JP2014207654A5 - - Google Patents

Description

上記課題に鑑みて、本発明の素子は、導波路と、前記電磁波を定在化する共振型アンテナと、前記導波路と前記共振型アンテナとを結合するインピーダンス整合部と、を有する。前記導波路は、前記電磁波に対する誘電率実部が負である第一及び第二の導体層と、前記第一及び第二の導体層の間に配置されているコア層と、を有し、前記コア層は、前記電磁波の利得、又は、前記電磁波に対してキャリアの非線形性、を有する。前記インピーダンス整合部は、前記導波路のインピーダンスと前記共振型アンテナのインピーダンスとの整合の程度を調整する。

Claims (22)

1. 導波路と、
   電磁波が出射又は入射する前記導波路の部分に配置されている、前記電磁波を定在化する共振型アンテナと、
   前記導波路と前記共振型アンテナとを結合するインピーダンス整合部と、を有し、
   前記導波路は、前記電磁波に対する誘電率実部が負である第一及び第二の導体層と、前記第一及び第二の導体層の間に配置されているコア層と、を有し、
   前記コア層は、前記電磁波の利得、又は、前記電磁波に対してキャリアの非線形性、を有し、
   前記インピーダンス整合部は、前記導波路のインピーダンスと前記共振型アンテナのインピーダンスとの整合の程度を調整することを特徴とする素子。
2. 前記コア層は、前記第一及び第二の導体層に接し且つ半導体を含む積層構造を有することを特徴とする
   請求項１に記載の素子。
3. 前記導波路の前記部分は、前記導波路の端部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の素子。
4. 前記インピーダンス整合部は、オフセット給電、λ／４整合回路、結合給電のいずれかにより入出力インピーダンスを調整する構造を有することを特徴とする
   請求項１から３の何れか１項に記載の素子。
5. 前記共振型アンテナが前記インピーダンス整合部を兼ねることを特徴とする
   請求項１から４の何れか１項に記載の素子。
6. 前記共振型アンテナはマイクロストリップアンテナ又はパッチアンテナであることを特徴とする
   請求項１から５の何れか１項に記載の素子。
7. 前記共振型アンテナは、前記導波路を伝搬する前記電磁波の伝搬方向に対して鉛直上ないし下方向に前記電磁波を出射又は入射する構造を有することを特徴とする
   請求項１から６の何れか１項に記載の素子。
8. 前記コア層は、キャリアのサブバンド間遷移によりテラヘルツ波を発生する多重量子井戸構造を含むことを特徴とする
   請求項１から７の何れか１項に記載の素子。
9. 前記電磁波の真空中の波長をλ、前記導波路の等価屈折率をｎ_ｅとして、λ_ｇ＝λ／ｎ_ｅと表すとき、前記第一の導体層と前記第二の導体層は、導波モードないし発振モードの管内波長（λ_g）以下の距離に近接することを特徴とする
   請求項１から８の何れか１項に記載の素子。
10. 前記コア層は、前記電磁波の利得を有し、
    前記共振型アンテナは、前記電磁波が出射する前記導波路の部分に配置されており、
    前記電磁波は、前記共振型アンテナから出射することを特徴とする
    請求項１から９の何れか１項に記載の素子。
11. 前記コア層は、前記電磁波に対してキャリアの非線形性を有し、
    前記共振型アンテナは、前記電磁波が入射する前記導波路の部分に配置されており、
    前記電磁波は、前記共振型アンテナから入射することを特徴とする
    請求項１から９の何れか１項に記載の素子。
12. 前記導波路は該導波路内で前記電磁波が共振する構造を有することを特徴とする
    請求項１から１１の何れか１項に記載の素子。
13. 前記導波路と前記インピーダンス整合部との界面においてインピーダンス不整合があることを特徴とする
    請求項１から１２の何れか１項に記載の素子。
14. 前記インピーダンス整合部がマイクロストリップラインで形成され、且つ該マイクロストリップラインの線幅と、該マイクロストリップラインと接地導体に挟まれた誘電体層の膜厚と、により前記インピーダンス整合部のインピーダンスを調整する構造を有することを特徴とする
    請求項１から３及び６から１３の何れか１項に記載の素子。
15. 前記導波路、前記共振型アンテナ及び前記インピーダンス整合部は、基板上に平面集積されていることを特徴とする
    請求項１から１４のいずれか一項に記載の素子。
16. 前記インピーダンス整合部は、λ／４整合回路を有することを特徴とする
    請求項１から１５のいずれか一項に記載の素子。
17. 前記インピーダンス整合部は、結合給電する構造を有することを特徴とする
    請求項１から１６のいずれか一項に記載の素子。
18. 前記共振型アンテナは、第１の導体と、第２の導体と、前記第１の導体と前記第２の導体との間に配置されている誘電体と、を有することを特徴とする
    請求項１から１７のいずれか一項に記載の素子。
19. 前記インピーダンス整合部は、前記第１の導体に切り込みを入れて、前記導波路を前記第１の導体と隔てて接続する構造を有することを特徴とする
    請求項１８に記載の素子。
20. 前記インピーダンス整合部は、前記導波路の一部が前記第１の導体と前記第２の導体との間に配置されている構造であることを特徴とする
    請求項１８に記載の素子。
21. 第１の導体層と、第２の導体層と、前記第１の導体層と前記第２の導体層との間に配置されているコア層と、を有する導波路と、
    第１の導体と、第２の導体と、前記第１の導体と前記第２の導体との間に配置されている誘電体と、を有し、前記導波路の電磁波の伝搬方向における前記導波路の端面に配置されているアンテナと、
    前記導波路と前記アンテナとの間に配置されているインピーダンス整合部と、を有し、
    前記第２の導体層と前記第２の導体とは、前記伝搬方向に並んで接して配置されていることを特徴とする素子。
22. 前記第１の導体層と前記第１の導体とは、前記伝搬方向に並んで配置されており、
    前記第１の導体層と前記第１の導体とは、接して又は導体を介して接続されていることを特徴とする
    請求項２１に記載の素子。