JP2017084991A - Terahertz wave generator, imaging device, camera, and measurement device - Google Patents

Terahertz wave generator, imaging device, camera, and measurement device Download PDF

Info

Publication number
JP2017084991A
JP2017084991A JP2015212626A JP2015212626A JP2017084991A JP 2017084991 A JP2017084991 A JP 2017084991A JP 2015212626 A JP2015212626 A JP 2015212626A JP 2015212626 A JP2015212626 A JP 2015212626A JP 2017084991 A JP2017084991 A JP 2017084991A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
terahertz wave
layer
quantum well
unit
well layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2015212626A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
中山 人司
Hitoshi Nakayama
人司 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2015212626A priority Critical patent/JP2017084991A/en
Publication of JP2017084991A publication Critical patent/JP2017084991A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact terahertz wave generator capable of exiting stabilized terahertz waves, and to provide a camera, an imaging device, and a measurement device.SOLUTION: A terahertz wave generator 1 has an optical pulse generation unit 40 including a quantum well layer 32, and generating optical pulses, and a photoconduction antenna 50 including the quantum well layer 32. The optical pulse generation unit 40 includes a forward bias application unit 42 to be applied with a forward bias voltage, a reverse bias application unit 44 to be applied with a reverse bias voltage, and a distribution Bragg reflection unit 46 for reflecting a part of the light guiding the quantum well layer 32. The photoconduction antenna 50 receives the light transmitted through the distribution Bragg reflection unit 46, and generates terahertz waves.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、テラヘルツ波発生装置、イメージング装置、カメラ、および計測装置に関する。   The present invention relates to a terahertz wave generation device, an imaging device, a camera, and a measurement device.

近年、100GHz以上、30THz以下の周波数を有する電磁波であるテラヘルツ波が注目されている。テラヘルツ波は、例えば、イメージング、分光計測等の各計測、非破壊検査等に用いることができる。
このテラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生装置は、サブp秒(数百f秒)程度のパルス幅をもつ光パルス(パルス光)を発生する光源装置と、光源装置で発生した光パルスが照射されることによりテラヘルツ波を発生する光伝導アンテナとを有している。
前記光伝導アンテナとしては、例えば、特許文献1に、光導波路とマイクロストリップ線路、光からテラヘルツ波に変換するための複数の半導体層を積層した光伝導素子とを同一基板上に集積化させたものが開示されている。
In recent years, a terahertz wave, which is an electromagnetic wave having a frequency of 100 GHz or more and 30 THz or less, has attracted attention. The terahertz wave can be used for, for example, each measurement such as imaging and spectroscopic measurement, non-destructive inspection, and the like.
This terahertz wave generating device that generates a terahertz wave is irradiated with a light source device that generates a light pulse (pulse light) having a pulse width of about sub-p seconds (several hundreds of seconds), and a light pulse generated by the light source device. And a photoconductive antenna that generates terahertz waves.
As the photoconductive antenna, for example, in Patent Document 1, an optical waveguide, a microstrip line, and a photoconductive element in which a plurality of semiconductor layers for converting light into terahertz waves are stacked are integrated on the same substrate. Are disclosed.

特開2006−66864号公報JP 2006-66864 A

しかしながら、特許文献1に記載の光伝導アンテナを有するテラヘルツ波発生装置は、光源装置と光伝導アンテナとが一体化していないため、光源装置と光伝導アンテナとの光導波路同士を精度良くアライメントすることが難しく、光源装置から出射された光パルスが光伝導アンテナに入射されず外部に漏れ、効率良くテラヘルツ波を発生させることができないという虞があった。   However, since the light source device and the photoconductive antenna are not integrated in the terahertz wave generation device having the photoconductive antenna described in Patent Document 1, the optical waveguides of the light source device and the photoconductive antenna are aligned with high accuracy. However, the light pulse emitted from the light source device is not incident on the photoconductive antenna but leaks to the outside, and there is a possibility that the terahertz wave cannot be generated efficiently.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]本適用例に係るテラヘルツ波発生装置は、量子井戸層を含み、且つ、光パルスを生成する光パルス生成部と、前記量子井戸層を含む光伝導アンテナと、を有し、前記光パルス生成部は、順バイアス電圧が印加される順バイアス印加部と、逆バイアス電圧が印加される逆バイアス印加部と、前記量子井戸層を導波する光の一部を反射する分布ブラッグ反射部と、を含み、前記光伝導アンテナは、前記分布ブラッグ反射部を透過した光パルスを受けてテラヘルツ波を発生させることを特徴とする。   Application Example 1 A terahertz wave generator according to this application example includes a quantum well layer, and includes an optical pulse generation unit that generates an optical pulse, and a photoconductive antenna including the quantum well layer, The optical pulse generator includes a forward bias applying unit to which a forward bias voltage is applied, a reverse bias applying unit to which a reverse bias voltage is applied, and a distributed Bragg that reflects a part of the light guided through the quantum well layer. The photoconductive antenna generates a terahertz wave upon receiving a light pulse transmitted through the distributed Bragg reflector.

本適用例によれば、光パルス生成部で生成した光パルスを導波する量子井戸層が光パルス生成部と、テラヘルツ波を発生させる光伝導アンテナと、に一体化して形成されているため、光パルス生成部と光伝導アンテナとの光導波路同士のアライメントが不要となり、効率良くテラヘルツ波を発生させることができる。また、光パルス生成部に逆バイアス印加部が設けられているため、生成した光パルスを圧縮してパルス幅を減少させることができ、高い強度を有する光パルスを生成させることができる。更に、光伝導アンテナ側に分布ブラッグ反射部が設けられているため、所望の波長の光パルスのみを光伝導アンテナへ入射させることができ、所望の波長を有するテラヘルツ波を効率良く発生させることができる。   According to this application example, the quantum well layer that guides the optical pulse generated by the optical pulse generation unit is formed integrally with the optical pulse generation unit and the photoconductive antenna that generates the terahertz wave. Alignment between the optical waveguides of the optical pulse generator and the photoconductive antenna is unnecessary, and a terahertz wave can be generated efficiently. In addition, since the reverse bias applying unit is provided in the optical pulse generation unit, the generated optical pulse can be compressed to reduce the pulse width, and an optical pulse having high intensity can be generated. Furthermore, since the distributed Bragg reflector is provided on the photoconductive antenna side, only a light pulse having a desired wavelength can be incident on the photoconductive antenna, and a terahertz wave having a desired wavelength can be efficiently generated. it can.

[適用例2]上記適用例に記載のテラヘルツ波発生装置において、前記分布ブラッグ反射部は、第1クラッド層と、前記量子井戸層と、第2クラッド層と、を有し、第2クラッド層は、前記量子井戸層側に向かって複数の凸部を有していることが好ましい。   Application Example 2 In the terahertz wave generator according to the application example described above, the distributed Bragg reflector includes a first cladding layer, the quantum well layer, and a second cladding layer, and the second cladding layer. Preferably has a plurality of convex portions toward the quantum well layer.

本適用例によれば、第2クラッド層が量子井戸層側に向かって複数の凸部を有していることにより、特定の波長の光パルスだけを反射するブラッグ反射を構成することができるため、所望の波長の光パルスのみを光伝導アンテナへ導波し、所望の波長を有するテラヘルツ波を発生させることができる。   According to this application example, since the second cladding layer has a plurality of convex portions toward the quantum well layer side, Bragg reflection that reflects only light pulses of a specific wavelength can be configured. Only a light pulse having a desired wavelength can be guided to the photoconductive antenna to generate a terahertz wave having the desired wavelength.

[適用例3]上記適用例に記載のテラヘルツ波発生装置において、前記分布ブラッグ反射部は、第1クラッド層と、前記量子井戸層と、第2クラッド層と、を有し、前記第2クラッド層は、前記量子井戸層側とは反対側に開口する複数の溝部を有していることが好ましい。   Application Example 3 In the terahertz wave generation device according to the application example, the distributed Bragg reflector includes a first cladding layer, the quantum well layer, and a second cladding layer, and the second cladding It is preferable that the layer has a plurality of grooves that are open on the side opposite to the quantum well layer side.

本適用例によれば、第2クラッド層が量子井戸層側とは反対側に開口する複数の溝部を有していることにより、特定の波長の光パルスだけを反射するブラッグ反射を構成することができるため、所望の波長の光パルスのみを光伝導アンテナへ導波し、所望の波長を有するテラヘルツ波を発生させることができる。   According to this application example, the second clad layer has a plurality of grooves that are opened on the side opposite to the quantum well layer side, thereby configuring a Bragg reflection that reflects only a light pulse of a specific wavelength. Therefore, only a light pulse having a desired wavelength can be guided to the photoconductive antenna, and a terahertz wave having a desired wavelength can be generated.

[適用例4]上記適用例に記載のテラヘルツ波発生装置において、前記光伝導アンテナは、逆バイアス電圧が印加されていることが好ましい。   Application Example 4 In the terahertz wave generation device according to the application example, it is preferable that a reverse bias voltage is applied to the photoconductive antenna.

本適用例によれば、光伝導アンテナに逆バイアス電圧を印加することにより、光キャリアの加速度が大きくなる。そのため、光伝導アンテナから出射されるテラヘルツ波の強度を大きくすることができる。   According to this application example, the acceleration of the optical carrier is increased by applying a reverse bias voltage to the photoconductive antenna. Therefore, the intensity of the terahertz wave emitted from the photoconductive antenna can be increased.

[適用例5]本適用例に係るイメージング装置は、上記適用例に記載のテラヘルツ波発生装置と、前記テラヘルツ波発生装置から出射し、対象物を透過又は反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部と、前記テラヘルツ波検出部の検出結果に基づいて対象物の画像を生成する画像形成部と、を備えていることを特徴とする。   Application Example 5 An imaging apparatus according to this application example includes the terahertz wave generation apparatus according to the application example described above, and terahertz wave detection that detects a terahertz wave that has been emitted from the terahertz wave generation apparatus and transmitted or reflected from an object. And an image forming unit that generates an image of the object based on the detection result of the terahertz wave detection unit.

本適用例によれば、光パルス生成部と光伝導アンテナとが一体化された小型のテラヘルツ波発生装置を備えているため、小型で高性能なイメージング装置を構成することができる。   According to this application example, since the small terahertz wave generator in which the optical pulse generation unit and the photoconductive antenna are integrated is provided, a small and high-performance imaging apparatus can be configured.

[適用例6]本適用例に係るカメラは、上記適用例に記載のテラヘルツ波発生装置と、前記テラヘルツ波発生装置から出射し、対象物にて反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部と、前記テラヘルツ波検出部の検出結果を記憶する記憶部と、を備えていることを特徴とする。   Application Example 6 A camera according to this application example includes the terahertz wave generation device according to the application example described above, a terahertz wave detection unit that detects a terahertz wave that is emitted from the terahertz wave generation device and reflected by an object. And a storage unit for storing the detection result of the terahertz wave detection unit.

本適用例によれば、光パルス生成部と光伝導アンテナとが一体化された小型のテラヘルツ波発生装置を備えているため、小型で高性能なカメラを構成することができる。   According to this application example, since a small terahertz wave generation device in which the optical pulse generation unit and the photoconductive antenna are integrated is provided, a small and high-performance camera can be configured.

[適用例7]本適用例に係る計測装置は、上記適用例に記載のテラヘルツ波発生装置と、前記テラヘルツ波発生装置から出射し、対象物を透過又は反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部と、前記テラヘルツ波検出部の検出結果に基づいて対象物を計測する計測部と、を備えていることを特徴とする。   Application Example 7 A measurement apparatus according to this application example includes the terahertz wave generation device according to the application example described above, and terahertz wave detection that detects a terahertz wave that has been emitted from the terahertz wave generation device and transmitted or reflected from an object. And a measurement unit that measures an object based on a detection result of the terahertz wave detection unit.

本適用例によれば、光パルス生成部と光伝導アンテナとが一体化された小型のテラヘルツ波発生装置を備えているため、小型で高性能な計測装置を構成することができる。   According to this application example, since a small terahertz wave generation device in which the optical pulse generation unit and the photoconductive antenna are integrated is provided, a small and high-performance measurement device can be configured.

[適用例8]上記適用例に記載の計測装置において、前記テラヘルツ波検出部は、前記テラヘルツ波発生装置から出射される光パルスが照射され、前記テラヘルツ波発生装置から前記テラヘルツ波検出部までの光パルスの光路長を変化させる遅延光学系を備えていることが好ましい。   Application Example 8 In the measurement apparatus according to the application example, the terahertz wave detection unit is irradiated with a light pulse emitted from the terahertz wave generation device, and the terahertz wave generation device to the terahertz wave detection unit. It is preferable to provide a delay optical system that changes the optical path length of the light pulse.

本適用例によれば、テラヘルツ波発生装置がテラヘルツ波と光パルスを同時に出射することができるため、出射された光パルスを遅延光学系によりテラヘルツ波より遅らせて、対象物などに照射することができる。そのため、小型で高性能な計測装置を構成することができる。   According to this application example, since the terahertz wave generation device can emit the terahertz wave and the optical pulse at the same time, the emitted optical pulse can be delayed from the terahertz wave by the delay optical system and irradiated onto the object or the like. it can. Therefore, a small and high-performance measuring device can be configured.

本発明の第1実施形態に係るテラヘルツ波発生装置の構成を示す斜視図。1 is a perspective view showing a configuration of a terahertz wave generation device according to a first embodiment of the present invention. 図1におけるA−A線の概略断面図。The schematic sectional drawing of the AA in FIG. テラヘルツ波発生装置の製造工程を説明する図1におけるA−A線の概略断面図。The schematic sectional drawing of the AA in FIG. 1 explaining the manufacturing process of a terahertz wave generator. テラヘルツ波発生装置の製造工程を説明する図1におけるA−A線の概略断面図。The schematic sectional drawing of the AA in FIG. 1 explaining the manufacturing process of a terahertz wave generator. テラヘルツ波発生装置の製造工程を説明する図1におけるA−A線の概略断面図。The schematic sectional drawing of the AA in FIG. 1 explaining the manufacturing process of a terahertz wave generator. テラヘルツ波発生装置の製造工程を説明する図1におけるB−B線の概略断面図。The schematic sectional drawing of the BB line in FIG. 1 explaining the manufacturing process of a terahertz wave generator. テラヘルツ波発生装置の製造工程を説明する図1におけるB−B線の概略断面図。The schematic sectional drawing of the BB line in FIG. 1 explaining the manufacturing process of a terahertz wave generator. テラヘルツ波発生装置の製造工程を説明する図1におけるB−B線の概略断面図。The schematic sectional drawing of the BB line in FIG. 1 explaining the manufacturing process of a terahertz wave generator. 本発明の第2実施形態に係るテラヘルツ波発生装置の構成を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the structure of the terahertz wave generator which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るイメージング装置の構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. 図5に示すイメージング装置のテラヘルツ波検出部を示す平面図。The top view which shows the terahertz wave detection part of the imaging device shown in FIG. 対象物のテラヘルツ帯でのスペクトルを示すグラフ。The graph which shows the spectrum in the terahertz band of a target object. 対象物の物質A、B、およびCの分布を示す画像の図。The figure of the image which shows distribution of the substances A, B, and C of a target object. 本発明の実施形態に係るカメラの構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of a camera according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るカメラの構成を示す斜視図。1 is a perspective view illustrating a configuration of a camera according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る計測装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the measuring device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る計測装置としてのテラヘルツ分光分析装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the terahertz spectroscopy analyzer as a measuring device which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each layer and each member is different from the actual scale so that each layer and each member can be recognized.

[テラヘルツ波発生装置]
<第1実施形態>
先ず、本発明の第1実施形態に係るテラヘルツ波発生装置1について、図1および図2を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係るテラヘルツ波発生装置の構成を示す斜視図である。図2は、図1におけるA−A線の概略断面図である。
[Terahertz wave generator]
<First Embodiment>
First, a terahertz wave generator 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a terahertz wave generating apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic sectional view taken along line AA in FIG.

テラヘルツ波発生装置1は、図1に示すように、半導体基板である基板10と、基板10上に設けられたバッファー層12と、バッファー層12上に設けられた第1クラッド層14と、第1クラッド層14上に設けられた活性層16と、活性層16上に設けられた第2クラッド層18と、第2クラッド層18上に設けられた絶縁層20およびコンタクト層22と、絶縁層20およびコンタクト層22上に設けられた複数の第2電極26a,26b,26cと、基板10のバッファー層12が設けられている側とは反対側に設けられた第1電極24と、を有している。   As shown in FIG. 1, the terahertz wave generator 1 includes a substrate 10 that is a semiconductor substrate, a buffer layer 12 provided on the substrate 10, a first cladding layer 14 provided on the buffer layer 12, An active layer 16 provided on the first cladding layer 14, a second cladding layer 18 provided on the active layer 16, an insulating layer 20 and a contact layer 22 provided on the second cladding layer 18, and an insulating layer; 20 and a plurality of second electrodes 26a, 26b, 26c provided on the contact layer 22 and a first electrode 24 provided on the opposite side of the substrate 10 from the side on which the buffer layer 12 is provided. doing.

基板10としては、n型の半導体、例えば、n型GaAs基板などを用いることができる。
バッファー層12は、上方に形成される層の結晶性を向上させることができ、例えば、基板10よりも結晶性の良好なn型GaAs層などを用いることができる。
As the substrate 10, an n-type semiconductor such as an n-type GaAs substrate can be used.
The buffer layer 12 can improve the crystallinity of the layer formed above. For example, an n-type GaAs layer having better crystallinity than the substrate 10 can be used.

第1クラッド層14は、n型の半導体、例えば、n型Al0.5Ga0.5As層などを用いることができる。
活性層16は、i型の半導体を積層した層、例えば、i型GaAs層とi型Al0.3Ga0.7As層とを交互に積層した層などを用いることができる。
第2クラッド層18は、p型の半導体、例えば、p型Al0.5Ga0.5As層などを用いることができる。
The first cladding layer 14 can be an n-type semiconductor, such as an n-type Al 0.5 Ga 0.5 As layer.
The active layer 16 may be a layer in which i-type semiconductors are stacked, for example, a layer in which i-type GaAs layers and i-type Al 0.3 Ga 0.7 As layers are alternately stacked.
For the second cladding layer 18, a p-type semiconductor such as a p-type Al 0.5 Ga 0.5 As layer can be used.

絶縁層20としては、絶縁性を有する材料であれば特に限定されず、例えば、フッ素系樹脂、ポリイミド、ポラジン系化合物、水素化ヒロキサン、ベンゾシクロブテン、SiN、SiO2などが挙げられる。
コンタクト層22は、p型の半導体、例えば、p型GaAs層などを用いることができる。
The insulating layer 20 is not particularly limited as long as it is an insulating material, and examples thereof include fluorine-based resins, polyimides, porazine-based compounds, hydrogenated hexane, benzocyclobutene, SiN, and SiO 2 .
The contact layer 22 can be a p-type semiconductor such as a p-type GaAs layer.

第1電極24は、基板10側からCr層、AuGe層、Ni層、Au層の順序で積層した層などを用いることができる。
第2電極26a,26b,26cは、コンタクト層22側からCr層、Pt層、Ti層、Pt層、Au層の順で積層した層などを用いることができる。
As the first electrode 24, a layer in which a Cr layer, an AuGe layer, a Ni layer, and an Au layer are stacked in this order from the substrate 10 side can be used.
As the second electrodes 26a, 26b, and 26c, a layer in which a Cr layer, a Pt layer, a Ti layer, a Pt layer, and an Au layer are stacked in this order from the contact layer 22 side can be used.

また、テラヘルツ波発生装置1において、活性層16は、図2に示すように、第1クラッド層14上に設けられたガイド層30と、ガイド層30上に設けられた光パルスが導波する量子井戸層32と、量子井戸層32上に設けられたバリア層34と、バリア層34上に設けられた量子井戸層32と、量子井戸層32上に設けられたガイド層30と、を含み構成されている。なお、本実施形態では、ガイド層30の間に、量子井戸層32とバリア層34とを交互に複数ずつ設けてなる多重量子井戸と呼ばれる構造である。しかし、これに限定されず、量子井戸層32の上下をガイド層30で挟んだ単一量子井戸構造や量子井戸層32単層であっても構わない。   Further, in the terahertz wave generator 1, the active layer 16 guides a guide layer 30 provided on the first cladding layer 14 and an optical pulse provided on the guide layer 30 as shown in FIG. 2. A quantum well layer 32; a barrier layer 34 provided on the quantum well layer 32; a quantum well layer 32 provided on the barrier layer 34; and a guide layer 30 provided on the quantum well layer 32. It is configured. In the present embodiment, the structure is called a multiple quantum well in which a plurality of quantum well layers 32 and barrier layers 34 are alternately provided between the guide layers 30. However, the present invention is not limited to this, and a single quantum well structure or a single quantum well layer 32 in which the upper and lower sides of the quantum well layer 32 are sandwiched between the guide layers 30 may be used.

ガイド層30およびバリア層34の構成材料は、i型の半導体であり、例えば、i型AlGaAs層などである。また、量子井戸層32の構成材料は、i型の半導体であり、例えば、i型GaAs層などである。   The constituent material of the guide layer 30 and the barrier layer 34 is an i-type semiconductor, for example, an i-type AlGaAs layer. The constituent material of the quantum well layer 32 is an i-type semiconductor, for example, an i-type GaAs layer.

更に、テラヘルツ波発生装置1は、光パルスを生成する光パルス生成部40と、光パルス生成部40で生成された光パルスを受けてテラヘルツ波を発生する光伝導アンテナ50と、を有している。また、テラヘルツ波発生装置1は、光パルス生成部40と光伝導アンテナ50とが一体化、すなわち同一基板10上に集積されており、光パルスが導波する量子井戸層32を含む活性層16が光パルス生成部40と光伝導アンテナ50とに一体化して配置されている。
なお、テラヘルツ波とは、周波数が、100GHz以上30THz以下の電磁波、特に、300GHz以上3THz以下の電磁波をいう。
Furthermore, the terahertz wave generation device 1 includes an optical pulse generation unit 40 that generates an optical pulse, and a photoconductive antenna 50 that receives the optical pulse generated by the optical pulse generation unit 40 and generates a terahertz wave. Yes. Further, in the terahertz wave generating device 1, the optical pulse generation unit 40 and the photoconductive antenna 50 are integrated, that is, integrated on the same substrate 10, and the active layer 16 including the quantum well layer 32 in which the optical pulse is guided. Are integrated with the optical pulse generator 40 and the photoconductive antenna 50.
The terahertz wave means an electromagnetic wave having a frequency of 100 GHz to 30 THz, particularly an electromagnetic wave of 300 GHz to 3 THz.

次に、テラヘルツ波発生装置1を構成する光パルス生成部40と光伝導アンテナ50とについて説明する。   Next, the optical pulse generation unit 40 and the photoconductive antenna 50 constituting the terahertz wave generation device 1 will be described.

光パルス生成部40は、コンタクト層22上に設けられた第2電極26aを有する順バイアス印加部42と、コンタクト層22上に設けられた第2電極26bを有する逆バイアス印加部44と、分布ブラッグ反射部46と、を有している。順バイアス印加部42は、電源52aから第1電極24と第2電極26aとの間に順方向の電圧が印加される。また、逆バイアス印加部44は、電源52bから第1電極24と第2電極26bとの間に逆方向の電圧が印加される。   The optical pulse generator 40 includes a forward bias applying unit 42 having a second electrode 26a provided on the contact layer 22, a reverse bias applying unit 44 having a second electrode 26b provided on the contact layer 22, and a distribution. And a Bragg reflector 46. The forward bias applying unit 42 is applied with a forward voltage between the first electrode 24 and the second electrode 26a from the power source 52a. The reverse bias applying unit 44 applies a reverse voltage from the power source 52b between the first electrode 24 and the second electrode 26b.

順バイアス印加部42は、p型半導体である第2クラッド層18と、i型半導体である活性層16と、n型半導体である第1クラッド層14と、により構成されたpin構造である。よって、第1クラッド層14および第2クラッド層18の各々は、活性層16よりも禁制帯幅が大きく、屈折率が小さい層であるため、活性層16は光を増幅する機能を有する。また、第1クラッド層14および第2クラッド層18は、活性層16を挟んで、注入キャリア(電子および正孔)並びに光を閉じ込める機能を有する。   The forward bias applying unit 42 has a pin structure including the second cladding layer 18 that is a p-type semiconductor, the active layer 16 that is an i-type semiconductor, and the first cladding layer 14 that is an n-type semiconductor. Therefore, each of the first cladding layer 14 and the second cladding layer 18 is a layer having a larger forbidden band width and a smaller refractive index than the active layer 16, and thus the active layer 16 has a function of amplifying light. The first cladding layer 14 and the second cladding layer 18 have a function of confining injected carriers (electrons and holes) and light with the active layer 16 interposed therebetween.

従って、第1電極24と第2電極26aとの間(pin構造部)に、順方向の電圧を印加すると、活性層16において電子と正孔とが再結合が起こり、この再結合により発光する。発光は連鎖的に誘導放出が起こる。発光した光は、逆バイアス印加部44と分布ブラッグ反射部46との境界面と、順バイアス印加部42の逆バイアス印加部44側とは反対側の端部である第1側面28aと、の間を往復することで光の強度が増幅される。   Therefore, when a forward voltage is applied between the first electrode 24 and the second electrode 26a (pin structure part), electrons and holes are recombined in the active layer 16, and light is emitted by this recombination. . Luminescence occurs in a chain-induced manner. The emitted light has a boundary surface between the reverse bias application unit 44 and the distributed Bragg reflection unit 46 and a first side surface 28a that is an end of the forward bias application unit 42 opposite to the reverse bias application unit 44 side. The light intensity is amplified by reciprocating between them.

逆バイアス印加部44も、p型半導体である第2クラッド層18と、i型半導体である活性層16と、n型半導体である第1クラッド層14と、により構成されたpin構造である。しかし、第1電極24と第2電極26bとの間(pin構造部)に、逆方向の電圧を印加すると、入射光量が大きいほど吸収率が低い特性を有する可飽和吸収体となる。   The reverse bias applying unit 44 also has a pin structure including the second cladding layer 18 that is a p-type semiconductor, the active layer 16 that is an i-type semiconductor, and the first cladding layer 14 that is an n-type semiconductor. However, when a reverse voltage is applied between the first electrode 24 and the second electrode 26b (pin structure portion), the saturable absorber has a characteristic that the absorptance is lower as the amount of incident light is larger.

そのため、順バイアス印加部42で生成した光は、光の波形における裾部がピーク部に比べ吸収率が高いので、可飽和吸収体である逆バイアス印加部44を通過すればするほど、光の波形における裾部がカットされ、パルス幅の狭い光パルスとなる。また、可飽和吸収体は、発光した光の位相を揃える働きもするため、何回も逆バイアス印加部44を通過することにより位相が揃い光パルスが圧縮してパルス幅が減少した光パルスを生成することができる。   For this reason, the light generated by the forward bias applying unit 42 has a higher absorption rate at the skirt portion of the light waveform than at the peak portion, so that the more light that passes through the reverse bias applying unit 44 that is a saturable absorber, The bottom part of the waveform is cut to form an optical pulse with a narrow pulse width. Further, since the saturable absorber also functions to align the phase of the emitted light, it passes through the reverse bias applying unit 44 many times, and the optical pulse is compressed by compressing the optical pulse and reducing the pulse width. Can be generated.

なお、順バイアス印加部42では、複数の縦モードで発光するため、順バイアス印加部42および逆バイアス印加部44では、複数の波長を有するパルス幅の狭い光パルスを生成させることができる。順バイアス印加部42および逆バイアス印加部44で生成された光パルスは、順バイアス印加部42側の量子井戸層32の第1側面28aから外部へ、また、逆バイアス印加部44と分布ブラッグ反射部46との境界面から分布ブラッグ反射部46へ、出射される。   Since the forward bias applying unit 42 emits light in a plurality of longitudinal modes, the forward bias applying unit 42 and the reverse bias applying unit 44 can generate optical pulses having a plurality of wavelengths and a narrow pulse width. The light pulses generated by the forward bias applying unit 42 and the reverse bias applying unit 44 are transmitted from the first side surface 28a of the quantum well layer 32 on the forward bias applying unit 42 side to the outside, and with the reverse bias applying unit 44 and distributed Bragg reflection. The light is emitted from the boundary surface with the portion 46 to the distributed Bragg reflector 46.

分布ブラッグ反射部46は、第1クラッド層14と、活性層16を構成する量子井戸層32と、第2クラッド層18と、を含み構成されている。第2クラッド層18は、量子井戸層32側に向かって複数の凸部48を有している。第2クラッド層18の凸部48が周期的に配置されていることにより、回折格子として作用し、特定の波長の光を選択的に反射させることができる。そのため、順バイアス印加部42および逆バイアス印加部44で生成された複数の波長を有する光パルスの中から所望の波長の光パルスのみを透過し光伝導アンテナ50へ入射することができる。   The distributed Bragg reflector 46 includes the first cladding layer 14, the quantum well layer 32 constituting the active layer 16, and the second cladding layer 18. The second cladding layer 18 has a plurality of convex portions 48 toward the quantum well layer 32 side. Since the convex portions 48 of the second cladding layer 18 are periodically arranged, it can act as a diffraction grating and can selectively reflect light of a specific wavelength. Therefore, it is possible to transmit only an optical pulse having a desired wavelength from among the optical pulses having a plurality of wavelengths generated by the forward bias applying unit 42 and the reverse bias applying unit 44 and to enter the photoconductive antenna 50.

なお、活性層16のガイド層30の幅寸法L1と、第2クラッド層18の凸部48の幅寸法L2と、はガイド層30および第2クラッド層18の屈折率nが同じとすると、(m×λ0/4×n)となるように配置されている。ここで、回折次数mは自然数であり通常は1であり、所望の光の波長λ0が800nmで、屈折率nが3.5であると、L1とL2とは57nmとなる。 If the width dimension L1 of the guide layer 30 of the active layer 16 and the width dimension L2 of the convex portion 48 of the second cladding layer 18 are the same as the refractive index n of the guide layer 30 and the second cladding layer 18, ( m × are arranged such that λ 0/4 × n). Here, the diffraction order m is a natural number, usually 1, and when the desired wavelength λ 0 is 800 nm and the refractive index n is 3.5, L1 and L2 are 57 nm.

光伝導アンテナ50は、コンタクト層22上に設けられた第2電極26cを有し、電源52cから第1電極24と第2電極26cとの間に逆方向の電圧が印加される。
光伝導アンテナ50に逆バイアス電圧を印加することにより、分布ブラッグ反射部46を透過し光伝導アンテナ50に入射した所望の波長の光パルスの光キャリアの加速度が大きくなるため、発生するテラヘルツ波の強度を大きくすることができる。
また、光伝導アンテナ50で発生したテラヘルツ波は、光伝導アンテナ50の分布ブラッグ反射部46側とは反対側の量子井戸層32の第2側面28bから出射される。
The photoconductive antenna 50 has a second electrode 26c provided on the contact layer 22, and a reverse voltage is applied between the first electrode 24 and the second electrode 26c from the power source 52c.
By applying a reverse bias voltage to the photoconductive antenna 50, the acceleration of the optical carrier of a light pulse having a desired wavelength that has passed through the distributed Bragg reflector 46 and entered the photoconductive antenna 50 is increased. The strength can be increased.
Further, the terahertz wave generated by the photoconductive antenna 50 is emitted from the second side surface 28b of the quantum well layer 32 on the side opposite to the distributed Bragg reflector 46 side of the photoconductive antenna 50.

以上で述べたように、本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置1は、光パルス生成部40で生成した光パルスを導波する量子井戸層32が光パルス生成部40と、テラヘルツ波を発生させる光伝導アンテナ50と、に一体化して形成されているため、光パルス生成部40と光伝導アンテナ50との光導波路同士のアライメントが不要となり、効率良くテラヘルツ波を発生させることができる。また、光パルス生成部40に逆バイアス印加部44が設けられているため、生成した光パルスを圧縮してパルス幅を減少させることができ、高い強度を有する光パルスを生成させることができる。更に、逆バイアス印加部44と光伝導アンテナ50との間に分布ブラッグ反射部46が設けられているため、順バイアス印加部42および逆バイアス印加部44で生成された複数の波長を有する光パルスの中から所望の波長の光パルスのみを透過し、光伝導アンテナ50へ入射させることができ、所望の波長を有するテラヘルツ波を効率良く発生させることができる。   As described above, in the terahertz wave generation device 1 according to this embodiment, the quantum well layer 32 that guides the optical pulse generated by the optical pulse generation unit 40 generates the terahertz wave with the optical pulse generation unit 40. Since it is formed integrally with the photoconductive antenna 50, alignment between the optical waveguides of the optical pulse generator 40 and the photoconductive antenna 50 is not necessary, and a terahertz wave can be generated efficiently. Further, since the reverse bias applying unit 44 is provided in the optical pulse generation unit 40, the generated optical pulse can be compressed to reduce the pulse width, and an optical pulse having high intensity can be generated. Further, since the distributed Bragg reflector 46 is provided between the reverse bias applying unit 44 and the photoconductive antenna 50, the optical pulse having a plurality of wavelengths generated by the forward bias applying unit 42 and the reverse bias applying unit 44 is provided. Only a light pulse having a desired wavelength can be transmitted and incident on the photoconductive antenna 50, and a terahertz wave having a desired wavelength can be efficiently generated.

また、第2クラッド層18が量子井戸層32側に向かって複数の凸部48を有していることにより、特定の波長の光パルスだけを反射するブラッグ反射ミラーを構成することができるため、所望の波長の光パルスのみを光伝導アンテナ50へ導波し、所望の波長を有するテラヘルツ波を効率良く発生させることができる。   In addition, since the second cladding layer 18 has a plurality of convex portions 48 toward the quantum well layer 32 side, a Bragg reflection mirror that reflects only a light pulse of a specific wavelength can be configured. Only a light pulse having a desired wavelength is guided to the photoconductive antenna 50, and a terahertz wave having a desired wavelength can be efficiently generated.

また、光伝導アンテナ50に逆バイアス電圧を印加することにより、光キャリアの加速度が大きくなる。そのため、光伝導アンテナ50から出射されるテラヘルツ波の強度を大きくすることができる。   Moreover, by applying a reverse bias voltage to the photoconductive antenna 50, the acceleration of the photocarrier increases. Therefore, the intensity of the terahertz wave emitted from the photoconductive antenna 50 can be increased.

[製造方法]
次に、本発明の実施形態に係るテラヘルツ波発生装置1の製造方法について、図3Aから図3Fを参照して説明する。
図3A、図3B、および図3Cは、テラヘルツ波発生装置の製造工程を説明する図1におけるA−A線の概略断面図である。図3D、図3E、および図3Fは、テラヘルツ波発生装置の製造工程を説明する図1におけるB−B線の概略断面図である。
[Production method]
Next, a method for manufacturing the terahertz wave generator 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A to 3F.
3A, 3B, and 3C are schematic cross-sectional views taken along line AA in FIG. 1 for explaining the manufacturing process of the terahertz wave generation device. 3D, 3E, and 3F are schematic cross-sectional views taken along the line BB in FIG. 1 for explaining the manufacturing process of the terahertz wave generation device.

先ず、基板10を準備し、図3Aに示すように、基板10上に、バッファー層12、第1クラッド層14、およびガイド層30と量子井戸層32とバリア層34とを積層することで構成される活性層16を、この順でエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法、MBE(Molecular Beam Epitaxy)法などを用いることができる。   First, the substrate 10 is prepared, and the buffer layer 12, the first cladding layer 14, the guide layer 30, the quantum well layer 32, and the barrier layer 34 are stacked on the substrate 10 as shown in FIG. 3A. The active layer 16 to be formed is epitaxially grown in this order. As a method for epitaxial growth, for example, MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method, MBE (Molecular Beam Epitaxy) method or the like can be used.

次に、図3Bに示すように、活性層16を構成するガイド層30に溝部49を形成する。溝部49は、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いてパターニングすることにより形成される。   Next, as shown in FIG. 3B, a groove 49 is formed in the guide layer 30 constituting the active layer 16. The groove 49 is formed by patterning using, for example, a photolithography technique and an etching technique.

その後、図3Cに示すように、溝部49が形成されている活性層16を構成するガイド層30上に、第2クラッド層18とコンタクト層22とを、この順で、例えば、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法、MBE(Molecular Beam Epitaxy)法などを用いて、エピタキシャル成長させる。   Thereafter, as shown in FIG. 3C, the second cladding layer 18 and the contact layer 22 are formed in this order on the guide layer 30 constituting the active layer 16 in which the groove 49 is formed, for example, MOCVD (Metal Organic). Epitaxial growth is performed using a chemical vapor deposition (MBE) method, an MBE (Molecular Beam Epitaxy) method, or the like.

次に、図3Dに示すように、第2クラッド層18とコンタクト層22とに光パルスの導波路となる凸部48aを形成する。凸部48aは、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いてパターニングすることにより形成される。   Next, as shown in FIG. 3D, a convex portion 48a serving as a waveguide of an optical pulse is formed in the second cladding layer 18 and the contact layer 22. The convex portion 48a is formed by patterning using, for example, a photolithography technique and an etching technique.

その後、図3Eに示すように、凸部48aを除く第2クラッド層18上に絶縁層20を形成する。絶縁層20は、例えば、スピンコーターなどで塗布後、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いてパターニングすることにより形成される。   Thereafter, as shown in FIG. 3E, the insulating layer 20 is formed on the second cladding layer 18 excluding the convex portions 48a. The insulating layer 20 is formed, for example, by patterning using a photolithography technique and an etching technique after coating with a spin coater or the like.

次に、図3Fに示すように、絶縁層20とコンタクト層22上に第2電極26aを形成する。第2電極26aは、例えば、真空蒸着法により全面に形成した後、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いてパターニングすることにより形成される。なお、本実施形態では、順バイアス印加部42の第2電極26aを一例として説明しているが、逆バイアス印加部44の第2電極26bや光伝導アンテナ50の第2電極26cも同様の方法で形成される。   Next, as illustrated in FIG. 3F, the second electrode 26 a is formed on the insulating layer 20 and the contact layer 22. The second electrode 26a is formed, for example, by forming it on the entire surface by a vacuum deposition method and then patterning it using a photolithography technique and an etching technique. In the present embodiment, the second electrode 26a of the forward bias applying unit 42 is described as an example, but the same method applies to the second electrode 26b of the reverse bias applying unit 44 and the second electrode 26c of the photoconductive antenna 50. Formed with.

その後、基板10のバッファー層12側とは反対側に第1電極24を形成する。第1電極24は、例えば、真空蒸着法により基板10の全面に形成してもよいが、第2電極26aと同様に全面に形成した後、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いてパターニングして形成しても構わない。
なお、第1電極24および第2電極26aの形成順序は、特に限定されない。
Thereafter, the first electrode 24 is formed on the opposite side of the substrate 10 from the buffer layer 12 side. The first electrode 24 may be formed on the entire surface of the substrate 10 by, for example, a vacuum evaporation method. However, the first electrode 24 is formed on the entire surface in the same manner as the second electrode 26a, and then patterned by using a photolithography technique and an etching technique. It doesn't matter.
In addition, the formation order of the 1st electrode 24 and the 2nd electrode 26a is not specifically limited.

以上の工程により、光パルスが導波する量子井戸層32を含む活性層16が光パルス生成部40と、光伝導アンテナ50と、に一体化して形成され、同一基板10上に集積されて、効率良くテラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生装置1を製造することができる。   Through the above steps, the active layer 16 including the quantum well layer 32 in which the optical pulse is guided is formed integrally with the optical pulse generation unit 40 and the photoconductive antenna 50, and is integrated on the same substrate 10, A terahertz wave generator 1 that efficiently generates a terahertz wave can be manufactured.

なお、本実施形態のテラヘルツ波発生装置1は、外形の大きさが厚みが約0.35mm、短手方向の長さが約2mm、長手方向の長さが約10mmと非常に小型化でき、半導体設備を用いて大量生産することができるので、大幅な低コスト化を図ることができる。   In addition, the terahertz wave generator 1 of the present embodiment can be very downsized with an outer shape having a thickness of about 0.35 mm, a short side length of about 2 mm, and a long side length of about 10 mm. Since it can be mass-produced using a semiconductor facility, a significant cost reduction can be achieved.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係るテラヘルツ波発生装置1aについて、図4を参照して説明する。
図4は、本発明の第2実施形態に係るテラヘルツ波発生装置の構成を示す概略断面図である。
以下、第2実施形態に係るテラヘルツ波発生装置1aについて、前述した第1実施形態のテラヘルツ波発生装置1との相違点を中心に説明する。また、同様の構成には、同一符号を付してあり、同様の事項については、その説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a terahertz wave generator 1a according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the terahertz wave generation device according to the second embodiment of the present invention.
Hereinafter, the terahertz wave generator 1a according to the second embodiment will be described focusing on differences from the terahertz wave generator 1 of the first embodiment described above. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure and the description is abbreviate | omitted about the same matter.

第2実施形態に係るテラヘルツ波発生装置1aは、図4に示すように、分布ブラッグ反射部46aの構成が異なる。
テラヘルツ波発生装置1aにおける分布ブラッグ反射部46aは、第1クラッド層14と、活性層16を構成する量子井戸層32と、第2クラッド層18と、を含み構成されている。第2クラッド層18は、量子井戸層32側とは反対側に開口する複数の溝部49aを有している。第2クラッド層18の溝部49aが周期的に配置されていることにより、回折格子として作用し、特定の波長の光を選択的に反射させることができる。そのため、順バイアス印加部42および逆バイアス印加部44で生成された複数の波長を有する光パルスの中から所望の波長の光パルスのみを透過し光伝導アンテナ50へ入射することができる。
As shown in FIG. 4, the terahertz wave generator 1a according to the second embodiment has a different configuration of the distributed Bragg reflector 46a.
The distributed Bragg reflector 46 a in the terahertz wave generator 1 a includes the first cladding layer 14, the quantum well layer 32 constituting the active layer 16, and the second cladding layer 18. The second cladding layer 18 has a plurality of grooves 49a that open to the side opposite to the quantum well layer 32 side. Since the groove portions 49a of the second cladding layer 18 are periodically arranged, it can function as a diffraction grating and selectively reflect light of a specific wavelength. Therefore, it is possible to transmit only an optical pulse having a desired wavelength from among the optical pulses having a plurality of wavelengths generated by the forward bias applying unit 42 and the reverse bias applying unit 44 and to enter the photoconductive antenna 50.

なお、活性層16のガイド層30および第2クラッド層18の幅寸法L3は、ガイド層30および第2クラッド層18の屈折率nが3.5と同じとすると、(m×λ0/4×n)より、回折次数mを1とし、所望の光の波長λ0が800nmであると、第1実施形態のL1と同様に57nmとなる。また、活性層16のガイド層30および第2クラッド層18の溝部49aの幅寸法L4は、溝部49aが空気であるため、(m×λ0/4)である。そのため、回折次数mを1とし、所望の光の波長λ0が800nmであると、L4は200nmとなる。従って、溝部49aは、幅寸法L3とL4が57nmと200nmの間隔で配置されている。 The width dimension L3 of the guide layer 30 and the second cladding layer 18 of the active layer 16, the refractive index n of the guide layer 30 and the second cladding layer 18 is the same as in 3.5, (m × λ 0/ 4 From xn), when the diffraction order m is 1 and the wavelength λ 0 of the desired light is 800 nm, it becomes 57 nm as in L1 of the first embodiment. Furthermore, the width L4 of the grooves 49a of the guide layer 30 and the second cladding layer 18 of the active layer 16, since the groove portion 49a is air, a (m × λ 0/4) . Therefore, if the diffraction order m is 1, and the desired wavelength λ 0 is 800 nm, L4 is 200 nm. Therefore, the groove portions 49a are arranged with the width dimensions L3 and L4 at intervals of 57 nm and 200 nm.

このような構成とすることにより、特定の波長の光パルスだけを反射するブラッグ反射を構成することができるため、光パルス生成部40aで生成した光パルスにおいて、所望の波長の光パルスのみを光伝導アンテナ50へ導波し、所望の波長を有するテラヘルツ波を発生させることができる。   By adopting such a configuration, it is possible to configure a Bragg reflection that reflects only an optical pulse having a specific wavelength. Therefore, in the optical pulse generated by the optical pulse generator 40a, only an optical pulse having a desired wavelength is emitted. A terahertz wave having a desired wavelength can be generated by being guided to the conductive antenna 50.

[イメージング装置]
次に、本発明の実施形態に係るテラヘルツ波発生装置1を備えたイメージング装置100について、図5から図8を参照して説明する。
図5は、本発明の実施形態に係るイメージング装置の構成を示すブロック図である。図6は、図5に示すイメージング装置のテラヘルツ波検出部を示す平面図である。図7は、対象物のテラヘルツ帯でのスペクトルを示すグラフである。図8は、対象物の物質A、B、およびCの分布を示す画像の図である。
[Imaging equipment]
Next, an imaging apparatus 100 including the terahertz wave generation device 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a plan view showing a terahertz wave detection unit of the imaging apparatus shown in FIG. FIG. 7 is a graph showing the spectrum of the target in the terahertz band. FIG. 8 is a diagram of an image showing the distribution of the substances A, B, and C of the object.

イメージング装置100は、図5に示すように、テラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生装置1と、テラヘルツ波発生装置1から出射し、対象物110を透過または反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部120と、テラヘルツ波検出部120の検出結果に基づいて、対象物110の画像、すなわち、画像データを生成する画像形成部130とを備えている。なお、テラヘルツ波発生装置1については、その説明を省略する。   As illustrated in FIG. 5, the imaging apparatus 100 includes a terahertz wave generation apparatus 1 that generates a terahertz wave, and a terahertz wave detection unit that detects the terahertz wave that is emitted from the terahertz wave generation apparatus 1 and transmitted or reflected by the object 110. 120, and an image forming unit 130 that generates an image of the object 110, that is, image data, based on the detection result of the terahertz wave detection unit 120. Note that the description of the terahertz wave generator 1 is omitted.

また、テラヘルツ波検出部120としては、図6に示すように、目的の波長のテラヘルツ波を通過させるフィルター150と、フィルター150を通過した前記目的の波長のテラヘルツ波を検出する検出部170とを備えたものを用いる。また、検出部170としては、例えば、テラヘルツ波を熱に変換して検出するもの、すなわち、テラヘルツ波を熱に変換し、そのテラヘルツ波のエネルギー(強度)を検出し得るものを用いる。このような検出部としては、例えば、焦電センサー、ボロメーター等が挙げられる。なお、テラヘルツ波検出部120としては、前記の構成のものに限定されないことは、言うまでもない。   Further, as shown in FIG. 6, the terahertz wave detection unit 120 includes a filter 150 that transmits a terahertz wave having a target wavelength, and a detection unit 170 that detects the terahertz wave having the target wavelength that has passed through the filter 150. Use what you have. Further, as the detection unit 170, for example, a detection unit that converts a terahertz wave into heat and detects it, that is, a unit that can convert a terahertz wave into heat and detect energy (intensity) of the terahertz wave is used. Examples of such a detection unit include a pyroelectric sensor and a bolometer. Needless to say, the terahertz wave detection unit 120 is not limited to the above-described configuration.

また、フィルター150は、2次元的に配置された複数の画素(単位フィルター部)160を有している。すなわち、各画素160は、行列状に配置されている。
また、各画素160は、互いに異なる波長のテラヘルツ波を通過させる複数の領域、すなわち、通過させるテラヘルツ波の波長(以下、「通過波長」とも言う)が互いに異なる複数の領域を有している。なお、図示の構成では、各画素160は、第1の領域161、第2の領域162、第3の領域163、および第4の領域164を有している。
The filter 150 includes a plurality of pixels (unit filter units) 160 that are two-dimensionally arranged. That is, the pixels 160 are arranged in a matrix.
Each pixel 160 has a plurality of regions that transmit terahertz waves having different wavelengths, that is, a plurality of regions that have different wavelengths of terahertz waves that pass (hereinafter also referred to as “passing wavelengths”). In the illustrated configuration, each pixel 160 includes a first region 161, a second region 162, a third region 163, and a fourth region 164.

また、検出部170は、フィルター150の各画素160の第1の領域161、第2の領域162、第3の領域163および第4の領域164に対応してそれぞれ設けられた第1の単位検出部171、第2の単位検出部172、第3の単位検出部173、および第4の単位検出部174を有している。各第1の単位検出部171、各第2の単位検出部172、各第3の単位検出部173、および各第4の単位検出部174は、それぞれ、各画素160の第1の領域161、第2の領域162、第3の領域163、および第4の領域164を通過したテラヘルツ波を熱に変換して検出する。これにより、各画素160のそれぞれにおいて、4つの目的の波長のテラヘルツ波をそれぞれ確実に検出することができる。   The detection unit 170 also includes a first unit detection provided corresponding to the first region 161, the second region 162, the third region 163, and the fourth region 164 of each pixel 160 of the filter 150. A unit 171, a second unit detector 172, a third unit detector 173, and a fourth unit detector 174. Each first unit detector 171, each second unit detector 172, each third unit detector 173, and each fourth unit detector 174, respectively, includes a first region 161 of each pixel 160, The terahertz wave that has passed through the second region 162, the third region 163, and the fourth region 164 is converted into heat and detected. Thereby, in each of the pixels 160, terahertz waves having four target wavelengths can be reliably detected.

次に、イメージング装置100の使用例について説明する。
先ず、分光イメージングの対象となる対象物110が、3つの物質A、BおよびCで構成されているとする。イメージング装置100は、この対象物110の分光イメージングを行う。また、ここでは、一例として、テラヘルツ波検出部120は、対象物110を反射したテラヘルツ波を検出することとする。
テラヘルツ波検出部120のフィルター150の各画素160においては、第1の領域161および第2の領域162を使用する。
Next, a usage example of the imaging apparatus 100 will be described.
First, it is assumed that the object 110 to be subjected to spectral imaging is composed of three substances A, B, and C. The imaging apparatus 100 performs spectral imaging of the object 110. Here, as an example, the terahertz wave detection unit 120 detects a terahertz wave reflected from the object 110.
In each pixel 160 of the filter 150 of the terahertz wave detection unit 120, the first region 161 and the second region 162 are used.

また、第1の領域161の通過波長をλ1、第2の領域162の通過波長をλ2とし、対象物110で反射したテラヘルツ波の波長λ1の成分の強度をα1、波長λ2の成分の強度をα2としたとき、その強度α2と強度α1の差分(α2−α1)が、物質Aと物質Bと物質Cとで、互いに顕著に区別できるように、前記第1の領域161の通過波長λ1および第2の領域162の通過波長λ2が設定されている。   Further, the transmission wavelength of the first region 161 is λ1, the transmission wavelength of the second region 162 is λ2, the intensity of the component of wavelength λ1 of the terahertz wave reflected by the object 110 is α1, and the intensity of the component of wavelength λ2 is When α2 is set, the difference (α2−α1) between the intensity α2 and the intensity α1 can be distinguished from each other among the substance A, the substance B, and the substance C, so that the transmission wavelength λ1 of the first region 161 and The pass wavelength λ2 of the second region 162 is set.

図7に示すように、物質Aにおいては、対象物110で反射したテラヘルツ波の波長λ2の成分の強度α2と波長λ1の成分の強度α1の差分(α2−α1)は、正値となる。
また、物質Bにおいては、強度α2と強度α1の差分(α2−α1)は、零となる。
また、物質Cにおいては、強度α2と強度α1の差分(α2−α1)は、負値となる。
As shown in FIG. 7, in the substance A, the difference (α2−α1) between the intensity α2 of the component with wavelength λ2 of the terahertz wave reflected by the object 110 and the intensity α1 of the component with wavelength λ1 is a positive value.
In the substance B, the difference (α2−α1) between the intensity α2 and the intensity α1 is zero.
Further, in the substance C, the difference (α2−α1) between the intensity α2 and the intensity α1 is a negative value.

イメージング装置100により、対象物110の分光イメージングを行う際は、先ず、テラヘルツ波発生装置1により、テラヘルツ波を発生し、そのテラヘルツ波を対象物110に照射する。そして、対象物110で反射したテラヘルツ波をテラヘルツ波検出部120で、α1およびα2として検出する。この検出結果は、画像形成部130に送出される。なお、この対象物110へのテラヘルツ波の照射および対象物110で反射したテラヘルツ波の検出は、対象物110の全体に対して行う。   When spectral imaging of the object 110 is performed by the imaging apparatus 100, first, a terahertz wave is generated by the terahertz wave generation apparatus 1, and the object 110 is irradiated with the terahertz wave. Then, the terahertz wave reflected by the object 110 is detected by the terahertz wave detection unit 120 as α1 and α2. This detection result is sent to the image forming unit 130. Note that the irradiation of the terahertz wave to the object 110 and the detection of the terahertz wave reflected by the object 110 are performed on the entire object 110.

画像形成部130においては、前記検出結果に基づいて、フィルター150の第2の領域162を通過したテラヘルツ波の波長λ2の成分の強度α2と、第1の領域161を通過したテラヘルツ波の波長λ1の成分の強度α1の差分(α2−α1)を求める。そして、対象物110のうち、前記差分が正値となる部位を物質A、前記差分が零となる部位を物質B、前記差分が負値となる部位を物質Cと判断し、特定する。   In the image forming unit 130, based on the detection result, the intensity α2 of the component of the wavelength λ2 of the terahertz wave that has passed through the second region 162 of the filter 150 and the wavelength λ1 of the terahertz wave that has passed through the first region 161 are detected. The difference (α2−α1) of the intensity α1 of the component is obtained. Then, in the object 110, a part where the difference is a positive value is determined as a substance A, a part where the difference is zero is determined as a substance B, and a part where the difference is a negative value is determined as a substance C.

また、画像形成部130では、図8に示すように、対象物110の物質A、B、およびCの分布を示す画像の画像データを作成する。この画像データは、画像形成部130から図示しないモニターに送出され、そのモニターにおいて、対象物110の物質A、B、およびCの分布を示す画像が表示される。この場合、例えば、対象物110の物質Aの分布する領域は黒色(図8では交差線で示す)、物質Bの分布する領域は灰色(図8では斜線で示す)、物質Cの分布する領域は白色に色分けして表示される。このイメージング装置100では、以上のように、対象物110を構成する各物質の同定と、その各物質の分布測定とを同時に行うことができる。   Further, the image forming unit 130 creates image data of an image indicating the distribution of the substances A, B, and C of the object 110 as shown in FIG. This image data is sent from the image forming unit 130 to a monitor (not shown), and an image showing the distribution of the substances A, B, and C of the object 110 is displayed on the monitor. In this case, for example, the region in which the substance A is distributed in the object 110 is black (indicated by cross lines in FIG. 8), the region in which the substance B is distributed is gray (indicated by diagonal lines in FIG. 8), and the region in which the substance C is distributed. Are displayed in white. As described above, the imaging apparatus 100 can simultaneously identify each substance constituting the object 110 and measure the distribution of each substance.

なお、イメージング装置100の用途は、前記のものに限らず、例えば、人物に対してテラヘルツ波を照射し、その人物を透過または反射したテラヘルツ波を検出し、画像形成部130において処理を行うことにより、その人物が、拳銃、ナイフ、違法な薬物等を所持しているか否かを判別することもできる。   The use of the imaging apparatus 100 is not limited to the above, and for example, a terahertz wave is irradiated to a person, a terahertz wave transmitted or reflected by the person is detected, and the image forming unit 130 performs processing. Thus, it is possible to determine whether or not the person has a handgun, a knife, an illegal drug, or the like.

[カメラ]
次に、本発明の実施形態に係るテラヘルツ波発生装置1を備えたカメラ200について、図9および図10を参照して説明する。
図9は、本発明の実施形態に係るカメラの構成を示すブロック図である。図10は、本発明の実施形態に係るカメラの構成を示す斜視図である。
以下、カメラ200の実施形態について、前述したイメージング装置100の実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその詳細な説明を省略する。
[camera]
Next, the camera 200 provided with the terahertz wave generator 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the camera according to the embodiment of the present invention. FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of the camera according to the embodiment of the present invention.
Hereinafter, the embodiment of the camera 200 will be described focusing on the differences from the above-described embodiment of the imaging apparatus 100, and the detailed description of the same matters will be omitted.

カメラ200は、図9および図10に示すように、テラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生装置1と、テラヘルツ波発生装置1から出射し、対象物210にて反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部220とを備えている。そして、これらの各部はカメラ200の筐体250に収められている。また、対象物210にて反射したテラヘルツ波をテラヘルツ波検出部220に収束(結像)させるレンズ260と、テラヘルツ波発生装置1にて発生したテラヘルツ波を筐体250の外部へ出射させるための窓部270を備える。レンズ260や窓部270はテラヘルツ波を透過・屈折させるシリコン、石英、ポリエチレンなどの部材によって構成されている。なお、窓部270は、スリットのように単に開口が設けられている構成としても良い。   As shown in FIGS. 9 and 10, the camera 200 detects the terahertz wave that is emitted from the terahertz wave generator 1 that generates the terahertz wave and is reflected from the object 210 and is reflected from the object 210. Part 220. These units are housed in a housing 250 of the camera 200. Further, the terahertz wave reflected by the object 210 is converged (imaged) on the terahertz wave detection unit 220, and the terahertz wave generated by the terahertz wave generator 1 is emitted to the outside of the housing 250. A window 270 is provided. The lens 260 and the window portion 270 are made of a member such as silicon, quartz, or polyethylene that transmits and refracts terahertz waves. Note that the window 270 may have a configuration in which an opening is simply provided like a slit.

次に、カメラ200の使用例について説明する。
カメラ200により、対象物210を撮像する際は、先ず、テラヘルツ波発生装置1により、テラヘルツ波を発生し、そのテラヘルツ波を対象物210に照射する。そして、対象物210にて反射したテラヘルツ波をレンズ260によってテラヘルツ波検出部220に収束(結像させて)検出する。この検出結果は、記憶部230に送出され、記憶される。なお、この対象物210へのテラヘルツ波の照射および対象物210にて反射したテラヘルツ波の検出は、対象物210の全体に対して行う。また、前記検出結果は、例えば、パーソナルコンピューター等の外部装置に送信することもできる。パーソナルコンピューターでは、前記検出結果に基づいて、各処理を行うことができる。
Next, a usage example of the camera 200 will be described.
When imaging the object 210 with the camera 200, first, the terahertz wave is generated by the terahertz wave generator 1, and the object 210 is irradiated with the terahertz wave. Then, the terahertz wave reflected by the object 210 is converged (imaged) on the terahertz wave detection unit 220 by the lens 260 and detected. This detection result is sent to and stored in the storage unit 230. The irradiation of the terahertz wave to the object 210 and the detection of the terahertz wave reflected by the object 210 are performed on the entire object 210. The detection result can be transmitted to an external device such as a personal computer. In the personal computer, each process can be performed based on the detection result.

[計測装置]
次に、本発明の実施形態に係るテラヘルツ波発生装置1を備えた計測装置300について、図11を参照して説明する。
図11は、本発明の実施形態に係る計測装置の構成を示すブロック図である。
以下、計測装置300の実施形態について、前述したイメージング装置100の実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその詳細な説明を省略する。
[Measurement equipment]
Next, a measurement device 300 including the terahertz wave generation device 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the measuring apparatus according to the embodiment of the present invention.
Hereinafter, the embodiment of the measurement apparatus 300 will be described focusing on the differences from the above-described embodiment of the imaging apparatus 100, and detailed description of the same matters will be omitted.

計測装置300は、図11に示すように、テラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生装置1と、テラヘルツ波発生装置1から出射し、対象物310を透過または反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部320と、テラヘルツ波検出部320の検出結果に基づいて、対象物310を計測する計測部330とを備えている。   As shown in FIG. 11, the measurement device 300 includes a terahertz wave generation device 1 that generates a terahertz wave, and a terahertz wave detection unit that detects the terahertz wave that is emitted from the terahertz wave generation device 1 and transmitted or reflected by the object 310. 320 and a measurement unit 330 that measures the object 310 based on the detection result of the terahertz wave detection unit 320.

次に、計測装置300の使用例について説明する。
計測装置300により、対象物310の分光計測を行う際は、先ず、テラヘルツ波発生装置1により、テラヘルツ波を発生し、そのテラヘルツ波を対象物310に照射する。そして、対象物310を透過または反射したテラヘルツ波をテラヘルツ波検出部320で検出する。この検出結果は、計測部330に送出される。なお、この対象物310へのテラヘルツ波の照射および対象物310を透過または反射したテラヘルツ波の検出は、対象物310の全体に対して行う。
Next, a usage example of the measuring apparatus 300 will be described.
When spectroscopic measurement of the object 310 is performed by the measuring apparatus 300, first, the terahertz wave is generated by the terahertz wave generating apparatus 1, and the object 310 is irradiated with the terahertz wave. Then, the terahertz wave transmitted or reflected by the object 310 is detected by the terahertz wave detection unit 320. This detection result is sent to the measurement unit 330. Note that the irradiation of the terahertz wave to the object 310 and the detection of the terahertz wave transmitted or reflected by the object 310 are performed on the entire object 310.

計測部330においては、前記検出結果から、図6に示すイメージング装置100のテラヘルツ波検出部120と同様に、テラヘルツ波検出部320内のフィルター150の第1の領域161、第2の領域162、第3の領域163および第4の領域164を通過したテラヘルツ波のそれぞれの強度を把握し、対象物310の成分およびその分布の分析等を行う。   In the measurement unit 330, from the detection result, similarly to the terahertz wave detection unit 120 of the imaging device 100 illustrated in FIG. 6, the first region 161, the second region 162 of the filter 150 in the terahertz wave detection unit 320, The intensities of the terahertz waves that have passed through the third region 163 and the fourth region 164 are grasped, and the components of the object 310 and the distribution thereof are analyzed.

[テラヘルツ分光分析装置]
次に、本発明の実施形態に係るテラヘルツ波発生装置1を備えた計測装置300としてのテラヘルツ分光分析装置300aについて、図12を参照して説明する。
図12は、本発明の実施形態に係る計測装置としてのテラヘルツ分光分析装置の構成を示すブロック図である。
以下、テラヘルツ分光分析装置300aの実施形態について、前述した計測装置300の実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその詳細な説明を省略する。
[Terahertz spectrometer]
Next, a terahertz spectroscopic analysis apparatus 300a as a measurement apparatus 300 including the terahertz wave generation apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of a terahertz spectroscopic analysis apparatus as a measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
Hereinafter, the embodiment of the terahertz spectroscopy analyzer 300a will be described with a focus on differences from the above-described embodiment of the measurement apparatus 300, and detailed description of the same matters will be omitted.

テラヘルツ分光分析装置300aは、図12に示すように、テラヘルツ波および光パルスを出射するテラヘルツ波発生装置1と、対象物310aを透過したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部320aと、テラヘルツ波検出部320aの検出結果に基づいて対象物310aを計測する計測部330aと、を備え、更に、テラヘルツ波発生装置1からテラヘルツ波検出部320aまでの光パルスの光路長を変化させる遅延光学系350を備えている。   As shown in FIG. 12, the terahertz spectrometer 300a includes a terahertz wave generator 1 that emits a terahertz wave and an optical pulse, a terahertz wave detector 320a that detects a terahertz wave that has passed through the object 310a, and terahertz wave detection. A delay optical system 350 that changes the optical path length of the optical pulse from the terahertz wave generator 1 to the terahertz wave detector 320a. I have.

次に、テラヘルツ分光分析装置300aの使用例について説明する。
テラヘルツ分光分析装置300aにより、対象物310aの分光計測を行う際は、先ず、テラヘルツ波発生装置1からテラヘルツ波および光パルスを出射する。
テラヘルツ波発生装置1から出射したテラヘルツ波は、曲面ミラー340aで集光され対象物310aに照射される。対象物310aを透過したテラヘルツ波は再び曲面ミラー340bで集光され、テラヘルツ波検出部320aに入射される。
Next, a usage example of the terahertz spectrometer 300a will be described.
When performing spectroscopic measurement of the object 310a by the terahertz spectrometer 300a, first, a terahertz wave and an optical pulse are emitted from the terahertz wave generator 1.
The terahertz wave emitted from the terahertz wave generation device 1 is collected by the curved mirror 340a and applied to the object 310a. The terahertz wave that has passed through the object 310a is again collected by the curved mirror 340b and is incident on the terahertz wave detection unit 320a.

テラヘルツ波発生装置1から出射した光パルスは、反射ミラー360aで反射され、テラヘルツ波発生装置1からテラヘルツ波検出部320aまでの光パルスの光路長を変化させる遅延光学系350に入射される。遅延光学系350は、4つの反射ミラー360b,360c,360d,360eで構成され、4つの反射ミラー360b,360c,360d,360eの間隔を調整することにより光路長を変化させ、テラヘルツ波検出部320aへの到達時間を遅延させることができる。
遅延光学系350を通過した光パルスは、反射ミラー360fで反射され、テラヘルツ波検出部320aに入射される。
The light pulse emitted from the terahertz wave generation device 1 is reflected by the reflection mirror 360a and is incident on the delay optical system 350 that changes the optical path length of the light pulse from the terahertz wave generation device 1 to the terahertz wave detection unit 320a. The delay optical system 350 includes four reflection mirrors 360b, 360c, 360d, and 360e, and changes the optical path length by adjusting the interval between the four reflection mirrors 360b, 360c, 360d, and 360e, and the terahertz wave detection unit 320a. The arrival time can be delayed.
The light pulse that has passed through the delay optical system 350 is reflected by the reflection mirror 360f and is incident on the terahertz wave detection unit 320a.

なお、本実施形態では遅延光学系350を4つの反射ミラー360b,360c,360d,360eを用いているが、これに限定されることはなく、2つ又は3つ、或いは5つ以上の構成であってもよい。   In this embodiment, the delay optical system 350 uses four reflection mirrors 360b, 360c, 360d, and 360e. However, the present invention is not limited to this, and has two, three, or five or more configurations. There may be.

テラヘルツ波検出部320aは、光伝導アンテナで構成される。テラヘルツ波検出部320aに対象物310aを透過したテラヘルツ波が入射されると、テラヘルツ波検出部320aのアンテナ部(図示せず)に電場が生じ、この部分に到達する時間が遅延した光パルスを照射すると、テラヘルツ波の電場強度に応じた光電流が流れる。光電流の電流値、すなわち電場強度の値から計測部330aで所定の理論式に基づいて演算することにより、対象物310aの電気的特性や不純物濃度等が得られる。これらの測定値は必要に応じてディスプレイ(図示せず)に表示される。   The terahertz wave detection unit 320a is configured by a photoconductive antenna. When a terahertz wave that has passed through the object 310a is incident on the terahertz wave detection unit 320a, an electric field is generated in the antenna unit (not shown) of the terahertz wave detection unit 320a, and an optical pulse with a delayed time to reach this part is generated. When irradiated, a photocurrent according to the electric field intensity of the terahertz wave flows. By calculating the current value of the photocurrent, that is, the value of the electric field intensity, based on a predetermined theoretical formula in the measurement unit 330a, the electrical characteristics, the impurity concentration, and the like of the object 310a can be obtained. These measured values are displayed on a display (not shown) as necessary.

また、テラヘルツ波発生装置1から出射した光パルスのテラヘルツ波検出部320aへ到達する遅延時間を変更しながら、テラヘルツ波検出部320aで検出される対象物310aを透過したテラヘルツ波の電場強度を測定することにより、時系列テラヘルツ分光が可能となる。   Further, the electric field intensity of the terahertz wave transmitted through the object 310a detected by the terahertz wave detection unit 320a is measured while changing the delay time of the optical pulse emitted from the terahertz wave generation device 1 to reach the terahertz wave detection unit 320a. By doing so, time series terahertz spectroscopy becomes possible.

以上、本発明のテラヘルツ波発生装置1,1a、イメージング装置100、カメラ200、計測装置300、およびテラヘルツ分光分析装置300aについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。   As described above, the terahertz wave generation devices 1 and 1a, the imaging device 100, the camera 200, the measurement device 300, and the terahertz spectroscopic analysis device 300a of the present invention have been described based on the illustrated embodiments. However, the present invention is not limited thereto. However, the configuration of each part can be replaced with any configuration having a similar function. In addition, any other component may be added to the present invention. Moreover, you may combine each embodiment suitably.

1,1a…テラヘルツ波発生装置、10…基板、12…バッファー層、14…第1クラッド層、16…活性層、18…第2クラッド層、20…絶縁層、22…コンタクト層、24…第1電極、26a,26b,26c…第2電極、28a…第1側面、28b…第2側面、30…ガイド層、32…量子井戸層、34…バリア層、40…光パルス生成部、42…順バイアス印加部、44…逆バイアス印加部、46…分布ブラッグ反射部、48,48a…凸部、49,49a…溝部、50…光伝導アンテナ、52a,52b,52c…電源、100…イメージング装置、200…カメラ、300…計測装置、300a…テラヘルツ分光分析装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1a ... Terahertz wave generator, 10 ... Board | substrate, 12 ... Buffer layer, 14 ... 1st clad layer, 16 ... Active layer, 18 ... 2nd clad layer, 20 ... Insulating layer, 22 ... Contact layer, 24 ... 1st 1 electrode, 26a, 26b, 26c ... 2nd electrode, 28a ... 1st side surface, 28b ... 2nd side surface, 30 ... Guide layer, 32 ... Quantum well layer, 34 ... Barrier layer, 40 ... Optical pulse generation part, 42 ... Forward bias applying unit, 44: reverse bias applying unit, 46: distributed Bragg reflector, 48, 48a ... convex portion, 49, 49a ... groove, 50 ... photoconductive antenna, 52a, 52b, 52c ... power source, 100 ... imaging device , 200 ... camera, 300 ... measuring device, 300a ... terahertz spectroscopy analyzer.

Claims (8)

量子井戸層を含み、且つ、光パルスを生成する光パルス生成部と、
前記量子井戸層を含む光伝導アンテナと、を有し、
前記光パルス生成部は、
順バイアス電圧が印加される順バイアス印加部と、
逆バイアス電圧が印加される逆バイアス印加部と、
前記量子井戸層を導波する光の一部を反射する分布ブラッグ反射部と、を含み、
前記光伝導アンテナは、
前記分布ブラッグ反射部を透過した光パルスを受けてテラヘルツ波を発生させることを特徴とするテラヘルツ波発生装置。
An optical pulse generator including a quantum well layer and generating an optical pulse;
A photoconductive antenna including the quantum well layer;
The optical pulse generator is
A forward bias application unit to which a forward bias voltage is applied;
A reverse bias application unit to which a reverse bias voltage is applied;
A distributed Bragg reflector that reflects a portion of the light guided through the quantum well layer,
The photoconductive antenna is
A terahertz wave generating apparatus, which receives a light pulse transmitted through the distributed Bragg reflector and generates a terahertz wave.
前記分布ブラッグ反射部は、第1クラッド層と、前記量子井戸層と、第2クラッド層と、を有し、
前記第2クラッド層は、前記量子井戸層側に向かって複数の凸部を有していることを特徴とする請求項1に記載のテラヘルツ波発生装置。
The distributed Bragg reflector has a first cladding layer, the quantum well layer, and a second cladding layer,
2. The terahertz wave generating device according to claim 1, wherein the second cladding layer has a plurality of convex portions toward the quantum well layer.
前記分布ブラッグ反射部は、第1クラッド層と、前記量子井戸層と、第2クラッド層と、を有し、
前記第2クラッド層は、前記量子井戸層側とは反対側に開口する複数の溝部を有していることを特徴とする請求項1に記載のテラヘルツ波発生装置。
The distributed Bragg reflector has a first cladding layer, the quantum well layer, and a second cladding layer,
2. The terahertz wave generating device according to claim 1, wherein the second cladding layer has a plurality of grooves that are opened to a side opposite to the quantum well layer side.
前記光伝導アンテナは、逆バイアス電圧が印加されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のテラヘルツ波発生装置。   The terahertz wave generation device according to any one of claims 1 to 3, wherein a reverse bias voltage is applied to the photoconductive antenna. 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のテラヘルツ波発生装置と、
前記テラヘルツ波発生装置から出射し、対象物を透過又は反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部と、
前記テラヘルツ波検出部の検出結果に基づいて対象物の画像を生成する画像形成部と、
を備えていることを特徴とするイメージング装置。
The terahertz wave generator according to any one of claims 1 to 4,
A terahertz wave detector that detects a terahertz wave that is emitted from the terahertz wave generator and is transmitted or reflected by the object;
An image forming unit that generates an image of an object based on a detection result of the terahertz wave detection unit;
An imaging apparatus comprising:
請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のテラヘルツ波発生装置と、
前記テラヘルツ波発生装置から出射し、対象物にて反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部と、
前記テラヘルツ波検出部の検出結果を記憶する記憶部と、
を備えていることを特徴とするカメラ。
The terahertz wave generator according to any one of claims 1 to 4,
A terahertz wave detector that detects the terahertz wave that is emitted from the terahertz wave generator and reflected by the object;
A storage unit for storing a detection result of the terahertz wave detection unit;
A camera characterized by comprising:
請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のテラヘルツ波発生装置と、
前記テラヘルツ波発生装置から出射し、対象物を透過又は反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部と、
前記テラヘルツ波検出部の検出結果に基づいて対象物を計測する計測部と、
を備えていることを特徴とする計測装置。
The terahertz wave generator according to any one of claims 1 to 4,
A terahertz wave detector that detects a terahertz wave that is emitted from the terahertz wave generator and is transmitted or reflected by the object;
A measurement unit that measures an object based on a detection result of the terahertz wave detection unit;
A measuring device comprising:
前記テラヘルツ波検出部は、前記テラヘルツ波発生装置から出射される光パルスが照射され、
前記テラヘルツ波発生装置から前記テラヘルツ波検出部までの光パルスの光路長を変化させる遅延光学系を備えていることを特徴とする請求項7に記載の計測装置。
The terahertz wave detection unit is irradiated with a light pulse emitted from the terahertz wave generator,
The measurement apparatus according to claim 7, further comprising a delay optical system that changes an optical path length of an optical pulse from the terahertz wave generation apparatus to the terahertz wave detection unit.
JP2015212626A 2015-10-29 2015-10-29 Terahertz wave generator, imaging device, camera, and measurement device Withdrawn JP2017084991A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015212626A JP2017084991A (en) 2015-10-29 2015-10-29 Terahertz wave generator, imaging device, camera, and measurement device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015212626A JP2017084991A (en) 2015-10-29 2015-10-29 Terahertz wave generator, imaging device, camera, and measurement device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017084991A true JP2017084991A (en) 2017-05-18

Family

ID=58711346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015212626A Withdrawn JP2017084991A (en) 2015-10-29 2015-10-29 Terahertz wave generator, imaging device, camera, and measurement device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017084991A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102040881B1 (en) * 2018-06-12 2019-11-05 울산과학기술원 Optical modulation element with wideband nonlinear optical response
WO2022091992A1 (en) * 2020-10-28 2022-05-05 国立大学法人大阪大学 Terahertz light source, fluid detector, and terahertz wave generating method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102040881B1 (en) * 2018-06-12 2019-11-05 울산과학기술원 Optical modulation element with wideband nonlinear optical response
WO2022091992A1 (en) * 2020-10-28 2022-05-05 国立大学法人大阪大学 Terahertz light source, fluid detector, and terahertz wave generating method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11112305B2 (en) Photoconductive detector device with plasmonic electrodes
JP4481946B2 (en) Detection element and image forming apparatus
US8624189B2 (en) Gas monitoring device, combustion state monitoring device, secular change monitoring device, and impurity concentration monitoring device
JP6135240B2 (en) Photoelectric converter and light detection method
US9349917B2 (en) Photoconductive antenna, terahertz wave generating device, camera, imaging device, and measuring device
CN110959234B (en) Mid-infrared vertical cavity laser
US9341567B2 (en) Terahertz wave generation device, light source device, camera, imaging device, and measurement device
US10288478B2 (en) Photoconductive antenna for terahertz waves, method for producing such photoconductive antenna and terahertz time domain spectroscopy system
JP2014165412A (en) Short optical pulse generation device, terahertz wave generation device, camera, imaging apparatus, and measuring device
JP2014197669A (en) Photoconductive element, method for manufacturing photoconductive element, and terahertz time domain spectral device
JP2014053346A (en) Short optical pulse generator, terahertz wave generator, camera, imaging device, and measuring device
Hawecker et al. Cavity-based photoconductive sources for real-time terahertz imaging
JP5998479B2 (en) Photoconductive antenna, terahertz wave generator, camera, imaging device, and measuring device
JP6721431B2 (en) Quantum cascade detector
JP2017084991A (en) Terahertz wave generator, imaging device, camera, and measurement device
JP5910064B2 (en) Photoconductive antenna, terahertz wave generator, camera, imaging device, and measuring device
KR101700779B1 (en) Photomixer and method of manufacturing the same
US20150228840A1 (en) Photoconductive antenna, camera, imaging device, and measurement device
US9929292B2 (en) Quantum cascade detector
JP6348876B2 (en) Photodiode device and photomixer module
US20040262544A1 (en) Semiconductor surface-field emitter for T-ray generation
JP2013171954A (en) Terahertz wave generating element, application device using the same and device manufacturing method
JP2013172133A (en) Antenna, terahertz wave generating device, camera, imaging device, and measuring device
Sarwar et al. Optics-Free Optical Spectrometer Chip for the Visible Wavelengths
Yardimci et al. High-sensitivity, broadband terahertz detectors based on plasmonic nano-antenna arrays

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180619

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20180619

RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20180919

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190530

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190625

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20190823