JP2021001911A - Terahertz wave measurement device - Google Patents

Terahertz wave measurement device Download PDF

Info

Publication number
JP2021001911A
JP2021001911A JP2020168907A JP2020168907A JP2021001911A JP 2021001911 A JP2021001911 A JP 2021001911A JP 2020168907 A JP2020168907 A JP 2020168907A JP 2020168907 A JP2020168907 A JP 2020168907A JP 2021001911 A JP2021001911 A JP 2021001911A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
terahertz wave
terahertz
measurement
detection
irradiated
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.)
Ceased
Application number
JP2020168907A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
小林 秀樹
Hideki Kobayashi
秀樹 小林
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.)
Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Electronic 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 Pioneer Electronic Corp filed Critical Pioneer Electronic Corp
Priority to JP2020168907A priority Critical patent/JP2021001911A/en
Publication of JP2021001911A publication Critical patent/JP2021001911A/en
Priority to JP2022092874A priority patent/JP2022111264A/en
Priority to JP2024011693A priority patent/JP2024036428A/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Abstract

To obtain an appropriate measurement result using a relatively simple configuration even when the position of a retroreflecting mirror is out of alignment.SOLUTION: A terahertz wave measurement device (100) comprises: generation means (110) for generating a terahertz wave (THz) upon irradiation by a laser beam (LB1); first adjustment means (170) for adjusting the path of the terahertz wave so that, while an object to be measured is not irradiated with a first terahertz wave (THz1) that is one portion of the terahertz wave, the object to be measured is irradiated with a second terahertz wave (THz2) that is the other portion of the terahertz wave; first detection means (130) for detecting the first and second terahertz waves upon irradiation by the laser beam (LB2); and second adjustment means (120) for adjusting the optical path length of the laser beam as the laser beam is retroreflected.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えばテラヘルツ波を用いて計測対象物の特性を計測するテラヘルツ波計測装置の技術分野に関する。 The present invention relates to the technical field of a terahertz wave measuring device that measures the characteristics of a measurement object using, for example, a terahertz wave.

テラヘルツ波計測装置として、テラヘルツ時間領域分光法(Terahertz Time−Domain Spectroscopy)を利用する装置が知られている。テラヘルツ波計測装置は、以下の手順で、計測対象物の特性を計測する。まず、超短パルスレーザ光(例えば、フェムト秒パルスレーザ光)を分岐することで得られる一のレーザ光であるポンプ光(言い換えれば、励起光)が、バイアス電圧が印加されているテラヘルツ波発生素子に照射される。その結果、テラヘルツ波発生素子は、テラヘルツ波を発生する。テラヘルツ波発生素子が発生したテラヘルツ波は、計測対象物に照射される。計測対象物に照射されたテラヘルツ波は、計測対象物からの反射テラヘルツ波又は透過テラヘルツ波として、超短パルスレーザ光を分岐することで得られる他のレーザ光であって且つポンプ光に対する光学的な遅延(つまり、光路長差)が付与されたプローブ光(言い換えれば、励起光)が照射されているテラヘルツ波検出素子に照射される。その結果、テラヘルツ波検出素子は、計測対象物で反射又は透過したテラヘルツ波の強度に応じた電流信号を検出する。当該検出されたテラヘルツ波(つまり、時間領域のテラヘルツ波であり、電流信号)をフーリエ変換することで、当該テラヘルツ波のスペクトル(つまり、振幅及び位相の周波数応答特性)等が取得される。その結果、当該テラヘルツ波のスペクトルを解析することで、計測対象物の特性が計測される。尚、計測対象物の特性の計測例は、例えば、特許文献1に記載されている。 As a terahertz wave measuring device, a device using terahertz time region spectroscopy (Terahertz Time-Domain Spectroscopy) is known. The terahertz wave measuring device measures the characteristics of the object to be measured by the following procedure. First, the pump light (in other words, the excitation light), which is one laser light obtained by branching the ultrashort pulse laser light (for example, the femtosecond pulse laser light), generates a terahertz wave to which a bias voltage is applied. The element is irradiated. As a result, the terahertz wave generating element generates a terahertz wave. The terahertz wave generated by the terahertz wave generating element irradiates the object to be measured. The terahertz wave applied to the object to be measured is another laser light obtained by branching the ultrashort pulse laser light as a reflected terahertz wave or a transmitted terahertz wave from the object to be measured, and is optical to the pump light. The terahertz wave detection element irradiated with the probe light (in other words, the excitation light) to which the delay (that is, the optical path length difference) is applied is irradiated. As a result, the terahertz wave detection element detects a current signal according to the intensity of the terahertz wave reflected or transmitted by the measurement object. By Fourier transforming the detected terahertz wave (that is, the terahertz wave in the time domain and the current signal), the spectrum of the terahertz wave (that is, the frequency response characteristic of the amplitude and the phase) and the like are acquired. As a result, the characteristics of the object to be measured are measured by analyzing the spectrum of the terahertz wave. An example of measuring the characteristics of the object to be measured is described in Patent Document 1, for example.

ここで、プローブ光(或いは、ポンプ光)に付与される光学的な遅延は、入射する光を再帰反射することが可能な再帰反射鏡を含む光遅延器に対してプローブ光(或いは、ポンプ光)を入射させることで付与されることが多い。尚、ここでいう「再帰反射」とは、入射光を、当該入射光の入射方向と平行な方向に向けて反射する状態を示す。尚、光遅延器の一例として、例えば回転可能な複数の再帰反射鏡(或いは、プリズム)を備える光遅延器があげられる(例えば、特許文献2から4参照)。 Here, the optical delay applied to the probe light (or pump light) is the probe light (or pump light) with respect to an optical delayer including a retroreflector capable of retroreflecting the incident light. ) Is often given by incident. The term "retroreflection" as used herein means a state in which the incident light is reflected in a direction parallel to the incident direction of the incident light. As an example of the optical delayer, for example, an optical delayer including a plurality of rotatable retroreflectors (or prisms) can be mentioned (see, for example, Patent Documents 2 to 4).

特開2007−225349号公報JP-A-2007-225349 特開2008−515028号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-515028 特開2001−228080号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-228080 特許第3720335号Patent No. 3720335

しかしながら、複数の再帰反射鏡を利用してプローブ光(或いは、ポンプ光)に対して光学的な遅延を付与する場合、再帰反射鏡の位置ずれに起因して、適切な計測結果が得られなくなるという技術的問題点が生じる可能性がある。 However, when an optical delay is applied to the probe light (or pump light) using a plurality of retroreflectors, an appropriate measurement result cannot be obtained due to the misalignment of the retroreflectors. There is a possibility that a technical problem will occur.

具体的には、例えば特許文献2では、回転動作及び検出タイミングを調整する機構が設けられていない。このため、配置ずれ等に起因する不具合に対応できない。また特許文献3では、タイミングパルスを生成する構成が記載されているものの、フォトダイオードを別個に配置し調整する必要がある。また、計測時に常に再帰反射鏡の位置を検出するため、単価及び工数が増加してしまう。また2枚の反射鏡を用いて再帰反射鏡を構成する場合には、いずれか一方の反射鏡にしかフォトダイオードによる検出が行えない。更に特許文献4では、透光体による反射光を用いてタイミングパルスを生成している。このため、透光体に対して光軸が垂直に配置される必要があり、工数が増加してしまう。また透光体による反射光がタイミングパルスとして使用に耐え得る必要があり、被計測物に照射されるテラヘルツ波の強度が減少しSNR(Signal−Noise Ratio)が劣化するおそれがある
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、比較的簡単な構成で、再帰反射鏡の位置ずれが生じている場合であっても適切な計測結果を得ることが可能なテラヘルツ波計測装置を提供することを課題とする。
Specifically, for example, Patent Document 2 does not provide a mechanism for adjusting the rotation operation and the detection timing. For this reason, it is not possible to deal with problems caused by misalignment or the like. Further, although Patent Document 3 describes a configuration for generating a timing pulse, it is necessary to separately arrange and adjust the photodiode. In addition, since the position of the retroreflector is always detected during measurement, the unit price and man-hours increase. Further, when a retroreflector is constructed by using two reflectors, only one of the reflectors can be detected by a photodiode. Further, in Patent Document 4, a timing pulse is generated by using the reflected light by the translucent body. Therefore, the optical axis needs to be arranged perpendicular to the translucent body, which increases the man-hours. In addition, the reflected light from the translucent body must be able to withstand use as a timing pulse, and the intensity of the terahertz wave applied to the object to be measured may decrease and the SNR (Signal-Noise Ratio) may deteriorate. The above is an example of the problem to be tried. An object of the present invention is to provide a terahertz wave measuring device capable of obtaining an appropriate measurement result even when the retroreflector is misaligned with a relatively simple configuration.

上記課題を解決するテラヘルツ波計測装置は、レーザ光が照射されることで、テラヘルツ波を発生する発生手段と、(i)前記発生手段が発生した前記テラヘルツ波の一部である第1テラヘルツ波が、第1経路を伝搬すると共に計測対象物に照射されない一方で、(ii)前記発生手段が発生した前記テラヘルツ波の他の一部である第2テラヘルツ波が、前記第1経路とは経路長が異なる第2経路を伝搬すると共に前記計測対象物に照射されるように、前記テラヘルツ波の経路を調整する第1調整手段と、前記レーザ光が照射されることで、前記計測対象物に対して照射されていない前記第1テラヘルツ波及び前記計測対象物に対して照射された前記第2テラヘルツ波を検出する第1検出手段と、前記レーザ光を再帰反射することで前記発生手段及び前記第1検出手段の少なくとも一方に照射される前記レーザ光の光路長を調整する第2調整手段とを備える。 A terahertz wave measuring device that solves the above problems includes a generating means that generates a terahertz wave by being irradiated with laser light, and (i) a first terahertz wave that is a part of the terahertz wave generated by the generating means. However, while propagating in the first path and not irradiating the measurement object, (ii) the second terahertz wave, which is another part of the terahertz wave generated by the generating means, is a path different from the first path. By irradiating the measurement object with the first adjusting means for adjusting the path of the terahertz wave so as to propagate through the second path having different lengths and irradiate the measurement object, the measurement object is irradiated with the laser light. The first detecting means for detecting the first terahertz wave not irradiated and the second terahertz wave irradiated to the measurement object, and the generating means and the generating means by retroreflecting the laser beam. It includes a second adjusting means for adjusting the optical path length of the laser beam irradiated to at least one of the first detecting means.

本実施例のテラヘルツ波計測装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the terahertz wave measuring apparatus of this Example. 本実施例の光遅延器の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the optical delayer of this Example. テラヘルツ波発生素子及びテラヘルツ波検出素子の夫々の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of each of the terahertz wave generation element and the terahertz wave detection element. 光遅延器が備える4つ再帰反射鏡に位置ずれが生じていない場合のテラヘルツ波の波形を、各再帰反射鏡がプローブ光を再帰反射している期間と対応付けて示すグラフ、及び、光遅延器が備える4つ再帰反射鏡に位置ずれが生じていない場合のテラヘルツ波(特に、第2テラヘルツ波)の波形の振幅を濃淡で示すグラフである。A graph showing the waveform of the terahertz wave when the four retroreflectors of the optical delayer are not misaligned with the period during which each retroreflector is retroreflecting the probe light, and the optical delay. It is a graph which shows the amplitude of the waveform of the terahertz wave (particularly, the second terahertz wave) when the four retroreflectors provided in the instrument are not misaligned. 光遅延器が備える4つ再帰反射鏡のうちの少なくとも一つに位置ずれが生じている場合のテラヘルツ波の波形を、各再帰反射鏡がプローブ光を再帰反射している期間と対応付けて示すグラフ、及び、光遅延器が備える4つ再帰反射鏡のうちの少なくとも一つに位置ずれが生じている場合のテラヘルツ波(特に、第2テラヘルツ波)の波形の振幅を濃淡で示すグラフである。The waveform of the terahertz wave when at least one of the four retroreflectors of the optical delayer is misaligned is shown in association with the period during which each retroreflector retroreflects the probe light. The graph and the graph showing the amplitude of the waveform of the terahertz wave (particularly, the second terahertz wave) when at least one of the four retroreflectors included in the optical delayer is misaligned. .. インデックス信号生成部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the index signal generation part. 第1テラヘルツ波の時間波形を示すグラフである。It is a graph which shows the time waveform of the 1st terahertz wave. インデックス信号生成部の変形例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the modification of the index signal generation part. 計測開始信号生成部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the measurement start signal generation part.

以下、本発明のテラヘルツ波の実施形態について説明を進める。 Hereinafter, embodiments of the terahertz wave of the present invention will be described.

<1>
本実施形態のテラヘルツ波計測装置は、レーザ光が照射されることで、テラヘルツ波を発生する発生手段と、(i)前記発生手段が発生した前記テラヘルツ波の一部である第1テラヘルツ波が、第1経路を伝搬すると共に計測対象物に照射されない一方で、(ii)前記発生手段が発生した前記テラヘルツ波の他の一部である第2テラヘルツ波が、前記第1経路とは経路長が異なる第2経路を伝搬すると共に前記計測対象物に照射されるように、前記テラヘルツ波を分離する第1調整手段と、前記レーザ光が照射されることで、前記計測対象物に対して照射されていない前記第1テラヘルツ波及び前記計測対象物に対して照射された前記第2テラヘルツ波を検出する第1検出手段と、前記レーザ光を再帰反射することで前記発生手段及び前記第1検出手段の少なくとも一方に照射される前記レーザ光の光路長を調整する第2調整手段とを備える。
<1>
In the terahertz wave measuring device of the present embodiment, a generating means for generating a terahertz wave by being irradiated with laser light and (i) a first terahertz wave which is a part of the terahertz wave generated by the generating means are formed. , While propagating in the first path and not irradiating the object to be measured, (ii) the second terahertz wave, which is another part of the terahertz wave generated by the generating means, has a path length different from that of the first path. Irradiates the measurement object by irradiating the first adjusting means for separating the terahertz wave and the laser light so that the terahertz waves propagate and irradiate the measurement object. The first detection means for detecting the first terahertz wave and the second terahertz wave applied to the measurement object, and the generation means and the first detection by retroreflecting the laser beam. A second adjusting means for adjusting the optical path length of the laser beam irradiated to at least one of the means is provided.

本実施形態のテラヘルツ波計測装置によれば、発生手段、第1調整手段、第1検出手段及び第2調整手段の動作により、テラヘルツ時間領域分光法を用いて、計測対象物に照射されたテラヘルツ波が検出される。検出されたテラヘルツ波は、計測対象物の特性の計測に利用される。尚、テラヘルツ時間領域分光法を用いたテラヘルツ波の検出方法自体は、既存の検出方法を用いてもよい。以下、テラヘルツ時間領域分光法を用いたテラヘルツ波の検出方法の概略について、簡単に説明する。 According to the terahertz wave measuring device of the present embodiment, the terahertz irradiated to the measurement object by the operation of the generating means, the first adjusting means, the first detecting means, and the second adjusting means using the terahertz time region spectroscopy. Waves are detected. The detected terahertz wave is used to measure the characteristics of the object to be measured. As the terahertz wave detection method itself using the terahertz time region spectroscopy, an existing detection method may be used. Hereinafter, an outline of a method for detecting a terahertz wave using terahertz time region spectroscopy will be briefly described.

発生手段は、当該発生手段にレーザ光が励起光(例えば、ポンプ光)として照射されることで、テラヘルツ波を発生させる。 The generating means generates a terahertz wave by irradiating the generating means with laser light as excitation light (for example, pump light).

第1調整手段は、発生手段が発生したテラヘルツ波の経路(つまり、テラヘルツ波が伝搬する経路)を調整する。具体的には、第1調整手段は、発生手段が発生したテラヘルツ波のうちの一部である第1テラヘルツ波が計測対象物に照射されない一方で、発生手段が発生したテラヘルツ波のうちの他の一部である第2テラヘルツ波が計測対象物に照射されるように、テラヘルツ波の経路を調整する。典型的には、第1調整手段は、発生手段が発生したテラヘルツ波を第1テラヘルツ波及び第2テラヘルツ波に分離することで、発生手段が発生したテラヘルツ波の経路を調整してもよい。但し、第1調整手段は、その他の手法を用いて、発生手段が発生したテラヘルツ波の経路を調整してもよい。 The first adjusting means adjusts the path of the terahertz wave generated by the generating means (that is, the path through which the terahertz wave propagates). Specifically, the first adjusting means is the other of the terahertz waves generated by the generating means while the first terahertz wave, which is a part of the terahertz waves generated by the generating means, is not irradiated to the measurement object. The path of the terahertz wave is adjusted so that the second terahertz wave, which is a part of the above, is applied to the object to be measured. Typically, the first adjusting means may adjust the path of the terahertz wave generated by the generating means by separating the terahertz wave generated by the generating means into the first terahertz wave and the second terahertz wave. However, the first adjusting means may adjust the path of the terahertz wave generated by the generating means by using another method.

第1検出手段は、当該第1検出手段にレーザ光が励起光(例えば、プローブ光)として照射されることで、計測対象物によって反射された又は計測対象物を透過したテラヘルツ波(つまり、第2テラヘルツ波)を検出する。 In the first detection means, the first detection means is irradiated with laser light as excitation light (for example, probe light), so that the terahertz wave reflected by the measurement target or transmitted through the measurement target (that is, the first detection means) is used. 2 terahertz waves) are detected.

第2調整手段は、レーザ光を再帰反射すると共に、再帰反射したレーザ光を発生手段及び第1検出手段の少なくとも一方に導く。このとき、第2調整手段は、発生手段及び第1検出手段のうちの少なくとも一方に照射されるレーザ光の光路長を調整する。例えば、第2調整手段がレーザ光を再帰反射する再帰反射鏡を備えている場合には、第2調整手段は、再帰反射鏡を物理的に移動させることで、レーザ光の光路長を調整してもよい。その結果、第2調整手段は、発生手段に照射されるレーザ光の光路と第1検出手段に照射されるレーザ光の光路との間の光路長差を適宜調整することができる。このような光路長差の調整は、サブピコ秒というオーダーで現れるテラヘルツ波の波形(典型的には、時間波形であり、以下同じ)を好適に検出するために行われる。 The second adjusting means retroreflects the laser beam and guides the retroreflected laser beam to at least one of the generating means and the first detecting means. At this time, the second adjusting means adjusts the optical path length of the laser beam irradiated to at least one of the generating means and the first detecting means. For example, when the second adjusting means includes a retroreflector that retroreflects the laser beam, the second adjusting means adjusts the optical path length of the laser beam by physically moving the retroreflector. You may. As a result, the second adjusting means can appropriately adjust the optical path length difference between the optical path of the laser beam irradiated to the generating means and the optical path of the laser beam irradiated to the first detecting means. Such adjustment of the optical path length difference is performed in order to preferably detect a terahertz wave waveform (typically, a time waveform, the same applies hereinafter) that appears in the order of subpicoseconds.

本実施形態では特に、上述したように、第1調整手段は、第1テラヘルツ波が計測対象物に照射されない一方で第2テラヘルツ波が計測対象物に照射されるように、テラヘルツ波の経路を調整する。このため、第1検出手段は、計測対象物に照射された第2テラヘルツ波のみならず、計測対象物に照射されない第1テラヘルツ波をも検出する。 In this embodiment, in particular, as described above, the first adjusting means traverses the path of the terahertz wave so that the first terahertz wave is not irradiated to the measurement object while the second terahertz wave is irradiated to the measurement object. adjust. Therefore, the first detection means detects not only the second terahertz wave irradiated to the measurement object but also the first terahertz wave not irradiated to the measurement object.

第1調整手段は更に、第1テラヘルツ波の経路(つまり、第1テラヘルツ波が伝搬する経路)の経路長が、第2テラヘルツ波の経路(つまり、第2テラヘルツ波が伝搬する経路)の経路長とは異なるように、テラヘルツ波の経路を調整する。このため、第1検出手段は、第1テラヘルツ波及び第2テラヘルツ波を異なるタイミングで検出することができる。つまり、第1検出手段は、第1テラヘルツ波及び第2テラヘルツ波を連続的に検出することができる。 In the first adjusting means, the path length of the first terahertz wave path (that is, the path through which the first terahertz wave propagates) is the path of the second terahertz wave path (that is, the path through which the second terahertz wave propagates). Adjust the path of the terahertz wave to be different from the length. Therefore, the first detection means can detect the first terahertz wave and the second terahertz wave at different timings. That is, the first detection means can continuously detect the first terahertz wave and the second terahertz wave.

ここで、第2テラヘルツ波が計測対象物に照射されているがゆえに、第1検出手段が検出した第2テラヘルツ波は、計測対象物の特性を計測する目的で利用可能である。一方で、第1テラヘルツ波が計測対象物に照射されていないがゆえに、第1検出手段が検出した第1テラヘルツ波は、計測対象物の特性の計測とは異なる目的で利用可能である。例えば、当該第1テラヘルツ波は、計測対象物の特性を計測するタイミングを調整する目的で使用可能である。 Here, since the second terahertz wave is applied to the object to be measured, the second terahertz wave detected by the first detection means can be used for the purpose of measuring the characteristics of the object to be measured. On the other hand, since the first terahertz wave is not applied to the object to be measured, the first terahertz wave detected by the first detection means can be used for a purpose different from the measurement of the characteristics of the object to be measured. For example, the first terahertz wave can be used for the purpose of adjusting the timing of measuring the characteristics of the object to be measured.

特に、第1テラヘルツ波及び第2テラヘルツ波は、同一のテラヘルツ波から実質的に生成されている。このため、発生手段が発生したテラヘルツ波の一部が第1テラヘルツ波となり且つ発生手段が発生したテラヘルツ波の他の一部が第2テラヘルツ波となる限りは、第1テラヘルツ波が第1検出手段に到達するタイミングと第2テラヘルツ波が第1検出手段に到達するタイミングとの間の時間的関係(つまり、時間差)が実質的には固定される又は変動しない。或いは、第2調整手段によるレーザ光の光路長の調整精度のばらつきの有無に依存することなく、第2テラヘルツ波が第1検出手段に到達してから第1テラヘルツ波が第1検出手段に到達するまでに要する時間が固定される又は変動しない。例えば、同一のテラヘルツ波を第1及び第2テラヘルツ波に分離するように第1調整手段がテラヘルツ波の経路を調整する場合には、第1テラヘルツ波が第1検出手段に到達するタイミングと第2テラヘルツ波が第1検出手段に到達するタイミングとの間の時間的関係が実質的には固定される又は変動しない。その結果、第1検出手段の検出結果が示すテラヘルツ波の波形上では、第1テラヘルツ波の波形が現れるタイミングと第2テラヘルツ波の波形が現れるタイミングとの間の時間的関係が実質的に固定される又は変動しない。 In particular, the first terahertz wave and the second terahertz wave are substantially generated from the same terahertz wave. Therefore, as long as a part of the terahertz wave generated by the generating means becomes the first terahertz wave and the other part of the terahertz wave generated by the generating means becomes the second terahertz wave, the first terahertz wave is detected first. The temporal relationship (that is, the time difference) between the timing of reaching the means and the timing of the second terahertz wave reaching the first detecting means is substantially fixed or does not fluctuate. Alternatively, the first terahertz wave reaches the first detection means after the second terahertz wave reaches the first detection means, without depending on the presence or absence of variation in the adjustment accuracy of the optical path length of the laser beam by the second adjustment means. The time required to do this is fixed or does not fluctuate. For example, when the first adjusting means adjusts the path of the terahertz wave so as to separate the same terahertz wave into the first and second terahertz waves, the timing and the first when the first terahertz wave reaches the first detecting means. The temporal relationship between the timing at which the 2 terahertz wave reaches the first detection means is substantially fixed or does not fluctuate. As a result, on the terahertz wave waveform indicated by the detection result of the first detection means, the temporal relationship between the timing at which the waveform of the first terahertz wave appears and the timing at which the waveform of the second terahertz wave appears is substantially fixed. Will or will not fluctuate.

このように、本実施形態では、発生手段が発生したテラヘルツ波のうちの他の一部である第2テラヘルツ波が計測対象物に照射される。このため、テラヘルツ波計測装置は、第2テラヘルツ波の検出結果に基づいて、計測対象物の特性を計測することができる。 As described above, in the present embodiment, the measurement target is irradiated with the second terahertz wave, which is another part of the terahertz wave generated by the generating means. Therefore, the terahertz wave measuring device can measure the characteristics of the object to be measured based on the detection result of the second terahertz wave.

更に、本実施形態では、発生手段が発生したテラヘルツ波のうちの一部である第1テラヘルツ波が計測対象物に照射されない。このため、テラヘルツ波計測装置は、第1テラヘルツ波の検出結果に基づいて、計測対象物の特性を計測するタイミングを調整することができる。例えば、第2調整手段によるレーザ光の光路長の調整精度のばらつき(例えば、第2調整手段が備える再帰反射鏡の位置ずれに起因するレーザ光の光路長の調整精度のばらつき)により、第1検出手段が第2テラヘルツ波を検出するタイミングがばらつく可能性がある。このように第1検出手段が第2テラヘルツ波を検出するタイミングがばらつく場合であっても、テラヘルツ波計測装置は、第1検出手段が第2テラヘルツ波を検出するタイミングのばらつきが計測対象物の特性の計測に対して与える影響が排除されるように、計測対象物の特性を計測するタイミングを第1テラヘルツ波の検出結果に基づいて調整することができる。その結果、テラヘルツ波計測装置は、テラヘルツ波を利用して、計測対象物の特性を相対的に高精度に計測することができる。 Further, in the present embodiment, the measurement object is not irradiated with the first terahertz wave, which is a part of the terahertz waves generated by the generating means. Therefore, the terahertz wave measuring device can adjust the timing of measuring the characteristics of the object to be measured based on the detection result of the first terahertz wave. For example, due to the variation in the adjustment accuracy of the optical path length of the laser beam by the second adjusting means (for example, the variation in the adjustment accuracy of the optical path length of the laser beam due to the misalignment of the retroreflector included in the second adjusting means), the first The timing at which the detection means detects the second terahertz wave may vary. In this way, even when the timing at which the first detection means detects the second terahertz wave varies, the terahertz wave measuring device has a variation in the timing at which the first detection means detects the second terahertz wave. The timing for measuring the characteristics of the object to be measured can be adjusted based on the detection result of the first terahertz wave so that the influence on the measurement of the characteristics is eliminated. As a result, the terahertz wave measuring device can measure the characteristics of the object to be measured with relatively high accuracy by using the terahertz wave.

更には、テラヘルツ波計測装置は、第2テラヘルツ波の検出結果に基づいて計測対象物の特性を計測しながら、第1テラヘルツ波の検出結果に基づいて計測対象物の特性を計測するタイミングを調整することができる。つまり、テラヘルツ波計測装置は、第2テラヘルツ波の検出結果に基づく計測対象物の特性の計測と並行して、計測対象物の特性を計測するタイミングを第1テラヘルツ波の検出結果に基づいて逐次(言い換えれば、リアルタイムに)調整することができる。 Further, the terahertz wave measuring device adjusts the timing of measuring the characteristics of the measurement object based on the detection result of the first terahertz wave while measuring the characteristics of the measurement object based on the detection result of the second terahertz wave. can do. That is, the terahertz wave measuring device sequentially measures the characteristics of the measurement object based on the detection result of the first terahertz wave in parallel with the measurement of the characteristics of the measurement object based on the detection result of the second terahertz wave. It can be adjusted (in other words, in real time).

更には、第1テラヘルツ波が第1検出手段に到達するタイミングと第2テラヘルツ波が第1検出手段に到達するタイミングとの間の時間的関係が実質的には固定される又は変動しないことは上述したとおりである。つまり、第2調整手段によるレーザ光の光路長の調整精度のばらつきの有無に依存することなく、第1テラヘルツ波が第1検出手段に到達してから第2テラヘルツ波が第1検出手段に到達するまでに要する時間が固定される又は変動しない。或いは、第2調整手段によるレーザ光の光路長の調整精度のばらつきの有無に依存することなく、第2テラヘルツ波が第1検出手段に到達してから第1テラヘルツ波が第1検出手段に到達するまでに要する時間が固定される又は変動しない。このため、第1検出手段が第2テラヘルツ波を検出するタイミングのばらつきが生ずる場合であっても、テラヘルツ波計測装置は、第2テラヘルツ波の検出結果に基づいて計測対象物の特性を計測しながら、第1テラヘルツ波の検出結果に基づいて計測対象物の特性を計測するタイミングを調整することができる。 Furthermore, the temporal relationship between the timing of the first terahertz wave reaching the first detection means and the timing of the second terahertz wave reaching the first detection means is substantially fixed or does not fluctuate. As described above. That is, the second terahertz wave reaches the first detection means after the first terahertz wave reaches the first detection means, regardless of whether or not the adjustment accuracy of the optical path length of the laser beam by the second adjustment means varies. The time required to do this is fixed or does not fluctuate. Alternatively, the first terahertz wave reaches the first detection means after the second terahertz wave reaches the first detection means, without depending on the presence or absence of variation in the adjustment accuracy of the optical path length of the laser beam by the second adjustment means. The time required to do this is fixed or does not fluctuate. Therefore, even if the timing of the first detection means for detecting the second terahertz wave varies, the terahertz wave measuring device measures the characteristics of the object to be measured based on the detection result of the second terahertz wave. However, the timing of measuring the characteristics of the object to be measured can be adjusted based on the detection result of the first terahertz wave.

<2>
本実施形態のテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記第1調整手段は、前記第1経路と前記第2経路との間の経路長差が固定される又は変動しないように、前記テラヘルツ波の経路を調整する。
<2>
In another aspect of the terahertz wave measuring device of the present embodiment, the first adjusting means measures the terahertz wave so that the path length difference between the first path and the second path is not fixed or fluctuated. Adjust the route of.

この態様によれば、第2調整手段によるレーザ光の光路長の調整精度のばらつきの有無に依存することなく、第1テラヘルツ波が第1検出手段に到達するタイミングと第2テラヘルツ波が第1検出手段に到達するタイミングとの間の時間的関係が固定される又は変動しない。このため、第1検出手段が第2テラヘルツ波を検出するタイミングのばらつきが生ずる場合であっても、テラヘルツ波計測装置は、第2テラヘルツ波の検出結果に基づいて計測対象物の特性を計測しながら、計測対象物の特性を計測するタイミングを第1テラヘルツ波の検出結果に基づいて調整することができる。 According to this aspect, the timing at which the first terahertz wave reaches the first detection means and the second terahertz wave are the first, regardless of whether or not the adjustment accuracy of the optical path length of the laser beam by the second adjusting means varies. The temporal relationship with the timing of reaching the detection means is fixed or does not fluctuate. Therefore, even if the timing of the first detection means for detecting the second terahertz wave varies, the terahertz wave measuring device measures the characteristics of the object to be measured based on the detection result of the second terahertz wave. However, the timing for measuring the characteristics of the object to be measured can be adjusted based on the detection result of the first terahertz wave.

<3>
本実施形態のテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記第1調整手段は、前記第1経路と前記第2経路との間の経路長差が、前記第1検出手段が前記第1及び第2テラヘルツ波の夫々を個別に識別可能な態様で検出することができる程度の経路長差となるように、前記テラヘルツ波の経路を調整する。
<3>
In another aspect of the terahertz wave measuring device of the present embodiment, the first adjusting means has a path length difference between the first path and the second path, and the first detecting means has the first and first paths. The path of the terahertz wave is adjusted so that the path length difference is such that each of the two terahertz waves can be detected in an individually identifiable manner.

この態様によれば、第1検出手段は、計測対象物に照射された第2テラヘルツ波のみならず、計測対象物に照射されていない第1テラヘルツ波をも検出することができる。従って、テラヘルツ波計測装置は、第2テラヘルツ波の検出結果に基づいて計測対象物の特性を計測しながら、計測対象物の特性を計測するタイミングを第1テラヘルツ波の検出結果に基づいて調整することができる。 According to this aspect, the first detection means can detect not only the second terahertz wave irradiated to the measurement object but also the first terahertz wave not irradiated to the measurement object. Therefore, the terahertz wave measuring device measures the characteristics of the measurement object based on the detection result of the second terahertz wave, and adjusts the timing of measuring the characteristics of the measurement object based on the detection result of the first terahertz wave. be able to.

<4>
本実施形態のテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記第1調整手段は、前記第1経路と前記第2経路との間の経路長差が、前記第1検出手段が前記第1及び第2テラヘルツ波の夫々を時間的に重複しないタイミングで検出することができる程度の経路長差となるように、前記テラヘルツ波の経路を調整する。
<4>
In another aspect of the terahertz wave measuring device of the present embodiment, the first adjusting means has a path length difference between the first path and the second path, and the first detecting means has the first and first paths. The path of the terahertz wave is adjusted so that the path length difference is such that each of the two terahertz waves can be detected at a timing that does not overlap in time.

この態様によれば、第1検出手段は、計測対象物に照射された第2テラヘルツ波のみならず、計測対象物に照射されていない第1テラヘルツ波をも検出することができる。従って、テラヘルツ波計測装置は、第2テラヘルツ波の検出結果に基づいて計測対象物の特性を計測しながら、計測対象物の特性を計測するタイミングを第1テラヘルツ波の検出結果に基づいて調整することができる。 According to this aspect, the first detection means can detect not only the second terahertz wave irradiated to the measurement object but also the first terahertz wave not irradiated to the measurement object. Therefore, the terahertz wave measuring device measures the characteristics of the measurement object based on the detection result of the second terahertz wave, and adjusts the timing of measuring the characteristics of the measurement object based on the detection result of the first terahertz wave. be able to.

<5>
本実施形態のテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記第2調整手段は、前記検出手段に照射される前記レーザ光の光路長が時間の経過と共に短くなるように、前記検出手段に照射される前記レーザ光の光路長を調整し、前記第1調整手段は、前記第1経路が第2経路よりも長くなるように、前記テラヘルツ波の経路を調整する。
<5>
In another aspect of the terahertz wave measuring device of the present embodiment, the second adjusting means is irradiated to the detecting means so that the optical path length of the laser beam irradiated to the detecting means becomes shorter with the passage of time. The optical path length of the laser beam is adjusted, and the first adjusting means adjusts the path of the terahertz wave so that the first path is longer than the second path.

この態様によれば、テラヘルツ波計測装置は、第1検出手段による第1及び第2テラヘルツ波の検出結果に基づいて、相対的に長い第1経路を伝搬してくる第1テラヘルツ波の波形を検出した後に、相対的に短い第2経路を伝搬してくる第2テラヘルツ波の波形を検出することができる。従って、テラヘルツ波計測装置は、第2テラヘルツ波の検出結果に基づいて計測対象物の特性を計測しながら、計測対象物の特性を計測するタイミングを第1テラヘルツ波の検出結果に基づいて調整することができる。 According to this aspect, the terahertz wave measuring device obtains the waveform of the first terahertz wave propagating in the relatively long first path based on the detection results of the first and second terahertz waves by the first detection means. After the detection, the waveform of the second terahertz wave propagating in the relatively short second path can be detected. Therefore, the terahertz wave measuring device measures the characteristics of the measurement object based on the detection result of the second terahertz wave, and adjusts the timing of measuring the characteristics of the measurement object based on the detection result of the first terahertz wave. be able to.

<6>
本実施形態のテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記第2調整手段は、前記検出手段に照射される前記レーザ光の光路長が時間の経過と共に長くなるように、前記検出手段に照射される前記レーザ光の光路長を調整し、前記第1調整手段は、第1経路が第2経路よりも短くなるように、前記テラヘルツ波の経路を調整する。
<6>
In another aspect of the terahertz wave measuring device of the present embodiment, the second adjusting means is irradiated to the detecting means so that the optical path length of the laser beam irradiated to the detecting means becomes longer with the passage of time. The optical path length of the laser beam is adjusted, and the first adjusting means adjusts the path of the terahertz wave so that the first path is shorter than the second path.

この態様によれば、テラヘルツ波計測装置は、第1検出手段による第1及び第2テラヘルツ波の検出結果に基づいて、相対的に短い第1経路を伝搬してくる第1テラヘルツ波の波形を検出した後に、相対的に長い第2経路を伝搬してくる第2テラヘルツ波の波形を検出することができる。従って、テラヘルツ波計測装置は、第2テラヘルツ波の検出結果に基づいて計測対象物の特性を計測しながら、計測対象物の特性を計測するタイミングを第1テラヘルツ波の検出結果に基づいて調整することができる。 According to this aspect, the terahertz wave measuring device obtains the waveform of the first terahertz wave propagating in the relatively short first path based on the detection results of the first and second terahertz waves by the first detection means. After the detection, the waveform of the second terahertz wave propagating in the relatively long second path can be detected. Therefore, the terahertz wave measuring device measures the characteristics of the measurement object based on the detection result of the second terahertz wave, and adjusts the timing of measuring the characteristics of the measurement object based on the detection result of the first terahertz wave. be able to.

<7>
本実施形態のテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記第2調整手段は、前記発生手段に照射される前記レーザ光の光路長が時間の経過と共に短くなるように、前記発生手段に照射される前記レーザ光の光路長を調整し、前記第1調整手段は、第1経路が第2経路よりも短くなるように、前記テラヘルツ波の経路を調整する。
<7>
In another aspect of the terahertz wave measuring device of the present embodiment, the second adjusting means is irradiated to the generating means so that the optical path length of the laser beam irradiated to the generating means becomes shorter with the passage of time. The optical path length of the laser beam is adjusted, and the first adjusting means adjusts the path of the terahertz wave so that the first path is shorter than the second path.

この態様によれば、テラヘルツ波計測装置は、第1検出手段による第1及び第2テラヘルツ波の検出結果に基づいて、相対的に短い第1経路を伝搬してくる第1テラヘルツ波の波形を検出した後に、相対的に長い第2経路を伝搬してくる第2テラヘルツ波の波形を検出することができる。従って、テラヘルツ波計測装置は、第2テラヘルツ波の検出結果に基づいて計測対象物の特性を計測しながら、計測対象物の特性を計測するタイミングを第1テラヘルツ波の検出結果に基づいて調整することができる。 According to this aspect, the terahertz wave measuring device obtains the waveform of the first terahertz wave propagating in the relatively short first path based on the detection results of the first and second terahertz waves by the first detection means. After the detection, the waveform of the second terahertz wave propagating in the relatively long second path can be detected. Therefore, the terahertz wave measuring device measures the characteristics of the measurement object based on the detection result of the second terahertz wave, and adjusts the timing of measuring the characteristics of the measurement object based on the detection result of the first terahertz wave. be able to.

<8>
本実施形態のテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記第2調整手段は、前記発生手段に照射される前記レーザ光の光路長が時間の経過と共に長くなるように、前記発生手段に照射される前記レーザ光の光路長を調整し、前記第1調整手段は、第1経路が第2経路よりも長くなる、前記テラヘルツ波の経路を調整する。
<8>
In another aspect of the terahertz wave measuring device of the present embodiment, the second adjusting means is irradiated to the generating means so that the optical path length of the laser beam irradiated to the generating means becomes longer with the passage of time. The optical path length of the laser beam is adjusted, and the first adjusting means adjusts the path of the terahertz wave in which the first path is longer than the second path.

この態様によれば、テラヘルツ波計測装置は、第1検出手段による第1及び第2テラヘルツ波の検出結果に基づいて、相対的に長い第1経路を伝搬してくる第1テラヘルツ波の波形を検出した後に、相対的に短い第2経路を伝搬してくる第2テラヘルツ波の波形を検出することができる。従って、テラヘルツ波計測装置は、第2テラヘルツ波の検出結果に基づいて計測対象物の特性を計測しながら、計測対象物の特性を計測するタイミングを第1テラヘルツ波の検出結果に基づいて調整することができる。 According to this aspect, the terahertz wave measuring device obtains the waveform of the first terahertz wave propagating in the relatively long first path based on the detection results of the first and second terahertz waves by the first detection means. After the detection, the waveform of the second terahertz wave propagating in the relatively short second path can be detected. Therefore, the terahertz wave measuring device measures the characteristics of the measurement object based on the detection result of the second terahertz wave, and adjusts the timing of measuring the characteristics of the measurement object based on the detection result of the first terahertz wave. be able to.

<9>
本実施形態のテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記第1調整手段は、前記第1経路と前記第2経路との間の経路長差が、前記第2調整手段が前記光路長を調整する所定の調整期間中に前記第1検出手段が前記第1及び第2テラヘルツ波の双方を検出することができる程度の経路長差となるように、前記テラヘルツ波の経路を調整する。
<9>
In another aspect of the terahertz wave measuring device of the present embodiment, the first adjusting means adjusts the path length difference between the first path and the second path, and the second adjusting means adjusts the optical path length. The path of the terahertz wave is adjusted so that the path length difference is such that the first detecting means can detect both the first and second terahertz waves during the predetermined adjustment period.

この態様によれば、第1検出手段は、ある調整期間中に、第1テラヘルツ波及び第2テラヘルツ波の双方を検出することができる。つまり、ある調整期間中に第1テラヘルツ波及び第2テラヘルツ波のいずれか一方しか第1検出手段が検出することができない状況は殆ど又は全く生じない。従って、テラヘルツ波計測装置は、第2テラヘルツ波の検出結果に基づいて計測対象物の特性を計測しながら、計測対象物の特性を計測するタイミングを第1テラヘルツ波の検出結果に基づいて調整することができる。 According to this aspect, the first detection means can detect both the first terahertz wave and the second terahertz wave during a certain adjustment period. That is, there is little or no situation in which the first detection means can detect only one of the first terahertz wave and the second terahertz wave during a certain adjustment period. Therefore, the terahertz wave measuring device measures the characteristics of the measurement object based on the detection result of the second terahertz wave, and adjusts the timing of measuring the characteristics of the measurement object based on the detection result of the first terahertz wave. be able to.

尚、第2調整手段が複数の再帰反射鏡を備えている場合には、調整期間は、各再帰反射光がレーザ光を再帰反射している期間に相当する。 When the second adjusting means includes a plurality of retroreflectors, the adjusting period corresponds to the period in which each retroreflected light retroreflects the laser beam.

<10>
本実施形態のテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記第1テラヘルツ波の強度と前記第2テラヘルツ波の強度との差分が所定値以下となるように、前記第1及び第2のテラヘルツ波の少なくとも一方の強度を調整する第3調整手段を更に備える。
<10>
In another aspect of the terahertz wave measuring device of the present embodiment, the first and second terahertz waves are such that the difference between the intensity of the first terahertz wave and the intensity of the second terahertz wave is equal to or less than a predetermined value. A third adjusting means for adjusting the strength of at least one of the above is further provided.

この態様によれば、第1テラヘルツ波の強度と第2テラヘルツ波の強度との差分が所定値以下になるがゆえに、第1検出手段は、第1及び第2のテラヘルツ波の双方を好適に検出することができる。 According to this aspect, since the difference between the intensity of the first terahertz wave and the intensity of the second terahertz wave is equal to or less than a predetermined value, the first detection means preferably uses both the first and second terahertz waves. Can be detected.

尚、仮に第1テラヘルツ波の強度と第2テラヘルツ波の強度との差分が所定値よりも大きくなる(例えば、過度に大きくなる)場合には、第1検出手段の検出感度(例えば、ダイナミックレンジ)は、第1テラヘルツ波の強度及び第2テラヘルツ波の強度のうち大きい方の強度に合わせられる。その結果、第1検出手段は、検出感度に適した強度を有する第1及び第2のテラヘルツ波のうちいずれか一方を好適に検出することができる一方、検出感度に適していない強度を有する第1及び第2のテラヘルツ波のうちいずれか他方を好適に検出することができない可能性があるという技術的問題が生じえる。しかるに、この態様では、このような技術的問題は殆ど生じない。 If the difference between the intensity of the first terahertz wave and the intensity of the second terahertz wave is larger than a predetermined value (for example, excessively large), the detection sensitivity of the first detection means (for example, dynamic range). ) Is matched to the intensity of the first terahertz wave and the intensity of the second terahertz wave, whichever is greater. As a result, the first detecting means can suitably detect either one of the first and second terahertz waves having an intensity suitable for the detection sensitivity, but has an intensity not suitable for the detection sensitivity. A technical problem may arise in which one of the first and second terahertz waves may not be suitably detected. However, in this aspect, such technical problems rarely occur.

<11>
本実施形態のテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記第2検出手段が検出した前記第2テラヘルツ波に基づいて、前記計測対象物の特性を計測する計測手段と、前記第1検出手段による前記第1テラヘルツ波の検出結果に基づいて、前記計測手段が前記第2テラヘルツ波に基づいて前記計測対象物の特性を計測するタイミングを調整する第4調整手段とを更に備える。
<11>
In another aspect of the terahertz wave measuring device of the present embodiment, the measuring means for measuring the characteristics of the object to be measured based on the second terahertz wave detected by the second detecting means and the first detecting means. Based on the detection result of the first terahertz wave, the measuring means further includes a fourth adjusting means for adjusting the timing of measuring the characteristics of the measurement object based on the second terahertz wave.

この態様によれば、テラヘルツ波計測装置は、第2テラヘルツ波の検出結果に基づいて計測対象物の特性を計測しながら、計測対象物の特性を計測するタイミングを第1テラヘルツ波の検出結果に基づいて調整することができる。 According to this aspect, the terahertz wave measuring device measures the characteristics of the object to be measured based on the detection result of the second terahertz wave, and sets the timing of measuring the characteristics of the object to be measured to the detection result of the first terahertz wave. Can be adjusted based on.

<12>
上述の如く第4調整手段を備えるテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記第4調整手段は、前記第1検出手段により検出された前記第1テラヘルツ波の特徴点を検出する第2検出手段と、基準時刻から前記特徴点を検出するまでの期間である基準期間を算出する算出手段と、前記基準期間に基づいて定まるタイミングで前記計測対象物の特性の計測を開始するように前記計測手段を制御する制御手段とを備える。
<12>
In another aspect of the terahertz wave measuring device including the fourth adjusting means as described above, the fourth adjusting means is a second detecting means for detecting a feature point of the first terahertz wave detected by the first detecting means. The calculation means for calculating the reference period, which is the period from the reference time to the detection of the feature point, and the measurement means for starting the measurement of the characteristics of the measurement object at a timing determined based on the reference period. It is provided with a control means for controlling the above.

この態様によれば、第2検出手段は、第1検出手段で検出される第1テラヘルツ波の特徴点を検出する。尚、本実施形態の「特徴点」とは、第1テラヘルツ波の変動(例えば、時間軸に沿った変動)を精度よく検出し得るポイントである。尚、第1テラヘルツ波が計測対象物に照射されないがゆえに、第2検出手段は、計測対象物に照射された第2テラヘルツ波の第1検出手段による検出と並行して、第1テラヘルツ波の特徴点を検出することができる。つまり、第2検出手段は、計測対象物の特性の計測と並行して、第1テラヘルツ波の特徴点を検出することができる。 According to this aspect, the second detecting means detects the feature points of the first terahertz wave detected by the first detecting means. The "feature point" of the present embodiment is a point at which fluctuations in the first terahertz wave (for example, fluctuations along the time axis) can be detected with high accuracy. Since the first terahertz wave is not irradiated to the measurement object, the second detection means of the first terahertz wave is performed in parallel with the detection of the second terahertz wave irradiated to the measurement object by the first detection means. Feature points can be detected. That is, the second detection means can detect the feature points of the first terahertz wave in parallel with the measurement of the characteristics of the object to be measured.

特徴点が検出されると、算出手段は、基準時刻から特徴点を検出するまでの期間である基準期間が算出される。なお、ここでの「基準時刻」とは、基準期間を算出するための基準となる時刻であり、所定の基準信号等により定められる。このようにして算出される基準期間は、基準時刻に対する特徴点の時間位置を示す値であると言える。 When the feature point is detected, the calculation means calculates the reference period, which is the period from the reference time to the detection of the feature point. The "reference time" here is a reference time for calculating the reference period, and is determined by a predetermined reference signal or the like. It can be said that the reference period calculated in this way is a value indicating the time position of the feature point with respect to the reference time.

基準期間が算出されると、制御手段は、基準期間に応じたタイミングで計測対象物の特性の計測を開始する(典型的には、第2テラヘルツ波の検出結果の解析を開始する)ように計測手段を制御する。その結果、第1検出手段が第2テラヘルツ波を検出するタイミングのばらつきが計測対象物の特性の計測に対して与える影響が好適に排除される。 When the reference period is calculated, the control means starts measuring the characteristics of the measurement object at a timing corresponding to the reference period (typically, starts analyzing the detection result of the second terahertz wave). Control the measuring means. As a result, the influence of the variation in the timing at which the first detection means detects the second terahertz wave on the measurement of the characteristics of the measurement target is preferably eliminated.

<13>
上述の如く第2検出手段、算出手段及び制御手段を備えるテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記第2調整手段は、夫々が前記レーザ光を再起反射する複数の再帰反射手段を備え、前記第2検出手段は、前記複数の再帰反射手段の夫々が前記レーザ光を再起反射する反射期間ごとに、別々に前記特徴点を検出し、前記算出手段は、前記反射期間ごとに、別々に前記基準期間を算出し、前記制御手段は、前記反射期間毎に、前記反射期間に対応する前記基準時間に応じて定まるタイミングで前記計測対象物の特性の計測を開始するように前記計測手段を制御する。
<13>
In another aspect of the terrahertz wave measuring device comprising the second detecting means, the calculating means and the controlling means as described above, the second adjusting means each includes a plurality of retroreflecting means for recursively reflecting the laser beam. The second detection means separately detects the feature point for each reflection period in which each of the plurality of retroreflection means re-reflects the laser light, and the calculation means separately detects the feature point for each reflection period. The reference period is calculated, and the control means controls the measurement means so as to start measurement of the characteristics of the measurement object at a timing determined according to the reference time corresponding to the reflection period for each reflection period. To do.

この態様によれば、複数の再帰反射手段を用いて、発生手段に照射されるレーザ光の光路と第1検出手段に照射されるレーザ光の光路との間の光路長差が調整される。具体的には、例えば再帰反射手段が物理的に移動することで、発生手段及び第1検出手段の少なくとも一方に照射されるレーザ光に対する再帰反射手段の光軸方向の位置が変化する。その結果、発生手段及び第1検出手段の少なくとも一方に照射されるレーザ光の光路の少なくとも一方の光路長が変化する。 According to this aspect, the optical path length difference between the optical path of the laser beam irradiated to the generating means and the optical path of the laser beam irradiated to the first detecting means is adjusted by using the plurality of retroreflective means. Specifically, for example, the physical movement of the retroreflective means changes the position of the retroreflective means in the optical axis direction with respect to the laser beam irradiated to at least one of the generating means and the first detecting means. As a result, the optical path length of at least one of the optical paths of the laser light irradiated to at least one of the generating means and the first detecting means changes.

第2調整手段は、複数の再起反射手段を円周上で回転するように移動させる回転手段を更に備えていてもよい。この場合、例えば、複数の再帰反射手段が配置された回転基板が回転されることで、発生手段及び第1検出手段の少なくとも一方に照射されるレーザ光に対する再帰反射手段の光軸方向の位置が変化する。その結果、発生手段及び第1検出手段の少なくとも一方に照射されるレーザ光の光路の少なくとも一方の光路長が変化する。 The second adjusting means may further include a rotating means for moving the plurality of recurrence reflecting means so as to rotate on the circumference. In this case, for example, by rotating the rotating substrate on which a plurality of retroreflective means are arranged, the position of the retroreflective means in the optical axis direction with respect to the laser beam irradiated to at least one of the generating means and the first detecting means Change. As a result, the optical path length of at least one of the optical paths of the laser light irradiated to at least one of the generating means and the first detecting means changes.

更に、複数の再帰反射手段の夫々がレーザ光を再帰反射する反射期間(尚、反射期間は、実質的には、上述した調整期間と同義である)ごとに、別々に特徴点が検出され、別々に基準期間が算出され、計測開始タイミングが調整される。その結果、第2調整手段が複数の再帰反射手段を備えている場合であっても、第1検出手段が第2テラヘルツ波を検出するタイミングのばらつきが計測対象物の特性の計測に対して与える影響が好適に排除される。 Furthermore, feature points are detected separately for each reflection period in which each of the plurality of retroreflection means retroreflects the laser beam (the reflection period is substantially synonymous with the above-mentioned adjustment period). The reference period is calculated separately and the measurement start timing is adjusted. As a result, even when the second adjusting means includes a plurality of retroreflective means, the variation in the timing at which the first detecting means detects the second terahertz wave gives the measurement of the characteristics of the measurement object. The effect is preferably eliminated.

<14>
上述の如く第2検出手段を備えるテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記特徴点は、前記第1テラヘルツ波の波形の最大値、最小値及び前記最大値と前記最小値との間にあるゼロクロス点の少なくとも1つである。
<14>
In another aspect of the terahertz wave measuring device including the second detection means as described above, the feature point is between the maximum value, the minimum value, and the maximum value and the minimum value of the waveform of the first terahertz wave. At least one of the zero cross points.

この態様によれば、第2検出手段は、第1テラヘルツ波の特徴点を容易且つ精度よく検出することができる。このため、算出手段は、より適切な基準期間を算出することができる。従って、制御手段は、このような基準期間に基づいて定まるより適切なタイミングが計測対象物の特性を計測するタイミングとなるように、第1検出手段を制御することができる。 According to this aspect, the second detection means can easily and accurately detect the feature points of the first terahertz wave. Therefore, the calculation means can calculate a more appropriate reference period. Therefore, the control means can control the first detection means so that a more appropriate timing determined based on such a reference period becomes a timing for measuring the characteristics of the measurement object.

<15>
上述の如く第2検出手段、算出手段及び制御手段を備えるテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記第2検出手段は、前記特徴点を複数回検出し、前記算出手段は、前記基準期間を複数回算出し、前記制御手段は、複数回算出された前記基準期間の平均値に応じて定まるタイミングで前記計測対象物の特性の計測を開始するように前記計測手段を制御する。
<15>
In another aspect of the terahertz wave measuring device including the second detection means, the calculation means and the control means as described above, the second detection means detects the feature point a plurality of times, and the calculation means sets the reference period. It is calculated a plurality of times, and the control means controls the measuring means so as to start measurement of the characteristics of the measurement object at a timing determined according to the average value of the reference period calculated a plurality of times.

この態様によれば、特徴点が複数回検出され、検出された複数の特徴点の各々に基づいて、基準期間が複数回算出される。そして、計測手段による計測開始タイミングが調整される際には、複数回検出された基準期間の平均値が用いられる。このように基準期間の平均値が用いられるがゆえに、例えば計測対象物の特性の計測を開始するタイミングの、特徴点の誤検出に起因した不適切な基準期間に基づく意図せぬ調整が好適に防止される。 According to this aspect, the feature points are detected a plurality of times, and the reference period is calculated a plurality of times based on each of the detected plurality of feature points. Then, when the measurement start timing by the measuring means is adjusted, the average value of the reference period detected a plurality of times is used. Since the average value of the reference period is used in this way, it is preferable to unintentionally adjust the timing of starting the measurement of the characteristics of the object to be measured, for example, based on an inappropriate reference period due to erroneous detection of the feature point. Be prevented.

本実施形態のテラヘルツ波計測装置の作用及び他の利得については、以下に示す実施例において、より詳細に説明する。 The operation and other gains of the terahertz wave measuring device of this embodiment will be described in more detail in the following examples.

以上説明したように、本実施形態のテラヘルツ波計測装置は、発生手段と、第1調整手段と、第1検出手段と、第2調整手段とを備える。従って、比較的簡単な構成で、再帰反射鏡の位置ずれが生じている場合であっても適切な計測結果を得ることができる。 As described above, the terahertz wave measuring device of the present embodiment includes a generating means, a first adjusting means, a first detecting means, and a second adjusting means. Therefore, with a relatively simple configuration, it is possible to obtain an appropriate measurement result even when the retroreflector is misaligned.

以下、図面を参照しながら、本発明のテラヘルツ波計測装置の実施例についての説明を進める。 Hereinafter, examples of the terahertz wave measuring device of the present invention will be described with reference to the drawings.

(1)テラヘルツ波計測装置の構成
初めに、図1を参照しながら、本実施例のテラヘルツ波計測装置100の構成について説明する。図1は、本実施例のテラヘルツ波計測装置100の構成を示すブロック図である。
(1) Configuration of Terahertz Wave Measuring Device First, the configuration of the terahertz wave measuring device 100 of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the terahertz wave measuring device 100 of this embodiment.

図1に示すように、テラヘルツ波計測装置100は、テラヘルツ波THzを計測対象物に照射すると共に、計測対象物を透過した又は計測対象物から反射したテラヘルツ波THz(つまり、計測対象物に照射されたテラヘルツ波THz)を検出する。尚、図1に示す例では、テラヘルツ波計測装置100は、計測対象物から反射したテラヘルツ波THzを検出している。 As shown in FIG. 1, the terahertz wave measuring device 100 irradiates the terahertz wave THz on the measurement object, and also irradiates the terahertz wave THz that has passed through or reflected from the measurement object (that is, the measurement object is irradiated). The terahertz wave THz) is detected. In the example shown in FIG. 1, the terahertz wave measuring device 100 detects the terahertz wave THz reflected from the object to be measured.

テラヘルツ波THzは、1テラヘルツ(1THz=1012Hz)前後の周波数領域(つまり、テラヘルツ領域)に属する電磁波である。テラヘルツ領域は、光の直進性と電磁波の透過性を兼ね備えた周波数領域である。テラヘルツ領域は、様々な物質が固有の吸収スペクトルを有する周波数領域である。従って、テラヘルツ波計測装置100は、計測対象物に照射されたテラヘルツ波THzの周波数スペクトルを解析することで、計測対象物の特性を計測することができる。 The terahertz wave THz is an electromagnetic wave belonging to a frequency region (that is, a terahertz region) around 1 terahertz (1 THz = 10 12 Hz). The terahertz region is a frequency region that has both the straightness of light and the transmission of electromagnetic waves. The terahertz region is the frequency domain in which various substances have their own absorption spectra. Therefore, the terahertz wave measuring device 100 can measure the characteristics of the object to be measured by analyzing the frequency spectrum of the terahertz wave THz applied to the object to be measured.

計測対象物に照射されたテラヘルツ波THzの周波数スペクトルを取得するために、テラヘルツ波計測装置100は、テラヘルツ時間領域分光法(Terahertz Time−Domain Spectroscopy)を採用している。テラヘルツ時間領域分光法は、テラヘルツ波THzを計測対象物に照射すると共に、計測対象物を透過した又は計測対象物から反射したテラヘルツ波THzの時間波形をフーリエ変換することで、当該テラヘルツ波の周波数スペクトル(つまり、周波数毎の振幅及び位相)を取得する方法である。 In order to acquire the frequency spectrum of the terahertz wave THz irradiated on the object to be measured, the terahertz wave measuring device 100 employs terahertz time region spectroscopy (terahertz Time-Domain Spectroscopy). In the terahertz time region spectroscopy, the frequency of the terahertz wave is irradiated by irradiating the object to be measured with the terahertz wave THz, and the time waveform of the terahertz wave THz transmitted through the object to be measured or reflected from the object is Fourier transformed. This is a method of acquiring a spectrum (that is, amplitude and phase for each frequency).

ここで、テラヘルツ波THzの周期は、サブピコ秒のオーダーの周期であるがゆえに、当該テラヘルツ波THzの波形(典型的には、時間波形であり、以下同じ)を直接的に検出することが技術的に困難である。そこで、テラヘルツ波計測装置100は、時間遅延走査に基づくポンプ・プローブ法を採用する、テラヘルツ波THzの波形を間接的に検出する。 Here, since the period of the terahertz wave THz is a period on the order of subpicoseconds, it is a technique to directly detect the waveform of the terahertz wave THz (typically, it is a time waveform, and the same applies hereinafter). Is difficult. Therefore, the terahertz wave measuring device 100 indirectly detects the waveform of the terahertz wave THz, which employs a pump-probe method based on time-delayed scanning.

図1に示すように、このようなテラヘルツ時間領域分光法及びポンプ・プローブ法を採用するテラヘルツ波計測装置100は、パルスレーザ装置101と、「発生手段」の一具体例であるテラヘルツ波発生素子110と、ビームスプリッタ161と、反射鏡162と、反射鏡163と、「第1調整手段」の一具体例である光路調整器170と、「第2調整手段」の一具体例である光遅延器120と、「第1検出手段」の一具体例であるテラヘルツ波検出素子130と、バイアス電圧生成部141と、I−V(電流−電圧)変換部144と、ロックイン検出部145と、「計測手段」の一具体例である演算処理部150と、基準信号生成部181と、「第2検出手段」の一具体例であるインデックス信号生成部182と、「第4調整手段」の一具体例である計測開始信号生成部183とを備えている。 As shown in FIG. 1, the terahertz wave measuring device 100 that employs such a terahertz time region spectroscopy and a pump-probe method includes a pulse laser device 101 and a terahertz wave generating element that is a specific example of the “generation means”. 110, a beam splitter 161 and a reflector 162, a reflector 163, an optical path adjuster 170 which is a specific example of the "first adjusting means", and a light delay which is a specific example of the "second adjusting means". A device 120, a terahertz wave detection element 130 which is a specific example of the "first detection means", a bias voltage generation unit 141, an IV (current-voltage) conversion unit 144, a lock-in detection unit 145, and the like. One of the arithmetic processing unit 150, the reference signal generation unit 181 which is a specific example of the "measurement means", the index signal generation unit 182 which is a specific example of the "second detection means", and the "fourth adjustment means". A measurement start signal generation unit 183, which is a specific example, is provided.

パルスレーザ装置101は、当該パルスレーザ装置101に入力される駆動電流に応じた光強度を有するサブピコ秒オーダー又はフェムト秒オーダーのパルスレーザ光LBを生成する。パルスレーザ装置101が生成したパルスレーザ光LBは、不図示の導光路(例えば、光ファイバ等)を介して、ビームスプリッタ161に入射する。 The pulse laser device 101 generates a pulse laser light LB on the order of subpicoseconds or femtoseconds having a light intensity corresponding to the drive current input to the pulse laser device 101. The pulsed laser light LB generated by the pulsed laser device 101 is incident on the beam splitter 161 via a light guide path (for example, an optical fiber or the like) (not shown).

ビームスプリッタ161は、パルスレーザ光LBを、ポンプ光LB1とプローブ光LB2とに分岐する。ポンプ光LB1は、不図示の導光路を介して、テラヘルツ波発生素子110に入射する。一方で、プローブ光LB2は、不図示の導光路及び反射鏡162を介して、光遅延器120に入射する。 The beam splitter 161 splits the pulsed laser light LB into a pump light LB1 and a probe light LB2. The pump light LB1 is incident on the terahertz wave generating element 110 via a light guide path (not shown). On the other hand, the probe light LB2 is incident on the light delay device 120 via a light guide path and a reflector 162 (not shown).

光遅延器120は、ポンプ光LB1の光路長とプローブ光LB2の光路長との間の差分(つまり、光路長差)を調整する。具体的には、光遅延器120は、プローブ光LB2の光路長を調整することで、ポンプ光LB1の光路長とプローブ光LB2の光路長との間の光路長差を調整する。尚、ポンプ光LB1の光路長とプローブ光LB2の光路長との間の光路長差を調整することで、ポンプ光LB1がテラヘルツ波発生素子110に入射するタイミング(或いは、テラヘルツ波発生素子110がテラヘルツ波THzを発生させるタイミング)と、プローブ光LB2がテラヘルツ波検出素子130に入射するタイミング(或いは、テラヘルツ波検出素子130がテラヘルツ波THzを検出するタイミング)との間の相対的なずれ量を調整することができる。例えば、光遅延器120によってプローブ光LB2の光路が0.3ミリメートル(但し、空気中での光路長)だけ長くなると、プローブ光LB2がテラヘルツ波検出素子130に入射するタイミングが1ピコ秒だけ遅くなる。この場合、テラヘルツ波検出素子130がテラヘルツ波THzを検出するタイミングが、1ピコ秒だけ遅くなる。テラヘルツ波検出素子130に対して同一の波形を有するテラヘルツ波THzが数十MHz程度の間隔で繰り返し入射することを考慮すれば、テラヘルツ波検出素子130がテラヘルツ波THzを検出するタイミングを徐々にずらすことで、テラヘルツ波検出素子130は、テラヘルツ波THzの波形を間接的に検出することができる。つまり、後述するロックイン検出部145は、テラヘルツ波検出素子130の検出結果に基づいて、テラヘルツ波THzの波形を検出することができる。 The optical delayer 120 adjusts the difference (that is, the optical path length difference) between the optical path length of the pump light LB1 and the optical path length of the probe light LB2. Specifically, the optical delayer 120 adjusts the optical path length difference between the optical path length of the pump light LB1 and the optical path length of the probe light LB2 by adjusting the optical path length of the probe light LB2. By adjusting the optical path length difference between the optical path length of the pump light LB1 and the optical path length of the probe light LB2, the timing at which the pump light LB1 is incident on the terahertz wave generation element 110 (or the terahertz wave generation element 110 The relative amount of deviation between the timing at which the terahertz wave THz is generated) and the timing at which the probe light LB2 is incident on the terahertz wave detection element 130 (or the timing at which the terahertz wave detection element 130 detects the terahertz wave THz). Can be adjusted. For example, if the optical path of the probe light LB2 is lengthened by 0.3 mm (however, the optical path length in air) by the optical delayer 120, the timing at which the probe light LB2 is incident on the terahertz wave detection element 130 is delayed by 1 picosecond. Become. In this case, the timing at which the terahertz wave detection element 130 detects the terahertz wave THz is delayed by one picosecond. Considering that terahertz wave THz having the same waveform is repeatedly incident on the terahertz wave detection element 130 at intervals of about several tens of MHz, the timing at which the terahertz wave detection element 130 detects the terahertz wave THz is gradually shifted. As a result, the terahertz wave detection element 130 can indirectly detect the waveform of the terahertz wave THz. That is, the lock-in detection unit 145, which will be described later, can detect the terahertz wave THz waveform based on the detection result of the terahertz wave detection element 130.

ここで、図2を参照して、光遅延器120の構成について説明する。図2は、光遅延器120の構成を示すブロック図である。尚、図2に示す光遅延器120はあくまで一例であり、図2に示す構成とは異なる構成を有する光遅延器が用いられてもよい。 Here, the configuration of the optical delayer 120 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the optical delayer 120. The optical delayer 120 shown in FIG. 2 is merely an example, and an optical delayer having a configuration different from that shown in FIG. 2 may be used.

図2に示すように、光遅延器120は、夫々が「再帰反射手段」の一具体例である複数の(図2では、4つの)再帰反射鏡121(121aから121d)と、回転基板122とを備えている。 As shown in FIG. 2, the optical delayer 120 includes a plurality of retroreflectors 121 (four in FIG. 2) (four in FIG. 2), each of which is a specific example of the “retroreflector means”, and a rotating substrate 122. And have.

各再帰反射鏡121は、当該各再帰反射鏡121に入射してくるプローブ光LB2を再帰反射する。つまり、各再帰反射鏡121は、当該各再帰反射鏡121に入射してくるプローブ光LB2を、当該プローブ光LB2の入射方向と平行な方向に向けて反射する。各再帰反射鏡121は、当該各再帰反射鏡121に入射してくるプローブ光LB2を、光遅延器120の外部(例えば、反射鏡163)に向けて反射する。 Each retroreflector 121 retroreflects the probe light LB2 incident on each of the retroreflectors 121. That is, each retroreflector 121 reflects the probe light LB2 incident on each retroreflector 121 in a direction parallel to the incident direction of the probe light LB2. Each retroreflector 121 reflects the probe light LB2 incident on each of the retroreflectors 121 toward the outside of the light delay device 120 (for example, the reflector 163).

複数の再帰反射鏡121は、回転基板122の回転軸を中心とする円周C上に、等間隔に配置されている。回転基板122は、不図示のモータ等の動作により回転可能である。従って、複数の再帰反射鏡121の夫々は、回転基板122の回転に伴って、円周C上を周回する。このような再帰反射鏡121の移動により、プローブ光LB2の光路長が調整される。 The plurality of retroreflectors 121 are arranged at equal intervals on the circumference C centered on the rotation axis of the rotating substrate 122. The rotating substrate 122 can be rotated by the operation of a motor or the like (not shown). Therefore, each of the plurality of retroreflectors 121 orbits on the circumference C as the rotating substrate 122 rotates. By moving the retroreflector 121 in this way, the optical path length of the probe light LB2 is adjusted.

図2に示す例では、各再帰反射鏡121は、プローブ光LB2の入射方向に向かって近づくように移動する。その結果、各再帰反射鏡121は、時間の経過と共に(つまり、各再帰反射鏡121の移動と共に)プローブ光LB2の光路が短くなるように移動している。 In the example shown in FIG. 2, each retroreflector 121 moves so as to approach the incident direction of the probe light LB2. As a result, each retroreflector 121 moves so that the optical path of the probe light LB2 becomes shorter with the passage of time (that is, with the movement of each retroreflector 121).

尚、再帰反射鏡121の移動は、演算処理部150の制御の下で行われる。つまり、演算処理部150は、回転基板122を駆動するモータの駆動量を指定する制御信号を出力することで、回転基板122の回転動作を制御する。 The movement of the retroreflector 121 is performed under the control of the arithmetic processing unit 150. That is, the arithmetic processing unit 150 controls the rotational operation of the rotating substrate 122 by outputting a control signal that specifies the driving amount of the motor that drives the rotating substrate 122.

再び図1において、光遅延器120から出射したプローブ光LB2は、不図示の導光路及び反射鏡163を介して、テラヘルツ波検出素子130に入射する。 Again, in FIG. 1, the probe light LB2 emitted from the optical delayer 120 enters the terahertz wave detection element 130 via a light guide path (not shown) and a reflector 163.

ここで、図3を参照しながら、ポンプ光LB1が照射されるテラヘルツ波発生素子110及びプローブ光LB2が照射されるテラヘルツ検出素子130について更に詳細に説明する。図3は、テラヘルツ波発生素子110及びテラヘルツ波検出素子130の夫々の構成を示す斜視図である。尚、図3に示すテラヘルツ波発生素子110及びテラヘルツ波検出素子130の構成はあくまで一例であり、図3に示す構成とは異なる構成を有する光伝導アンテナ又は光伝導スイッチが、テラヘルツ波発生素子110及びテラヘルツ波検出素子130として用いられてもよい。 Here, the terahertz wave generating element 110 irradiated with the pump light LB1 and the terahertz detecting element 130 irradiated with the probe light LB2 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 3 is a perspective view showing the configurations of the terahertz wave generating element 110 and the terahertz wave detecting element 130, respectively. The configurations of the terahertz wave generating element 110 and the terahertz wave detecting element 130 shown in FIG. 3 are merely examples, and a light conduction antenna or a photoconducting switch having a configuration different from the configuration shown in FIG. 3 is the terahertz wave generating element 110. And may be used as a terahertz wave detection element 130.

図3(a)に示すように、テラヘルツ波発生素子110は、基板111と、アンテナ(言い換えれば、伝送線路)112と、アンテナ(言い換えれば、伝送線路)113とを備えている。 As shown in FIG. 3A, the terahertz wave generating element 110 includes a substrate 111, an antenna (in other words, a transmission line) 112, and an antenna (in other words, a transmission line) 113.

基板111は、例えば、GaAs(Gallium Arsenide)基板等の半導体基板である。アンテナ112及びアンテナ113の夫々は、長手方向に延在する形状を有するモノポールアンテナである。アンテナ112及びアンテナ113は、短手方向に沿って並列するように基板111上に配置される。アンテナ112とアンテナ113との間には、数マイクロメートル程度のギャップ(つまり、間隙)114が確保される。従って、アンテナ112及びアンテナ113全体として、ダイポールアンテナを構成する。 The substrate 111 is, for example, a semiconductor substrate such as a GaAs (Gallium Arsenide) substrate. Each of the antenna 112 and the antenna 113 is a monopole antenna having a shape extending in the longitudinal direction. The antenna 112 and the antenna 113 are arranged on the substrate 111 so as to be parallel to each other along the lateral direction. A gap (that is, a gap) 114 of about several micrometers is secured between the antenna 112 and the antenna 113. Therefore, the antenna 112 and the antenna 113 as a whole form a dipole antenna.

ギャップ114には、アンテナ112及びアンテナ113を介して、バイアス電圧生成部141から出力されるバイアス電圧が印加されている。有効なバイアス電圧(例えば、0Vでないバイアス電圧)がギャップ114に印加されている状態でポンプ光LB1がギャップ114に照射されると、テラヘルツ波発生素子110には、ポンプ光LB1による光励起によってキャリアが発生する。その結果、テラヘルツ波発生素子110には、発生したキャリアに応じたサブピコ秒オーダーの又はフェムト秒オーダーのパルス状の電流信号が発生する。その結果、テラヘルツ波発生素子110には、当該パルス状の電流信号に起因したテラヘルツ波THzが発生する。 A bias voltage output from the bias voltage generation unit 141 is applied to the gap 114 via the antenna 112 and the antenna 113. When the pump light LB1 is applied to the gap 114 while an effective bias voltage (for example, a bias voltage other than 0V) is applied to the gap 114, the terahertz wave generating element 110 is subjected to carrier by photoexcitation by the pump light LB1. appear. As a result, the terahertz wave generating element 110 generates a pulsed current signal on the order of subpicoseconds or femtoseconds according to the generated carrier. As a result, the terahertz wave THz generated by the pulsed current signal is generated in the terahertz wave generating element 110.

図3(b)に示すように、テラヘルツ波検出素子130もまた、テラヘルツ波発生素子110と同様の構成を有している。つまり、テラヘルツ波検出素子130は、基板131と、アンテナ(言い換えれば、伝送線路)132と、アンテナ(言い換えれば、伝送線路)133とを備えている。基板131、アンテナ132及びアンテナ133は、夫々、基板111、アンテナ112及びアンテナ113と同様の構成を有している。 As shown in FIG. 3B, the terahertz wave detecting element 130 also has the same configuration as the terahertz wave generating element 110. That is, the terahertz wave detection element 130 includes a substrate 131, an antenna (in other words, a transmission line) 132, and an antenna (in other words, a transmission line) 133. The substrate 131, the antenna 132, and the antenna 133 have the same configurations as the substrate 111, the antenna 112, and the antenna 113, respectively.

プローブ光LB2がギャップ134に照射されると、テラヘルツ検出素子130には、プローブ光LB2による光励起によってキャリアが発生する。プローブ光LB2がギャップ134に照射されている状態でテラヘルツ検出素子130にテラヘルツ波THzが照射されると、ギャップ134には、テラヘルツ波THzの光強度に応じた信号強度を有する電流信号が発生する。当該電流信号は、アンテナ132及びアンテナ133を介して、I−V変換部144に出力される。 When the probe light LB2 is irradiated to the gap 134, carriers are generated in the terahertz detection element 130 by photoexcitation by the probe light LB2. When the terahertz detection element 130 is irradiated with the terahertz wave THz while the probe light LB2 is irradiated to the gap 134, a current signal having a signal intensity corresponding to the light intensity of the terahertz wave THz is generated in the gap 134. .. The current signal is output to the IV conversion unit 144 via the antenna 132 and the antenna 133.

再び図1において、テラヘルツ波発生素子110から出射したテラヘルツ波THzは、光路調整器170に入射する。光路調整器170は、テラヘルツ波THzを、第1テラヘルツ波THz1と、第2テラヘルツ波THz2とに分離する。更に、光路調整器170は、分離した第1テラヘルツ波THz1及び第2テラヘルツ波THz2の双方をテラヘルツ波検出素子130に導く。 Again, in FIG. 1, the terahertz wave THz emitted from the terahertz wave generating element 110 is incident on the optical path adjuster 170. The optical path adjuster 170 separates the terahertz wave THz into a first terahertz wave THz1 and a second terahertz wave THz2. Further, the optical path adjuster 170 guides both the separated first terahertz wave THz1 and second terahertz wave THz2 to the terahertz wave detection element 130.

このような動作を行うために、光路調整器170は、ビームスプリッタ171と、反射鏡172とを備えている。 In order to perform such an operation, the optical path adjuster 170 includes a beam splitter 171 and a reflector 172.

ビームスプリッタ171には、テラヘルツ波発生素子110が発生させたテラヘルツ波THzが入射する。ビームスプリッタ171は、ビームスプリッタ171に入射してくるテラヘルツ波THzの一部を反射すると共に、テラヘルツ波THzの一部を透過する。ビームスプリッタ171によって反射されたテラヘルツ波THzの一部は、第1テラヘルツ波THz1として、反射鏡172に入射する。一方で、ビームスプリッタ171を透過したテラヘルツ波THzの他の一部は、第2テラヘルツ波THz2として、計測対象物に照射される。 The terahertz wave THz generated by the terahertz wave generating element 110 is incident on the beam splitter 171. The beam splitter 171 reflects a part of the terahertz wave THz incident on the beam splitter 171 and transmits a part of the terahertz wave THz. A part of the terahertz wave THz reflected by the beam splitter 171 is incident on the reflector 172 as the first terahertz wave THz1. On the other hand, the other part of the terahertz wave THz transmitted through the beam splitter 171 is irradiated to the object to be measured as the second terahertz wave THz2.

反射鏡172に入射した第1テラヘルツ波THz1は、反射鏡172によって反射される。反射鏡172によって反射された第1テラヘルツ波THz1は、再びビームスプリッタ171に入射する。一方で、計測対象物172に照射された第2テラヘルツ波THz2は、計測対象物によって反射される。計測対象物によって反射された第2テラヘルツ波THz2は、再びビームスプリッタ171に入射する。 The first terahertz wave THz1 incident on the reflector 172 is reflected by the reflector 172. The first terahertz wave THz1 reflected by the reflector 172 is incident on the beam splitter 171 again. On the other hand, the second terahertz wave THz2 irradiated on the measurement target 172 is reflected by the measurement target. The second terahertz wave THz2 reflected by the measurement object is incident on the beam splitter 171 again.

ビームスプリッタ171と反射鏡172との間の距離d1(典型的には、光学的な距離であり、以下同じ)は、ビームスプリッタ171と計測対象物との間の距離d2とは異なる。つまり、ビームスプリッタ171から反射鏡172を経てビームスプリッタ171へと戻る第1テラヘルツ波THz1の伝搬経路の長さ2d1(典型的には、光学的な長さであり、以下同じ)は、ビームスプリッタ171から計測対象物を経てビームスプリッタ171へと戻る第2テラヘルツ波THz2が伝搬経路の長さ2d2とは異なる。更に、テラヘルツ波計測装置100が計測対象物の特性を分析している間は、距離d1及び距離d2が固定されている又は変動しない。つまり、テラヘルツ波計測装置100が計測対象物の特性を分析している間は、距離d1と距離d2との差分が固定されている又は変動しない。従って、ビームスプリッタ171及び反射鏡172は、計測対象物が配置される位置を考慮した上で、上述した条件を満たすことが可能な適切な位置に配置される。 The distance d1 between the beam splitter 171 and the reflector 172 (typically an optical distance, the same applies hereinafter) is different from the distance d2 between the beam splitter 171 and the object to be measured. That is, the length 2d1 (typically, the optical length, the same applies hereinafter) of the propagation path of the first terahertz wave THz1 returning from the beam splitter 171 to the beam splitter 171 via the reflecting mirror 172 is the beam splitter. The second terahertz wave THz2 returning from 171 to the beam splitter 171 via the object to be measured is different from the length of the propagation path 2d2. Further, while the terahertz wave measuring device 100 is analyzing the characteristics of the object to be measured, the distance d1 and the distance d2 are fixed or do not fluctuate. That is, while the terahertz wave measuring device 100 is analyzing the characteristics of the object to be measured, the difference between the distance d1 and the distance d2 is fixed or does not fluctuate. Therefore, the beam splitter 171 and the reflector 172 are arranged at appropriate positions capable of satisfying the above-mentioned conditions in consideration of the positions where the measurement objects are arranged.

本実施例では、各再帰反射鏡121は、時間の経過と共に(つまり、各再帰反射鏡121の移動と共に)プローブ光LB2の光路が短くなるように移動していることは上述したとおりである。この場合、距離d1は、距離d2よりも大きくなることが好ましい。 In this embodiment, as described above, each retroreflector 121 moves so that the optical path of the probe light LB2 becomes shorter with the passage of time (that is, with the movement of each retroreflector 121). In this case, the distance d1 is preferably larger than the distance d2.

反射鏡172は、当該反射鏡172によって反射された第1テラヘルツ波THz1の強度と計測対象物によって反射された第2テラヘルツ波THzの強度との差分が所定値以下になる程度の反射率で、第1テラヘルツ波THzを反射することが好ましい。例えば、計測対象物の第2テラヘルツ波THz2に対する反射率が概ね100%未満である可能性が高いことを考慮すれば、反射鏡172は、第1テラヘルツ波THz1に対する反射率が100%未満となる反射面を備えていてもよい。 The reflector 172 has a reflectance such that the difference between the intensity of the first terahertz wave THz1 reflected by the reflector 172 and the intensity of the second terahertz wave THz reflected by the measurement object is equal to or less than a predetermined value. It is preferable to reflect the first terahertz wave THz. For example, considering that the reflectance of the object to be measured with respect to the second terahertz wave THz2 is likely to be less than 100%, the reflector 172 has a reflectance of less than 100% with respect to the first terahertz wave THz1. It may have a reflective surface.

ビームスプリッタ171は、反射鏡172によって反射された第1テラヘルツ波THz1を透過する。ビームスプリッタ171を透過した第1テラヘルツ波THz1は、テラヘルツ波検出素子130に入射する。一方で、ビームスプリッタ171は、計測対象物によって反射された第2テラヘルツ波THz2を反射する。ビームスプリッタ171によって反射された第2テラヘルツ波THz2もまた、第1テラヘルツ波THz1と同様に、テラヘルツ波検出素子130に入射する。つまり、ビームスプリッタ171は、実質的には、第1テラヘルツ波THz1と第2テラヘルツ波THz2とを合成した後に、当該合成した第1テラヘルツ波THz1と第2テラヘルツ波THz2をテラヘルツ波検出素子130に入射させているとも言える。以下では、説明の便宜上、ビームスプリッタ171が合成した第1テラヘルツ波THz1及び第2テラヘルツ波THz2を、テラヘルツ波THz0と称する。 The beam splitter 171 transmits the first terahertz wave THz1 reflected by the reflector 172. The first terahertz wave THz1 transmitted through the beam splitter 171 is incident on the terahertz wave detection element 130. On the other hand, the beam splitter 171 reflects the second terahertz wave THz2 reflected by the object to be measured. The second terahertz wave THz2 reflected by the beam splitter 171 also enters the terahertz wave detection element 130 in the same manner as the first terahertz wave THz1. That is, the beam splitter 171 substantially combines the first terahertz wave THz1 and the second terahertz wave THz2, and then transfers the combined first terahertz wave THz1 and second terahertz wave THz2 to the terahertz wave detection element 130. It can be said that they are incident. Hereinafter, for convenience of explanation, the first terahertz wave THz1 and the second terahertz wave THz2 synthesized by the beam splitter 171 will be referred to as terahertz wave THz0.

その結果、テラヘルツ波検出素子130は、テラヘルツ波THz0(つまり、第1テラヘルツ波THz1及び第2テラヘルツ波THz2)を検出する。つまり、テラヘルツ波検出素子130からは、テラヘルツ波THz0(つまり、第1テラヘルツ波THz1及び第2テラヘルツ波THz2)の強度に応じた信号強度を有する電流信号が出力される。 As a result, the terahertz wave detection element 130 detects the terahertz wave THz0 (that is, the first terahertz wave THz1 and the second terahertz wave THz2). That is, the terahertz wave detection element 130 outputs a current signal having a signal intensity corresponding to the intensity of the terahertz wave THz0 (that is, the first terahertz wave THz1 and the second terahertz wave THz2).

ここで、ビームスプリッタ171と反射鏡172との間の距離d1は、ビームスプリッタ171と計測対象物との間の距離d2とは異なることは上述したとおりである。このため、テラヘルツ波検出素子130は、第1テラヘルツ波THz1及び第2テラヘルツ波THz2を、実質的に異なるタイミングで検出する。本実施例では、テラヘルツ波検出素子130が第1テラヘルツ波THz1及び第2テラヘルツ波THz2を時間軸に沿って識別可能な態様で検出するように、距離d1及び距離d2(或いは、距離d1と距離d2との差分)が設定されていることが好ましい。つまり、テラヘルツ波検出素子130から第1テラヘルツ波THz1の強度に応じた信号強度を有する電流信号及び第2テラヘルツ波THz2の強度に応じた信号強度を有する電流信号が時間軸に沿って互いに識別可能な態様で出力されるように、距離d1及び距離d2(或いは、距離d1と距離d2との差分)が設定されていることが好ましい。 Here, as described above, the distance d1 between the beam splitter 171 and the reflector 172 is different from the distance d2 between the beam splitter 171 and the object to be measured. Therefore, the terahertz wave detection element 130 detects the first terahertz wave THz1 and the second terahertz wave THz2 at substantially different timings. In this embodiment, the distance d1 and the distance d2 (or the distance d1 and the distance) are such that the terahertz wave detection element 130 detects the first terahertz wave THz1 and the second terahertz wave THz2 in a mode that can be identified along the time axis. Difference from d2) is preferably set. That is, from the terahertz wave detection element 130, a current signal having a signal intensity corresponding to the intensity of the first terahertz wave THz1 and a current signal having a signal intensity corresponding to the intensity of the second terahertz wave THz2 can be distinguished from each other along the time axis. It is preferable that the distance d1 and the distance d2 (or the difference between the distance d1 and the distance d2) are set so that the output can be performed in any manner.

加えて、本実施例では、各再帰反射鏡121がプローブ光LB2を再帰反射している反射期間中にテラヘルツ波検出素子130が第1テラヘルツ波THz1及び第2テラヘルツ波THz2の双方を検出することができるように、距離d1及び距離d2(或いは、距離d1と距離d2との差分)が設定されていることが好ましい。つまり、再帰反射鏡121aがプローブ光LB2を再帰反射している第1反射期間、再帰反射鏡121bがプローブ光LB2を再帰反射している第2反射期間、再帰反射鏡121cがプローブ光LB2を再帰反射している第3反射期間及び再帰反射鏡121dがプローブ光LB2を再帰反射している第4反射期間の夫々においてテラヘルツ波検出素子130が第1テラヘルツ波THz1及び第2テラヘルツ波THz2の双方を検出することができるように、距離d1及び距離d2(或いは、距離d1と距離d2との差分)が設定されていることが好ましい。 In addition, in this embodiment, the terahertz wave detection element 130 detects both the first terahertz wave THz1 and the second terahertz wave THz2 during the reflection period in which each retroreflector 121 retroreflects the probe light LB2. It is preferable that the distance d1 and the distance d2 (or the difference between the distance d1 and the distance d2) are set so that the distance d1 and the distance d2 can be set. That is, the retroreflective mirror 121a retroreflects the probe light LB2 in the first reflection period, the retroreflective mirror 121b retroreflects the probe light LB2 in the second reflection period, and the retroreflective mirror 121c retroreflects the probe light LB2. The terahertz wave detection element 130 performs both the first terahertz wave THz1 and the second terahertz wave THz2 in each of the third reflection period in which the light is reflected and the fourth reflection period in which the retroreflector 121d retroreflects the probe light LB2. It is preferable that the distance d1 and the distance d2 (or the difference between the distance d1 and the distance d2) are set so that the light can be detected.

第2テラヘルツ波THz2の照射と並行して、計測対象物は移動してもよい。例えば、計測対象物は、第2テラヘルツ波THz2が計測対象物に入射する方向(図1中の左右方向)に直交する面内を移動してもよい。このような計測対象物の移動は、計測対象物を搭載するステージによって実現されてもよい。その結果、演算処理部150は、計測対象物の特性をいわば3次元的に計測することができる。 The object to be measured may move in parallel with irradiation of the second terahertz wave THz2. For example, the measurement target may move in a plane orthogonal to the direction in which the second terahertz wave THz2 is incident on the measurement target (horizontal direction in FIG. 1). Such movement of the measurement object may be realized by a stage on which the measurement object is mounted. As a result, the arithmetic processing unit 150 can measure the characteristics of the measurement object in a so-called three-dimensional manner.

テラヘルツ波検出素子130から出力される電流信号は、I―V変換部144によって、電圧信号に変換される。その後、ロックイン検出部145は、電圧信号に対して、バイアス電圧を参照信号とする同期検波を行う。その結果、ロックイン検出部145は、テラヘルツ波THz0(つまり、第1テラヘルツ波THz1及び第2テラヘルツ波THz2)のサンプル値を検出する。その後、ポンプ光LB1の光路長とプローブ光LB2の光路長との間の光路長差を適宜調整しながら同様の動作が繰り返されることで、ロックイン検出部145は、テラヘルツ波THz0の波形を検出することができる。その結果、演算処理部150は、ロックイン検出部145の検出結果を取得することで、テラヘルツ波THz0の波形を示す波形信号を取得することができる。合わせて、演算処理部150は、ロックイン検出部145が検出したテラヘルツ波THz0の波形を示す波形信号をフーリエ変換することで、当該テラヘルツ波THz0の周波数スペクトル(つまり、周波数毎の振幅及び位相)を取得する。更に、演算処理部150は、テラヘルツ波THz0の周波数スペクトルを解析することで、計測対象物の特性を計測する。 The current signal output from the terahertz wave detection element 130 is converted into a voltage signal by the IV conversion unit 144. After that, the lock-in detection unit 145 performs synchronous detection on the voltage signal using the bias voltage as a reference signal. As a result, the lock-in detection unit 145 detects sample values of the terahertz wave THz0 (that is, the first terahertz wave THz1 and the second terahertz wave THz2). After that, the lock-in detection unit 145 detects the waveform of the terahertz wave THz0 by repeating the same operation while appropriately adjusting the optical path length difference between the optical path length of the pump light LB1 and the optical path length of the probe light LB2. can do. As a result, the arithmetic processing unit 150 can acquire the waveform signal indicating the waveform of the terahertz wave THz0 by acquiring the detection result of the lock-in detection unit 145. At the same time, the arithmetic processing unit 150 Fourier transforms the waveform signal indicating the waveform of the terahertz wave THz0 detected by the lock-in detection unit 145 to Fourier transform the frequency spectrum of the terahertz wave THz0 (that is, the amplitude and phase for each frequency). To get. Further, the arithmetic processing unit 150 measures the characteristics of the object to be measured by analyzing the frequency spectrum of the terahertz wave THz0.

基準信号生成部181は、各再帰反射鏡121の回転に同期した基準信号を生成する。基準信号は、例えば、再帰反射鏡121を搭載する回転基板122が1回転するごとに1つのパルスが現れる信号である。このような基準信号は、演算処理部150による計測対象物の特性を計測する際の基準となる基準時刻を規定するための信号である。基準信号は、例えば、光遅延器120又は演算処理部150からの駆動制御パルス等を用いて生成される。 The reference signal generation unit 181 generates a reference signal synchronized with the rotation of each retroreflector 121. The reference signal is, for example, a signal in which one pulse appears for each rotation of the rotating substrate 122 on which the retroreflector 121 is mounted. Such a reference signal is a signal for defining a reference time as a reference when measuring the characteristics of the object to be measured by the arithmetic processing unit 150. The reference signal is generated by using, for example, a drive control pulse from the optical delayer 120 or the arithmetic processing unit 150.

インデックス信号生成部182は、テラヘルツ波検出素子130で検出される第1テラヘルツ波THz1の特徴点を検出する。インデックス信号生成部182は、基準信号により規定される基準時刻に対する特徴点の時間位置を算出する。検出された特徴点の時間位置は、インデックス信号として計測開始信号生成部183に出力される。 The index signal generation unit 182 detects the feature points of the first terahertz wave THz1 detected by the terahertz wave detection element 130. The index signal generation unit 182 calculates the time position of the feature point with respect to the reference time defined by the reference signal. The time position of the detected feature point is output to the measurement start signal generation unit 183 as an index signal.

計測開始信号生成部183は、インデックス信号生成部182から入力されるインデックス信号に応じて、光遅延器120が備える各再帰反射鏡121がプローブ光LB2を再帰反射している各反射期間中の計測開始タイミングを調整するための計測開始信号を生成する。尚、計測開始タイミングは、ロックイン検出部145が検出したテラヘルツ波THz0(特に、第2テラヘルツ波THz2)の波形を示す波形信号を用いて演算処理部150が計測対象物の特性の計測を開始するタイミングである。計測開始信号生成部183で生成された計測開始信号は、演算処理部150に出力される。その結果、演算処理部150は、計測開始信号に応じたタイミングで計測対象物の特性の計測を開始する。 The measurement start signal generation unit 183 measures during each reflection period in which each retroreflector 121 included in the optical delayer 120 retroreflects the probe light LB2 according to the index signal input from the index signal generation unit 182. Generate a measurement start signal to adjust the start timing. As for the measurement start timing, the arithmetic processing unit 150 starts measuring the characteristics of the measurement object using the waveform signal indicating the waveform of the terahertz wave THz0 (particularly, the second terahertz wave THz2) detected by the lock-in detection unit 145. It's time to do it. The measurement start signal generated by the measurement start signal generation unit 183 is output to the arithmetic processing unit 150. As a result, the arithmetic processing unit 150 starts measuring the characteristics of the measurement object at the timing corresponding to the measurement start signal.

(2)再帰反射鏡121の位置ずれによる技術的問題点
続いて、図4及び図5を参照しながら、再帰反射鏡121の位置ずれに起因して発生する技術的問題点について説明する。図4(a)は、光遅延器120が備える4つ再帰反射鏡121に位置ずれが生じていない場合のテラヘルツ波THz0の波形を、各再帰反射鏡121がプローブ光LB2を再帰反射している期間と対応付けて示すグラフである。図4(b)は、光遅延器120が備える4つ再帰反射鏡121に位置ずれが生じていない場合のテラヘルツ波THz0(特に、第2テラヘルツ波THz2)の波形の振幅を濃淡で示すグラフである。図5(a)は、光遅延器120が備える4つ再帰反射鏡121の少なくとも一つに位置ずれが生じている場合のテラヘルツ波THz0の波形を、各再帰反射鏡121がプローブ光LB2を再帰反射している期間と対応付けて示すグラフである。図5(b)は、光遅延器120が備える4つ再帰反射鏡121の少なくとも一つに位置ずれが生じている場合のテラヘルツ波THz0(特に、第2テラヘルツ波THz2)の波形の振幅を濃淡で示すグラフである。
(2) Technical Problems Due to Misalignment of the Retroreflector 121 Next, with reference to FIGS. 4 and 5, technical problems that occur due to the misalignment of the retroreflector 121 will be described. FIG. 4A shows a waveform of a terahertz wave THz0 when the four retroreflectors 121 included in the optical delayer 120 are not displaced, and each retroreflector 121 retroreflects the probe light LB2. It is a graph which shows in association with the period. FIG. 4B is a graph showing the amplitude of the waveform of the terahertz wave THz0 (particularly, the second terahertz wave THz2) when the four retroreflectors 121 included in the optical delayer 120 are not displaced. is there. FIG. 5A shows a waveform of a terahertz wave THz0 when at least one of the four retroreflectors 121 included in the optical delayer 120 is displaced, and each retroreflector 121 recurses the probe light LB2. It is a graph which shows in association with the period of reflection. FIG. 5B shows the amplitude of the waveform of the terahertz wave THz0 (particularly, the second terahertz wave THz2) when at least one of the four retroreflectors 121 included in the optical delayer 120 is displaced. It is a graph shown by.

図4(a)に示すように、演算処理部150は、各再帰反射鏡121がプローブ光LB2を再帰反射している反射期間に検出されるテラヘルツ波THz0を、図4(a)に示すような波形信号として取得する。例えば、再帰反射鏡121aがプローブ光LB2を再帰反射し始める時点での回転基板122の回転角度を0°と定義すると、再帰反射鏡121aは、回転基板122の回転角度が0°からX1°(但し、0°<X1<90°)となる第1反射期間中に、プローブ光LB2を再帰反射する。同様に、再帰反射鏡121bは、回転基板122の回転角度が90°からX2°(但し、90°<X2<180°)となる第2反射期間中に、プローブ光LB2を再帰反射する。同様に、再帰反射鏡121cは、回転基板122の回転角度が180°からX3°(但し、180°<X3<270°)となる第3反射期間中に、プローブ光LB2を再帰反射する。同様に、再帰反射鏡121dは、回転基板122の回転角度が270°からX4°(但し、270°<X4<360°)となる第4反射期間中に、プローブ光LB2を再帰反射する。以降、同様の動作が繰り返される。 As shown in FIG. 4A, the arithmetic processing unit 150 shows the terahertz wave THz0 detected during the reflection period in which each retroreflector 121 retroreflects the probe light LB2 as shown in FIG. 4A. Acquired as a waveform signal. For example, if the rotation angle of the rotating substrate 122 at the time when the retroreflecting mirror 121a starts to retroreflect the probe light LB2 is defined as 0 °, the rotation angle of the rotating substrate 122 of the retroreflecting mirror 121a is from 0 ° to X1 ° ( However, the probe light LB2 is retroreflected during the first reflection period when 0 ° <X1 <90 °). Similarly, the retroreflector 121b retroreflects the probe light LB2 during the second reflection period when the rotation angle of the rotating substrate 122 is 90 ° to X2 ° (however, 90 ° <X2 <180 °). Similarly, the retroreflector 121c retroreflects the probe light LB2 during the third reflection period when the rotation angle of the rotating substrate 122 is 180 ° to X3 ° (however, 180 ° <X3 <270 °). Similarly, the retroreflector 121d retroreflects the probe light LB2 during the fourth reflection period when the rotation angle of the rotating substrate 122 is from 270 ° to X4 ° (however, 270 ° <X4 <360 °). After that, the same operation is repeated.

その結果、演算処理部150は、第1反射期間中に、第1テラヘルツ波THz1の波形及び第2テラヘルツ波THz2の波形を含むテラヘルツ波THz0の波形を示す波形信号を取得する。第2反射期間から第4反射期間においても同様である。 As a result, the arithmetic processing unit 150 acquires a waveform signal showing the waveform of the terahertz wave THz0 including the waveform of the first terahertz wave THz1 and the waveform of the second terahertz wave THz2 during the first reflection period. The same applies to the second reflection period to the fourth reflection period.

ここで、上述したように、本実施例では、各再帰反射鏡121は時間の経過と共に(つまり、各再帰反射鏡121の移動と共に)プローブ光LB2の光路が短くなるように移動し、且つ、ビームスプリッタ171と反射鏡172との間の距離d1はビームスプリッタ171と計測対象物との間の距離d2よりも大きい。この場合、演算処理部150は、ロックイン検出部145の検出結果を取得することで、各反射期間中において、第1テラヘルツTHz1の波形を示す波形信号及び第2テラヘルツ波THz2をこの順に取得する。また、第1テラヘルツTHz1の波形と第2テラヘルツTHz2の波形との間の時間的間隔は、距離d1と距離d2との差分に応じて定まる固定値となる。 Here, as described above, in this embodiment, each retroreflector 121 moves with the passage of time (that is, with the movement of each retroreflector 121) so that the optical path of the probe light LB2 becomes shorter, and The distance d1 between the beam splitter 171 and the reflector 172 is larger than the distance d2 between the beam splitter 171 and the object to be measured. In this case, the arithmetic processing unit 150 acquires the detection result of the lock-in detection unit 145, thereby acquiring the waveform signal showing the waveform of the first terahertz THz1 and the second terahertz wave THz2 in this order during each reflection period. .. Further, the time interval between the waveform of the first terahertz THz1 and the waveform of the second terahertz THz2 is a fixed value determined according to the difference between the distance d1 and the distance d2.

このような第2テラヘルツ波THz2の波形(波形信号)は、例えば計測対象物の特性を計測する(例えば、計測対象物の断層画像を取得する)ために利用される。このため、各反射期間中の第2テラヘルツ波THz2の波形信号のピーク位置は互いに揃っている(例えば、位置ずれが生じていない各再起反射鏡121が再帰反射し始める時点での回転基板122の回転角度である0°、90°、180°及び270°に相当する時間位置からの相対的な位置が互いに揃っている)ことが好ましい。図4(a)に示す例では、4つ再帰反射鏡121に位置ずれが生じていない。このため、各反射期間中の第2テラヘルツ波THz2の波形信号のピーク位置は互いに揃っている。つまり、0°に相当する時間位置からの第1反射期間中の第2テラヘルツ波THz2の波形信号の相対的なピーク位置、90°に相当する時間位置からの第2反射期間中の第2テラヘルツ波THz2の波形信号の相対的なピーク位置、180°に相当する時間位置からの第3反射期間中の第2テラヘルツ波THz2の波形信号の相対的なピーク位置、及び、270°に相当する時間位置からの第4反射期間中の第2テラヘルツ波THz2の波形信号の相対的なピーク位置は互いに揃っている。従って、図4(a)に示す第2テラヘルツ波THz2の波形信号を各々縦軸に並べ且つ振幅に応じた濃淡を付すことで得られる図4(b)に示すように、第2テラヘルツ波THz2の波形信号に基づいて取得される断層画像は、段差のないX−Z断層画像(但し、Z方向は、計測対象物に対する第2テラヘルツ波THz2の入射方向であり、X方向は、計測対象物に対する第2テラヘルツ波THz2の入射方向に直交する面に沿った方向である)となることが分かる。 Such a waveform (waveform signal) of the second terahertz wave THz2 is used, for example, for measuring the characteristics of the measurement target (for example, acquiring a tomographic image of the measurement target). Therefore, the peak positions of the waveform signals of the second terahertz wave THz2 during each reflection period are aligned with each other (for example, the rotating substrate 122 at the time when each retroreflector 121 without misalignment begins to retroreflect. It is preferable that the relative positions from the time positions corresponding to the rotation angles of 0 °, 90 °, 180 ° and 270 ° are aligned with each other). In the example shown in FIG. 4A, the four retroreflectors 121 are not misaligned. Therefore, the peak positions of the waveform signals of the second terahertz wave THz2 during each reflection period are aligned with each other. That is, the relative peak position of the waveform signal of the second terahertz wave THz2 during the first reflection period from the time position corresponding to 0 °, and the second terahertz during the second reflection period from the time position corresponding to 90 °. Relative peak position of the waveform signal of the wave THz2, relative peak position of the waveform signal of the second terahertz wave THz2 during the third reflection period from the time position corresponding to 180 °, and time corresponding to 270 °. The relative peak positions of the waveform signals of the second terahertz wave THz2 during the fourth reflection period from the position are aligned with each other. Therefore, as shown in FIG. 4B obtained by arranging the waveform signals of the second terahertz wave THz2 shown in FIG. 4A on the vertical axis and adding shades according to the amplitude, the second terahertz wave THz2 The tomographic image acquired based on the waveform signal of is an XZ tomographic image without steps (however, the Z direction is the incident direction of the second terahertz wave THz2 with respect to the measurement object, and the X direction is the measurement object. The direction is along the plane orthogonal to the incident direction of the second terahertz wave THz2).

一方で、図5(a)は、光遅延器120が備える4つ再帰反射鏡121(再帰反射鏡121aから再帰反射鏡121d)のうち再帰反射鏡121b及び121cに位置ずれが生じている場合の、テラヘルツ波THz0の波形を示す。具体的には、再帰反射鏡121bは、再帰反射鏡121bに生じている位置ずれに起因して、回転基板122の回転角度が70°からY2°(但し、70°<Y2<190°)となる第2反射期間中に、プローブ光LB2を再帰反射している。同様に、再帰反射鏡121cは、再帰反射鏡121cに生じている位置ずれに起因して、回転基板122の回転角度が190°からX3°となる第3反射期間中に、プローブ光LB2を再帰反射している。 On the other hand, FIG. 5A shows a case where the retroreflectors 121b and 121c of the four retroreflectors 121 (from the retroreflector 121a to the retroreflector 121d) included in the optical delayer 120 are displaced. , Terahertz wave THz0 waveform is shown. Specifically, in the retroreflector 121b, the rotation angle of the rotating substrate 122 is changed from 70 ° to Y2 ° (however, 70 ° <Y2 <190 °) due to the positional deviation caused in the retroreflector 121b. During the second reflection period, the probe light LB2 is retroreflected. Similarly, the retroreflector 121c recurses the probe light LB2 during the third reflection period when the rotation angle of the rotating substrate 122 changes from 190 ° to X3 ° due to the misalignment occurring in the retroreflector 121c. It is reflecting.

この場合、各反射期間中の第2テラヘルツ波THz2の波形信号のピーク位置は、再帰反射鏡121b及び121cの位置ずれに起因して、互いに揃っていない。つまり、0°に相当する時間位置からの第1反射期間中の第2テラヘルツ波THz2の波形信号の相対的なピーク位置及び270°に相当する時間位置からの第4反射期間中の第2テラヘルツ波THz2の波形信号の相対的なピーク位置は、90°に相当する時間位置からの第2反射期間中の第2テラヘルツ波THz2の波形信号の相対的なピーク位置及び180°に相当する時間位置からの第3反射期間中の第2テラヘルツ波THz2の波形信号の相対的なピーク位置とは異なっている。従って、図5(a)に示す第2テラヘルツ波THz2の波形信号を各々縦軸に並べ且つ振幅に応じた濃淡を付すことで得られる図5(b)に示すように、第2テラヘルツ波THz2の波形信号に基づいて取得される断層画像は、段差のあるX−Z断層画像となってしまうことが分かる。 In this case, the peak positions of the waveform signals of the second terahertz wave THz2 during each reflection period are not aligned with each other due to the misalignment of the retroreflectors 121b and 121c. That is, the relative peak position of the waveform signal of the second terahertz wave THz2 during the first reflection period from the time position corresponding to 0 ° and the second terahertz during the fourth reflection period from the time position corresponding to 270 °. The relative peak position of the waveform signal of the wave THz2 is the relative peak position of the waveform signal of the second terahertz wave THz2 during the second reflection period from the time position corresponding to 90 ° and the time position corresponding to 180 °. It is different from the relative peak position of the waveform signal of the second terahertz wave THz2 during the third reflection period from. Therefore, as shown in FIG. 5 (b) obtained by arranging the waveform signals of the second terahertz wave THz2 shown in FIG. 5 (a) on the vertical axis and adding shades according to the amplitude, the second terahertz wave THz2 It can be seen that the tomographic image acquired based on the waveform signal of is an XZ tomographic image with steps.

他方で、図5(a)に示す第2テラヘルツ波THz2の波形信号に基づいて段差のないX−Z断層画像を取得するためには、演算処理部150が、第2テラヘルツ波THz2の波形信号の状態が図4(a)に示す状態にあるように、第2テラヘルツ波THz2の波形信号を取り扱えばよい。例えば、演算処理部150は、図5(a)に示す第2テラヘルツ波THz2の波形信号のうち第2反射期間及び第3反射期間の波形信号を時間的にシフトすることで、図5(a)に示す第2テラヘルツ波THz2の波形信号の状態が図4(a)に示す状態にあるように第2テラヘルツ波THz2の波形信号を取り扱うことができる。つまり、演算処理部150は、再帰反射鏡121に位置ずれが生じている場合に取得される第2テラヘルツ波THz2の波形信号の少なくとも一部を時間的にシフトすることで、再帰反射鏡121に位置ずれが生じている場合に取得される第2テラヘルツ波THz2の波形信号を、再帰反射鏡121に位置ずれが生じていない場合に取得される第2テラヘルツ波THz2の波形信号として取り扱うことができる。 On the other hand, in order to acquire an XZ tomographic image without steps based on the waveform signal of the second terahertz wave THz2 shown in FIG. 5A, the arithmetic processing unit 150 performs the waveform signal of the second terahertz wave THz2. As shown in FIG. 4A, the waveform signal of the second terahertz wave THz2 may be handled. For example, the arithmetic processing unit 150 temporally shifts the waveform signals of the second reflection period and the third reflection period among the waveform signals of the second terahertz wave THz2 shown in FIG. 5 (a), thereby showing FIG. 5 (a). The waveform signal of the second terahertz wave THz2 can be handled so that the state of the waveform signal of the second terahertz wave THz2 is as shown in FIG. 4 (a). That is, the arithmetic processing unit 150 shifts at least a part of the waveform signal of the second terahertz wave THz2 acquired when the retroreflector 121 is displaced in time to the retroreflector 121. The waveform signal of the second terahertz wave THz2 acquired when the misalignment occurs can be handled as the waveform signal of the second terahertz wave THz2 acquired when the retroreflector 121 does not have the misalignment. ..

そこで、本実施例では、演算処理部150は、第2テラヘルツ波THz2の波形信号の少なくとも一部を時間的にシフトするために、第2テラヘルツ波THz2の波形信号の一部を用いて計測対象物の特性を計測するタイミング(つまり、上述した計測開始タイミングである)を調整する。言い換えれば、演算処理部150は、計測開始タイミングを調整することで、第2テラヘルツ波THz2の波形信号の少なくとも一部を時間的にシフトする状態を間接的に実現している。但し、演算処理部150は、計測開始タイミングを調整することに加えて又は代えて、第2テラヘルツ波THz2の波形信号の少なくとも一部を時間的にシフトしてもよい。つまり、演算処理部150は、計測開始タイミングを調整することに加えて又は代えて、第2テラヘルツ波THz2の波形信号の少なくとも一部を時間的にシフトすることで、第2テラヘルツ波THz2の波形信号の少なくとも一部を時間的にシフトする状態を直接的に実現してもよい。 Therefore, in the present embodiment, the arithmetic processing unit 150 uses a part of the waveform signal of the second terahertz wave THz2 to measure in order to shift at least a part of the waveform signal of the second terahertz wave THz2 in time. Adjust the timing to measure the characteristics of the object (that is, the measurement start timing described above). In other words, the arithmetic processing unit 150 indirectly realizes a state in which at least a part of the waveform signal of the second terahertz wave THz2 is time-shifted by adjusting the measurement start timing. However, the arithmetic processing unit 150 may, in addition to or instead of adjusting the measurement start timing, shift at least a part of the waveform signal of the second terahertz wave THz2 in time. That is, the arithmetic processing unit 150 shifts at least a part of the waveform signal of the second terahertz wave THz2 in addition to or instead of adjusting the measurement start timing, so that the waveform of the second terahertz wave THz2 A state in which at least a part of the signal is shifted in time may be directly realized.

ところで、本実施例では、テラヘルツ波計測装置100が計測対象物の特性を分析している間は距離d1及び距離d2が固定されている又は変動しないことは上述したとおりである。このため、再帰反射鏡121b及び121cに位置ずれが生じている場合であっても、第2及び第3反射期間中に検出される第1テラヘルツTHz1の波形と第2テラヘルツTHz2の波形との間の時間的間隔は、第1及び第4反射期間中に検出される第1テラヘルツTHz1の波形と第2テラヘルツTHz2の波形との間の時間的間隔と同様に、距離d1と距離d2との差分に応じて定まる固定値となる。つまり、再帰反射鏡121に位置ずれが生じているか否かに関わらず、全ての反射期間において、第1テラヘルツTHz1の波形信号が取得されてから第2テラヘルツTHz2の波形信号が取得されるまでの期間は、距離d1と距離d2との差分に応じて定まる固定値となる。 By the way, in this embodiment, the distance d1 and the distance d2 are fixed or do not fluctuate while the terahertz wave measuring device 100 is analyzing the characteristics of the object to be measured, as described above. Therefore, even if the retroreflectors 121b and 121c are misaligned, between the first terahertz THz1 waveform and the second terahertz THz2 waveform detected during the second and third reflection periods. The time interval is the difference between the distance d1 and the distance d2, similar to the time interval between the first terahertz THz1 waveform and the second terahertz THz2 waveform detected during the first and fourth reflection periods. It is a fixed value that is determined according to. That is, regardless of whether or not the retroreflector 121 is misaligned, the waveform signal of the first terahertz THz1 is acquired until the waveform signal of the second terahertz THz2 is acquired during the entire reflection period. The period is a fixed value determined according to the difference between the distance d1 and the distance d2.

そこで、本実施例のテラヘルツ計測装置100は、第2テラヘルツ波THz2との間の時間的関係が常に固定されている第1テラヘルツ波THz1を用いて計測開始タイミングを調整する。具体的には、演算処理部150は、第1反射期間中に取得される第1テラヘルツ波THz1の波形信号に基づいて、第1反射期間中に取得される第2テラヘルツ波THz2の波形信号を用いて計測対象物の特性の計測を開始する計測開始タイミングを調整する。同様に、演算処理部150は、第2反射期間中に取得される第1テラヘルツ波THz1の波形信号に基づいて、第2反射期間中に取得される第2テラヘルツ波THz2の波形信号を用いて計測対象物の特性の計測を開始する計測開始タイミングを調整する。第3及び第4反射期間においても、演算処理部150は、同様の動作を行う。その結果、演算処理部150は、少なくとも一つの再帰反射鏡121に位置ずれが生じている場合であっても、再帰反射鏡121に位置ずれが生じている場合に取得される第2テラヘルツ波THz2の波形信号を、再帰反射鏡121に位置ずれが生じていない場合に取得される第2テラヘルツ波THz2の波形信号として取り扱うことができる。以下、このような計測開始タイミングを調整する動作について更に説明を進める。 Therefore, the terahertz measuring device 100 of this embodiment adjusts the measurement start timing using the first terahertz wave THz1 in which the temporal relationship with the second terahertz wave THz2 is always fixed. Specifically, the arithmetic processing unit 150 obtains the waveform signal of the second terahertz wave THz2 acquired during the first reflection period based on the waveform signal of the first terahertz wave THz1 acquired during the first reflection period. Use to adjust the measurement start timing to start measuring the characteristics of the object to be measured. Similarly, the arithmetic processing unit 150 uses the waveform signal of the second terahertz wave THz2 acquired during the second reflection period based on the waveform signal of the first terahertz wave THz1 acquired during the second reflection period. Adjust the measurement start timing to start measuring the characteristics of the object to be measured. In the third and fourth reflection periods, the arithmetic processing unit 150 performs the same operation. As a result, the arithmetic processing unit 150 acquires the second terahertz wave THz2 when the retroreflector 121 is misaligned even if at least one retroreflector 121 is misaligned. Can be treated as a waveform signal of the second terahertz wave THz2 acquired when the retroreflector 121 is not displaced. Hereinafter, the operation of adjusting the measurement start timing will be further described.

(3)計測開始タイミングを調整する動作
上述したように、計測開始タイミングは、主として、基準信号を生成する基準信号生成部181、インデックス信号を生成するインデックス信号生成部182及び計測開始タイミングを示す計測開始信号を生成する計測開始信号生成部183によって調整される。ここで、基準信号生成部181が、回転基板122が1回転するごとに1つのパルスが現れる基準信号を生成することは上述したとおりである。従って、以下では、インデックス信号生成部182によるインデックス信号の生成動作及び計測開始信号生成部183による計測開始信号の生成動作について更に説明を加えることで、計測開始タイミングを調整する動作についての説明を進める。
(3) Operation for Adjusting Measurement Start Timing As described above, the measurement start timing mainly indicates the reference signal generation unit 181 for generating the reference signal, the index signal generation unit 182 for generating the index signal, and the measurement indicating the measurement start timing. It is adjusted by the measurement start signal generation unit 183 that generates the start signal. Here, as described above, the reference signal generation unit 181 generates a reference signal in which one pulse appears for each rotation of the rotating substrate 122. Therefore, in the following, the operation of adjusting the measurement start timing will be described by further explaining the index signal generation operation by the index signal generation unit 182 and the measurement start signal generation operation by the measurement start signal generation unit 183. ..

尚、基準信号生成部181、インデックス信号生成部182及び計測開始信号生成部183は、ハードウェア回路であってもよい。或いは、基準信号生成部181、インデックス信号生成部182及び計測開始信号生成部183は、ソフトウェアにより実現される論理的な処理ブロックであってもよい。 The reference signal generation unit 181 and the index signal generation unit 182 and the measurement start signal generation unit 183 may be hardware circuits. Alternatively, the reference signal generation unit 181 and the index signal generation unit 182 and the measurement start signal generation unit 183 may be logical processing blocks realized by software.

(3−1)インデックス信号生成部182によるインデックス信号の生成動作
はじめに、図6から図8を参照しながら、インデックス信号生成部182によるインデックス信号の生成動作について説明する。図6は、インデックス信号生成部182の構成を示すブロック図である。図7は、第1テラヘルツ波THz1の波形を示すグラフである。図8は、インデックス信号生成部182の変形例を示すブロック図である。
(3-1) Index Signal Generation Operation by Index Signal Generation Unit 182 First, an index signal generation operation by the index signal generation unit 182 will be described with reference to FIGS. 6 to 8. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the index signal generation unit 182. FIG. 7 is a graph showing a waveform of the first terahertz wave THz1. FIG. 8 is a block diagram showing a modified example of the index signal generation unit 182.

図6に示すように、インデックス信号生成部182は、低域通過フィルタ1821と、「第2検出手段」の一具体例である特徴点検出部1822と、「算出手段」の一具体例である時間位置抽出部1823と、セレクタ1824とを備えて構成されている。 As shown in FIG. 6, the index signal generation unit 182 is a low-pass filter 1821, a feature point detection unit 1822 which is a specific example of the “second detection means”, and a specific example of the “calculation means”. It is configured to include a time position extraction unit 1823 and a selector 1824.

低域通過フィルタ1821は、第1テラヘルツ波THz1の波形信号に対してフィルタ処理を施すことで、所定の周波数帯域成分を抽出する。低域通過フィルタ1821は、例えば図7(a)に示す波形信号を、図7(b)に示す相対的に滑らかな波形信号に変換することができる。 The low-pass filter 1821 extracts a predetermined frequency band component by filtering the waveform signal of the first terahertz wave THz1. The low-pass filter 1821 can convert, for example, the waveform signal shown in FIG. 7A into a relatively smooth waveform signal shown in FIG. 7B.

特徴点検出部1822は、第1テラヘルツ波THzの波形信号から特徴点を検出する。特徴点検出部1822は、例えば、最大値検出部1822aと、ゼロクロス検出部1822bと、最小値検出部1822cとを備えていてもよい。最大値検出部1822aは、図7(b)の点Aで示される“第1テラヘルツ波THz1の瞬時値が最大となる点(最大点)”を特徴点として検出する。最小値検出部1822cは、図7(b)の点Cで示されるような“第1テラヘルツ波THz1の瞬時値が最小となる点(最小値)”を特徴点として検出する。ゼロクロス検出部1822bは、最大値検出部1822aが検出した最大点及び最小値検出部1822cが検出した最小点を利用して、図7(b)の点Bで示されるような“ゼロクロス点(つまり、第1テラヘルツ波THz1の瞬時値がゼロになる点)”を特徴点として検出する。 The feature point detection unit 1822 detects the feature point from the waveform signal of the first terahertz wave THz. The feature point detection unit 1822 may include, for example, a maximum value detection unit 1822a, a zero cross detection unit 1822b, and a minimum value detection unit 1822c. The maximum value detection unit 1822a detects the "point at which the instantaneous value of the first terahertz wave THz1 is maximized (maximum point)" indicated by the point A in FIG. 7B as a feature point. The minimum value detection unit 1822c detects a "point at which the instantaneous value of the first terahertz wave THz1 is minimized (minimum value)" as shown by point C in FIG. 7B as a feature point. The zero cross detection unit 1822b utilizes the maximum point detected by the maximum value detection unit 1822a and the minimum point detected by the minimum value detection unit 1822c to obtain a “zero cross point (that is, that is) as shown by point B in FIG. 7 (b). , The point at which the instantaneous value of the first terahertz wave THz1 becomes zero) ”is detected as a feature point.

時間位置抽出部1823は、特徴点検出部1822が検出した特徴点の時間位置を算出する。時間位置抽出部1823は、最大値検出部1822aに対応する第1時間位置抽出部1823aと、ゼロクロス検出部1822bに対応する第2時間位置抽出部1823bと、最小値検出部1822cに対応する第3時間位置抽出部1823cとを備えている。第1時間位置抽出部1823aは、最大点の時間位置を算出する。第2時間位置抽出部1823bは、ゼロクロス点の時間位置を算出する。第3時間位置抽出部1823cは、最小点の時間位置を算出する。時間位置抽出部1823は、特徴点の時間位置を、基準信号が示す基準時刻から特徴点が検出されるまでの期間として算出する。 The time position extraction unit 1823 calculates the time position of the feature point detected by the feature point detection unit 1822. The time position extraction unit 1823 includes a first time position extraction unit 1823a corresponding to the maximum value detection unit 1822a, a second time position extraction unit 1823b corresponding to the zero cross detection unit 1822b, and a third time position extraction unit 1823b corresponding to the minimum value detection unit 1822c. It is provided with a time position extraction unit 1823c. The first time position extraction unit 1823a calculates the time position of the maximum point. The second time position extraction unit 1823b calculates the time position of the zero cross point. The third time position extraction unit 1823c calculates the time position of the minimum point. The time position extraction unit 1823 calculates the time position of the feature point as a period from the reference time indicated by the reference signal to the detection of the feature point.

セレクタ1823は、第1時間位置抽出部1823a、第2時間位置抽出部1823b及び第3時間位置抽出部1823cの夫々が算出した時間位置から、いずれか一つの時間位置を選択する。セレクタ1823は、選択した時間位置を示すインデックス信号を出力する。 The selector 1823 selects any one of the time positions from the time positions calculated by the first time position extraction unit 1823a, the second time position extraction unit 1823b, and the third time position extraction unit 1823c. Selector 1823 outputs an index signal indicating the selected time position.

以上のように、インデックス信号生成部182は、入力された第1テラヘルツ波THz1の波形信号から特徴点を検出すると共に、特徴点の時間位置を示すインデックス信号を出力する。 As described above, the index signal generation unit 182 detects the feature point from the input waveform signal of the first terahertz wave THz1 and outputs an index signal indicating the time position of the feature point.

尚、図8に示すように、テラヘルツ波計測装置100は、夫々が一の反射期間に対応する複数のインデックス信号生成部182を備えていてもよい。例えば、本実施例では光遅延器120が4つの再帰反射鏡121を備えていることを考慮すれば、テラヘルツ波計測装置100は、4つのインデックス信号生成部(図8中のインデックス信号生成部182−1、インデックス信号生成部182−2、インデックス信号生成部182−3及びインデックス信号生成部182−4)を備えていてもよい。インデックス信号生成部182−1は、再帰反射鏡121aがプローブ光LB2を再帰反射する第1反射期間中にインデックス信号を出力する。インデックス信号生成部182−2は、再帰反射鏡121bがプローブ光LB2を再帰反射する第2反射期間中にインデックス信号を出力する。インデックス信号生成部182−3は、再帰反射鏡121cがプローブ光LB2を再帰反射する第3反射期間中にインデックス信号を出力する。インデックス信号生成部182−4は、再帰反射鏡121dがプローブ光LB2を再帰反射する第4反射期間中にインデックス信号を出力する。 As shown in FIG. 8, the terahertz wave measuring device 100 may include a plurality of index signal generation units 182, each of which corresponds to one reflection period. For example, considering that the optical delayer 120 includes four retroreflectors 121 in this embodiment, the terahertz wave measuring device 100 has four index signal generation units (index signal generation unit 182 in FIG. 8). -1, index signal generation unit 182-2, index signal generation unit 182-3, and index signal generation unit 182-4) may be provided. The index signal generation unit 182-1 outputs an index signal during the first reflection period in which the retroreflector 121a retroreflects the probe light LB2. The index signal generation unit 182-2 outputs an index signal during the second reflection period in which the retroreflector 121b retroreflects the probe light LB2. The index signal generation unit 182-3 outputs an index signal during the third reflection period in which the retroreflector 121c retroreflects the probe light LB2. The index signal generation unit 182-4 outputs an index signal during the fourth reflection period in which the retroreflector 121d retroreflects the probe light LB2.

上述したようにテラヘルツ計測装置100が複数のインデックス信号生成部182を備えている場合には、各再帰反射鏡121がプローブ光LB2を再帰反射する反射期間毎に別々にインデックス信号が生成される。よって、単一のインデックス信号生成部182が全ての反射期間に渡ってインデックス信号を出力することに起因するインデックス信号生成部182の処理負荷の増加が抑制される。つまり、インデックス信号生成部182の構成の複雑化が抑制される。 As described above, when the terahertz measuring device 100 includes a plurality of index signal generation units 182, an index signal is generated separately for each reflection period in which each retroreflector 121 retroreflects the probe light LB2. Therefore, the increase in the processing load of the index signal generation unit 182 due to the single index signal generation unit 182 outputting the index signal over the entire reflection period is suppressed. That is, the complexity of the configuration of the index signal generation unit 182 is suppressed.

また、図8に示すように、各インデックス信号生成部182の後段には、インデックス信号の平均値を算出する平均値算出部185が配置されていてもよい。その結果、インデックス信号が示す時間位置が誤計測等に起因して意図せぬ値となってしまうことが好適に防止される。尚、平均値算出部185は、テラヘルツ計測装置100が複数のインデックス信号生成部182を備える場合のみならず、テラヘルツ計測装置100が単一のインデックス信号生成部182を備える場合においても配置されていてもよい。 Further, as shown in FIG. 8, an average value calculation unit 185 for calculating the average value of the index signals may be arranged after each index signal generation unit 182. As a result, it is preferably prevented that the time position indicated by the index signal becomes an unintended value due to erroneous measurement or the like. The average value calculation unit 185 is arranged not only when the terahertz measuring device 100 includes a plurality of index signal generation units 182 but also when the terahertz measuring device 100 includes a single index signal generation unit 182. May be good.

(3−2)計測開始信号生成部183による計測開始信号の生成動作
続いて、図9を参照しながら、計測開始信号生成部183の構成について説明する。図9は、計測開始信号生成部の構成を示すブロック図である。
(3-2) Operation of Generating Measurement Start Signal by Measurement Start Signal Generation Unit 183 Subsequently, the configuration of the measurement start signal generation unit 183 will be described with reference to FIG. 9. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a measurement start signal generation unit.

図9(a)に示すように、計測開始信号生成部183は、記憶回路1831aと、RW_CTL部1832aと、オフセット部1833aと、計測開始部1834aを備えている。 As shown in FIG. 9A, the measurement start signal generation unit 183 includes a storage circuit 1831a, a RW_CTL unit 1832a, an offset unit 1833a, and a measurement start unit 1834a.

記憶回路1831aは、インデックス信号生成部182から入力されるインデックス信号を記憶する。記憶回路1831aは、インデックス信号生成部182から入力されるインデックス信号を一時的にバッファリングする。 The storage circuit 1831a stores the index signal input from the index signal generation unit 182. The storage circuit 1831a temporarily buffers the index signal input from the index signal generation unit 182.

RW_CTL部1832aは、各再帰反射鏡121に付与されたミラー番号に応じて、記憶回路1831aに対する読み出し制御を行う。例えば、現在時刻が再帰反射鏡121aがプローブ光LB2を再帰反射する第1反射期間に含まれる場合には、RW−CTL部1832aは、再帰反射鏡121aに付与されたミラー番号に応じたインデックス信号を読み出す。つまり、RW−CTL部1832aは、第1反射期間中にインデックス信号生成部182が生成したインデックス信号を読み出す。例えば、現在時刻が再帰反射鏡121bがプローブ光LB2を再帰反射する第2反射期間に含まれる場合には、RW−CTL部1832aは、再帰反射鏡121bに付与されたミラー番号に応じたインデックス信号を読み出す。つまり、RW−CTL部1832aは、第2反射期間中にインデックス信号生成部182が生成したインデックス信号を読み出す。第3反射期間から第4反射期間においても同様の動作が行われる。 The RW_CTL unit 1832a performs read-out control for the storage circuit 1831a according to the mirror number assigned to each retroreflector 121. For example, when the current time is included in the first reflection period in which the retroreflector 121a retroreflects the probe light LB2, the RW-CTL unit 1832a is an index signal corresponding to the mirror number assigned to the retroreflector 121a. Is read. That is, the RW-CTL unit 1832a reads out the index signal generated by the index signal generation unit 182 during the first reflection period. For example, when the current time is included in the second reflection period in which the retroreflector 121b retroreflects the probe light LB2, the RW-CTL unit 1832a is an index signal corresponding to the mirror number assigned to the retroreflector 121b. Is read. That is, the RW-CTL unit 1832a reads out the index signal generated by the index signal generation unit 182 during the second reflection period. The same operation is performed during the third reflection period to the fourth reflection period.

オフセット部1833aは、記憶回路1831aから読み出されたインデックス信号を一定値減算する。一定値が減算されたインデックス信号は、計測開始タイミングの調整量を示す信号として、計測開始部1834aに出力される。 The offset unit 1833a subtracts a constant value from the index signal read from the storage circuit 1831a. The index signal from which a constant value has been subtracted is output to the measurement start unit 1834a as a signal indicating the adjustment amount of the measurement start timing.

一例として、一定値は、各再帰反射鏡121に位置ずれが生じていない場合に検出されるインデックス信号であってもよい。このような一定値は、例えば、動作パラメータとして、テラヘルツ計測装置100が備えるメモリ等に予め格納されていてもよい。この場合、オフセット部1833aは、再帰反射鏡121aがプローブ光LB2を再帰反射する第1反射期間中に読み出したインデックス信号から、再帰反射鏡121aに位置ずれが生じていない場合に検出されるインデックス信号に相当する一定値を減算する。再帰反射鏡121aに位置ずれが生じていない場合には、一定値が減算されたインデックス信号に相当する計測開始タイミングの調整量は、ゼロとなる。従って、この場合には、計測開始タイミングとしてデフォールトの計測開始タイミングが用いられる。再帰反射鏡121aに位置ずれが生じている場合には、一定値が減算されたインデックス信号に相当する計測開始タイミングの調整量は、ゼロとは異なる所望量となる。この調整量は、再帰反射鏡121aの位置ずれに起因した第2テラヘルツ波THz2の時間的なずれ量に相当する(図5(a)及び図5(b)参照)。従って、この場合には、計測開始タイミングとして、デフォールトの計測開始タイミングに対して調整量に基づく調整が施された計測開始タイミングが用いられる。 As an example, the constant value may be an index signal detected when each retroreflector 121 is not misaligned. Such a constant value may be stored in advance in a memory or the like included in the terahertz measuring device 100 as an operation parameter, for example. In this case, the offset portion 1833a is an index signal detected when the retroreflector 121a is not displaced from the index signal read during the first reflection period in which the retroreflector 121a retroreflects the probe light LB2. Subtract a constant value corresponding to. When the retroreflector 121a is not displaced, the adjustment amount of the measurement start timing corresponding to the index signal to which a constant value is subtracted becomes zero. Therefore, in this case, the default measurement start timing is used as the measurement start timing. When the retroreflector 121a is misaligned, the adjustment amount of the measurement start timing corresponding to the index signal from which a constant value is subtracted is a desired amount different from zero. This adjustment amount corresponds to the temporal shift amount of the second terahertz wave THz2 due to the misalignment of the retroreflector 121a (see FIGS. 5 (a) and 5 (b)). Therefore, in this case, as the measurement start timing, the measurement start timing in which the default measurement start timing is adjusted based on the adjustment amount is used.

尚、第1反射期間中のインデックス信号に限らず、オフセット部1833aは、第2反射期間から第4反射期間中のインデックス信号に対しても同様の処理を行う。つまり、オフセット部1833aは、第2反射期間中に読み出したインデックス信号から、再帰反射鏡121bに位置ずれが生じていない場合に検出されるインデックス信号に相当する一定値を減算する。オフセット部1833aは、第3反射期間中に読み出したインデックス信号から、再帰反射鏡121cに位置ずれが生じていない場合に検出されるインデックス信号に相当する一定値を減算する。オフセット部1833aは、第4反射期間中に読み出したインデックス信号から、再帰反射鏡121dに位置ずれが生じていない場合に検出されるインデックス信号に相当する一定値を減算する。 The offset unit 1833a performs the same processing not only on the index signal during the first reflection period but also on the index signal during the second reflection period to the fourth reflection period. That is, the offset unit 1833a subtracts a constant value corresponding to the index signal detected when the retroreflector 121b is not displaced from the index signal read during the second reflection period. The offset unit 1833a subtracts a constant value corresponding to the index signal detected when the retroreflector 121c is not displaced from the index signal read during the third reflection period. The offset unit 1833a subtracts a constant value corresponding to the index signal detected when the retroreflector 121d is not displaced from the index signal read during the fourth reflection period.

計測開始部1834aは、オフセット部1833aが出力する調整量及び基準信号に基づいて、対応する再帰反射手段121がプローブ光LB2を再帰反射する反射期間中の計測開始タイミングを調整する。例えば、計測開始部1834aは、第1反射期間中にオフセット部1833aが出力する調整量及び基準信号に基づいて、第1反射期間中の計測開始タイミングを調整する。例えば、計測開始部1834aは、第2反射期間中にオフセット部1833aが出力する調整量及び基準信号に基づいて、第2反射期間中の計測開始タイミングを調整する。第3反射期間及び第4反射期間においても同様の動作が行われる。 The measurement start unit 1834a adjusts the measurement start timing during the reflection period in which the corresponding retroreflective means 121 retroreflects the probe light LB2 based on the adjustment amount and the reference signal output by the offset unit 1833a. For example, the measurement start unit 1834a adjusts the measurement start timing during the first reflection period based on the adjustment amount and the reference signal output by the offset unit 1833a during the first reflection period. For example, the measurement start unit 1834a adjusts the measurement start timing during the second reflection period based on the adjustment amount and the reference signal output by the offset unit 1833a during the second reflection period. The same operation is performed in the third reflection period and the fourth reflection period.

計測開始部1834aは、調整した計測開始タイミングを規定する計測開始信号を演算処理部150に出力する。その結果、演算処理部150は、計測開始部1834aから出力される計測開始信号が規定する計測開始タイミングに同期して、第2テラヘルツTHz2の波形信号に基づく計測対象物の特性の計測を開始する。例えば、演算処理部150は、第1反射期間中には、第1反射期間中に計測開始部1834aから出力される計測開始信号が規定する計測開始タイミングに同期して、第2テラヘルツTHz2の波形信号に基づく計測対象物の特性の計測を開始する。第2反射期間から第4反射期間においても同様の動作が行われる。 The measurement start unit 1834a outputs a measurement start signal that defines the adjusted measurement start timing to the arithmetic processing unit 150. As a result, the arithmetic processing unit 150 starts measuring the characteristics of the measurement object based on the waveform signal of the second terahertz THz 2 in synchronization with the measurement start timing defined by the measurement start signal output from the measurement start unit 1834a. .. For example, during the first reflection period, the arithmetic processing unit 150 synchronizes with the measurement start timing defined by the measurement start signal output from the measurement start unit 1834a during the first reflection period, and the waveform of the second terahertz THz2. Start measuring the characteristics of the measurement object based on the signal. The same operation is performed during the second reflection period to the fourth reflection period.

ここで、図5(a)に示すように、再帰反射鏡121b及び121cに位置ずれが生じている場合の計測開始タイミングについて説明する。 Here, as shown in FIG. 5A, the measurement start timing when the retroreflectors 121b and 121c are misaligned will be described.

まず、再帰反射鏡121aに位置ずれが生じていないがゆえに、第1反射期間中に検出される第1テラヘルツ波の波形信号に基づいて算出される計測開始タイミングの調整量は、ゼロとなる。このため、演算処理部150は、第1反射期間中には、デフォールトの計測開始タイミングで、第2テラヘルツTHz2の波形信号に基づく計測対象物の特性の計測を開始する。尚、第4反射期間においても同様の動作が行われる。 First, since the retroreflector 121a is not displaced, the adjustment amount of the measurement start timing calculated based on the waveform signal of the first terahertz wave detected during the first reflection period is zero. Therefore, during the first reflection period, the arithmetic processing unit 150 starts measuring the characteristics of the measurement object based on the waveform signal of the second terahertz THz2 at the default measurement start timing. The same operation is performed during the fourth reflection period.

一方で、再帰反射鏡121bに位置ずれが生じているがゆえに、第2反射期間中に検出される第1テラヘルツ波の波形信号に基づいて算出される計測開始タイミングの調整量はゼロとは異なる所望量となる。従って、演算処理部150は、第2反射期間中には、調整済みの計測開始タイミングで、第2テラヘルツTHz2の波形信号に基づく計測対象物の特性の計測を開始する。尚、第3反射期間においても同様の動作が行われる。 On the other hand, since the retroreflector 121b is misaligned, the adjustment amount of the measurement start timing calculated based on the waveform signal of the first terahertz wave detected during the second reflection period is different from zero. It becomes the desired amount. Therefore, the arithmetic processing unit 150 starts measuring the characteristics of the measurement object based on the waveform signal of the second terahertz THz 2 at the adjusted measurement start timing during the second reflection period. The same operation is performed during the third reflection period.

ここで、再帰反射鏡121bに位置ずれが生じている場合であっても、第2反射期間中に検出される第1テラヘルツTHz1の波形と第2テラヘルツTHz2の波形との間の時間的間隔は固定値となる。このため、再帰反射鏡121bに位置ずれに起因した第1テラヘルツ波THz1の波形の時間的なずれ量は、再帰反射鏡121bに位置ずれに起因した第2テラヘルツ波THz2の波形の時間的なずれ量と等しくなる。従って、第2反射期間中に検出される第1テラヘルツ波の波形信号に基づいて算出される計測開始タイミングの調整量は、再帰反射鏡121bに位置ずれが生じている場合に取得される第2テラヘルツ波THz2の波形信号を、再帰反射鏡121bに位置ずれが生じていない場合に取得される第2テラヘルツ波THz2の波形信号として取り扱うことが可能な計測開始タイミングを実質的に示している。つまり、第2反射期間中に検出される第1テラヘルツ波の波形信号に基づいて算出される計測開始タイミングの調整量は、再帰反射鏡121bに位置ずれが生じている場合に取得される第2テラヘルツ波THz2の波形信号を時間的にシフトさせることで再帰反射鏡121bに位置ずれが生じていない場合に取得される第2テラヘルツ波THz2の波形信号に実質的に変換することが可能な計測開始タイミングを実質的に示している。従って、演算処理部150は、このような調整量に基づいて調整済みの計測開始タイミングで計測対象物の特性の計測を開始することで、再帰反射鏡121bの位置ずれの影響を排除しながら、計測対象物の特性を計測することができる。 Here, even when the retroreflector 121b is misaligned, the time interval between the waveform of the first terahertz THz1 and the waveform of the second terahertz THz2 detected during the second reflection period is It is a fixed value. Therefore, the amount of temporal deviation of the waveform of the first terahertz wave THz1 due to the misalignment of the retroreflector 121b is the temporal deviation of the waveform of the second terahertz wave THz2 due to the misalignment of the retroreflector 121b. Equal to the quantity. Therefore, the adjustment amount of the measurement start timing calculated based on the waveform signal of the first terahertz wave detected during the second reflection period is acquired when the retroreflective mirror 121b is misaligned. It substantially shows the measurement start timing at which the waveform signal of the terahertz wave THz2 can be treated as the waveform signal of the second terahertz wave THz2 acquired when the retroreflector 121b is not displaced. That is, the adjustment amount of the measurement start timing calculated based on the waveform signal of the first terahertz wave detected during the second reflection period is acquired when the retroreflective mirror 121b is misaligned. Measurement start that can be substantially converted into the waveform signal of the second terahertz wave THz2 acquired when the retroreflector 121b is not displaced by shifting the waveform signal of the terahertz wave THz2 in time. It effectively shows the timing. Therefore, the arithmetic processing unit 150 starts measuring the characteristics of the measurement object at the adjusted measurement start timing based on such an adjustment amount, thereby eliminating the influence of the positional deviation of the retroreflector 121b. The characteristics of the object to be measured can be measured.

尚、図9(b)に示すように、計測開始信号生成部183は、加算部1835bと除算部1836bを更に備えていてもよい。この場合、加算部1835bは、過去n個分のインデックス信号を加算する。加算部1835bが加算した過去n個分のインデックス信号は、除算部1836bによってnで除算される。これにより、過去n個分のインデックス信号の平均値が算出される。従って、インデックス信号の平均値を用いて、計測開始タイミングを規定する計測開始信号が出力される。このようにインデックス信号の平均値が用いられると、誤計測等によって不適切な計測開始信号が生成されてしまうことが防止される。 As shown in FIG. 9B, the measurement start signal generation unit 183 may further include an addition unit 1835b and a division unit 1836b. In this case, the addition unit 1835b adds the past n index signals. The past n index signals added by the addition unit 1835b are divided by n by the division unit 1836b. As a result, the average value of the past n index signals is calculated. Therefore, the measurement start signal that defines the measurement start timing is output using the average value of the index signals. When the average value of the index signals is used in this way, it is possible to prevent an inappropriate measurement start signal from being generated due to erroneous measurement or the like.

また、図9(c)に示すように、計測開始信号生成部183は、m個(即ち、再帰反射鏡121と同数)の低域通過フィルタ1837cを備えていてもよい。この場合、m個の低域通過フィルタ1837cにおいてインデックス信号にフィルタ処理が施されるため、ノイズの影響を抑制しつつ計測開始信号が生成される。 Further, as shown in FIG. 9C, the measurement start signal generation unit 183 may include m (that is, the same number as the retroreflector 121) low-pass filters 1837c. In this case, since the index signal is filtered by the m low-pass filters 1837c, the measurement start signal is generated while suppressing the influence of noise.

以上説明したように、本実施例のテラヘルツ波計測装置100は、第2テラヘルツ波THzを計測対象物に照射する。このため、テラヘルツ波計測装置100は、第2テラヘルツ波THzの検出結果に基づいて、計測対象物の特性を計測することができる。 As described above, the terahertz wave measuring device 100 of this embodiment irradiates the measurement object with the second terahertz wave THz. Therefore, the terahertz wave measuring device 100 can measure the characteristics of the object to be measured based on the detection result of the second terahertz wave THz.

更に、テラヘルツ計測装置100は、第1テラヘルツ波THz1を計測対象物に照射しない。このため、テラヘルツ波計測装置100は、第1テラヘルツ波THz1の検出結果に基づいて、第2テラヘルツ波THzの検出結果に基づく計測対象物の特性の計測を開始する計測開始タイミングを調整することができる。例えば、再帰反射鏡121の位置ずれに起因して、テラヘルツ検出素子130が第2テラヘルツ波THz2を検出するタイミングがばらつくことは上述したとおりである(図5(a)及び図5(b)参照)。このようにテラヘルツ検出素子130が第2テラヘルツ波THz2を検出するタイミングがばらつく場合であっても、テラヘルツ波計測装置100は、テラヘルツ検出素子130が第2テラヘルツ波THz2を検出するタイミングのばらつきが計測対象物の特性の計測に対して与える影響が排除されるように、計測開始タイミングを第1テラヘルツ波THz1の検出結果に基づいて調整することができる。その結果、テラヘルツ波計測装置100は、テラヘルツ波THzを利用して、計測対象物の特性を相対的に高精度に計測することができる。 Further, the terahertz measuring device 100 does not irradiate the measurement object with the first terahertz wave THz1. Therefore, the terahertz wave measuring device 100 can adjust the measurement start timing to start measuring the characteristics of the measurement object based on the detection result of the second terahertz wave THz based on the detection result of the first terahertz wave THz1. it can. For example, as described above, the timing at which the terahertz detection element 130 detects the second terahertz wave THz2 varies due to the misalignment of the retroreflector 121 (see FIGS. 5 (a) and 5 (b)). ). Even when the timing at which the terahertz detection element 130 detects the second terahertz wave THz2 varies in this way, the terahertz wave measuring device 100 measures the variation in the timing at which the terahertz detection element 130 detects the second terahertz wave THz2. The measurement start timing can be adjusted based on the detection result of the first terahertz wave THz1 so that the influence on the measurement of the characteristics of the object is eliminated. As a result, the terahertz wave measuring device 100 can measure the characteristics of the object to be measured with relatively high accuracy by using the terahertz wave THz.

更には、テラヘルツ波計測装置100は、第2テラヘルツ波THz2の検出結果に基づいて計測対象物の特性を計測しながら、第1テラヘルツ波THz1の検出結果に基づいて計測開始タイミングを調整することができる。つまり、テラヘルツ波計測装置100は、第2テラヘルツ波THz2の検出結果に基づく計測対象物の特性の計測と並行して、計測開始タイミングを第1テラヘルツ波の検出結果に基づいて逐次(言い換えれば、リアルタイムに)調整することができる。 Further, the terahertz wave measuring device 100 can adjust the measurement start timing based on the detection result of the first terahertz wave THz1 while measuring the characteristics of the measurement object based on the detection result of the second terahertz wave THz2. it can. That is, in parallel with the measurement of the characteristics of the measurement object based on the detection result of the second terahertz wave THz2, the terahertz wave measuring device 100 sequentially sets the measurement start timing based on the detection result of the first terahertz wave (in other words, in other words. Can be adjusted (in real time).

更に、各再帰反射鏡121は時間の経過と共に(つまり、各再帰反射鏡121の移動と共に)プローブ光LB2の光路が短くなるように移動し、且つ、ビームスプリッタ171と反射鏡172との間の距離d1はビームスプリッタ171と計測対象物との間の距離d2よりも大きい。このため、演算処理部150は、ロックイン検出部145の検出結果を取得することで、各反射期間中において、第1テラヘルツTHz1の波形を示す波形信号及び第2テラヘルツ波THz2をこの順に取得する。従って、テラヘルツ計測装置100は、ある反射期間中における第1テラヘルツ波の検出結果に基づいて計測開始タイミングを調整した後に、当該ある反射期間中において、調整した計測開始タイミングで第2テラヘルツ波THz2の検出結果に基づく計測対象物の特性の計測を開始することができる。 Further, each retroreflector 121 moves with the passage of time (that is, with the movement of each retroreflector 121) so that the optical path of the probe light LB2 becomes shorter, and between the beam splitter 171 and the reflector 172. The distance d1 is larger than the distance d2 between the beam splitter 171 and the object to be measured. Therefore, by acquiring the detection result of the lock-in detection unit 145, the arithmetic processing unit 150 acquires the waveform signal showing the waveform of the first terahertz THz1 and the second terahertz wave THz2 in this order during each reflection period. .. Therefore, the terahertz measuring device 100 adjusts the measurement start timing based on the detection result of the first terahertz wave during a certain reflection period, and then adjusts the measurement start timing of the second terahertz wave THz2 during the certain reflection period. Measurement of the characteristics of the measurement object based on the detection result can be started.

尚、各再帰反射鏡121が時間の経過と共にプローブ光LB2の光路が長くなるように移動する場合には、距離d1は距離d2よりも小さいことが好ましい。或いは、各再帰反射鏡121がプローブ光LB2に代えてポンプ光LB1を再帰反射する場合であって且つ各再帰反射鏡121が時間の経過と共にポンプ光LB1の光路が短くなるように移動する場合には、距離d1は距離d2よりも小さいことが好ましい。或いは、各再帰反射鏡121がプローブ光LB2に代えてポンプ光LB1を再帰反射する場合であって且つ各再帰反射鏡121が時間の経過と共にポンプ光LB1の光路が長くなるように移動する場合には、距離d1は距離d2よりも大きいことが好ましい。その結果、演算処理部150は、ロックイン検出部145の検出結果を取得することで、各反射期間中において、第1テラヘルツTHz1の波形を示す波形信号及び第2テラヘルツ波THz2をこの順に取得することができる。 When each retroreflector 121 moves so that the optical path of the probe light LB2 becomes longer with the passage of time, the distance d1 is preferably smaller than the distance d2. Alternatively, when each retroreflector 121 retroreflects the pump light LB1 instead of the probe light LB2 and each retroreflector 121 moves so that the optical path of the pump light LB1 becomes shorter with the passage of time. It is preferable that the distance d1 is smaller than the distance d2. Alternatively, when each retroreflector 121 retroreflects the pump light LB1 instead of the probe light LB2 and each retroreflector 121 moves so that the optical path of the pump light LB1 becomes longer with the passage of time. It is preferable that the distance d1 is larger than the distance d2. As a result, the arithmetic processing unit 150 acquires the detection result of the lock-in detection unit 145, and acquires the waveform signal showing the waveform of the first terahertz THz1 and the second terahertz wave THz2 in this order during each reflection period. be able to.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うテラヘルツ波計測装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope of claims and within a range not contrary to the gist or idea of the invention that can be read from the entire specification, and terahertz wave measurement accompanied by such modification. The device is also included in the technical scope of the present invention.

100 テラヘルツ波計測装置
101 パルスレーザ装置
110 テラヘルツ波発生素子
121 再帰反射鏡
130 テラヘルツ波検出素子
150 演算処理部
170 光路調整器
171 ビームスプリッタ
172 反射鏡
181 基準信号生成部
182 インデックス信号生成部
183 計測開始信号生成部
LB1 ポンプ光
LB2 プローブ光
THz テラヘルツ波
THz1 第1テラヘルツ波
THz2 第2テラヘルツ波
100 Terahertz wave measuring device 101 Pulse laser device 110 Terahertz wave generating element 121 Retroreflector 130 Terahertz wave detecting element 150 Arithmetic processing unit 170 Optical path regulator 171 Beam splitter 172 Reflector 181 Reference signal generator 182 Index signal generator 183 Measurement start Signal generator LB1 Pump light LB2 Probe light THz terahertz wave THz1 1st terahertz wave THz2 2nd terahertz wave

Claims (5)

レーザ光が照射されることで、テラヘルツ波を発生する発生手段と、
(i)前記発生手段が発生した前記テラヘルツ波の一部である第1テラヘルツ波が、第1経路を伝搬すると共に計測対象物に照射されない一方で、(ii)前記発生手段が発生した前記テラヘルツ波の他の一部である第2テラヘルツ波が、前記第1経路とは経路長が異なる第2経路を伝搬すると共に前記計測対象物に照射されるように、前記テラヘルツ波を分離する分離手段と、
前記レーザ光が照射されることで、前記計測対象物に対して照射されていない前記第1テラヘルツ波及び前記計測対象物に対して照射された前記第2テラヘルツ波を検出する第1検出手段と、
前記レーザ光を再帰反射することで前記発生手段及び前記第1検出手段の少なくとも一方に照射される前記レーザ光の光路長を調整する光路長調整手段と、
前記第1検出手段が検出した前記第2テラヘルツ波に基づいて、前記計測対象物の特性を計測する計測手段と、
前記第1検出手段による前記第1テラヘルツ波の検出結果に基づいて、前記計測手段が前記計測対象物の特性を計測するタイミングを調整するタイミング調整手段と
を備え
前記タイミング調整手段は、
前記第1検出手段により検出された前記第1テラヘルツ波の特徴点を検出する第2検出手段と、
基準時刻から前記特徴点を検出するまでの期間である基準期間を算出する算出手段と、
前記基準期間に基づいて定まるタイミングで前記計測対象物の特性の計測を開始するように前記計測手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするテラヘルツ波計測装置。
A means of generating a terahertz wave when irradiated with laser light,
(I) The first terahertz wave, which is a part of the terahertz wave generated by the generating means, propagates in the first path and is not irradiated to the measurement target, while (ii) the terahertz generated by the generating means. Separation means for separating the terahertz wave so that the second terahertz wave, which is another part of the wave, propagates in the second path having a path length different from that of the first path and irradiates the measurement object. When,
With the first detection means for detecting the first terahertz wave that is not irradiated to the measurement object and the second terahertz wave that is irradiated to the measurement object by being irradiated with the laser beam. ,
An optical path length adjusting means for adjusting the optical path length of the laser beam irradiated to at least one of the generating means and the first detecting means by retroreflecting the laser beam.
A measuring means for measuring the characteristics of the measurement object based on the second terahertz wave detected by the first detecting means, and a measuring means.
A timing adjusting means for adjusting the timing at which the measuring means measures the characteristics of the measurement object based on the detection result of the first terahertz wave by the first detecting means is provided .
The timing adjusting means
A second detection means for detecting a feature point of the first terahertz wave detected by the first detection means, and a second detection means.
A calculation means for calculating the reference period, which is the period from the reference time to the detection of the feature point, and
A control means for controlling the measurement means so as to start measurement of the characteristics of the measurement object at a timing determined based on the reference period.
The terahertz wave measuring apparatus according to claim Rukoto equipped with.
前記光路長調整手段は、夫々が前記レーザ光を再起反射する複数の再帰反射手段を備え、
前記第2検出手段は、前記複数の再帰反射手段の夫々が前記レーザ光を再起反射する反射期間ごとに、別々に前記特徴点を検出し、
前記算出手段は、前記反射期間ごとに、別々に前記基準期間を算出し、
前記制御手段は、前記反射期間毎に、前記反射期間に対応する前記基準時間に応じて定まるタイミングで前記計測対象物の特性の計測を開始するように前記計測手段を制御する
ことを特徴とする請求項に記載のテラヘルツ波計測装置。
Each of the optical path length adjusting means includes a plurality of retroreflecting means for re-reflecting the laser beam.
The second detecting means separately detects the feature point for each reflection period in which each of the plurality of retroreflective means re-reflects the laser beam.
The calculation means separately calculates the reference period for each reflection period.
The control means controls the measurement means so as to start measurement of the characteristics of the measurement object at a timing determined according to the reference time corresponding to the reflection period for each reflection period. The terahertz wave measuring device according to claim 1 .
前記特徴点は、前記第1テラヘルツ波の波形の最大値、最小値及び前記最大値と前記最小値との間にあるゼロクロス点の少なくとも1つである
ことを特徴とする請求項又はに記載のテラヘルツ波計測装置。
According to claim 1 or 2 , the feature point is at least one of a maximum value, a minimum value, and a zero cross point between the maximum value and the minimum value of the waveform of the first terahertz wave. The terahertz wave measuring device described.
前記第2検出手段は、前記特徴点を複数回検出し、
前記算出手段は、前記基準期間を複数回算出し、
前記制御手段は、複数回算出された前記基準期間の平均値に応じて定まるタイミングで前記計測対象物の特性の計測を開始するように前記計測手段を制御する
ことを特徴とする請求項からのいずれか一項に記載のテラヘルツ波計測装置。
The second detection means detects the feature point a plurality of times and
The calculation means calculates the reference period a plurality of times.
The control means of claims 1, wherein the controller controls the measurement unit so as to start measuring the characteristics of the measurement object at the timing determined according to the average value of the reference period which has been calculated more than once The terahertz wave measuring apparatus according to any one of 3 .
電磁波を発生する発生手段と、 The means of generating electromagnetic waves and
前記発生手段が発生した前記電磁波を、計測対象物に照射されない第1経路を伝搬する第1電磁波と、前記計測対象物に照射される第2経路を伝搬する第2電磁波とに分離する分離手段と、 Separation means for separating the electromagnetic wave generated by the generating means into a first electromagnetic wave propagating in a first path that is not irradiated to the measurement object and a second electromagnetic wave that propagates in a second path that is irradiated to the measurement object. When,
前記第1経路を伝搬した前記第1電磁波及び前記第2経路を伝搬した前記第2電磁波が入射し、且つ、光が照射されることで、前記第1及び第2電磁波を検出する第1検出手段と、 The first detection that detects the first and second electromagnetic waves by incident the first electromagnetic wave propagating in the first path and the second electromagnetic wave propagating in the second path and irradiating with light. Means and
前記第1検出手段に照射される前記光の光路長を調整する光路長調整手段と、 An optical path length adjusting means for adjusting the optical path length of the light irradiated to the first detecting means, and an optical path length adjusting means.
前記第1検出手段が検出した前記第2電磁波に基づいて、前記計測対象物の特性を計測する計測手段と、 A measuring means for measuring the characteristics of the measurement object based on the second electromagnetic wave detected by the first detecting means, and a measuring means.
前記第1検出手段により検出された前記第1電磁波の特徴点を検出する第2検出手段と、 A second detecting means for detecting a feature point of the first electromagnetic wave detected by the first detecting means, and
基準時刻から前記特徴点を検出するまでの期間である基準期間に基づいて定まるタイミングで、前記計測対象物の特性の計測を開始するように前記計測手段を制御する制御手段と A control means that controls the measurement means so as to start measurement of the characteristics of the measurement object at a timing determined based on the reference period, which is the period from the reference time to the detection of the feature point.
を備えることを特徴とするテラヘルツ波計測装置。 A terahertz wave measuring device characterized by being equipped with.
JP2020168907A 2020-10-06 2020-10-06 Terahertz wave measurement device Ceased JP2021001911A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020168907A JP2021001911A (en) 2020-10-06 2020-10-06 Terahertz wave measurement device
JP2022092874A JP2022111264A (en) 2020-10-06 2022-06-08 Terahertz wave measurement device
JP2024011693A JP2024036428A (en) 2020-10-06 2024-01-30 Terahertz wave measurement device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020168907A JP2021001911A (en) 2020-10-06 2020-10-06 Terahertz wave measurement device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019039683A Division JP2019082495A (en) 2019-03-05 2019-03-05 Terahertz wave measurement device

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022092874A Division JP2022111264A (en) 2020-10-06 2022-06-08 Terahertz wave measurement device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021001911A true JP2021001911A (en) 2021-01-07

Family

ID=73994286

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020168907A Ceased JP2021001911A (en) 2020-10-06 2020-10-06 Terahertz wave measurement device
JP2022092874A Pending JP2022111264A (en) 2020-10-06 2022-06-08 Terahertz wave measurement device
JP2024011693A Pending JP2024036428A (en) 2020-10-06 2024-01-30 Terahertz wave measurement device

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022092874A Pending JP2022111264A (en) 2020-10-06 2022-06-08 Terahertz wave measurement device
JP2024011693A Pending JP2024036428A (en) 2020-10-06 2024-01-30 Terahertz wave measurement device

Country Status (1)

Country Link
JP (3) JP2021001911A (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001228080A (en) * 2000-02-18 2001-08-24 Japan Science & Technology Corp Image observing apparatus for light interference fault
US20040196660A1 (en) * 2001-09-21 2004-10-07 Mamoru Usami Terahertz light apparatus
JP2013033099A (en) * 2011-08-01 2013-02-14 Pioneer Electronic Corp Optical delay device and optical delay method
JP2013536422A (en) * 2010-08-24 2013-09-19 ハネウェル・アスカ・インコーポレーテッド Continuous reference to improve measurement accuracy in time domain spectroscopy

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001228080A (en) * 2000-02-18 2001-08-24 Japan Science & Technology Corp Image observing apparatus for light interference fault
US20040196660A1 (en) * 2001-09-21 2004-10-07 Mamoru Usami Terahertz light apparatus
JP2013536422A (en) * 2010-08-24 2013-09-19 ハネウェル・アスカ・インコーポレーテッド Continuous reference to improve measurement accuracy in time domain spectroscopy
JP2013033099A (en) * 2011-08-01 2013-02-14 Pioneer Electronic Corp Optical delay device and optical delay method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024036428A (en) 2024-03-15
JP2022111264A (en) 2022-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6598682B2 (en) Lidar measurement system and lidar measurement method
JP4654996B2 (en) Terahertz wave response measuring device
JP5735824B2 (en) Information acquisition apparatus and information acquisition method
JP2014106127A (en) Terahertz wave measurement instrument and method
JP4644342B2 (en) A two-pulse optical interferometer for waveform inspection of integrated circuit devices.
JP6081287B2 (en) Electromagnetic wave measuring device
WO2016132452A1 (en) Terahertz wave measurement device, terahertz wave measurement method, and computer program
JP2006308426A (en) Terahertz measuring device
JP4403272B2 (en) Spectroscopic measurement method and spectroscopic measurement apparatus
JP2013033099A (en) Optical delay device and optical delay method
JP2021001911A (en) Terahertz wave measurement device
JP2016045099A (en) Terahertz wave measurement device
US5767955A (en) Short-width pulse generating apparatus for measurement of reflection point, sampling apparatus for measurement of reflection point and reflection point measuring apparatus
JP2019082495A (en) Terahertz wave measurement device
JP2006266908A (en) Instrument and method for measuring terahertz pulse light
JP5127159B2 (en) Measuring apparatus and measuring method
JP2012132711A (en) Interpulse phase shift measurement device, offset frequency controller, interpulse phase shift measurement method, and offset frequency control method
JP5031636B2 (en) Brillouin scattering measurement system
US5751419A (en) Optical delay apparatus
JP2014228346A (en) Terahertz wave measurement instrument and optical path length adjustment device
JP2014115189A (en) Terahertz wave measurement device
JP6541366B2 (en) Terahertz wave measurement system
JP2016114371A (en) Terahertz wave measurement device
KR101709973B1 (en) Measuring method using hybrid beam scanning optical coherence tomography and thereof
JP2014145703A (en) Retroreflective device and terahertz wave measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201006

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211116

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220105

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220517

A045 Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment]

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045

Effective date: 20220927