen f₁ und f₂ (f₁–f₂ oder f₂–f₁) innerhalb eines Terahertzbereichs (etwa 100 GHz bis 10 THz) sein kann. Die Frequenz f₂ des von der Infrarotlichtquelle 24 ausgegebenen Infrarotlichts beträgt vorzugsweise 189,9 THz. Die Infrarotlichtquelle 24 liefert das ausgegebene Infrarotlicht zu dem optischen Intensitätsmodulator 26.
Der optische Intensitätsmodulator 26 stellt die Intensität des Infrarotlichts mit der Frequenz f₃, das von der Infrarotlichtquelle 24 ausgegeben wird, ein durch Verwendung des von der Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 20 erzeugten Bezugssignals mit der Frequenz f_IF. Als der optische Intensitätsmodulator 26 kann z.B. ein optischer Intensitätsmodulator für den Infrarotlichtbereich innerhalb 190 THz ± 5 THz verwendet werden. Der optische Intensitätsmodulator 26 des Schmalband-Infrarotlichtbereichs ist weit verbreitet, so dass er leicht beschafft werden kann. Daher ist es durch Verwendung des leicht verfügbaren optischen Intensitätsmodulators 26 für den Infrarotlichtbereich möglich, die Lichtquelle 12 für moduliertes Terahertzlicht mit geringen Kosten herzustellen.
Der optische Intensitätsmodulator 26 gibt das Infrarotlicht mit der Frequenz f₂±f_IF aus, dessen Intensität durch den optischen Intensitätsmodulator 26 moduliert wurde, unter Verwendung des Bezugssignals, und das Infrarotlicht mit der Frequenz f₂, dessen Intensität nicht moduliert wurde, und liefert diese zu dem Multiplexer 28.
Der Multiplexer 28 führt eine Multiplexverarbeitung mit dem von der Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp ausgegebenen Infrarotlicht und dem von dem optischen Intensitätsmodulator 26 ausgegebenen Infrarotlicht durch, damit die Polarisationsrichtungen einander angepasst sind. Weiterhin gibt der Multiplexer 28 die Kombination des Infrarotlichts mit der Frequenz f₁, des Infrarotlichts mit der Frequenz f₂ und des Infrarotlichts mit der Frequenz f₂±f_IF aus und liefert sie zu dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30.
Das Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 erzeugt das modulierte Terahertzlicht durch Verwendung des von dem Multiplexer 28 ausgegebenen Infrarotlichts und strahlt es über eine Antenne (nicht gezeigt) zu dem zu messenden Objekt 10. Das Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 ist konfiguriert durch Bilden einer parallelen Übertragungsleitung (nicht gezeigt), die als die Antenne funktioniert, sowie auf einem lichtleitenden Film (nicht gezeigt), der z.B. aus bei niedriger Temperatur gewachsenem Galliumarsenid besteht. In dem lichtleitenden Film aus bei niedriger Temperatur gewachsenem Galliumarsenid ist die optische Ansprechgeschwindigkeit extrem hoch und er hat ausgezeichnete Charakteristiken. Der parallelen Übertragungsleitung wird ordnungsgemäß eine Gleichspannung zugeführt. Das Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 kann das Infrarotlicht mit hohem Wirkungsgrad in das Terahertzlicht umwandeln.
Wenn dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 die Kombination aus dem Infrarotlicht mit der Frequenz f₁, dem Infrarotlicht mit der Frequenz f₂ und dem Infrarotlicht mit der Frequenz f₂±f_IF von dem Multiplexer 28 durchgeführt wird, führt es eine Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlung durch. Das Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 erzeugt das Terahertzlicht mit einer Frequenz gleich der Differenz zwischen den Frequenzen des zugeführten Infrarotlichts, d.h. das Terahertzlicht mit der Frequenz f₂–f₁ und das Terahertzlicht mit der Frequenz (f₂–f₁)±f_IF, und strahlt dieses zu dem zu messenden Objekt 10. Hier ist f₂>f₁. Das Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 erzeugt das Terahertzlicht mit 100 GHz bis 10 THz und strahlt es zu dem zu messenden Objekt 10.
Das von dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 ausgegebene Terahertzlicht ist äquivalent dem Terahertzlicht mit der Frequenz f₂–f₁, das mit dem Bezugssignal mit der Frequenz f_IF moduliert wurde. Mit anderen Worten, mit der Lichtquelle 12 für moduliertes Terahertzlicht nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, das modulierte Terahertzlicht durch Verwendung des optischen Intensitätsmodulators 26 für den Infrarotlichtbereich zu erzeugen ohne Verwendung eines optischen Breitband-Intensitätsmodulators für den Terahertzlichtbereich.
Zusätzlich wird durch den Durchlauf der Frequenz f₁ des von der Infrarotquelle 22 vom Durchlauftyp ausgegebenen Infrarotlichts der Wert f₂–f₁ geändert. Daher ist es durch den Durchlauf der Frequenz f₁ des von der Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp ausgegebenen Infrarotlichts möglich, die Frequenzen f₂–f₁ und (f₂–f₁)±f_IF des von der Lichtquelle 12 für moduliertes Terahertzlicht ausgegebenen Terahertzlichts ordnungsgemäß zu ändern.
(b) Terahertzlicht-Erfassungselement 14
Das Terahertzlicht-Erfassungselement 14 erfasst das durch das zu messende Objekt 10 hindurchgehende Terahertzlicht über eine Antenne (nicht gezeigt). Als das Terahertzlicht-Erfassungselement 14 kann eine Vorrichtung wie das Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 verwendet werden.
Das Terahertzlicht-Erfassungselement 14 erfasst das von der Lichtquelle 12 für moduliertes Terahertzlicht abgestrahlte Terahertzlicht mit der Frequenz f₂–f₁, das beim Durchgang durch das zu messende Objekt 10 gedämpft und verzögert wurde, und das Terahertzlicht mit der Frequenz (f₂–f₁)±f_IE. Das Terahertzlicht-Erfassungselement 14 gibt das erfasste Signal enthaltend die Informationen über die Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts 10 in der elektrischen Signalform aus und führt es dem Verstärker 16 zu.
(c) Verstärker 16
Der Verstärker 16 verstärkt das von dem Terahertzlicht-Erfassungselement 14 ausgegebene erfasste Signal ordnungsgemäß. Der Verstärker 16 liefert das verstärkte erfasste Signal zu dem Phasen/Amplituden-Komparator 32 der Netzwerk-Analysevorrichtung 18.
(d) Netzwerk-Analysevorrichtung 18
Die Netzwerk-Analysevorrichtung 18 enthält einen Phasen/Amplituden-Komparator 32 zum Erhalten der Phase oder Amplitude des von dem Verstärker 16 verstärkten erfassten Signals durch Verwendung des von der Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 20 erzeugten Bezugssignals, einen A/D-Wandler 34 zum Umwandeln von durch den Phasen/Amplituden-Komparator 32 erhaltenen analogen Signalen in digitale Signale und einen Datenverarbeitungsblock 36 zum Berechnen der Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts 10 auf der Grundlage der von dem A/D-Wandler 34 umgewandelten digitalen Signale.
Der Phasen/Amplituden-Komparator 32 erhält die Phase oder Amplitude des von dem Verstärker 16 verstärkten erfassten Signals durch Verwendung des von der Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 20 erzeugten Bezugssignals. Der Phasen/Amplituden-Komparator 32 gibt das Vergleichsergebnis in einer analogen Signalform aus und liefert es zu dem A/D-Wandler 34.
Der A/D-Wandler 34 wandelt das von dem Phasen/Amplituden-Komparator 32 ausgegebene analoge Signal in eine digitale Signalform um. Der A/D-Wandler 34 liefert das Vergleichsergebnis in einer digitalen Signalform zu dem Datenverarbeitungsblock 36.
Der Datenverarbeitungsblock 36 berechnet die Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts 10 wie eine Übertragungsdämpfungsgröße oder Ausbreitungsverzögerung durch Verwendung des von dem Phasen/Amplituden-Komparator 32 erhaltenen Ergebnisses.
(e) Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 20
Die Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 20 liefert das Bezugssignal, ein elektrisches Signal mit der Frequenz f_IF, zu dem optischen Intensitätsmodulator 26 der Lichtquelle 12 für moduliertes Terahertzlicht und zu dem Phasen/Amplituden-Komparator der Netzwerk-Analysevorrichtung 18. Der optische Intensitätsmodulator 26 verwendet, wie vorstehend beschrieben ist, das von der Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 20 erzeugte Bezugssignal, wenn er das von der Infrarotlichtquelle 24 ausgegebene Infrarotlicht moduliert. Der Phasen/Amplituden-Komparator 32 verwendet, wie vorstehend beschrieben ist, das von der Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 20 erzeugte Bezugssignal als ein Bezugssignal, wenn er die Phase oder Amplitude des von dem Verstärker 16 verstärkten erfassten Signals vergleicht.
Die Frequenz f_IF des von der Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 20 zu dem optischen Intensitätsmodulator 26 und dem Phasen/Amplituden-Komparator 32 gelieferten Bezugssignals ist so gesetzt, dass sie ausreichend niedriger als die Frequenz f₂ des von der Infrarotlichtquelle 24 ausgegebenen Infrarotlichts ist. Die Frequenz f_IF des Bezugssignals ist z.B. 1 GHz niedriger.
Die Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat zwei Infrarotlichtquellen, d.h. die Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp und die Infrarotlichtquelle 24, führt eine Umwandlung des von der Infrarotlichtquelle 24 ausgegebenen Infrarotlichts durch den optischen Intensitätsmodulator 26 durch und erzeugt das modulierte Terahertzlicht durch Verwendung des in der obigen Weise erhaltenen Infrarotlichts.
Bei der in 9 gezeigten Ausbreitungsmessvorrichtung 200 wird, da das kurze Impulslicht zur Erzeugung des Terahertzlichts verwendet wird, die Linienbreite groß. Daher werden sowohl die Messgenauigkeit als auch die Auflösung niedrig.
Demgemäß ist es bei der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, da das Terahertzlicht durch Verwendung des Infrarotlichts mit kontinuierlicher Welle, dessen Linienbreite eng ist, erzeugt wird, möglich, das Terahertzlicht zu erzeugen, dessen Linienbreite eng ist. Daher ist es möglich, die Ausbreitungscharakteristiken mit hoher Genauigkeit und hoher Auflösung zu messen.
Zusätzlich wird bei der Ausbreitungsmessvorrichtung 200 nach 9, da die Messung durchgeführt wird, während die Verzögerungszeit des Abtastimpulses 116 durch Verwendung der Zeitverzögerungsvorrichtung 120 allmählich verändert wird, eine lange Zeit benötigt, um die Messung durchzuführen.
Demgegenüber wird bei der Ausbreitungsmessvorrichtung 10 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, um die Ausbreitungsmessung durchzuführen, die Frequenz des von der Lichtquelle 12 für moduliertes Terahertzlicht ausgegebenen Terahertzlichts geändert, indem die Frequenz des von der Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp ausgegebenen Infrarotlichts einen Durchlauf durchführt. Daher ist es möglich, die Frequenzabhängigkeit der Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts 10 mit hoher Geschwindigkeit und mit hoher Genauigkeit zu messen.
Im Fall der einfachen Anwendung der Technik der in 10 gezeigten Wellenlängenstreuungs-Messvorrichtung 300 auf den Terahertz-Lichtbereich ist es erforderlich, einen optischen Breitband-Intensitätsmodulator für den Terahertz-Lichtbereich als den optischen Intensitätsmodulator 212 zu verwenden. Da der optische Breitband-Intensitätsmodulator für den Terahertz-Lichtbereich nicht weit verbreitet ist, ist es schwierig, diesen zu beschaffen, und sein Preis ist hoch.
Demgegenüber hat die Ausbreitungsmessvorrichtung 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Infrarotlichtquellen, d.h., die Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp und die Infrarotlichtquelle 24 führt die Umwandlung des von der Infrarotlichtquelle 24 ausgegebenen Infrarotlichts mittels des optischen Intensitätsmodulators durch und erzeugt das modulierte Terahertzlicht durch Verwendung des in der obigen Weise erhaltenen Infrarotlichts. Daher ist es möglich, die Lichtquelle 12 für moduliertes Terahertzlicht unter Verwendung des optischen Intensitätsmodulators 26 für den schmalbandigen Infrarotlichtbereich zu konfigurieren, der weit verbreitet ist und leicht beschafft werden kann, ohne Verwendung eines optischen Breitband-Intensitätsmodulators für den Terahertz-Lichtbereich. Somit ist es möglich, die Ausbreitungsmessvorrichtung 100 für den Terahertz-Lichtbereich mit geringen Kosten zu beschaffen.
Zusätzlich wird in dem Fall der einfachen Anwendung der Technik der in 10 gezeigten Wellenlängenstreuungs-Messvorrichtung 300 auf dem Terahertz-Lichtbereich das von der Lichtquelle 210 mit variabler Wellenlänge ausgegebene Terahertzlicht über den optischen Intensitätsmodulator 212 und das zu messende Objekt 216 in den fotoelektrischen Wandler 218 eingegeben. Die Übertragungstechnik, durch die der Verlust in Bezug auf den Terahertz-Lichtbereich niedrig ist, ist noch nicht fortgeschritten, und es ist erforderlich, die Intensität des von der Lichtquelle 210 mit variabler Wellenlänge ausgegebenen Terahertzlichts so groß wie den Übertragungsverlust zu machen. Daher ist es erforderlich, eine Lichtquelle 210 mit variabler Wellenlänge zu verwenden, deren Ausgangs signal groß ist, und somit wird sie ein Hindernis für das Bemühen, die Vorrichtung klein zu machen.
Demgegenüber ist bei der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, da der Pfad, über den sich das Terahertzlicht ausbreitet, von dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 zu dem Terahertzlicht-Erfassungselement 14 extrem kurz ist, der Verlust bei der Ausbreitung klein. Daher kann die Lichtquelle 12 für moduliertes Terahertzlicht ohne Verwendung einer großen Lichtquelle konfiguriert werden, und somit ist es möglich, die Ausbreitungsmessvorrichtung klein zu machen.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist es bei der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel möglich, die Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts 10 in Bezug auf den Terahertz-Lichtbereich mit hoher Genauigkeit und hoher Geschwindigkeit zu messen. Weiterhin ist es gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel möglich, die Ausbreitungsmessvorrichtung 100 mit einer einfachen Konfiguration und unter geringe Kosten vorzusehen.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann, obwohl der Fall der Erzeugung des Terahertzlichts durch Verwendung des Infrarotlichts beschrieben wird, jedes Lichtsignal mit Ausnahme des Infrarotlichts verwendet werden. Mit anderen Worten, die Lichtquelle 12 für moduliertes Terahertzlicht kann eine Lichtquelle zum Ausgeben eines Lichtsignals mit Ausnahme des Infrarotlichts als eine Alternative zu der Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp und der Infrarotlichtquelle 24 enthalten, und sie kann ein Umwandlungselement zum Umwandeln optischer Signale mit Ausnahme des Inf rarotlichts in das Terahertzlicht als eine Alternative zu dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 enthalten.
2 zeigt ein erstes modifiziertes Beispiel der funktionellen Konfiguration einer Ausbreitungsmessvorrichtung 100 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Während die in 1 gezeigte Ausbreitungsmessvorrichtung 100 den optischen Intensitätsmodulator 26 zwischen der Infrarotlichtquelle 24 und dem Multiplexer 28 hat, hat die Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden modifizierten Beispiel den optischen Intensitätsmodulator 26 zwischen der Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp und dem Multiplexer 28.
Selbst wenn der optische Intensitätsmodulator 26 zwischen der Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp und dem Multiplexer 28 wie vorstehend vorgesehen ist, ist es möglich, eine Lichtquelle 12a für moduliertes Terahertzlicht zum Ausgeben und Erhalten des modulierten Terahertzlichts zu konfigurieren. Daher ist es auch bei dem vorliegenden modifizierten Beispiel möglich, die Ausbreitungsmessvorrichtung 100 mit einer einfachen Konfiguration und mit geringen Kosten vorzusehen, bei der die Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts in Bezug auf den Terahertz-Lichtbereich mit hoher Präzision und hoher Geschwindigkeit gemessen und erhalten werden.
3 zeigt ein zweites modifiziertes Beispiel der funktionellen Konfiguration einer Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Während die in 1 gezeigte Ausbreitungsmessvorrichtung 100 den optischen Intensitätsmodulator 26 zwischen der Infrarotlichtquelle 24 und dem Multiplexer 28 hat, hat die Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden modifizierten Beispiel den optischen Intensitätsmodulator 26 zwischen dem Multiplexer 28 und dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30. Der optische Intensitätsmodulator 26 moduliert die Intensität des von dem Multiplexer 28 einer Multiplexverarbeitung unterzogenen Infrarotlichts. Das Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 erzeugt das Terahertzlicht durch Verwendung des Infrarotlichts, dessen Intensität durch den optischen Intensitätsmodulator 26 moduliert wurde.
Selbst wenn wie vorstehend der optische Intensitätsmodulator 26 zwischen dem Multiplexer 28 und dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 vorgesehen ist, ist es möglich, eine Lichtquelle 12b für moduliertes Terahertzlicht zum Ausgeben und Erhalten des modulierten Terahertzlichts zu konfigurieren. Daher ist es auch bei vorliegenden modifizierten Beispiel möglich, eine Ausbreitungsmessvorrichtung 100 mit einfacher Konfiguration und mit geringen Kosten vorzusehen, bei der die Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts in Bezug auf den Terahertz-Lichtbereich mit hoher Genauigkeit und hoher Geschwindigkeit gemessen und erhalten werden.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
4 zeigt ein Beispiel der funktionellen Konfiguration einer Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind denselben Elementen wie denjenigen bei der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel dieselben Symbole gegeben und die Beschreibung dieser Elemente wird weggelassen oder sie werden nur kurz beschrieben.
Die Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält zusätzlich zu der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel einen Demultiplexer 38 zur Durchführung einer Demultiplexverarbeitung bei dem von dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 abgestrahlten Terahertzlicht sowie ein Terahertzlicht-Erfassungselement 14a als ein Beispiel einer zweiten Erfassungseinheit zum Erfassen des von dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 ausgestrahlten Terahertzlichts, das nicht durch das zu messende Objekt 10 hindurchgegangen ist. Als Terahertzlicht-Erfassungselement 14a kann eine Vorrichtung wie das Terahertzlicht-Erfassungselement 14 verwendet werden.
Das Terahertzlicht-Erfassungselement 14 erfasst eine von zwei Komponenten des Terahertzlichts, das durch den Demultiplexer 38 einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, über das zu messende Objekt 10 und liefert das erfasste Signal zu dem Verstärker 16. Der Verstärker 16 verstärkt das von dem Terahertzlicht-Erfassungselement 14 erhaltene erfasste Signal und liefert es zu dem Phasen/Amplituden-Komparator 32 der Netzwerk-Analysevorrichtung 18.
Das Terahertzlicht-Erfassungselement 14a erfasst die andere Komponente des Terahertzlichts, das durch den Demultiplexer 38 einer Demultiplexverarbeitung unter zogen wurde und nicht durch das zu messende Objekt 10 hindurchgegangen ist, und liefert das erfasste Signal zu dem Phasen/Amplituden-Komparator 32 der Netzwerk-Analysevorrichtung 18.
Der Phasen/Amplituden-Komparator 32 erhält die Phase oder Amplitude des erfassten Signals auf der Grundlage des von dem Terahertzlicht-Erfassungselement 14 erfassten Terahertzlichts, wobei das erfasste Signal auf der Grundlage des von dem Terahertzlicht-Erfassungselement 14a erfassten Terahertzlichts als das Bezugssignal genommen wird.
Da der Phasen/Amplituden-Komparator 32 das von der Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 20 erzeugte Signal als das Bezugssignal in der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet, wenn die Intensität des von dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 ausgegebenen Terahertzlichts geändert wird, wird die Größe des erfassten Signals geändert gegenüber der Größe des Bezugssignals als Bezugsgröße des Vergleichs durch den Phasen/Amplituden-Komparator 32. Demgemäß kann bei der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn die Intensität des von dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 ausgegebenen Terahertzlichts geändert wird, ein Fehler bei dem Vergleich durch den Phasen/Amplituden-Komparator 32 auftreten.
Demgegenüber werden bei der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, da das Bezugssignal durch Verwendung des von dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 ausgegebenen Terahertzlichts erzeugt wird, wenn die Intensität des von dem Infrarotlicht/Terahertzlicht- Umwandlungselement 30 ausgegebenen Terahertzlichts geändert wird, die Größe des zu dem Phasen/Amplituden-Komparator 32 gelieferten erfassten Signals und die Größe des Bezugssignals in derselben Weise geändert. Daher ist es möglicht, die Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts 10 mit hoher Genauigkeit zu messen, ohne durch die Änderung der Intensität des von dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 ausgegebenen Terahertzlichts beeinträchtigt zu sein.
[Drittes Ausführungsbeispiel]
5 zeigt ein Beispiel der funktionellen Konfiguration einer Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind denselben Elementen wie denjenigen bei der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel dieselben Symbole gegeben und die Beschreibung dieser Elemente wird weggelassen oder sie werden nur kurz beschrieben.
Die Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält eine Terahertz-Lichtquelle 12c zum Ausstrahlen von Terahertzlicht zu dem zu messenden Objekt 10, einen Lichtfrequenzwandler 44, der ein Beispiel für eine Modulationseinheit zum Umwandeln der Frequenz des von der Terahertz-Lichtquelle 12c ausgegebenen Infrarotlichts der Infrarotlichtquelle 24 über den Demultiplexer 40 durch Verwendung des von der Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 20 erzeugten Bezugssignals, einen Multiplexer 46 für die Multiplexverarbeitung des von der Terahertz-Lichtquelle 12c ausgegebenen Infrarotlichts von der Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauf typ über den Demultiplexer 42 und des Infrarotlichts, dessen Frequenz durch den Frequenzwandler 44 umgewandelt wurde, ein Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b, das ein Beispiel für eine erste Erfassungseinheit zum Durchführen einer Überlagerungserfassung des durch das zu messende Objekt 10 hindurchgehenden Terahertzlichts durch Verwendung des von dem Multiplexer 46 einer Multiplexverarbeitung unterzogenen Infrarotlichts, einen Verstärker 16 zum Verstärken des von dem Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b erfassten Signals, eine Netzwerk-Analysevorrichtung 18, die ein Beispiel für eine Messeinheit zum Analysieren des von dem Verstärker 16 verstärkten erfassten Signals und zum Messen der Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts 10 ist, und eine Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 20, die ein Beispiel für eine Bezugssignalquelle zum Zuführen des Bezugssignals zu dem Lichtfrequenzwandler 44 und der Netzwerk-Analysevorrichtung 18 ist.
Nachfolgend wird jedes Element der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben.
(a) Terahertz-Lichtquelle 12c
Die Terahertz-Lichtquelle 12c enthält eine Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp, die ein Beispiel für eine erste Lichtquelle zum Ausgeben des Infrarotlichts mit der Frequenz f₁ ist, einen Demultiplexer 42 zum Durchführen einer Demultiplexverarbeitung bei dem von der Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp ausgegebenen Infrarotlicht, eine Infrarotlichtquelle 24, die ein Beispiel für eine zweite Lichtquelle zum Ausgeben des Infrarotlichts mit der Frequenz f₂ ist, einen Demultiplexer 40 zum Durchführen einer Demultiplexverarbeitung bei dem von der Infrarotlichtquelle 24 ausgegebenen Infrarotlicht, einen Multiplexer 28 zum Durchführen einer Multiplexverarbeitung bei einer von zwei Komponenten des Infrarotlichts, das durch den Demultiplexer 42 einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, und einer von zwei Komponenten des Infrarotlichts, das durch den Demultiplexer 40 einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, und ein Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30, das ein Beispiel für eine Terahertzlicht-Ausgabeeinheit zum Erzeugen von Terahertzlicht und zu dessen Ausstrahlung zu dem zu messenden Objekt 10 durch Verwendung des von dem Multiplexer 28 einer Multiplexverarbeitung unterzogenen Infrarotlichts ist.
Das Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 erzeugt das Terahertzlicht mit der Frequenz f₂–f₁ und strahlt es zu dem zu messenden Objekt 10 aus durch Verwendung des von der Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp ausgegebenen Infrarotlichts mit der Frequenz f₁ und des von der Infrarotlichtquelle 24 ausgegebenen Infrarotlichts mit der Frequenz f₂.
Die Terahertz-Lichtquelle 12c gibt die andere Komponente des von der Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp ausgegebenen und durch den Demultiplexer 42 einer Demultiplexverarbeitung unterzogenen Infrarotlichts mit der Frequenz f₁ aus. Das von der Terahertz-Lichtquelle 12c über den Demultiplexer 42 ausgegebene Infrarotlicht von der Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp wird zu dem Multiplexer 46 geliefert.
Die Terahertz-Lichtquelle 12c gibt die andere Kompo nente des von der Infrarotlichtquelle 24 ausgegebenen und durch den Demultiplexer 40 einer Demultiplexverarbeitung unterzogenen Infrarotlichts mit der Frequenz f₂ aus. Das von der Terahertz-Lichtquelle 12c über den Demultiplexer 40 ausgegebene Infrarotlicht von der Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp wird zu dem Lichtfrequenzwandler 44 geliefert.
(b) Lichtfrequenzwandler 44
Der Lichtfrequenzwandler 44 wandelt die Frequenz der anderen Komponente des von der Infrarotlichtquelle 24 ausgegebenen und durch den Demultiplexer 40 einer Demultiplexverarbeitung unterzogenen Infrarotlichts um unter Verwendung des von der Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 20 erzeugten Bezugssignals. Der Lichtfrequenzwandler 44 führt eine Frequenzumwandlung unter Verwendung des von der Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 20 erzeugten Bezugssignals durch und gibt das Infrarotlicht mit der Frequenz f₂+f_IF oder f₂–f_IF aus und liefert es zu dem Multiplexer 46.
(c) Multiplexer 46
Der Multiplexer 46 führt eine Multiplexverarbeitung bei der anderen Komponente des von der Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp ausgegebenen und durch den Demultiplexer 42 einer Demultiplexverarbeitung unterzogenen Infrarotlichts und bei dem Infrarotlicht, dessen Frequenz durch den Lichtfrequenzwandler 44 umgewandelt wurde, durch und liefert es zu dem Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b.
(d) Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b
Das Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b führt die Überlagerungserfassung des durch das zu messende Objekt 10 hindurchgehenden Terahertzlichts durch durch Verwendung des von dem Multiplexer 46 einer Multiplexverarbeitung unterzogenen Infrarotlichts. Das durch das zu messende Objekt 10 hindurchgehende Terahertzlicht mit der Frequenz f₂–f₁, das von dem Multiplexer 46 ausgegebene Infrarotlicht mit der Frequenz f₁ und das Infrarotlicht mit der Frequenz f₂+f_IF oder f₂–f_IF werden in das Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b eingegeben.
Die durch das Terahertzlicht mit der Frequenz f₂–f₁, das Infrarotlicht mit der Frequenz f₁ und das Infrarotlicht mit der Frequenz f₂+f_IF, die in das Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b eingegeben wurden, bewirkte Bitfrequenz wird: (f2–f1) + (f2±fIF) – f1 = fIF.
Das Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b führt die Überlagerungserfassung durch, worin die Elektronik der Schwebungsfrequenz f_IF folgt. Mit anderen Worten, das Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b führt die Überlagerungserfassung durch, indem sie das Terahertzlicht mit der Frequenz f₂–f₁, das Infrarotlicht mit der Frequenz f₁ und das Infrarotlicht mit der Frequenz f₂+f_IF als ein Eingangssignal nimmt und das erfasste Signal mit der Frequenz f_IF als ein Ausgangssignal nimmt.
Die Intensitäten des Infrarotlichts mit der Frequenz f₁ und des Infrarotlichts mit der Frequenz f₂+f_IF, die durch den Multiplexer 46 einer Multiplexverarbeitung unterzogen und zu dem Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b geliefert wurden, ist ausreichend höher als die des Terahertzlichts mit der Frequenz f₂–f₁, das durch das zu messende Objekt 10 hindurchgeht und von dem Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b erfasst wird. Daher kann durch Verwendung des Infrarotlichts, dessen Intensität ausreichend höher als die des Terahertzlichts ist, die Überlagerungserfassung durchgeführt werden, und es ist möglicht, das winzige Terahertzlicht um die Grenze des Schrotrauschens herum zu erfassen.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist es bei der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel möglich, da die Überlagerungserfassung des Terahertzlichts durchgeführt werden kann, die Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts 10 mit höherer Empfindlichkeit zu messen.
Währen die Ausbreitungsmessvorrichtung 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den Lichtfrequenzwandler 44 zwischen dem Demultiplexer 44 und dem Multiplexer 46 hat, ist die Stelle, an der der Lichtfrequenzwandler 44 positioniert ist, nicht beschränkt auf eine Anordnung zwischen dem Demultiplexer 40 und dem Multiplexer 46, und sie kann z.B. zwischen dem Demultiplexer 42 und dem Multiplexer 46, dem Demultiplexer 42 und dem Multiplexer 28 oder dem Demultiplexer 40 und dem Multiplexer 28 liegen.
6 zeigt ein erstes modifiziertes Beispiel der funktionellen Konfiguration einer Ausbreitungsmessvorrichtung 100 nach dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Ausbreitungsmessvorrichtung 100 nach dem vorliegenden modifizierten Beispiel enthält zusätzlich zu dem Demultiplexer 40 und dem Lichtfrequenzwandler 44 der in 5 gezeigten Ausbreitungsmessvorrichtung 100 einen AOM (akusto-optischer Modulator, ein akusto-optischer Wandler) 48. Der AOM 48 ist ein optischer Modulator, der eine akusto-optische Diffraktion verwendet.
Der AOM 48 wandelt die Frequenz f₂ des von der Infrarotlichtquelle ausgegebenen Infrarotlichts um. Der AOM 48 gibt das von der Infrarotlichtquelle 24 zugeführt Infrarotlicht auf der Seite der 0-ten Ordnung ohne Änderung der Frequenz aus und liefert es zu dem Multiplexer 28. Der AOM 48 ändert die Frequenz des von der Infrarotlichtquelle 24 gelieferten Infrarotlichts, gibt es auf der Seite der ersten Ordnung aus und liefert es zu dem Multiplexer 46.
Bei der in 5 gezeigten Ausbreitungsmessvorrichtung wird, da der Demultiplexer 40 eine Demultiplexverarbeitung bei dem von der Infrarotlichtquelle 24 ausgegebenen Infrarotlicht durchführt und der Lichtfrequenzwandler 44 die Frequenz des Infrarotlichts, das von dem Demultiplexer 40 einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, umwandelt, die Anzahl der Konfigurationselemente groß.
Demgegenüber kann, da die Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden modifizierten Beispiel den AOM 48 mit der Demultiplexfunktion und der Frequenzumwandlungsfunktion enthält, die Anzahl der Konfigurationselemente verringert werden. Daher kann die Konfiguration der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 einfach sein, und somit kann sie klein und kostengünstig sein.
Zusätzlich kann, während die Seite 0-ter Ordnung des AOM 48 mit dem Multiplexer 28 gekoppelt ist und die Seite erster Ordnung des AOM 48 mit dem Multiplexer 46 bei der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 nach dem vorliegenden modifizierten Beispiel gekoppelt ist, die Seite 0-ter Ordnung des AOM 48 mit dem Multiplexer 46 und die Seite erster Ordnung des AOM 48 mit dem Multiplexer 28 gekoppelt sein. Zusätzlich kann, während bei der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 nach dem vorliegenden modifizierten Beispiel der AOM 48 zwischen der Infrarotlichtquelle 24 und dem Multiplexer 28 vorgesehen ist, der AOM 48 zwischen der Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp und dem Multiplexer 28 vorgesehen sein. In diesem Fall kann ein Demultiplexer zwischen der Infrarotlichtquelle 24 und dem Multiplexer 28 vorgesehen sein.
7 zeigt ein zweites modifiziertes Beispiel der funktionellen Konfiguration einer Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden modifizierten Beispiel hält weiterhin ein Verzögerungselement 50 zwischen dem Demultiplexer 42 und dem Multiplexer 46. Das Verzögerungselement 50 verzögert die Zeit, bis das durch den Demultiplexer 42 einer Demultiplexverarbeitung unterzogene Infrarotlicht das Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b erreicht.
Durch das Verzögerungselement 50 ist es möglich, eine Verzögerungszeit T₁, bis das durch den Demultiplexer 42 einer Demultiplexverarbeitung unterzogene Infrarotlicht das Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b über den Multiplexer 28, das Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 und das zu messende Objekt 10 in der Terahertzlichtform erreicht, und eine Verzögerungszeit T₂, bis es das Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b über das Verzögerungselement 50 und den Multiplexer 46 in der Infrarotlichtform erreicht, einander anzupassen.
Wenn die Verzögerungszeit T₁ und die Verzögerungszeit T₂ nicht übereinstimmen, wenn das von der Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp ausgegebene Infrarotlicht mit der Frequenz F₁ durchlaufen wird, besteht eine Differenz zwischen der Zeit, zu der die Frequenz des Terahertzlichts von dem Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b erfasst wird, und der Zeit, zu der die Frequenz des Infrarotlichts zu dem Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b geliefert wird, so dass der Messfehler auftritt.
Demgegenüber ist es möglich, da die Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden modifizierten Beispiel das Verzögerungselement 50 zwischen dem Demultiplexer 42 und dem Multiplexer 46 hat, die Verzögerungszeit T₁ und die Verzögerungszeit T₂ einander anzupassen. Selbst wenn daher das von der Infrarotlichtquelle 22 vom Durchlauftyp ausgegebene Infrarotlicht mit der Frequenz F₁ durchlaufen wird, ist es möglich, das Auftreten des durch den Durchlauf der Frequenz F₁ des Infrarotlichts bewirkten Messfehler zu verhindern. Somit ist es gemäß dem vorliegenden modifizierten Beispiel möglich, die Frequenzabhängigkeit der Ausbreitungscharakteristiken mit höherer Ge nauigkeit und höherer Geschwindigkeit zu messen.
[Viertes Ausführungsbeispiel]
8 zeigt ein Beispiel der funktionellen Konfiguration einer Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel sind denselben Elementen wie denjenigen der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 nach dem ersten, zweiten oder dritten Ausführungsbeispiel dieselben Symbole gegeben und die Beschreibung solcher Elemente wird weggelassen oder sie werden nur kurz beschrieben.
Die Ausbreitungsmessvorrichtung 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält zusätzlich zu der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 nach dem dritten Ausführungsbeispiel einen Demultiplexer 38 für die Durchführung einer Multiplexverarbeitung des von dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 ausgestrahlten Terahertzlichts, einen Demultiplexer 52 für die Durchführung einer Demultiplexverarbeitung des von dem Multiplexer 46 einer Multiplexverarbeitung unterzogenen Infrarotlichts, und ein Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14c, das ein Beispiel für eine zweite Erfassungseinheit zum Erfassen des von dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 ausgestrahlten Terahertzlichts, das nicht durch das zu messende Objekt 10 hindurchgegangen ist, ist und die Überlagerungserfassung durch Verwendung des durch den Demultiplexer 52 einer Demultiplexverarbeitung unterzogenen Infrarotlichts durchführt. Als das Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14c kann eine Vorrichtung wie das Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b verwendet werden.
Das Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b erfasst eine von zwei Komponenten des durch den Demultiplexer 38 einer Demultiplexverarbeitung unterzogenen Terahertzlichts über das zu messende Objekt 10 und führt die Überlagerungserfassung durch unter Verwendung einer von zwei Komponenten des durch den Demultiplexer 52 einer Demultiplexverarbeitung unterzogenen Infrarotlichts. Das Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b liefert das erfasste Signal, das das Ergebnis der Überlagerungserfassung ist, zu dem Verstärker 16. Der Verstärker 16 verstärkt das erfasste Signal, das von dem Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b erhalten wurde, und liefert es zu dem Phasen/Amplituden-Komparator 32 der Netzwerk-Analysevorrichtung 18.
Das Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14c erfasst die andere Komponente des Terahertzlichts, das durch den Demultiplexer 38 einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde und nicht durch das zu messende Objekt 10 hindurchgegangen ist, und führt die Überlagerungserfassung durch unter Verwendung der anderen Komponente des durch den Demultiplexer 52 einer Demultiplexverarbeitung unterzogenen Infrarotlichts. Das Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14c liefert das erfasste Signal, das das Ergebnis der Überlagerungserfassung ist, zu dem Phasen/Amplituden-Komparator 32 der Netzwerk-Analysevorrichtung 18.
Der Phasen/Amplituden-Komparator 32 erhält die Phase oder Amplitude des erfassten Signals auf der Grundla ge des von dem Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b erfassten Terahertzlichts, wobei das erfasste Signal auf der Grundlage des von dem Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14c erfassten Terahertzlichts als das Bezugssignal genommen wird.
Bei der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird, da der Phasen/Amplituden-Komparator 32 das von der Hochfrequenz-Bezugssignalquelle 20 erzeugte Signal als das Bezugssignal verwendet, wenn die Intensität des von dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 ausgegebenen Terahertzlichts geändert wird, die Größe des erfassten Signals gegenüber der Größe des Bezugssignals, das ein Kriterium für den Vergleich durch den Phasen/Amplituden-Komparator 32 ist, geändert. Daher kann bei der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, wenn die Intensität des von dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 ausgegebenen Terahertzlichts geändert wird, ein Fehler in dem Ergebnis des von dem Phasen/Amplituden-Komparator 32 durchgeführten Vergleichs auftreten.
Demgegenüber werden bei der Ausbreitungsmessvorrichtung 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, da das von dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 ausgegebene Terahertzlicht zur Erzeugung des Bezugssignals verwendet wird, wenn die Intensität des von dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 ausgegebenen Terahertzlichts geändert wird, die Größe des erfassten Signals und die Größe des zu dem Phasen/Amplituden-Komparator 32 gelieferten Bezugssignals in derselben Weise geändert. Daher ist es möglich, die Ausbreitungscharakte ristiken des zu messenden Objekts 10 mit hoher Genauigkeit zu messen, ohne durch die Änderung der Intensität des von dem Infrarotlicht/Terahertzlicht-Umwandlungselement 30 ausgegebenen Terahertzlichts beeinträchtigt zu sein.
Die Ausbreitungsmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorangehenden Ausführungsbeispiele beschränkt und kann in verschiedener Weise modifiziert werden. Z.B. kann in Bezug auf die Ausbreitungsmessvorrichtung 100 nach den vorangehenden Ausführungsbeispielen ein Filter für Zwischenfrequenz f_IF zwischen dem Terahertzlicht-Erfassungselement 14 oder 14a und dem Phasen/Amplituden-Komparator 32 oder dem Terahertzlichterfassungs- und -frequenzumwandlungselement 14b oder 14c und dem Phasen/Amplituden-Komparator 32 eingefügt sein. Demgemäß kann das Rauschen eliminiert werden, und es ist möglich, die Messgenauigkeit zu verbessern.
Obgleich die vorliegende Erfindung mittels Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist darauf hinzuweisen, dass der Fachmann viele Änderungen und Ersetzungen durchführen kann ohne den Geist und den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, die nur durch die angefügten Ansprüche definiert ist.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Ausbreitungsmessvorrichtung und ein Ausbreitungsmessverfahren vorzusehen, die in der Lage sind, die Ausbreitungscharakteristiken eines zu messenden Objekts in Bezug auf den Terahertz-Lichtbereich zu messen und zu erhalten. Weiterhin ist es möglich, die vorstehende Ausbreitungsmessvorrichtung mit einer einfachen Konfiguration und niedrigen Kosten zu schaffen.

Claims

Ausbreitungsmessvorrichtung zum Messen von Ausbreitungscharakteristiken eines zu messenden Objekts (10), welche aufweist: eine erste Lichtquelle (24) zum Ausgeben eines ersten optischen Signals mit einer ersten Frequenz; eine zweite Lichtquelle (22) zum Ausgeben eines zweiten optischen Signals mit einer zweiten Frequenz; eine Terahertzlicht-Ausgabeeinheit (31) zum Erzeugen von Terahertzlicht mit einer Frequenz, die gleich einer Differenz zwischen der ersten und der zweiten Frequenz ist, durch Verwendung des ersten und zweiten optischen Signals, und Ausstrahlen des Terahertzlichts zu dem zu messenden Objekt (10); eine erste Erfassungseinheit (14b) zum Erfassen des durch das zu messende Objekt hindurchgehenden Terahertzlichts; und eine Messeinheit (18) zum Messen der Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts (10) auf der Grundlage des von der ersten Erfassungseinheit (14b) erfassten Terahertzlichts, gekennzeichnet durch eine Bezugssignalquelle (20) zum Erzeugen eines Bezugssignals; eine Modulationseinheit (26) zum Modulieren zumindest eines von dem ersten und zweiten optischen Signal auf der Grundlage des von der Be zugssignalquelle (20) erzeugten Bezugssignals, wobei die Messeinheit (18) die Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts (10) auf der Grundlage von zumindest einem der von der Modulationseinheit (26) modulierten ersten und zweiten optischen Signale und des von der Bezugssignalquelle (20) erzeugten Bezugssignals misst; einen ersten Demultiplexer (40) zum Durchführen einer ersten Demultiplexverarbeitung mit dem von der ersten Lichtquelle (24) ausgegebenen ersten optischen Signal; einen zweiten Demultiplexer (42) zum Durchführen einer zweite Demultiplexverarbeitung mit dem von der zweiten Lichtquelle (22) ausgegeben zweiten optischen Signal; einen ersten Multiplexer (28) zum Durchführen einer Multiplexverarbeitung mit einer ersten Komponenten des ersten optischen Signals, das von dem ersten Demultiplexer (40) einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, und einer ersten Komponente des zweiten optischen Signals, das durch den zweiten Demultiplexer (42) einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde; und einen zweiten Multiplexer (46) zum Durchführen einer Multiplexverarbeitung mit einer zweiten Komponente des ersten optischen Signals, das durch den ersten Demultiplexer (40) einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, und einer zweiten Komponente des zweiten optischen Signals, das durch den zweiten Demultiplexer (42) einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, wobei die Terahertzlicht-Ausgabeeinheit (30) das Terahertzlicht erzeugt durch Verwendung des ersten und des zweiten optischen Signals, die durch den ersten Multiplexer (28) einer Multiplexver arbeitung unterzogen wurden, und das Terahertzlicht zu dem zu messenden Objekt (10) ausstrahlt, die Modulationseinheit (44) eine Frequenz der zweiten Komponente des ersten optischen Signals, das durch den ersten Demultiplexer (40) einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, moduliert, der zweite Multiplexer (46) eine Multiplexverarbeitung mit der zweiten Komponente des ersten optischen Signals, deren Frequenz durch die Modulationseinheit (44) moduliert ist, und der zweiten Komponente des zweiten optischen Signals, das durch den zweiten Demultiplexer (42) einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, durchführt, und die erste Erfassungseinheit (14b) eine Überlagerungserfassung des durch das zu messende Objekt (10) hindurchgehenden Terahertzlichts durchführt durch Verwendung der zweiten Komponenten des ersten und des zweiten optischen Signals, die durch den zweiten Multiplexer (46) einer Multiplexverarbeitung unterzogen wurden.
Ausbreitungsmessvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste (24) und die zweite (22) Lichtquelle das erste und das zweite optische Signal jeweils als Infrarotlicht ausgeben.
Ausbreitungsmessvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Modulationseinheit (26) die Intensität des von der ersten Lichtquelle (24) ausgegebenen ersten optischen Signals moduliert, und die Terahertzlicht-Ausgabeeinheit (30) das Terahertzlicht erzeugt durch Verwendung des ersten optischen Signals, dessen Intensität durch die Modulationseinheit (26) moduliert ist, und des zweiten optischen Signals, das von der zweiten Lichtquelle (22) ausgegeben wurde, und das Terahertzlicht zu dem zu messenden Objekt (10) ausstrahlt.
Ausbreitungsmessvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend einen ersten Multiplexer (28) zum Durchführen einer Multiplexverarbeitung mit dem von der ersten Lichtquelle (24) erzeugten ersten optischen Signal und dem von der zweiten Lichtquelle (22) erzeugten zweiten optischen Signal, wobei die Modulationseinheit (20) die Intensitäten des ersten und zweiten optischen Signals, die durch den ersten Multiplexer (28) einer Multiplexverarbeitung unterzogen wurden, moduliert, und die Terahertzlicht-Ausgabeeinheit (30) das Terahertzlicht erzeugt durch Verwendung des ersten und zweiten optischen Signals, deren Intensität durch die Modulationseinheit (26) moduliert sind, und das Terahertzlicht zu dem zu messenden Objekt (10) ausstrahlt.
Ausbreitungsmessvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend ein Verzögerungselement (50) zum Verzögern zumindest der einen von der zweiten Komponente des ersten optischen Signals, das durch den ersten Demultiplexer (40) einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, und der zweiten Komponente des zweiten optischen Signals, das von dem zweiten Demultiplexer (42) einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde.
Ausbreitungsmessvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine zweite Erfassungseinheit (14c) zum Erfassen des Terahertzlichts, das von der Terahertzlicht-Ausgabeeinheit (30) nicht durch das zu messende Objekt (10) gestrahlt wurde, und Durchführen einer Überlagerungserfassung durch Verwendung der zweiten Komponenten des ersten und zweiten optischen Signals, die durch den zweiten Multiplexer (46) einer Multiplexverarbeitung unterzogen wurden, wobei die Messeinheit (18) die Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts (10) auf der Grundlage von Ergebnissen der Überlagerungserfassung der ersten und zweiten Erfassungseinheit misst.
Ausbreitungsmessvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Modulationseinheit (44) ein optischer Intensitätsmodulator, optischer Frequenzwandler oder akusto-optischer Wandler ist.
Ausbreitungsmessvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Differenz zwischen der ersten und der zweiten Frequenz innerhalb eines Bereichs von 100 GHz bis 10 THz ist und die Terahertzlicht-Ausgabeeinheit (30) Terahertzlicht mit 100 GHz bis 10 THz erzeugt und das Terahertzlicht zu dem zu messenden Objekt (10) ausstrahlt.
Ausbreitungsmessvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste (24) oder zweite (22) Lichtquelle die Frequenz durchläuft und das erste oder zweite optische Signal ausgibt.
Ausbreitungsmessvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste (24) und die zweite (22) Lichtquelle das erste und das zweite optische Signal aus kontinuierlichem Licht ausgeben.
Ausbreitungsmessverfahren zum Messen der Ausbreitungscharakteristiken eines zu messenden Objekts (10), welches aufweist: einen ersten Ausgabeschritt zum Ausgeben eines ersten optischen Signals mit einer ersten Frequenz; einen zweiten Ausgabeschritt zum Ausgeben eines zweiten optischen Signals mit einer zweiten Frequenz; einen Terahertzlicht-Ausgabeschritt zum Erzeugen von Terahertzlicht mit einer Frequenz, die gleich der Differenz zwischen der ersten und der zweiten Frequenz ist, durch Verwendung des ersten und zweiten optischen Signals, und Ausstrahlen zu dem zu messenden Objekt (10); einen ersten Erfassungsschritt zum Erfassen des durch das zu messende Objekt (10) gehenden Terahertzlichts; und einen Messschritt zum Messen der Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts (10) auf der Grundlage des in dem ersten Erfassungsschritt erfassten Terahertzlichts, gekennzeichnet durch einen Bezugssignal-Erzeugungsschritt zum Erzeugen eines Bezugssignals; einen Modulationsschritt zum Modulieren zumindest eines von dem ersten und zweiten optischen Signal auf der Grundlage des in dem Bezugssignal-Erzeugungsschritt erzeugten Bezugssignals, wobei der Messschritt einen Schritt des Messens der Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts auf der Grundlage von zumindest einem von dem ersten und zweiten optischen Signal, die in dem Modulationsschritt moduliert wurden, und des in dem Bezugssignal-Erzeugungsschritt erzeugten Bezugssignals; einen ersten Demultiplexschritt zum Durchführen einer ersten Demultiplexverarbeitung mit dem in dem ersten Ausgabeschritt ausgegebenen ersten optischen Signal; einen zweiten Demultiplexschritt zum Durchführen einer zweiten Demultiplexverarbeitung mit dem in dem zweiten Ausgabeschritt ausgegebenen zweiten optischen Signal; einen ersten Multiplexschritt zum Durchführen einer Multiplexverarbeitung mit einer ersten Komponente des ersten optischen Signals, das in dem ersten Demultiplexschritt einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, und einer ersten Komponente des zweiten optischen Signals, das durch den zweiten Demultiplexschritt einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde; und einen zweiten Multiplexschritt zum Durchführen einer Multiplexverarbeitung mit einer zweiten Komponente des ersten optischen Signals, das durch den ersten Demultiplexschritt einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, und einer zweiten Komponente des zweiten optischen Signals, das durch den zweiten Demultiplexschritt einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, wobei der Terahertzlicht-Ausgabeschritt das Terahertzlicht erzeugt durch Verwendung des ersten und des zweiten optischen Signals, die durch den ersten Multiplexschritt einer Multiplexverarbeitung unterzogen wurden, und das Terahertzlicht zu dem zu messenden Objekt (10) ausstrahlt, der Modulationsschritt eine Frequenz der zweiten Komponente des ersten optischen Signals, das durch den ersten Demultiplexschritt einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, moduliert, der zweite Multiplexschritt eine Multiplexverarbeitung mit der zweiten Komponente des ersten optischen Signals, deren Frequenz durch den Modulationsschritt moduliert ist, und der zweiten Komponente des zweiten optischen Signals, das durch den zweiten Demultiplexschritt einer Demultiplexverarbeitung unterzogen wurde, durchführt, und der erste Erfassungsschritt eine Überlagerungserfassung des durch das zu messende Objekt (10) hindurchgehenden Terahertzlichts durchführt durch Verwendung der zweiten Komponenten des ersten und des zweiten optischen Signals, die durch den zweiten Multiplexschritt einer Multiplexverarbeitung unterzogen wurden.
Ausbreitungsmessverfahren nach Anspruch 11, weiterhin aufweisend einen zweiten Erfassungsschritt zum Erfassen des in dem Terahertzlicht-Ausgabeschritt nicht durch das zu messende Objekt (10) gestrahlten Terahertzlichts, wobei der Messschritt einen Schritt des Messens der Ausbreitungscharakteristiken des zu messenden Objekts (10) auf der Grundlage des in dem ersten und dem zweiten Erfassungsschritt erfassten Terahertzlichts aufweist.