JPWO2014046170A1 - テラヘルツ波検出素子とその作製方法、接合体、および観察装置 - Google Patents
テラヘルツ波検出素子とその作製方法、接合体、および観察装置 Download PDFInfo
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Abstract
Description
図1は、本実施の形態に係るテラヘルツ波検出素子10の構成を示す模式断面図である。図2は、テラヘルツ波検出素子10が組み込まれた観察装置1000の構成を模式的に示す図である。なお、図1における各層の厚みの大小関係は、実際のものを反映したものではない。
次に、観察装置1000の構成と、該観察装置1000を用いた被検試料Sの観察態様について説明する。図2に示すように、被検試料Sを載置するステージとしてのテラヘルツ波検出素子10に加えて、観察装置1000は、テラヘルツ波検出素子10をテラヘルツ波照射光学系OS1と、プローブ光照射光学系OS2とを備える。
次に、上述のような構成を有する、本実施の形態に係るテラヘルツ波検出素子10の作製方法について詳述する。図3は、本実施の形態に係るテラヘルツ波検出素子10の作成の流れを概略的かつ模式的に示す図である。
本実施の形態に係るテラヘルツ波検出素子10において、高空間分解能を実現するには、上述のように電気光学結晶層1の厚みを10μm以下とする必要がある。
本実施例では、電気光学結晶層1の厚みを5水準に違え、かつ、全反射層5の厚みを5水準に違えた計25通りの作製条件にて接合体10Mを作製し、電気光学結晶層1におけるクラック発生などの不良の有無の評価を行った。それぞれの作製条件について、10個のサンプルを作製した。
本実施例では、全反射層5の厚みを3μmに固定する一方、樹脂層3の厚みを0.3μm、0.6μm、1μm、1.1μm、1.5μmの5水準に違えた他は、実施例1と同様の条件および手順で計25通りの作製条件にて接合体10Mを作製し、評価した。係る場合においては、あらかじめ行っておいたエポキシ系接着剤の塗布量およびプレス圧と接着層3Mの厚みとの関係を特定するための予備実験の結果に基づき、接着層3Mの厚みが所望の値となるように、エポキシ系接着剤の塗布量および圧着の際のプレス圧を調整した。
第2母基板2Mとして、4インチ径で厚みが500μmのz板水晶を用いるようにした他は、実施例1と同様の条件および手順で計25通りの作製条件にて接合体10Mを作製し、評価した。
第2母基板2Mとして、4インチ径で厚みが500μmのz板水晶を用いるようにした他は、実施例2と同様の条件および手順で計25通りの作製条件にて接合体10Mを作製し、評価した。
上述の各実施例の結果は、クラックフリーでかつ反りの小さい接合体10Mを得るには、樹脂層3の厚みを1μm以下とする一方、全反射層5の厚みを1μm以上とする必要があり、係る場合において、全反射層5の厚みに対する樹脂層3の厚みの比(樹脂層厚み/全反射層厚み)が1/3以下であれば、実際に、クラックフリーでかつ反りの小さい接合体10Mが得られることを指し示している。
次に、観察装置1000の構成と、該観察装置1000を用いた被検試料Sの観察態様について説明する。図2に示すように、被検試料Sを載置するステージとしてのテラヘルツ波検出素子10に加えて、観察装置1000は、テラヘルツ波照射光学系OS1と、プローブ光照射光学系OS2と、観察光学系OS3とを備える。
次に、上述のような構成を有する、本実施の形態に係るテラヘルツ波検出素子10の作製方法について詳述する。図3は、本実施の形態に係るテラヘルツ波検出素子10の作製の流れを概略的かつ模式的に示す図である。
Claims (7)
- 入射したテラヘルツ波が有する空間的強度分布を検出可能なテラヘルツ波検出素子であって、
前記テラヘルツ波の入射位置における屈折率が前記入射位置における前記テラヘルツ波の入射強度に応じて変化する電気光学結晶からなる電気光学結晶層と、
前記電気光学結晶層を支持する支持基板と、
前記電気光学結晶層と前記支持基板とを接合する樹脂層と、
前記電気光学結晶の表面に設けられた、第1の誘電体多層膜からなる全反射層と、
前記支持基板の表面に設けられた、第2の誘電体多層膜からなる反射防止層と、
を備え、
前記電気光学結晶層に前記テラヘルツ波と重畳的に照射されたプローブ光に生じる、前記テラヘルツ波の入射によって前記電気光学結晶層に生じている屈折率の空間的分布に応じた空間的特性分布を検出することで、前記入射したテラヘルツ波の前記空間的強度分布を検出するようになっており、
前記電気光学結晶層の厚みが1μm以上10μm以下であり、
前記樹脂層の厚みが0.1μm以上1μm以下であり、
前記全反射層の厚みが1μm以上であり、
前記全反射層の厚みに対する前記樹脂層の厚みの比が1/3以下である、
ことを特徴とするテラヘルツ波検出素子。 - 請求項1に記載のテラヘルツ波検出素子であって、
前記全反射層の熱膨張係数が、前記電気光学結晶層の熱膨張係数よりも小さい、
ことを特徴とするテラヘルツ波検出素子。 - 請求項1または請求項2に記載のテラヘルツ波検出素子であって、
前記支持基板の平面度が20μm以下であり、平行度が3μm以下である、
ことを特徴とするテラヘルツ波検出素子。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のテラヘルツ波検出素子であって、
前記プローブ光に生じる前記空間的特性分布が、前記プローブ光の強度分布である、
ことを特徴とするテラヘルツ波検出素子。 - 入射したテラヘルツ波が有する空間的強度分布を検出可能なテラヘルツ波検出素子を作製する方法であって、
テラヘルツ波の入射位置における屈折率が前記入射位置における前記テラヘルツ波の入射強度に応じて変化する電気光学結晶からなる第1の基板と、前記電気光学結晶を支持する第2の基板とを、熱硬化性樹脂からなる接着剤によって接合する接合工程と、
前記接合工程によって得られた接合体の前記第1の基板を研磨して1μm以上10μm以下の厚みに薄層化する研磨工程と、
前記研磨工程を経た前記接合体の前記第1の基板の表面に第1の誘電体多層膜からなる全反射層を形成する全反射層形成工程と、
前記接合体の前記第2の基板の表面に第2の誘電体多層膜からなる反射防止層を形成する反射防止層形成工程と、
前記全反射層と前記反射防止層とが形成された前記接合体を所定の素子サイズの個片にカットすることで多数個のテラヘルツ波検出素子を得る個片化工程と、
を備え、
前記接合工程においては、前記接着剤が熱硬化することで形成される樹脂層の厚みが0.1μm以上1μm以下となるように前記第1の基板と前記第2の基板とを接合し、
前記全反射層形成工程においては、前記全反射層を1μm以上の厚みに形成し、
かつ、
前記全反射層の厚みに対する前記樹脂層の厚みの比を1/3以下とする、
ことを特徴とするテラヘルツ波検出素子の作製方法。 - 電気光学結晶からなる第1の基板と前記電気光学結晶を支持する第2の基板とを熱硬化性樹脂からなる樹脂層にて接合してなる接合体であって、
前記電気光学結晶の表面に設けられた、第1の誘電体多層膜からなる全反射層と、
前記支持基板の表面に設けられた、第2の誘電体多層膜からなる反射防止層と、
を備え、
前記樹脂層の厚みが0.1μm以上1μmであり、
前記全反射層の厚みが1μm以上であり、
前記全反射層の厚みに対する前記樹脂層の厚みの比が1/3以下である、
ことを特徴とする接合体。 - 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のテラヘルツ波検出素子を、前記電気光学結晶層側の表面が被検試料の被載置面となるように備えるとともに、
前記被検試料が載置された前記被載置面に向けて前記テラヘルツ波を照射するテラヘルツ波照射光学系と、
前記支持基板の側から前記電気光学結晶層に対し前記プローブ光を照射するプローブ光照射光学系と、
前記テラヘルツ波の入射によって前記屈折率の空間的分布が生じている前記電気光学結晶層から出射された、前記空間的特性分布を有する前記プローブ光の像を観察する観察光学系と、
を備えることを特徴とする観察装置。
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