JP3477496B2 - Electromagnetic wave detection device and detection method - Google Patents
Electromagnetic wave detection device and detection methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電磁波検出装置と検
出方法であって，主に１００ＧＨｚ以上から１００ＴＨ
ｚ（１ＴＨｚ＝１０12Ｈｚ）領域程度までの電磁波を検
出する装置と方法に関するものである。１００ＧＨｚか
ら１０ＴＨｚ程度までの電磁波は，電波と光領域の間に
位置し，通常テラヘルツ電磁波と言われている。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic wave detecting device and a detecting method, which are mainly from 100 GHz to 100 TH.
The present invention relates to an apparatus and method for detecting electromagnetic waves up to the z (1 THz = 10 12 Hz) range. Electromagnetic waves from 100 GHz to about 10 THz are located between the radio wave and the optical region and are usually called terahertz electromagnetic waves.
【０００２】テラヘルツ電磁波はＩｎＰ等の化合物半導
体に，例えばレーザパルス光を照射することにより発生
させることができる。そのようにして発生したテラヘル
ツ電磁波は，検出器（ＰＣアンテナ（Ｐｈｏｔｏｃｏｎ
ｄｕｃｔｉｖｅ ａｎｔｅｎｎａ））にテラヘルツ電磁
波を照射し，コヒーレンスのある時間幅の短いパルス
光，例えば，超短パルスレーザ光をゲート光として照射
することにより常温で測定できる。そのため，テラヘル
ツ電磁波はテラヘルツ分光として試料の分光分析に応用
されている。Terahertz electromagnetic waves can be generated by irradiating a compound semiconductor such as InP with laser pulse light, for example. The terahertz electromagnetic wave thus generated is detected by a detector (PC antenna (Photocon)
The measurement can be performed at room temperature by irradiating a terahertz electromagnetic wave) to a pulsed light with a coherence and a pulsed light having a short time width with coherence, for example, an ultrashort pulsed laser light as a gated light. Therefore, terahertz electromagnetic waves are applied to the spectroscopic analysis of samples as terahertz spectroscopy.
【０００３】[0003]
【従来の技術】図８はＰＣアンテナによるテラヘルツ電
磁波の発生方法と検出方法の説明図である。図８（ａ）
は，ＰＣアンテナによるテラヘルツ電磁波の発生方法の
説明図である。図８（ｂ）は，ＰＣアンテナによるテラ
ヘルツ電磁波の検出方法の説明図である。2. Description of the Related Art FIG. 8 is an explanatory diagram of a method of generating and detecting a terahertz electromagnetic wave by a PC antenna. Figure 8 (a)
FIG. 6 is an explanatory diagram of a method of generating a terahertz electromagnetic wave with a PC antenna. FIG. 8B is an explanatory diagram of a method of detecting a terahertz electromagnetic wave by the PC antenna.
【０００４】図８（ａ）において，１はＰＣアンテナで
ある。ＰＣアンテナは，例えばＳＩ−ＧａＡｓ（半絶縁
性ＧａＡｓ）の基板上に設けたＬＴ−ＧａＡｓ（低温成
長ＧａＡｓ）の上に電極（伝送路，ダイポールアンテナ
を含む）を配設したものである。２，２’は伝送路であ
る。３，３’はダイポールアンテナである。４”は直流
バイアス電源であり，ダイポールアンテナ３，３’に直
流バイアスを与えるものである。１０はレーザ光であ
り，ダイポールアンテナ３，３’のギャップ部分にゲー
ト光として照射されるものである。１１はテラヘルツ電
磁波であり，ダイポールアンテナ３，３’から放射され
るものである。In FIG. 8A, 1 is a PC antenna. The PC antenna has, for example, electrodes (including a transmission line and a dipole antenna) provided on LT-GaAs (low temperature growth GaAs) provided on a substrate of SI-GaAs (semi-insulating GaAs). 2, 2'is a transmission line. 3, 3'is a dipole antenna. Reference numeral 4 "is a DC bias power source for applying a DC bias to the dipole antennas 3 and 3 '. Reference numeral 10 is laser light, which is applied to the gap portion of the dipole antennas 3 and 3'as gate light. 11 is a terahertz electromagnetic wave, which is radiated from the dipole antennas 3 and 3 '.
【０００５】図８（ａ）に示すように，伝送路２，２’
に直流バイアスを印加した状態で，レーザ光１０の極短
パルスレーザをＰＣアンテナのダイポールアンテナ３，
３’のギャップ部分にゲート光として照射することによ
り，ごく短い時間キャリアを発生させる。この時，ごく
短い時間ダイポールアンテナ３と３’の間に電流が流
れ，テラヘルツ電磁波１１を含む電磁波が発生する。As shown in FIG. 8A, the transmission lines 2 and 2 '
With a direct current bias applied to the dipole antenna 3 of the PC antenna,
By irradiating the 3'gap portion as gate light, carriers are generated for a very short time. At this time, a current flows between the dipole antennas 3 and 3 ′ for a very short time, and electromagnetic waves including the terahertz electromagnetic wave 11 are generated.
【０００６】次に図８（ｂ）を参照して，ＰＣアンテナ
によりテラヘルツ電磁波を検出する原理を説明する。図
８（ｂ）において，図８（ａ）と共通参照番号は共通部
分を示す。図８（ｂ）に示すように，ＰＣアンテナ１の
ダイポールアンテナ３，３’のギャップ部分にレーザ光
１０（例えば波長８００ｎｍ）の極短パルスレーザ（時
間の半値幅約１５ｆｓ（１ｆｓ＝１０-15 秒），繰り返
し周期７５ＭＨｚ）をゲート光として照射する。この
時，テラヘルツ電磁波１１が基板に照射されていると，
ゲート光によりダイポールアンテナ３，３’のギャップ
部分に発生したキャリアはテラヘルツ電磁波１１により
変調されて，伝送路２，２’の電流信号として現れる。
従って，伝送路２，２’を流れる電流を測定することに
より照射したテラヘルツ電磁波を測定することができ
る。Next, the principle of detecting a terahertz electromagnetic wave with a PC antenna will be described with reference to FIG. In FIG. 8B, common reference numbers to those in FIG. 8A indicate common parts. As shown in FIG. 8B, an extremely short pulse laser (half-width of time of about 15 fs (1 fs = 10 −15 ) of laser light 10 (for example, wavelength 800 nm) is provided in the gap portion of the dipole antennas 3 and 3 ′ of the PC antenna 1. Second), and a repetition cycle of 75 MHz) is applied as gate light. At this time, if the substrate is irradiated with the terahertz electromagnetic wave 11,
The carriers generated in the gap portions of the dipole antennas 3 and 3'by the gate light are modulated by the terahertz electromagnetic wave 11 and appear as current signals on the transmission lines 2 and 2 '.
Therefore, the irradiated terahertz electromagnetic wave can be measured by measuring the current flowing through the transmission paths 2 and 2 '.
【０００７】図９は従来のテラヘルツ電磁波の検出装置
の構成を示し，対向配置による装置構成である。対向配
置はゲート光と検出対象の電磁波をＰＣアンテナの異な
る面から照射する配置を意味する。図９の場合，ゲート
光は，ＰＣアンテナ１のダイポールアンテナ側から照射
され，検出対象の電磁波はＰＣアンテナの電極（伝送
路，ダイポールアンテナ等）のない側から照射されてい
る。このような配置のしかたを以下，対向配置と称す
る。FIG. 9 shows a structure of a conventional terahertz electromagnetic wave detecting device, which is a device structure in which the devices are arranged facing each other. The facing arrangement means an arrangement in which the gate light and the electromagnetic wave to be detected are emitted from different surfaces of the PC antenna. In the case of FIG. 9, the gate light is emitted from the dipole antenna side of the PC antenna 1, and the electromagnetic wave to be detected is emitted from the side of the PC antenna without the electrodes (transmission path, dipole antenna, etc.). Hereinafter, such an arrangement is referred to as a facing arrangement.
【０００８】図９において，１はＰＣアンテナである。
１０はレーザ光（パルス光）である。１１はテラヘルツ
電磁波である。２１はレーザ光源であって，例えば，波
長８００ｎｍ，パルス幅１２ｆｓ，繰り返し周期７５Ｍ
Ｈｚの極短レーザパルス光を発生するものである。２３
はチョッパであり，ビームスプリッタ７１でレーザ光１
０から分離されたパルス光Ａをチョップするものであ
る。２６は時間遅延ミラーであり，入射光の光軸方向に
移動してレーザ光の光路長を変化させるものである。３
１は凹面反射ミラー１，３２凹面反射ミラー２，３３は
凹面反射ミラー３である（本明細書で説明する凹面反射
ミラーは，凹面反射ミラー７４を除いて，正確には軸を
はずした放物面ミラーである。以下，全て凹面反射ミラ
ーとして説明する）。In FIG. 9, 1 is a PC antenna.
Reference numeral 10 is a laser beam (pulse light). Reference numeral 11 is a terahertz electromagnetic wave. A laser light source 21 has, for example, a wavelength of 800 nm, a pulse width of 12 fs, and a repetition period of 75 M.
It generates ultra-short laser pulse light of Hz. 23
Is a chopper, and a laser beam 1 is emitted from the beam splitter 71.
The pulsed light A separated from 0 is chopped. A time delay mirror 26 moves in the optical axis direction of the incident light to change the optical path length of the laser light. Three
1 is a concave reflection mirror 1 and 32 is a concave reflection mirror 2 and 33 is a concave reflection mirror 3 (the concave reflection mirror described in this specification, except for the concave reflection mirror 74, is an off-axis parabola to be precise) It is a surface mirror, and is hereinafter described as a concave reflection mirror).
【０００９】４０はエミッタであって，ＩｎＰ，ＺｎＴ
ｅ，ＧａＰ等の材料によるものであり，励起光（パルス
光Ａ）を照射してテラヘルツ電磁波を発生するものであ
る（図８（ａ）のテラヘルツ電磁波の発生方法とは発生
原理が異なる）。４９は電流増幅器であり，ロックイン
アンプの前段増幅器である。５０はロックインアンプで
ある。７１はビームスプリッタである。７２は反射ミラ
ーである。７３，７４は凹面反射ミラーである。７５は
凸面反射ミラーである。７６はＳｉレンズである。凸面
反射ミラー７５で反射したレーザ光は凹面反射ミラー７
３，７４でＰＣアンテナ１のギャップ部分に焦点が合う
ように反射される。Reference numeral 40 denotes an emitter, which is made of InP, ZnT
It is made of a material such as e and GaP and emits terahertz electromagnetic waves by irradiating it with excitation light (pulse light A) (the principle of generation is different from the method of generating terahertz electromagnetic waves in FIG. 8A). 49 is a current amplifier, which is a pre-stage amplifier of the lock-in amplifier. 50 is a lock-in amplifier. 71 is a beam splitter. 72 is a reflection mirror. Reference numerals 73 and 74 are concave reflecting mirrors. 75 is a convex reflecting mirror. 76 is a Si lens. The laser light reflected by the convex reflection mirror 75 is reflected by the concave reflection mirror 7.
At 3,74, the light is reflected so that the gap portion of the PC antenna 1 is in focus.
【００１０】ＰＣアンテナ１自体は，本発明のものと同
じものであるので，図１を参照して説明する。図１
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように，厚さ０．４ｍｍ
のＳＩ−ＧａＡｓ（半絶縁性ＧａＡｓ）上に厚さ１．５
μｍのＬＴ−ＧａＡｓ（低温成長ＧａＡｓ）を設け，そ
の上に電極（伝送路２，２’，ダイポールアンテナ３，
３’）を配設したものである。対向するダイポールアン
テナ３，３’の距離ｄ＝５μｍ，伝送路２，２’の間隔
Ｌ＝３０μｍである。図９に示すように，従来のテラヘ
ルツ電磁波検出装置ではＰＣアンテナ１はＳｉレンズ７
６上に配置していた。Since the PC antenna 1 itself is the same as that of the present invention, it will be described with reference to FIG. Figure 1
As shown in (a), (b), (c), thickness 0.4mm
Thickness of 1.5 on SI-GaAs (semi-insulating GaAs)
A μm LT-GaAs (low temperature grown GaAs) is provided on which electrodes (transmission lines 2, 2 ', dipole antenna 3,
3 ') is provided. The distance d between the dipole antennas 3 and 3 ′ facing each other is 5 μm, and the distance L between the transmission lines 2 and 2 ′ is 30 μm. As shown in FIG. 9, in the conventional terahertz electromagnetic wave detection device, the PC antenna 1 has the Si lens 7
It was placed on top of 6.
【００１１】図９の従来の電磁波検出装置の動作を説明
する。レーザ光源２１は極短パルスレーザ光を発生す
る。レーザ光源２１で発生したレーザ光１０はビームス
プリッタ７１でパルス光Ａとバルス光Ｂに分離される。
パルス光Ａとパルス光Ｂは相関性があり，コヒーレント
な性質をもつ。パルス光Ａはチョッパ２３でチョップさ
れ，凹面反射ミラー１（３１）に入射され，エミッタ４
０の励起光になる。凹面反射ミラー１（３１）で反射し
たパルス光Ａは，エミッタ４０を照射する。エミッタ４
０はパルス光Ａの照射を受けてテラヘルツ電磁波１１を
発生する。エミッタ４０で発生したテラヘルツ電磁波は
凹面反射ミラー２（３２）で反射し，さらに凹面反射ミ
ラー３（３３）で反射して，Ｓｉレンズ７６に入射され
る。Ｓｉレンズ７６に入射したテラヘルツ電磁波１１は
ダイポールアンテナ３，３’のギャップ部分に焦点が合
わされてギャップを照射する。The operation of the conventional electromagnetic wave detecting apparatus of FIG. 9 will be described. The laser light source 21 generates ultrashort pulsed laser light. The laser light 10 generated by the laser light source 21 is separated by the beam splitter 71 into pulse light A and pulse light B.
The pulsed light A and the pulsed light B have a correlation and a coherent property. The pulsed light A is chopped by the chopper 23, is incident on the concave reflection mirror 1 (31), and is emitted by the emitter 4
It becomes 0 excitation light. The pulsed light A reflected by the concave reflection mirror 1 (31) illuminates the emitter 40. Emitter 4
0 receives the pulsed light A and generates a terahertz electromagnetic wave 11. The terahertz electromagnetic wave generated by the emitter 40 is reflected by the concave reflection mirror 2 (32), further reflected by the concave reflection mirror 3 (33), and is incident on the Si lens 76. The terahertz electromagnetic wave 11 incident on the Si lens 76 is focused on the gap portion of the dipole antennas 3 and 3'and irradiates the gap.
【００１２】一方，ビームスプリッタ７１でレーザ光１
０から分離したパルス光Ｂは時間遅延ミラー２６に入射
されて反射する。時間遅延ミラー２６を出たレーザ光１
０はさらに反射ミラー７２，凸面反射ミラー７５，凹面
反射ミラー７３，７４で反射し，ＰＣアンテナ１のダイ
ポールアンテナのギャップ部分を照射する。On the other hand, the laser beam 1 is emitted by the beam splitter 71.
The pulsed light B separated from 0 is incident on the time delay mirror 26 and reflected. Laser light 1 emitted from the time delay mirror 26
0 is further reflected by the reflection mirror 72, the convex reflection mirror 75, and the concave reflection mirrors 73 and 74, and illuminates the gap portion of the dipole antenna of the PC antenna 1.
【００１３】ギャップに照射されたパルス光Ｂ（波長８
００ｎｍ，半値幅１５ｆｓ）は，ゲート光としてＰＣア
ンテナ１の高光伝導性のＬＴ−ＧａＡｓ層にキャリアを
励起する（実験に使用したもののキャリア寿命は約１．
４ｐｓであったが，一般的に使用されているキャリア寿
命１ｐｓ以下のＬＴ−ＧａＡｓでも良い）。そしてギャ
ップ部分を照射するテラヘルツ電磁波の電界により変調
されて，伝送路２，２’に信号電流が流れる。その信号
電流は，テラヘルツ電磁波の電界の振幅ＥTHz（ｔ）と
ＰＣアンテナ中に励起されたキャリア密度ｎ（ｔ）のコ
ンポリュージョンできめられる。Pulsed light B (wavelength 8
At a wavelength of 00 nm and a half-value width of 15 fs, carriers are excited as gate light into the highly photoconductive LT-GaAs layer of the PC antenna 1 (the carrier life of the one used in the experiment is about 1.
Although it was 4 ps, LT-GaAs having a carrier lifetime of 1 ps or less that is generally used may be used). Then, the signal current is modulated in the electric field of the terahertz electromagnetic wave that irradiates the gap portion, and a signal current flows in the transmission lines 2 and 2 ′. The signal current can be obtained by compiling the amplitude ETHz (t) of the electric field of the terahertz electromagnetic wave and the carrier density n (t) excited in the PC antenna.
【００１４】[0014]
【数１】 [Equation 1]
【００１５】ここで，μはキャリアの移動度，τはテラ
ヘルツ電磁波１１に対するゲート光の遅延時間である。
テラヘルツ電磁波の振動周期がキャリア寿命（τc ）に
比べて十分に長いときは，ｎ（ｔ）はデルタ関数的にな
り，ＰＣアンテナはサンプリング検出器として働き，信
号波形は，テラヘルツ電磁波の時間波形に比例したもの
になる（Ｉ（τ）∝ＥTHz （τ））。また，テラヘルツ
電磁波の振動周期がキャリア寿命（τc ）に比べて十分
に短いときは，ｎ（ｔ）はステップ関数とみなすことが
でき，信号波形はテラヘルツ電磁波の積分波形に比例し
たものになる。Here, μ is the carrier mobility, and τ is the delay time of the gate light with respect to the terahertz electromagnetic wave 11.
When the oscillation period of the terahertz electromagnetic wave is sufficiently longer than the carrier lifetime (τ c ), n (t) becomes a delta function, the PC antenna functions as a sampling detector, and the signal waveform is the time waveform of the terahertz electromagnetic wave. Is proportional to (I (τ) ∝E THz (τ)). Further, when the vibration period of the terahertz electromagnetic wave is sufficiently shorter than the carrier life (τ c ), n (t) can be regarded as a step function, and the signal waveform becomes proportional to the integral waveform of the terahertz electromagnetic wave. .
【００１６】図１０はテラヘルツ電磁波の検出方法の説
明図である。図１０（ａ）はキャリア寿命（τc ）がテ
ラヘルツ電磁波の時間幅（Δｔ（例えば，１周期の時
間））より小さい場合である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a method for detecting terahertz electromagnetic waves. FIG. 10A shows the case where the carrier lifetime (τ c ) is smaller than the time width of the terahertz electromagnetic wave (Δt (for example, one cycle time)).
【００１７】図１０（ａ）のように，テラヘルツ電磁波
の時間幅Δｔがキャリア寿命τc より大きい場合には，
レーザ光はサンプリング光として働き，信号電流Ｉ
（ｔ）をサンプリングする（サンプリングモード）。ま
た，図１０（ｂ）のように，テラヘルツ電磁波の時間幅
Δｔがキャリア寿命τc より小さい場合には，キャリア
が積分されて信号電流として取り出される（積分モー
ド）。積分モードの場合にも，キャリアの発生の立ち上
がり時間が短いことは，より高い周波数を検出できるこ
とになり，検出周波数帯域が拡がるので，ゲート光のパ
ルス幅は短いほうが良い。As shown in FIG. 10A, when the time width Δt of the terahertz electromagnetic wave is larger than the carrier life τ c ,
The laser light acts as sampling light, and the signal current I
(T) is sampled (sampling mode). Further, as shown in FIG. 10B, when the time width Δt of the terahertz electromagnetic wave is smaller than the carrier life τ c , the carriers are integrated and taken out as a signal current (integration mode). Even in the integration mode, the short rise time of carrier generation means that a higher frequency can be detected and the detection frequency band is widened. Therefore, the pulse width of the gate light is preferably short.
【００１８】ＰＣアンテナの信号電流は微弱なので，信
号電流はロックインアンプで測定する。図９において，
チョッパ２３によりレーザ光１０を２ｋＨｚでチョップ
し，パルス光Ａを２ＫＨｚで変調する。ロックインアン
プ５０の参照信号の周波数を２ｋＨｚにして，信号電流
をロックインアンプ５０で検出する。時間遅延ミラー２
６を移動することによりゲート光に光路差を発生させ，
遅延時間τについての掃引信号を発生させ，信号電流の
時間変化をロックインアンプ５０により測定する。ＰＣ
アンテナ１の光伝導層がＬＴ−ＧａＡｓのようにキャリ
ア寿命の短いものでも，検出対象の電磁波の周波数が高
い場合（例えば，１０ＴＨｚ以上）である場合には，図
１０（ｂ）に示す積分モードの信号電流が検出される。Since the signal current of the PC antenna is weak, the signal current is measured by the lock-in amplifier. In FIG.
The chopper 23 chops the laser light 10 at 2 kHz and modulates the pulsed light A at 2 KHz. The frequency of the reference signal of the lock-in amplifier 50 is set to 2 kHz, and the signal current is detected by the lock-in amplifier 50. Time delay mirror 2
By moving 6 the optical path difference is generated in the gate light,
A sweep signal for the delay time τ is generated, and the time change of the signal current is measured by the lock-in amplifier 50. PC
Even if the photoconductive layer of the antenna 1 has a short carrier life such as LT-GaAs and the frequency of the electromagnetic wave to be detected is high (for example, 10 THz or higher), the integration mode shown in FIG. Is detected.
【００１９】図１１（ａ）は従来の検出装置による検出
波形の例である。図１１（ａ）はテラヘルツ電磁波の時
間変化波形の例であって，図９の電磁波検出装置により
測定したものである。FIG. 11A shows an example of a detected waveform by the conventional detecting device. FIG. 11A is an example of a time-varying waveform of a terahertz electromagnetic wave, which is measured by the electromagnetic wave detection device of FIG.
【００２０】図１１（ａ）において，横軸は時間（ｐｓ
（１ｐｓ＝１０-12 秒））であり，縦軸は振幅（任意単
位）である。図１１（ｂ）は時間変化波形ををフーリエ
変換したものである。横軸は周波数（ＴＨｚ）であり，
縦軸は振幅（任意単位）である。In FIG. 11A, the horizontal axis represents time (ps
(1 ps = 10 −12 seconds)), and the vertical axis represents the amplitude (arbitrary unit). FIG. 11B is a Fourier transform of the time-varying waveform. The horizontal axis is frequency (THz),
The vertical axis represents the amplitude (arbitrary unit).
【００２１】図１１（ｂ）の周波数スペクトルに示され
るように，数テラヘルツから３０テラヘルツまでのテラ
ヘルツ電磁波が検出された。図１１（ｂ）において，７
〜８ＴＨｚ付近のギャップはＰＣアンテナの基板（ＳＩ
−ＧａＡｓ（０．４ｍｍ）とＬＴ−ＧａＡｓ（１．５μ
ｍ））により吸収によるものである。また，１６ＴＨｚ
と１８ＴＨｚ付近の吸収はＳｉレンズによる吸収による
ものである。As shown in the frequency spectrum of FIG. 11 (b), terahertz electromagnetic waves of several terahertz to 30 terahertz were detected. In FIG. 11B, 7
The gap near -8 THz is the PC antenna substrate (SI
-GaAs (0.4 mm) and LT-GaAs (1.5 μ
m)) by absorption. Also, 16 THz
The absorption around 18 THz is due to the absorption by the Si lens.
【００２２】なお，図９の電磁波検出装置をテラヘルツ
電磁波分光に使用する場合には，凹面反射ミラー２（３
２）と凹面反射ミラー３（３３）との間に試料を置く。
そして，試料を透過するテラヘルツ電磁波１１によりＰ
Ｃアンテナ１で測定されるテラヘルツ電磁波の波形およ
び周波数スペクトルと試料がない場合のテラヘルツ電磁
波の波形および周波数スペクトルを比較する。両者の周
波数スペクトルを比較することによりＴＨｚ帯の広い範
囲にわたる透過または吸収スペクトルを得ることがで
き，試料を分光分析できる。When the electromagnetic wave detector of FIG. 9 is used for terahertz electromagnetic wave spectroscopy, the concave reflection mirror 2 (3
The sample is placed between 2) and the concave reflection mirror 3 (33).
Then, by the terahertz electromagnetic wave 11 passing through the sample, P
The waveform and frequency spectrum of the terahertz electromagnetic wave measured by the C antenna 1 are compared with the waveform and frequency spectrum of the terahertz electromagnetic wave in the absence of the sample. A transmission or absorption spectrum over a wide range of the THz band can be obtained by comparing the frequency spectra of both, and the sample can be spectrally analyzed.
【００２３】[0023]
【発明が解決しようとする課題】従来の電磁波検出装置
によれば，テラヘルツ電磁波はＳｉレンズを介してＰＣ
アンテナの基板の裏面からＰＣアンテナのギャップ部分
を照射していたので，ＰＣアンテナの基板（ＳＩ−Ｇａ
Ａｓ（０．４ｍｍ），光伝導層（ＬＴ−ＧａＡｓ（１．
５μｍ））とＳｉレンズ部分によるテラヘルツ電磁波の
吸収の影響を受け，エミッタで発生したテラヘルツ電磁
波の全周波数について正確な測定ができなかった。ま
た，基板，光伝導層，Ｓｉレンズによるテラヘルツ電磁
波の分散のため正確な時間波形を測定することができな
かった。また，ＰＣアンテナをテラヘルツ電磁波分光に
応用する場合には，ＰＣアンテナによる吸収スペクトル
と同じ領域に試料の吸収スペクトルがあると正しい分光
分析結果を得ることができなかった。また，従来の電磁
波検出装置でテラヘルツ電磁波を検出する場合には，Ｐ
Ｃアンテナの基板にＳｉレンズを必要とした。According to the conventional electromagnetic wave detecting device, the terahertz electromagnetic wave is transmitted to the PC through the Si lens.
Since the gap portion of the PC antenna was irradiated from the back surface of the antenna substrate, the PC antenna substrate (SI-Ga
As (0.4 mm), photoconductive layer (LT-GaAs (1.
5 μm)) and the influence of absorption of terahertz electromagnetic waves by the Si lens portion, it was not possible to accurately measure all frequencies of the terahertz electromagnetic waves generated by the emitter. In addition, the time waveform could not be accurately measured due to the dispersion of the terahertz electromagnetic wave by the substrate, the photoconductive layer, and the Si lens. Further, when the PC antenna is applied to terahertz electromagnetic wave spectroscopy, if the absorption spectrum of the sample is in the same region as the absorption spectrum of the PC antenna, the correct spectroscopic analysis result cannot be obtained. When detecting a terahertz electromagnetic wave with a conventional electromagnetic wave detection device, P
A Si lens was required on the substrate of the C antenna.
【００２４】本発明は，ＰＣアンテナに照射されるテラ
ヘルツ電磁の周波数スペクトル，波形を基板の吸収の影
響を排してより正確に測定でき，ＰＣアンテナの保持手
段について制約を受けない電磁波検出装置および電磁波
検出方法を提供することを目的とする。According to the present invention, the frequency spectrum and waveform of the terahertz electromagnetic wave radiated to the PC antenna can be measured more accurately by eliminating the influence of the absorption of the substrate, and there is no restriction on the holding means of the PC antenna. An object is to provide an electromagnetic wave detection method.
【００２５】[0025]
【課題を解決するための手段】本発明の電磁波検出装置
は，パルス光発生手段と，電磁波の照射とパルス光の照
射により該電磁波を検出する検出手段を備え，該検出手
段に電磁波とパルス光を照射して電磁波を検出する電磁
波検出装置において，検出手段は光を照射されることに
よりキャリアを発生する光伝導性材料に配置された一組
の対向電極を備え，該対向電極間に該パルス光をゲート
光として照射されて該光伝導性材料に発生したキャリア
と電磁波が作用して該電磁波に基づく信号を出力するも
のであり，パルス光と検出対象の電磁波を検出手段に対
して同じ側から照射するようにした。An electromagnetic wave detecting device of the present invention comprises a pulsed light generating means and a detecting means for detecting the electromagnetic wave by irradiation of the electromagnetic wave and irradiation of the pulsed light, and the detecting means is the electromagnetic wave and the pulsed light. In the electromagnetic wave detection device for irradiating an electromagnetic wave to detect an electromagnetic wave, the detection means includes a pair of counter electrodes arranged on a photoconductive material that generates carriers by being irradiated with light, and the pulse is provided between the counter electrodes. Light is emitted as gate light and carriers generated in the photoconductive material act on the electromagnetic wave to output a signal based on the electromagnetic wave. The pulsed light and the electromagnetic wave to be detected are on the same side of the detection means. I tried to irradiate from.
【００２６】本発明の電磁波検出方法は，パルス光発生
手段と，電磁波の照射とパルス光の照射により該電磁波
を検出する検出手段を備え，該検出手段に電磁波とパル
ス光を照射することにより電磁波を検出する電磁波検出
方法であって，該検出手段は光を照射されることにより
キャリアを発生する光伝導性材料に配置された一組の対
向電極を備えたものであり，パルス光発生手段と，入射
光を分離して出射する光分離手段とを備え，該パルス光
発生手段で発生したパルス光を該光分離手段により分離
して互いに相関性のあるパルス光Ａとパルス光Ｂを生成
し，パルス光Ａを該電磁波発生手段に照射して電磁波を
発生し，パルス光Ｂと該電磁波を該検出手段に対して同
じ側から該対向電極間にゲート光として照射し，該検出
手段においてパルス光Ｂの照射により該光伝導性材料に
発生したキャリアと電磁波が作用して該電磁波に基づく
信号を出力するようにした。The electromagnetic wave detecting method of the present invention comprises a pulse light generating means and a detecting means for detecting the electromagnetic wave by irradiating the electromagnetic wave and the pulsed light, and by irradiating the detecting means with the electromagnetic wave and the pulse light. An electromagnetic wave detecting method for detecting an electromagnetic wave, wherein the detecting means includes a pair of counter electrodes arranged on a photoconductive material that generates carriers by being irradiated with light. , A light separating means for separating incident light and emitting the separated light, wherein the pulsed light generated by the pulsed light generating means is separated by the light separating means to generate pulsed light A and pulsed light B which are correlated with each other. , The pulsed light A is applied to the electromagnetic wave generating means to generate an electromagnetic wave, and the pulsed light B and the electromagnetic wave are applied as gate light between the counter electrodes from the same side with respect to the detecting means. And outputs a signal based on the electromagnetic wave carrier and electromagnetic waves generated in the photoconductive material by irradiation of light B acts.
【００２７】[0027]
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を示
す。図１（ａ）は，同軸配置によりテラヘルツ電磁波を
検出する原理的な説明図であり，同軸配置は，図１
（ａ）のようにＰＣアンテナの電極側（伝送路，ダイポ
ールアンテナのある側）からレーザ光とテラヘルツ電磁
波を照射する構成を意味する。図１（ｂ）はＰＣアンテ
ナの断面図である。図１（ｃ）はＰＣアンテナの平面図
を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. FIG. 1A is an explanatory view of the principle of detecting a terahertz electromagnetic wave by the coaxial arrangement. The coaxial arrangement is shown in FIG.
As shown in (a), it means a configuration in which the laser beam and the terahertz electromagnetic wave are emitted from the electrode side of the PC antenna (the side where the transmission line and the dipole antenna are located). FIG. 1B is a sectional view of the PC antenna. FIG. 1C shows a plan view of the PC antenna.
【００２８】図１（ａ）において，１はＰＣアンテナ
（検出手段）である。２，２’は伝送路であり，光伝導
層４の上に設けられたものである。伝送路２と２’の間
隔は，例えば，３０μｍである。３，３’はダイポール
アンテナであって一組の対向電極より構成され，伝送路
２，２’と一体である。ダイポールアンテナ３と３’の
ギャップ部分の間隔は，例えば５μｍである。１０はレ
ーザ光であって，パルス光である。１１はテラヘルツ電
磁波である。In FIG. 1A, 1 is a PC antenna (detection means). Reference numerals 2 and 2 ′ are transmission lines, which are provided on the photoconductive layer 4. The distance between the transmission lines 2 and 2 ′ is, for example, 30 μm. Reference numerals 3 and 3'represent dipole antennas, which are composed of a pair of opposing electrodes and are integral with the transmission lines 2 and 2 '. The gap between the dipole antennas 3 and 3 ′ is, for example, 5 μm. Reference numeral 10 denotes laser light, which is pulsed light. Reference numeral 11 is a terahertz electromagnetic wave.
【００２９】図１（ｂ）はＰＣアンテナ１の断面図を示
す。図１（ｂ）において，４は光伝導層であり，ＬＴ−
ＧａＡｓ（厚さ１．５μｍ）であり，低温成長させた高
導電率のＧａＡｓである。４’は基板であり，厚さ０．
４ｍｍのＳＩ−ＧａＡｓ（半絶縁性のＧａＡｓ）であ
る。６は電極層であって，Ａｕの電極であり，伝送路
２，２’，ダイポールアンテナ３，３’を構成するもの
である。FIG. 1B shows a sectional view of the PC antenna 1. In FIG. 1B, 4 is a photoconductive layer, and LT-
It is GaAs (thickness: 1.5 μm), and is a high conductivity GaAs grown at a low temperature. 4'is a substrate and has a thickness of 0.
It is 4 mm of SI-GaAs (semi-insulating GaAs). Reference numeral 6 denotes an electrode layer, which is an Au electrode and constitutes the transmission lines 2, 2'and the dipole antennas 3, 3 '.
【００３０】図１（ｃ）において，２，２’は伝送路で
ある。３，３’はダイポールアンテナである。ギャップ
の幅ｄは５μｍである。伝送路２，２’の幅Ｌは３０μ
ｍである。７は電流計であり，伝送路２，２’に流れる
信号電流を測定するものである（実際には電流増幅器を
経由してロックインアンプが接続される）。In FIG. 1 (c), reference numerals 2 and 2'are transmission lines. 3, 3'is a dipole antenna. The width d of the gap is 5 μm. The width L of the transmission lines 2 and 2'is 30μ
m. An ammeter 7 measures a signal current flowing through the transmission lines 2 and 2 '(actually, a lock-in amplifier is connected via a current amplifier).
【００３１】図２は本発明の実施の形態の装置構成１を
示すものである。図２は，光伝導層にキャリアを励起す
るレーザ光とテラヘルツ電磁波をＰＣアンテナの同じ側
（電極側）から照射する同軸配置の構成である。FIG. 2 shows a device configuration 1 according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a coaxial arrangement in which the photoconductive layer is irradiated with laser light for exciting carriers and terahertz electromagnetic waves from the same side (electrode side) of the PC antenna.
【００３２】図２において，１はＰＣアンテナ（検出手
段）である。１０はレーザ光であり，パルス光である。
２１はレーザ光源である（パルス光発生手段）。２３は
チョッパであり，パルス光Ａをチョップするものであ
る。２６は時間遅延ミラーであり，入射光の光軸方向に
移動してパルス光Ｂの光路長を変化させるものである。
３１は凹面反射ミラー１，３２凹面反射ミラー２，３３
は凹面反射ミラー３である。４０はエミッタであって，
ＩｎＰ，ＺｎＴｅ，ＧａＰ等の材料によるものであり，
レーザ光を照射してテラヘルツ電磁波を発生するもので
ある（図８（ａ）のテラヘルツ電磁波の発生方法とは発
生原理が異なる）。４９は電流増幅器であり，ロックイ
ンアンプの前段増幅器である。５０はロックインアンプ
である。７１はビームスプリッタ（光分離手段）であ
り，レーザ光１０をパルス光Ａとパルス光Ｂに分離する
ものである。パルス光Ａとパルス光Ｂは相関性をもつも
のであり，コヒーレントな性質をもつ。２６は時間遅延
ミラーである。２７は反射ミラーである。３４はＳｉミ
ラーである。In FIG. 2, reference numeral 1 is a PC antenna (detection means). Reference numeral 10 is laser light, which is pulsed light.
Reference numeral 21 is a laser light source (pulse light generating means). A chopper 23 chops the pulsed light A. A time delay mirror 26 moves in the optical axis direction of the incident light to change the optical path length of the pulsed light B.
31 is a concave reflection mirror 1, 32 is a concave reflection mirror 2, 33
Is a concave reflection mirror 3. 40 is an emitter,
It is made of a material such as InP, ZnTe, GaP,
A laser beam is emitted to generate a terahertz electromagnetic wave (the generation principle is different from the generation method of the terahertz electromagnetic wave in FIG. 8A). 49 is a current amplifier, which is a pre-stage amplifier of the lock-in amplifier. 50 is a lock-in amplifier. Reference numeral 71 is a beam splitter (light separating means) for separating the laser light 10 into pulsed light A and pulsed light B. The pulsed light A and the pulsed light B have a correlation and have a coherent property. 26 is a time delay mirror. 27 is a reflection mirror. 34 is a Si mirror.
【００３３】図２の電磁波検出装置の動作を説明する。
レーザ光源２１は極短パルスレーザ光（波長８００ｎ
ｍ，時間の半値幅１２ｆｓ，繰り返し周期７５ＭＨｚ）
を発生する。レーザ光源２１で発生したレーザ光１０は
ビームスプリッタ７１でパルス光Ａとパルス光Ｂに分離
される。パルス光Ａはチョッパ２３でチョップされ，凹
面反射ミラー１（３１）に入射される。凹面反射ミラー
１（３１）で反射したパルス光Ａは，エミッタ４０を照
射する。エミッタ４０はパルス光Ａの照射を受けてテラ
ヘルツ電磁波を発生する。エミッタ４０で発生したテラ
ヘルツ電磁波は凹面反射ミラー２（３２）で反射し，Ｓ
ｉミラー３４を透過し，さらに凹面反射ミラー３（３
３）で反射して，ＰＣアンテナ１のダイポールアンテナ
３，３’のギャップ部分に焦点があうように照射され
る。The operation of the electromagnetic wave detecting device of FIG. 2 will be described.
The laser light source 21 is an ultrashort pulsed laser light (wavelength 800n
m, full width at half maximum of 12 fs, repetition cycle 75 MHz)
To occur. The laser light 10 generated by the laser light source 21 is separated by the beam splitter 71 into pulsed light A and pulsed light B. The pulsed light A is chopped by the chopper 23 and is incident on the concave reflection mirror 1 (31). The pulsed light A reflected by the concave reflection mirror 1 (31) illuminates the emitter 40. The emitter 40 receives the pulsed light A and generates a terahertz electromagnetic wave. The terahertz electromagnetic wave generated by the emitter 40 is reflected by the concave reflection mirror 2 (32), and S
The light is transmitted through the i-mirror 34, and the concave reflection mirror 3
It is reflected by 3) and is irradiated so that the gap portions of the dipole antennas 3 and 3'of the PC antenna 1 are focused.
【００３４】一方，レーザ光１０の一部はビームスプリ
ッタ７１で分離されてパルス光Ｂになる。パルス光Ｂは
時間遅延ミラー２６に入射されて反射し，反射ミラー２
７，Ｓｉミラー３４，凹面反射ミラー３（３３）で順次
反射し，ＰＣアンテナ１のダイポールアンテナ３，３’
のギャップ部分に焦点を合せて照射する。On the other hand, a part of the laser light 10 is split by the beam splitter 71 to become pulsed light B. The pulsed light B is incident on and reflected by the time delay mirror 26, and is reflected by the reflection mirror 2
7, the Si mirror 34, and the concave reflection mirror 3 (33) to sequentially reflect the dipole antennas 3 and 3'of the PC antenna 1.
It irradiates by focusing on the gap part.
【００３５】ギャップに照射されたパルス光Ｂ（波長８
００ｎｍ，時間の半値幅１５ｆｓ，繰り返し周期７５Ｍ
Ｈｚ）はゲート光としてＰＣアンテナ１の高光伝導性の
ＬＴ−ＧａＡｓ層にキャリアを励起する。そしてそのキ
ャリアはギャップ部分を照射するテラヘルツ電磁波の電
界により変調されて，伝送路２，２’に信号電流を生じ
る。Pulsed light B (wavelength 8
00nm, half-width of time 15fs, repetition period 75M
(Hz) excites carriers as gate light into the highly photoconductive LT-GaAs layer of the PC antenna 1. Then, the carrier is modulated by the electric field of the terahertz electromagnetic wave that irradiates the gap portion, and a signal current is generated in the transmission lines 2 and 2 '.
【００３６】ＰＣアンテナ１の光伝導層がＬＴ−ＧａＡ
ｓのようにキャリア寿命の短いものでも，検出対象の電
磁波の周波数が高い場合（例えば，１０ＴＨｚ以上）に
は，図１０（ｂ）に示す積分モードの信号電流が検出さ
れる。The photoconductive layer of the PC antenna 1 is LT-GaA.
Even if the carrier lifetime is short, such as s, if the frequency of the electromagnetic wave to be detected is high (for example, 10 THz or higher), the signal current in the integration mode shown in FIG. 10B is detected.
【００３７】図２の構成の動作は，ＰＣアンテナ１に照
射されるテラヘルツ電磁波を，ＰＣアンテナに対してゲ
ート光と同じ側から照射することを除いては図９の従来
の電磁波検出装置と同じである。The operation of the configuration of FIG. 2 is the same as that of the conventional electromagnetic wave detecting apparatus of FIG. 9 except that the terahertz electromagnetic wave applied to the PC antenna 1 is applied to the PC antenna from the same side as the gate light. Is.
【００３８】図３はテラヘルツ電磁波の検出波形の例１
である。図３は図２の本発明の実施の形態の装置構成１
の電磁波検出装置と図９の従来の電磁波検出装置により
測定したテラヘルツ電磁波の周波数スペクトルを比較し
たものである。FIG. 3 shows an example 1 of the detection waveform of the terahertz electromagnetic wave.
Is. FIG. 3 is a device configuration 1 of the embodiment of the present invention shown in FIG.
10 is a comparison of the frequency spectrum of the terahertz electromagnetic wave measured by the electromagnetic wave detection device of FIG. 9 and the conventional electromagnetic wave detection device of FIG.
【００３９】テラヘルツ電磁波は，ＩｎＰ（１００）の
エミッタから発生したテラヘルツ電磁波であり，その振
幅の時間変化波形をフーリエ変換して得られた周波数ス
ペクトルを示す。The terahertz electromagnetic wave is a terahertz electromagnetic wave generated from an InP (100) emitter, and shows a frequency spectrum obtained by Fourier transforming a time-varying waveform of its amplitude.
【００４０】図３（ａ）は，図２の本発明の同軸配置の
電磁波検出装置により測定したものである。図３（ｂ）
は，従来の対向配置の電磁波検出装置により測定したも
のである（図１１（ｂ）に同じ）。本発明の装置および
従来の装置も，数ＴＨｚから２５ＴＨｚ程度までのテラ
ヘルツ電磁波が検出されている。FIG. 3 (a) is measured by the coaxially arranged electromagnetic wave detecting device of the present invention shown in FIG. Figure 3 (b)
Is measured by a conventional electromagnetic wave detection device arranged opposite to each other (same as FIG. 11B). The device of the present invention and the conventional device also detect terahertz electromagnetic waves of several THz to about 25 THz.
【００４１】しかし，図３（ｂ）に円で囲んで示すよう
に，図９の従来の対向配置の装置で検出した周波数スペ
クトルでは，７〜８ＴＨｚ付近にＰＣアンテナの基板と
光伝導層の吸収のために生じた大きい谷を生じている。
本発明の電磁波検出装置では，図３（ａ）に示されるよ
うにテラヘルツ電磁波がＰＣアンテナの表面で反射する
ことによる影響がわずか生じるだけであり，ＰＣアンテ
ナの基板と光導電層での吸収の影響は取り除かれる。However, as shown by the circle in FIG. 3 (b), in the frequency spectrum detected by the device of the conventional facing arrangement shown in FIG. 9, the absorption of the substrate and the photoconductive layer of the PC antenna near 7 to 8 THz. Has caused a large valley that was caused by.
In the electromagnetic wave detection device of the present invention, as shown in FIG. 3A, the terahertz electromagnetic wave is slightly affected by being reflected on the surface of the PC antenna, and the absorption of the terahertz electromagnetic wave by the substrate and the photoconductive layer of the PC antenna is small. The impact is removed.
【００４２】また，従来の図９の対向配置の装置で検出
した場合には，図３（ｂ）に円で囲んで示すように１７
ＴＨｚ付近にＳｉレンズにより生じたテラヘルツ電磁波
の吸収を生じているが，図３（ａ）に示されるように本
発明の同軸配置の検出装置では生じていない。Further, when the detection is performed by the conventional apparatus arranged opposite to each other in FIG. 9, as shown by encircling in FIG.
Although the terahertz electromagnetic wave generated by the Si lens is absorbed in the vicinity of THz, it does not occur in the coaxial arrangement detection device of the present invention as shown in FIG. 3 (a).
【００４３】図４は本発明の実施の形態の装置構成２を
示すものである。装置構成２は同軸配置のテラヘルツ電
磁波の電磁波検出装置である。図４において，１はＰＣ
アンテナ（検出手段）である。２１はレーザ光源（パル
ス光発生手段）であり，レーザ光１０（波長８００ｎ
ｍ，時間半値幅１２ｆｓ，繰り返し周期７５ＭＨｚ）の
極短パルスレーザ光を発生するものである。２２はシェ
ーカであって，振動ミラー２９を光軸方向に振動させる
ものである。振動の振幅は検出対象の電磁波の波長より
も十分短い必要があり，例えば，数ミクロンである。例
えば，振動周波数は６５０Ｈｚである。２５はビームス
プリッタ（光分離手段）であって，レーザ光１０をパル
ス光Ａとパルス光Ｂに分離するものである。２６は時間
遅延ミラーであって，ＰＣアンテナ１に照射するレーザ
光の光路長を変化させるものである。２７，２８は反射
ミラーである。２９は振動ミラーであって，６５０Ｈｚ
で光軸方向に振動しエミッタ４０に照射するレーザ光を
６５０Ｈｚで変調するものである。３１は凹面反射ミラ
ー１である。３２は凹面反射ミラー２である。３３は凹
面反射ミラー３である。３４はＳｉミラーであって，テ
ラヘルツ電磁波は透過するが，レーザ光は反射させるも
のである。FIG. 4 shows a device configuration 2 according to the embodiment of the present invention. The device configuration 2 is an electromagnetic wave detection device for coaxially arranged terahertz electromagnetic waves. In FIG. 4, 1 is a PC
It is an antenna (detection means). Reference numeral 21 is a laser light source (pulse light generating means),
m, a time half width of 12 fs, and a repetition period of 75 MHz). A shaker 22 vibrates the vibrating mirror 29 in the optical axis direction. The amplitude of vibration needs to be sufficiently shorter than the wavelength of the electromagnetic wave to be detected, and is, for example, several microns. For example, the vibration frequency is 650 Hz. Reference numeral 25 is a beam splitter (light separating means) for separating the laser light 10 into pulsed light A and pulsed light B. Reference numeral 26 denotes a time delay mirror, which changes the optical path length of the laser light with which the PC antenna 1 is irradiated. 27 and 28 are reflection mirrors. 29 is a vibrating mirror, 650 Hz
The laser light that oscillates in the optical axis direction and irradiates the emitter 40 is modulated at 650 Hz. Reference numeral 31 is a concave reflection mirror 1. Reference numeral 32 is a concave reflection mirror 2. Reference numeral 33 is a concave reflection mirror 3. Reference numeral 34 denotes a Si mirror that transmits terahertz electromagnetic waves but reflects laser light.
【００４４】４０はエミッタ（電磁波発生手段）であ
り，レーザ光を照射されてテラヘルツ電磁波を発生する
ものである。エミッタ４０の材料は，例えば，ＩｎＰ，
ＺｎＴｅもしくはＧａＰである。Reference numeral 40 denotes an emitter (electromagnetic wave generating means), which is irradiated with laser light to generate terahertz electromagnetic waves. The material of the emitter 40 is, for example, InP,
It is ZnTe or GaP.
【００４５】４２は遅延ミラー駆動部であり，時間遅延
ミラー２６を光軸方向に移動させるものである。４３は
シェーカ駆動部であって，シェーカ２２を光軸方向に振
動させるものである。４９は電流増幅器であって，ロッ
クインアンプの前段増幅器である。５０はロックインア
ンプである。Reference numeral 42 is a delay mirror driving section for moving the time delay mirror 26 in the optical axis direction. Reference numeral 43 denotes a shaker drive unit that vibrates the shaker 22 in the optical axis direction. 49 is a current amplifier, which is a pre-stage amplifier of the lock-in amplifier. 50 is a lock-in amplifier.
【００４６】図４の同軸配置構成の動作を説明する。レ
ーザ光源２１で発生したレーザ光１０はビームスプリッ
タ２５でパルス光Ａとパルス光Ｂに分離される。パルス
光Ａとパルス光Ｂは相関性があり，コヒーレントな性質
をもつ。パルス光Ａは反射ミラー２８で反射し，振動ミ
ラー２９に入射する。パルス光Ａはさらに振動ミラー２
９で反射し，凹面反射ミラー１（３１）に入射される。
凹面反射ミラー１（３１）で反射したレーザ光１０はエ
ミッタ４０を照射する。レーザ光を照射されたエミッタ
４０はテラヘルツ電磁波を発生する。エミッタ４０に照
射するパルス光Ａは６５０Ｈｚで入射光の光軸の方向に
振動する振動ミラーにより６５０Ｈｚで変調される。従
って，エミッタ４０により発生する電磁波も６５０Ｈｚ
で変調されている。エミッタ４０で発生したテラヘルツ
電磁波は凹面反射ミラー２（３２）で反射し，Ｓｉミラ
ー３４を透過して凹面反射ミラー３（３３）に入射す
る。そして，エミッタ４０で発生したテラヘルツ電磁波
は，凹面反射ミラー３（３３）でＰＣアンテナ１のギャ
ップ部分に焦点をあわせるように反射して，ＰＣアンテ
ナ１のダイポールアンテナのギャップ部分を照射する。The operation of the coaxial arrangement shown in FIG. 4 will be described. The laser light 10 generated by the laser light source 21 is separated by the beam splitter 25 into pulsed light A and pulsed light B. The pulsed light A and the pulsed light B have a correlation and a coherent property. The pulsed light A is reflected by the reflection mirror 28 and enters the vibrating mirror 29. The pulsed light A is further reflected by the vibrating mirror 2.
It is reflected at 9 and is incident on the concave reflection mirror 1 (31).
The laser light 10 reflected by the concave reflection mirror 1 (31) illuminates the emitter 40. The emitter 40 irradiated with the laser light generates a terahertz electromagnetic wave. The pulsed light A with which the emitter 40 is irradiated is modulated at 650 Hz by a vibrating mirror that vibrates in the direction of the optical axis of the incident light at 650 Hz. Therefore, the electromagnetic wave generated by the emitter 40 is also 650 Hz.
Is modulated by. The terahertz electromagnetic wave generated by the emitter 40 is reflected by the concave reflection mirror 2 (32), passes through the Si mirror 34, and enters the concave reflection mirror 3 (33). Then, the terahertz electromagnetic wave generated by the emitter 40 is reflected by the concave reflection mirror 3 (33) so as to focus on the gap part of the PC antenna 1, and irradiates the gap part of the dipole antenna of the PC antenna 1.
【００４７】一方，ビームスプリッタ２５で分離された
パルス光Ｂは反射し時間遅延ミラー２６に入射される。
そして時間遅延ミラー２６でさらに反射し，さらに反射
ミラー２７で反射して，Ｓｉミラー３４に入射する。さ
らに，レーザ光１０はＳｉミラー３４で反射し，凹面反
射ミラー３（３３）に入射する。そして，凹面反射ミラ
ー３（３３）でＰＣアンテナ１のダイポールアンテナの
ギャップ部分に焦点を合わせるように反射してギャップ
部分を照射する。On the other hand, the pulsed light B separated by the beam splitter 25 is reflected and enters the time delay mirror 26.
Then, the light is further reflected by the time delay mirror 26, further reflected by the reflection mirror 27, and incident on the Si mirror 34. Further, the laser light 10 is reflected by the Si mirror 34 and enters the concave reflecting mirror 3 (33). Then, the concave reflecting mirror 3 (33) reflects the dipole antenna of the PC antenna 1 so as to focus on the gap portion and irradiates the gap portion.
【００４８】時間遅延ミラー駆動部４２は，時間遅延ミ
ラー２６を右に向かってゆっくり移動させる。時間遅延
ミラーの移動によりロックインアンプ出力の時間掃引信
号を生成することは図２の構成と同様である。The time delay mirror driving section 42 slowly moves the time delay mirror 26 to the right. The generation of the time sweep signal of the lock-in amplifier output by moving the time delay mirror is the same as the configuration of FIG.
【００４９】シェーカ駆動部４３はシェーカ２２を６５
０Ｈｚの振動数で振動させる。そのため，振動ミラー２
９は６５０Ｈｚで光軸方向に振動し，エミッタ４０に照
射するレーザ光を６５０Ｈｚで変調する。そのため，エ
ミッタ４０から発生するテラヘルツ電磁波は６５０Ｈｚ
で変調され，ロックインアンプ５０の参照信号周波数を
６５０Ｈｚとすることによりロックインアンプ５０で６
５０Ｈｚで変調されている微小なテラヘルツ電磁波を検
出することができる。The shaker drive unit 43 drives the shaker 22 to 65.
Vibrate at a frequency of 0 Hz. Therefore, the vibration mirror 2
9 oscillates in the optical axis direction at 650 Hz, and modulates the laser light with which the emitter 40 is irradiated at 650 Hz. Therefore, the terahertz electromagnetic wave generated from the emitter 40 is 650 Hz.
Is modulated by the lock-in amplifier 50 by setting the reference signal frequency of the lock-in amplifier 50 to 650 Hz.
It is possible to detect a minute terahertz electromagnetic wave modulated at 50 Hz.
【００５０】図４の構成で，ＰＣアンテナ１のダイポー
ルアンテナのギャップ部分を照射する極短パルスレーザ
光（波長８００ｎｍ，ギャップ部分の時間半値幅１５ｆ
ｓ，繰り返し周期７５ＭＨｚ）であるパルス光Ｂをゲー
ト光として光伝導層４にキャリアが発生する。そのキャ
リアは，ギャップ部分を照射するテラヘルツ電磁波の電
界により変調され，伝送路２，２’にテラヘルツ電磁波
で変調された電流を生じる。時間掃引信号は，例えば，
ロックインアンプの時定数を１秒とすると，ある時刻で
時間遅延ミラー２６を少なくとも３秒間固定し，ロック
インアンプ５０の信号出力を記録する。次に３秒以上経
過した時点で，時間遅延ミラー２６を光軸方向に光路差
を大きくなるように移動させる。例えば，１μｍ程度移
動させる。この繰り返しにより時間掃引した信号電流波
形をロックインアンプ５０から取り出す。エミッタ４０
で発生したテラヘルツ電磁波はシェーカによって変調さ
れてた結果，ロックインアンプ５０の出力は積分モード
信号電流を時間微分したものである。ＰＣアンテナで生
じる信号電流は積分モードなので，ロックインアンプ５
０の出力はテラヘルツ電磁波の正確な時間変化波形を表
す。With the configuration shown in FIG. 4, an extremely short pulse laser beam (wavelength 800 nm, half-width at half time of 15 f of the gap portion) for irradiating the gap portion of the dipole antenna of the PC antenna 1 is used.
Carriers are generated in the photoconductive layer 4 by using the pulsed light B having a repetition rate of 75 MHz) as gate light. The carrier is modulated by the electric field of the terahertz electromagnetic wave that irradiates the gap portion, and a current modulated by the terahertz electromagnetic wave is generated in the transmission lines 2 and 2 '. The time sweep signal is, for example,
Assuming that the time constant of the lock-in amplifier is 1 second, the time delay mirror 26 is fixed at a certain time for at least 3 seconds, and the signal output of the lock-in amplifier 50 is recorded. Next, when 3 seconds or more has elapsed, the time delay mirror 26 is moved so as to increase the optical path difference in the optical axis direction. For example, it is moved by about 1 μm. By repeating this, the time-swept signal current waveform is taken out from the lock-in amplifier 50. Emitter 40
As a result of the terahertz electromagnetic wave generated in (1) being modulated by the shaker, the output of the lock-in amplifier 50 is the time-differentiation of the integration mode signal current. Since the signal current generated in the PC antenna is the integration mode, the lock-in amplifier 5
The output of 0 represents the accurate time-varying waveform of the terahertz electromagnetic wave.
【００５１】図５は本発明の実施の形態のシステム構成
を示す。図５において，図４と共通部分は共通参照番号
で示される。５１は信号処理部であって，ロックインア
ンプ５０の出力信号を信号処理するものである。５２は
出力部であり，信号処理部５１で信号処理される信号波
形を表示出力するものである。５３は出力制御部であ
り，時間遅延ミラー駆動部４２からの駆動信号をもと
に，信号処理部５１および出力部５２を制御するもので
ある。信号処理部５１，出力部５２および出力制御部５
３は同一のコンピュータで構成される。信号処理部５１
と出力部５２の動作をコンピュータにより指示するもの
である。FIG. 5 shows the system configuration of the embodiment of the present invention. In FIG. 5, parts common to those in FIG. 4 are designated by common reference numbers. A signal processing unit 51 performs signal processing on the output signal of the lock-in amplifier 50. An output unit 52 displays and outputs a signal waveform processed by the signal processing unit 51. An output control unit 53 controls the signal processing unit 51 and the output unit 52 based on the drive signal from the time delay mirror drive unit 42. Signal processing unit 51, output unit 52 and output control unit 5
3 is composed of the same computer. Signal processing unit 51
And the operation of the output unit 52 is instructed by the computer.
【００５２】信号処理部５１において，６２は時間変化
波形保持部であって，ロックインアンプ５０から出力さ
れる時間変化波形データを保持するものである。６３は
フーリエ変換部であって，ロックインアンプ５０の出力
する時間変化波形のデータをフーリエ変換し，周波数ス
ペクトルを求めるものである。In the signal processing unit 51, a time-varying waveform holding unit 62 holds the time-varying waveform data output from the lock-in amplifier 50. Reference numeral 63 is a Fourier transform unit, which performs Fourier transform on the time-varying waveform data output from the lock-in amplifier 50 to obtain a frequency spectrum.
【００５３】図５の構成において，ＰＣアンテナ１の伝
送路から送られてくる信号は，電流増幅器４９で前段増
幅された後，ロックインアンプ５０に入力される。ロッ
クインアンプ５０は，シェーカ駆動部４３の振動駆動周
波数である６５０Ｈｚを参照信号周波数として，ＰＣア
ンテナ１で発生した微小なテラヘルツ電磁波の信号を検
出する。ロックインアンプ５０の出力は時間変化波形保
持部６２に保持される。図４の構成の場合，ロックイン
アンプ５０の出力する信号は積分モードの信号電流を時
間微分したものなので，積分モードで検出されたテラヘ
ルツ電磁波の正確な時間変化波形を表している。フーリ
エ変換部６３は時間変化波形の波形データをフーリエ変
換し，フーリエ変換データ保持部にフーリエ変換結果を
保持する。フーリエ変換結果は測定した電磁波の周波数
スペクトルを表す。In the configuration of FIG. 5, the signal sent from the transmission path of the PC antenna 1 is pre-amplified by the current amplifier 49 and then input to the lock-in amplifier 50. The lock-in amplifier 50 detects a signal of a minute terahertz electromagnetic wave generated in the PC antenna 1 with 650 Hz, which is the vibration driving frequency of the shaker driving unit 43, as a reference signal frequency. The output of the lock-in amplifier 50 is held in the time-varying waveform holding unit 62. In the case of the configuration of FIG. 4, the signal output from the lock-in amplifier 50 is the time-differentiated signal current in the integration mode, and thus represents the accurate time-varying waveform of the terahertz electromagnetic wave detected in the integration mode. The Fourier transform unit 63 performs a Fourier transform on the waveform data of the time-varying waveform, and holds the Fourier transform result in the Fourier transform data holding unit. The Fourier transform result represents the frequency spectrum of the measured electromagnetic wave.
【００５４】図５の構成における出力制御部５３および
信号処理部５１の動作は次のようなものである。The operations of the output control section 53 and the signal processing section 51 in the configuration of FIG. 5 are as follows.
【００５５】出力制御部５３は時間遅延ミラー駆動部４
２の時間遅延を制御し，その制御に合わせて出力部５２
の出力を制御する。ある時刻において，出力制御部５３
は時間遅延ミラー駆動部４２に指示して，時間遅延ミラ
ーの位置を固定する。ロックインアンプ５０はＰＣアン
テナ１の出力信号を検出し，信号処理部５１に出力す
る。ロックインアンプの時定数により定まった時間（例
えば３秒）の後，信号処理部５１において，時間変化波
形保持部６２はロックインアンプ５０の出力信号を保持
する。The output control unit 53 is the time delay mirror driving unit 4
The time delay of 2 is controlled, and the output unit 52 is controlled according to the control.
Control the output of. Output control unit 53 at a certain time
Instructs the time delay mirror drive unit 42 to fix the position of the time delay mirror. The lock-in amplifier 50 detects the output signal of the PC antenna 1 and outputs it to the signal processing unit 51. After a time (for example, 3 seconds) determined by the time constant of the lock-in amplifier, the time-varying waveform holding unit 62 of the signal processing unit 51 holds the output signal of the lock-in amplifier 50.
【００５６】その後，出力制御部５３に制御されて時間
遅延ミラー駆動部４２は時間遅延ミラー２６を駆動す
る。時間遅延ミラー２６（図１（ｃ）参照）の移動で生
じた光路差に対応する遅延時間でのテラヘルツ電磁波の
振幅がロックインアンプ５０から出力されるので，時間
変化波形保持部６２はロックインアンプ５０の信号デー
タを保持する。この動作を繰り返し，ロックインアンプ
５０によりテラヘルツ電磁波の時間変化波形が測定さ
れ，時間変化波形保持部６２に保持される。Then, the time delay mirror driving section 42 drives the time delay mirror 26 under the control of the output control section 53. Since the amplitude of the terahertz electromagnetic wave at the delay time corresponding to the optical path difference caused by the movement of the time delay mirror 26 (see FIG. 1C) is output from the lock-in amplifier 50, the time-varying waveform holding unit 62 locks in. The signal data of the amplifier 50 is held. By repeating this operation, the time-varying waveform of the terahertz electromagnetic wave is measured by the lock-in amplifier 50 and held in the time-varying waveform holding unit 62.
【００５７】図６は図４の本発明の実施の形態の装置構
成２の電磁波検出装置により測定したテラヘルツ電磁波
の例を示す。図６は，エミッタとして厚さ３００μｍの
ＧａＰ（１１０）を使用し，入射角３０°で入射した場
合に発生したテラヘルツ電磁波を検出したものであり，
極短パルスレーザ光（波長８００ｎｍ，ギャップ部分の
時間半値幅１５ｆｓ，繰り返し周期７５ＭＨｚ）の１パ
ルスにより生成したテラヘルツ電磁波の波形である。図
６（ａ）はテラヘルツ電磁波の振幅の時間変化波形であ
る。図６（ｂ）は図６（ａ）の振幅の時間変化波形をフ
ーリエ変換したものである。FIG. 6 shows an example of the terahertz electromagnetic wave measured by the electromagnetic wave detecting device having the device configuration 2 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 6 shows the terahertz electromagnetic wave generated when GaP (110) having a thickness of 300 μm is used as an emitter and the incident angle is 30 °.
It is a waveform of a terahertz electromagnetic wave generated by one pulse of an ultrashort pulsed laser light (wavelength 800 nm, half-value width of 15 fs in the gap portion, repetition period 75 MHz). FIG. 6A is a time change waveform of the amplitude of the terahertz electromagnetic wave. FIG. 6B is a Fourier transform of the time-varying waveform of the amplitude shown in FIG.
【００５８】図６（ａ）に示されるように，時刻０．２
４ｐｓでテラヘルツ電磁波が発生し，その時点での周期
は約２３ｆｓである。図６（ｂ）の周波数スペクトルか
ら分かるように，本発明の装置により数テラヘルツから
６０テラヘルツ程度までのテラヘルツ電磁波の周波数ス
ペクトルが検出されている。As shown in FIG. 6A, time 0.2
A terahertz electromagnetic wave is generated at 4 ps, and the cycle at that time is about 23 fs. As can be seen from the frequency spectrum of FIG. 6B, the frequency spectrum of the terahertz electromagnetic wave of several terahertz to about 60 terahertz is detected by the device of the present invention.
【００５９】図７は図４の本発明の実施の形態の装置構
成２の電磁波検出装置により検出されたテラヘルツ電磁
波の例を示す。図７は，エミッタとして厚さ１００μｍ
のＺｎＴｅ（１１０）を使用し，入射角４５°で入射し
た場合に発生したテラヘルツ電磁波を検出したものであ
る。図７（ａ）はテラヘルツ電磁波の時間変化波形であ
る。図７（ｂ）は図７（ａ）の振幅の時間変化波形をフ
ーリエ変換したものである。FIG. 7 shows an example of the terahertz electromagnetic wave detected by the electromagnetic wave detecting device having the device configuration 2 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. Figure 7 shows a thickness of 100μm as an emitter.
ZnTe (110) is used to detect a terahertz electromagnetic wave generated when incident at an incident angle of 45 °. FIG. 7A is a time change waveform of the terahertz electromagnetic wave. FIG. 7B is a Fourier transform of the time-varying waveform of the amplitude shown in FIG.
【００６０】図７（ａ）に示されるように，時刻０．６
ｐｓでテラヘルツ電磁波が発生し，その時点での時間幅
は約１４ｆｓである。図７（ｂ）の周波数スペクトルか
ら分かるように，本発明の装置により数テラヘルツから
７０テラヘルツ程度までのテラヘルツ電磁波の周波数ス
ペクトルが検出されている。As shown in FIG. 7A, time 0.6
A terahertz electromagnetic wave is generated at ps, and the time width at that time is about 14 fs. As can be seen from the frequency spectrum of FIG. 7B, the frequency spectrum of the terahertz electromagnetic wave of several terahertz to about 70 terahertz is detected by the device of the present invention.
【００６１】[0061]
【発明の効果】本発明によれば，ＰＣアンテナでテラヘ
ルツ電磁波が吸収されることがないので，検出対象のテ
ラヘルツ電磁波の周波数スペクトル，振幅の時間変化波
形等をより正確に測定できる。特に，１５ｆｓ経度のパ
ルスレーザを用いたことで，ＰＣアンテナでは測定不可
能とされていた１０ＴＨｚ以上の電磁波の時間分解波形
をアンテナ吸収の影響を排して測定できる。そのため，
テラヘルツ電磁波分光等に応用した場合に，より正しい
測定結果を得ることができるようになる。また，ＰＣア
ンテナにＳｉレンズを必要としないので，ＰＣアンテナ
の保持手段に対する制約がない。According to the present invention, since the terahertz electromagnetic wave is not absorbed by the PC antenna, the frequency spectrum of the terahertz electromagnetic wave to be detected, the time-varying amplitude waveform, etc. can be measured more accurately. In particular, by using the pulse laser of 15 fs longitude, it is possible to measure the time-resolved waveform of the electromagnetic wave of 10 THz or more, which cannot be measured by the PC antenna, by eliminating the influence of the antenna absorption. for that reason,
When applied to terahertz electromagnetic wave spectroscopy, more accurate measurement results can be obtained. Further, since the PC antenna does not need a Si lens, there is no restriction on the holding means of the PC antenna.
【図１】本発明の実施の形態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の形態の装置構成１を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a device configuration 1 according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明のテラヘルツ電磁波の検出波形の例１を
示す図である。FIG. 3 is a diagram showing Example 1 of a detection waveform of terahertz electromagnetic waves of the present invention.
【図４】本発明の実施の形態の装置構成２を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a device configuration 2 according to the embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施の形態のシステム構成を示す図で
ある。FIG. 5 is a diagram showing a system configuration of an embodiment of the present invention.
【図６】テラヘルツ電磁波の検出波形の例２を示す図で
ある。FIG. 6 is a diagram showing a second example of detection waveforms of terahertz electromagnetic waves.
【図７】テラヘルツ電磁波の検出波形の例３を示す図で
ある。FIG. 7 is a diagram showing a third example of a detection waveform of a terahertz electromagnetic wave.
【図８】ＰＣアンテナによるテラヘルツ電磁波の発生方
法と検出方法の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a generation method and a detection method of a terahertz electromagnetic wave by a PC antenna.
【図９】従来の電磁波検出装置の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a conventional electromagnetic wave detection device.
【図１０】テラヘルツ電磁波の検出方法の説明図であ
る。FIG. 10 is an explanatory diagram of a terahertz electromagnetic wave detection method.
【図１１】従来の電磁波検出装置による検出波形の例を
示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a waveform detected by a conventional electromagnetic wave detection device.
１：ＰＣアンテナ（検出手段） １０：レーザ光（パルス光） １１：テラヘルツ電磁波 ２１：レーザ光源（パルス光発生手段） ４０：エミッタ（電磁波発生手段） ７１：ビームスプリッタ（光分離手段） 1: PC antenna (detection means) 10: Laser light (pulse light) 11: Terahertz electromagnetic wave 21: Laser light source (pulse light generating means) 40: Emitter (electromagnetic wave generation means) 71: Beam splitter (light separating means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阪井 清美 兵庫県神戸市西区岩岡町岩岡588−２ 総務省通信総合研究所 関西先端研究セ ンター内 (56)参考文献 特開 平11−142252（ＪＰ，Ａ) 特表2002−538423（ＪＰ，Ａ) 国際公開00／050859（ＷＯ，Ａ１) ＡＰＰＬ．ＰＨＹＳ．ＬＥＴＴ．, 1998年 ７月27日，ＶＯＬ．73，ＮＯ. ４，ｐ444−446 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61 G01J 3/00 - 3/52 ＪＯＩＳ ＩＥＥＥ ＰＡＴＯＬＩＳ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kiyomi Sakai 588-2 Iwaoka, Iwaoka-cho, Nishi-ku, Kobe, Hyogo Prefecture Communications Research Laboratory, Ministry of Internal Affairs and Communications, Kansai Advanced Research Center (56) Reference JP-A-11-142252 (JP) , A) Special Table 2002-538423 (JP, A) International Publication 00/050859 (WO, A1) APPL. PHYS. LETT. , July 27, 1998, VOL. 73, NO. 4, p444-446 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 21/00-21/01 G01N 21/17-21/61 G01J 3/00-3/52 JOIS IEEE PATOLIS
Claims (4)
ルス光の照射により該電磁波を検出する検出手段を備
え，該検出手段に電磁波とパルス光を照射して電磁波を
検出する電磁波検出装置において， 該検出手段は光を照射されることによりキャリアを発生
する光伝導性材料に配置された一組の対向電極を備え，
該対向電極間にパルス光をゲート光として照射されて該
光伝導性材料に発生したキャリアと電磁波が作用して該
電磁波に基づく信号を出力するものであり， 該パルス光と検出対象の該電磁波を検出手段に対して同
じ側から照射するものであることを特徴とする電磁波検
出装置。1. An electromagnetic wave detection device comprising pulsed light generation means and detection means for detecting the electromagnetic wave by irradiating the electromagnetic wave and pulsed light, and detecting the electromagnetic wave by irradiating the detection means with the electromagnetic wave and the pulsed light. , The detecting means comprises a pair of counter electrodes arranged on a photoconductive material that generates carriers by being irradiated with light,
The pulsed light is irradiated between the opposite electrodes as gate light, and the carrier generated in the photoconductive material acts on the electromagnetic wave to output a signal based on the electromagnetic wave. The pulsed light and the electromagnetic wave to be detected An electromagnetic wave detecting device, wherein the electromagnetic wave is emitted from the same side with respect to the detecting means.
を分離してパルス光Ａとパルス光Ｂを生成する光分離手
段を備え，パルス光Ａとパルス光Ｂは相関性のあるもの
であり， パルス光Ａを照射されて電磁波を発生する電磁波発生手
段を備え， パルス光Ａを該電磁波発生手段に照射して該電磁波を発
生し，パルス光Ｂをゲート光として該検出手段に照射す
るものであることを特徴とする請求項１に記載の電磁波
検出装置。2. A light separating means for separating the pulsed light generated by said pulsed light generating means into pulsed light A and pulsed light B, wherein pulsed light A and pulsed light B are correlated. An electromagnetic wave generating means for generating an electromagnetic wave by being irradiated with the pulsed light A, irradiating the electromagnetic wave generating means with the pulsed light A to generate the electromagnetic wave, and irradiating the detecting means with the pulsed light B as gate light The electromagnetic wave detection device according to claim 1, wherein
域の電磁波であり，該パルス光発生手段は時間幅が該電
磁波の周期より短いパルスレーザ光を発生するものであ
ることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁波検出
装置。3. The electromagnetic wave is an electromagnetic wave in a frequency range of 100 GHz or more, and the pulsed light generation means generates pulsed laser light whose time width is shorter than the cycle of the electromagnetic wave. Alternatively, the electromagnetic wave detection device according to item 2.
ルス光の照射により該電磁波を検出する検出手段を備
え，該検出手段に電磁波とパルス光を照射して電磁波を
検出する電磁波検出方法において， 該検出手段は光を照射されることによりキャリアを発生
する光伝導性材料に配置された一組の対向電極を備えた
ものであり， パルス光発生手段と，入射光を分離して出射する光分離
手段とを備え， 該パルス光発生手段で発生したパルス光を該光分離手段
により分離して互いに相関性のあるパルス光Ａとパルス
光Ｂを生成し， パルス光Ａを該電磁波発生手段に照射して電磁波を発生
し， パルス光Ｂと該電磁波を該検出手段に対して同じ側から
該対向電極間にゲート光として照射し， 該検出手段においてパルス光Ｂの照射により該光伝導性
材料に発生したキャリアと該電磁波が作用して該電磁波
に基づく信号を出力することを特徴とする電磁波検出方
法。4. An electromagnetic wave detection method comprising pulsed light generation means and detection means for detecting the electromagnetic wave by irradiating the electromagnetic wave and pulsed light, and detecting the electromagnetic wave by irradiating the detection means with the electromagnetic wave and the pulsed light. , The detecting means is provided with a pair of counter electrodes arranged in a photoconductive material that generates carriers by being irradiated with light, and separates the pulsed light generating means and incident light and emits them. And a pulse separation unit for generating pulsed light A and pulsed light B having a mutual correlation by separating the pulsed light generated by the pulsed light generation unit with the light separation unit. To generate an electromagnetic wave, and the pulsed light B and the electromagnetic wave are irradiated as gate light between the counter electrodes from the same side with respect to the detection means, and the photoconductive property is generated by the irradiation of the pulsed light B in the detection means. material A method of detecting an electromagnetic wave, characterized in that the carrier generated in step 1 and the electromagnetic wave are acted on to output a signal based on the electromagnetic wave.
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