JPWO2015174162A1

JPWO2015174162A1 - 金属メッシュデバイス

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Publication number: JPWO2015174162A1
Application number: JP2016519155A
Authority: JP
Inventors: 誠治神波
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-05-13
Filing date: 2015-04-03
Publication date: 2017-04-20
Also published as: WO2015174162A1

Abstract

枠部材、および、該枠部材によって保持された空隙配置構造体を含む金属メッシュデバイス。空隙配置構造体は、主面に垂直な方向に貫通した複数の空隙を有し、空隙が配置された空隙配置部と、該空隙配置部の周囲の外周部とからなり、枠部材は、第１部品および第２部品を含み、第１部品および第２部品で空隙配置構造体の外周部を挟んで保持する部材であり、外周部の厚みが空隙配置部の厚みより厚いことを特徴とする。

Description

本発明は、空隙配置構造体を備える金属メッシュデバイスに関する。

従来から、空隙配置構造体に被測定物を保持して、その被測定物が保持された空隙配置構造体に電磁波を照射し、その透過率スペクトルなどを解析して被測定物の特性を測定する分光測定法が用いられている。具体的には、例えば、タンパク質（被測定物）が付着した金属メッシュ（空隙配置構造体）にテラヘルツ波を照射し、その透過率スペクトルを解析してタンパク質の特性を測定する方法が挙げられる。

このような分光測定では、測定感度を向上させるため、使用する電磁波の周波数を高くし、それに応じて空隙の開口面積を小さくすることが一般的である。この場合、加工上の制限から、空隙配置構造体の厚みは照射する電磁波の波長程度かそれ以下とする必要がある。特に、テラヘルツ波のような高周波（短波長）の電磁波を照射する際に用いる空隙配置構造体の厚みは、非常に薄くなる。このため、空隙配置構造体を分光器のステージに保持した場合、空隙配置構造体に撓みが生じる場合があり、測定誤差に影響を与える恐れがあった。

この点について、特許文献１（国際公開第２０１１／０７０８１７号）では、枠部材で空隙配置構造体を挟持してなる金属メッシュデバイスが提案されている。この金属メッシュデバイスにおいては、空隙配置構造体を張力を保った状態で保持することができるため、上記の撓みの発生を抑制することができる。

国際公開第２０１１／０７０８１７号

しかしながら、特許文献１に開示されるような金属メッシュデバイスについて、ヒートサイクル試験を行うと、空隙配置構造体の主面に皺や撓みが発生するという問題が生じる。このような皺や撓みは、枠部材（例えば、樹脂製）と空隙配置構造体（例えば、金属製）の間の熱膨張係数の差に起因して、枠部材による空隙配置構造体の固定にずれが生じることで発生していると考えられる。

空隙配置構造体の主面に皺や撓みが発生すると、空隙配置構造体の周波数特性が変化してしまい、測定誤差が生じることにより、感度および再現性の高い分光測定を行うことが困難になる。

本発明は上記の事情に鑑み、温度変化が存在する環境下などにおいて、空隙配置構造体の皺や撓みを抑制することを可能とする金属メッシュデバイスを提供することを目的とする。

本発明は、枠部材、および、該枠部材によって保持された空隙配置構造体を含む金属メッシュデバイスであって、
前記空隙配置構造体は、主面に垂直な方向に貫通した複数の空隙を有し、前記空隙が配置された空隙配置部と、該空隙配置部の周囲の外周部とからなり、
前記枠部材は、第１部品および第２部品を含み、前記第１部品および前記第２部品で前記空隙配置構造体の前記外周部を挟んで保持する部材であり、
前記外周部の厚みが前記空隙配置部の厚みより厚いことを特徴とする、金属メッシュデバイスである。

前記金属メッシュデバイスは、前記空隙配置構造体に被測定物を保持した状態で、前記空隙配置構造体に電磁波を照射して、前記空隙配置構造体で散乱された電磁波の周波数特性を検出することにより、前記被測定物の特性を測定する分光測定に用いられるものであり、
前記空隙配置部の厚みは、前記電磁波の波長の１０分の１以上、１０倍以下であることが好ましい。

前記第１部品は凸部を有し、前記第２部品は凹部を有し、前記凸部および前記凹部は、両者を互いに嵌合させることにより前記空隙配置構造体の前記外周部を挟んで保持するためのものであることが好ましい。

前記第１部品と前記第２部品は、前記空隙配置構造体の前記外周部が、前記空隙配置部に対して傾斜するように、前記外周部を挟んで保持することが好ましい。

前記第１部品の凸部の表面と前記第２部品の凹部の表面は、前記空隙配置構造体の前記空隙配置部と前記外周部を覆い、前記凸部と前記外周部との間にシール部材を介して前記外周部を挟んで保持することが好ましい。

前記空隙配置部の厚みは０．１１〜１３０μｍであり、前記外周部の厚みは２〜４００μｍであることが好ましい。

本発明によれば、温度変化が存在する環境下などにおいて、空隙配置構造体の皺や撓みが抑制された金属メッシュデバイスを提供することができる。

本発明の金属メッシュデバイスを用いた測定の一例を説明するための概略模式図である。実施形態１で用いられる空隙配置構造体を示す斜視図である。実施形態１で用いられる空隙配置構造体を示す正面図である。（ａ）は、実施形態１で用いられる空隙配置構造体の空隙配置部を説明するための斜視図である。（ｂ）は、空隙配置部の格子構造を説明するための模式図である。（ａ）は、実施形態１で用いられる枠部材の第１部品を示す斜視図である。（ｂ）は、実施形態１で用いられる枠部材の第２部品を示す斜視図である。（ａ）実施形態１で用いられる枠部材および空隙配置部を互いに分離した状態で示す断面図である。（ｂ）は、実施形態１金属メッシュで用いられる枠部材および空隙配置部を組み立てた状態で示す断面図である。実施形態１の金属メッシュデバイスを示す斜視図である。（ａ）は、実施形態２で用いられる枠部材の第１部品を示す斜視図である。（ｂ）は、実施形態２で用いられる枠部材の第２部品を示す斜視図である。（ａ）実施形態２で用いられる枠部材および空隙配置部を互いに分離した状態で示す断面図である。（ｂ）は、実施形態２金属メッシュで用いられる枠部材および空隙配置部を互いに分離した状態で示す断面図である。（ａ）は、実施形態３で用いられる枠部材の第１部品を示す斜視図である。（ｂ）は、実施形態３で用いられる枠部材の第２部品を示す斜視図である。（ａ）実施形態３で用いられる枠部材および空隙配置部を示す断面図である。（ｂ）は、実施形態３の金属メッシュデバイスを示す断面図である。（ｃ）は（ｂ）の部分拡大断面図である。（ａ）は、実施形態４で用いられる枠部材の第１部品を示す斜視図である。（ｂ）は、実施形態４で用いられる枠部材の第２部品を示す斜視図である。（ａ）実施形態４で用いられる枠部材および空隙配置部を示す断面図である。（ｂ）は、実施形態４の金属メッシュデバイスを示す断面図である。実施形態の枠部材の全体形状の別の一例を示す図である。（ａ）は上面概略図であり、（ｂ）は分解断面図である。従来の金属メッシュデバイスを説明するための断面概略図である。

以下、本発明の金属メッシュデバイスについて図面を参照して説明する。なお、図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。

（分光測定）
本発明のデバイスは分光測定に用いられることがある。分光測定の具体的方法としては、例えば、空隙配置構造体に被測定物を保持した状態で、空隙配置構造体に電磁波を照射して、空隙配置構造体で散乱された電磁波の周波数特性を検出することにより、被測定物の特性を測定する方法があげられる。まず、このような分光測定の一例について、図１を参照して説明する。

図１は、分光測定の一例において周波数特性の検出に用いられる検出装置の概略を示す模式図である。この検出装置は、レーザ２から照射されるレーザ光を半導体材料に照射することで発生する電磁波パルスを利用するものである。

図１の構成において、レーザ２から出射したレーザ光を、ハーフミラー２０で２つの経路に分岐する。一方は、電磁波発生側の光伝導素子７１に照射され、もう一方は、複数のミラー２１（同様の機能のものは付番を省略）を用いることで、時間遅延ステージ２６を経て受信側の光伝導素子７２に照射される。光伝導素子７１、７２としては、ＬＴ−ＧａＡｓ（低温成長ＧａＡｓ）にギャップ部をもつダイポールアンテナを形成した一般的なものを用いることができる。また、レーザ２としては、ファイバー型レーザやチタンサファイアなどの固体を用いたレーザなどを使用できる。さらに、電磁波の発生、検出には、半導体表面をアンテナなしで用いたり、ＺｎＴｅ結晶の様な電気光学結晶を用いたりしてもよい。ここで、発生側となる光伝導素子７１のギャップ部には、電源３により適切なバイアス電圧が印加されている。

発生した電磁波は放物面ミラー２２で平行ビームにされ、放物面ミラー２３によって、空隙配置構造体１に照射される。空隙配置構造体１を透過したテラヘルツ波は、放物面ミラー２４，２５を経由して光伝導素子７２で受信される。光伝導素子７２で受信された電磁波信号は、アンプ６で増幅されたのちロックインアンプ４で時間波形として取得される。そして、算出手段を含むＰＣ（パーソナルコンピュータ）５でフーリエ変換などの信号処理された後に、空隙配置構造体１の透過率スペクトルなどが算出される。ロックインアンプ４で取得するために、発振器８の信号で発生側の光伝導素子７１のギャップに印加する電源３からのバイアス電圧を変調（振幅５Ｖ〜３０Ｖ）している。これにより同期検波を行うことでＳ／Ｎ比を向上させることができる。

以上で説明した分光測定法（周波数特性の検出方法）は、一般にテラヘルツ時間領域分光法（ＴＨｚ−ＴＤＳ）と呼ばれる方法である。ＴＨｚ−ＴＤＳの他に、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ）などを用いることもできる。

図１では、散乱が透過である場合、すなわち電磁波の透過率を検出する場合を示しているが、本発明において「散乱」とは、前方散乱の一形態である透過や、後方散乱の一形態である反射などを含む広義の概念を意味し、好ましくは透過または反射である。さらに好ましくは、０次方向の透過または０次方向の反射である。

なお、一般的に、回折格子の格子間隔をｓ、入射角をｉ、回折角をθ、波長をλとしたとき、回折格子によって回折されたスペクトルは、
ｓ（ｓｉｎｉ −ｓｉｎ θ）＝ｎλ ・・・（１）
と表すことができる。上記「０次方向」の０次とは、上記式（１）のｎが０の場合を指す。ｓおよびλは０となり得ないため、ｎ＝０が成立するのは、ｓｉｎｉ− ｓｉｎ θ＝０の場合のみである。従って、上記「０次方向」とは、入射角と回折角が等しいとき、つまり電磁波の進行方向が変わらないような方向を意味する。

周波数特性の検出に用いられる電磁波は、空隙配置構造体の構造に応じて散乱を生じさせることのできる電磁波であれば特に限定されず、電波、赤外線、可視光線、紫外線、Ｘ線、ガンマ線等のいずれも使用することができ、その周波数も特に限定されるものではないが、好ましくは周波数１ＧＨｚ〜１ＰＨｚの電磁波であり、より好ましくは周波数２０ＧＨｚ〜２４０ＴＨｚの電磁波（テラヘルツ波）であり、さらに好ましくは周波数２０ＴＨｚから２４０ＴＨｚの電磁波である。一般に使用する電磁波の周波数を高くすれば測定感度を向上させることができるが、それに応じて空隙の大きさを小さくする必要があるため、電磁波の周波数の上限には加工上の制限がある。

電磁波としては、例えば、所定の偏波方向を有する直線偏光の電磁波（直線偏波）や無偏光の電磁波（無偏波）を用いることができる。直線偏光の電磁波としては、例えば、短光パルスレーザを光源としてＺｎＴｅ等の電気光学結晶の光整流効果により発生するテラヘルツ波や、半導体レーザから出射される可視光や、光伝導アンテナから放射される電磁波等が挙げられる。無偏光の電磁波としては、高圧水銀ランプやセラミックランプから放射される赤外光等が挙げられる。

＜金属メッシュデバイス＞
以下、本発明の金属メッシュデバイスの実施形態について説明する。

［実施形態１］
本実施形態の金属メッシュデバイスは、枠部材、および、該枠部材によって保持された空隙配置構造体を含むデバイスである。

（空隙配置構造体）
主に図２および図３を参照して、空隙配置構造体１は、主面１０１ａに垂直な方向に貫通した複数の空隙１１と、空隙配置部１０１の周囲の外周部１０２とからなる（図４（ａ））。なお、空隙配置構造体１は、全体の形状が円盤状であり、全体に複数の空隙１１が配置された空隙配置部１０１（内周側の円盤状部分）と、それを囲む外周部１０２（外周側の円環状部分）とから構成されている。

ここで、本実施形態の金属メッシュデバイスは、空隙配置構造体１の外周部１０２の厚みが空隙配置部１０１の厚みより厚いことを特徴としている。これにより、空隙配置構造体の枠部材による固定が強固なものとなるため、熱膨張等による空隙配置構造体の皺や撓みの発生を抑制することができる。例えば、空隙配置部１０１の厚みは０．１１〜１３０μｍであり、外周部１０２の厚みは２〜４００μｍであることが好ましい。

この点について、従来の金属メッシュデバイスと比較して詳細に説明する。図１５を参照して、従来の金属メッシュデバイスでは、凸部９１ａを有する第１部品９１と凹部９２ａを有する第２部品９２とで空隙配置構造体１を挟持することで（図１５（ａ））、空隙配置構造体１を固定状態（図１５（ｂ））とした金属メッシュデバイスが得られる。ここで、空隙配置構造体１の外周部は凸部９１ａおよび凹部９２ａの形状に沿って折り曲げられた状態となる。

このような金属メッシュデバイスの周囲の温度が上昇した場合（加熱時）には、樹脂製の枠部材（第１部品９１および第２部品９２）と金属製の空隙配置構造体１との熱膨張係数の差によって、枠部材が相対的に空隙配置構造体１よりも大きく膨張する。これにより、従来の金属メッシュデバイスでは、空隙配置構造体の外周部も空隙配置部と同様に薄いため、特に枠部材の成型精度のばらつきにより凸部９１ａと凹部９２ａとの間にクリアランス（隙間）が生じているような場合には、空隙配置構造体１が枠部材に対して相対的に移動しやくなる。その結果、空隙配置構造体１の張力が不足し（図１５（ｃ））、空隙配置構造体１に皺や撓みが生じてしまう（図１５（ｄ））。

これに対して、本実施形態の金属メッシュデバイスでは、空隙配置構造体１の外周部１０２の厚みが空隙配置部１０１の厚みより厚いため、特に枠部材の成型精度のばらつきにより凸部９１ａと凹部９２ａとの間にクリアランス（隙間）が生じているような場合でも、空隙配置構造体１の外周部１０２を枠部材によって強固に固定できる。これにより、分光測定用デバイスの周囲の温度が変化した場合でも、空隙配置構造体が枠部材に対してずれにくく、空隙配置構造体の皺や撓みの発生を抑制することができる。

本実施形態で用いられる空隙配置構造体の空隙配置部では、例えば、主面に垂直な方向に貫通した複数の空隙が上記主面上の少なくとも一方向に周期的に配置されている。ただし、空隙配置部の全体にわたって空隙が周期的に配置されている必要はなく、少なくとも一部において空隙が周期的に配置されていればよい。空隙配置部は、好ましくは準周期構造体や周期構造体からなる。準周期構造体とは、並進対称性は持たないが配列には秩序性が保たれている構造体のことである。準周期構造体としては、例えば、１次元準周期構造体としてフィボナッチ構造、２次元準周期構造体としてペンローズ構造が挙げられる。周期構造体とは、並進対称性に代表される様な空間対称性を持つ構造体のことであり、その対称の次元に応じて１次元周期構造体、２次元周期構造体、３次元周期構造体に分類される。１次元周期構造体は、例えば、ワイヤーグリッド構造、１次元回折格子などが挙げられる。２次元周期構造体は、例えば、メッシュフィルタ、２次元回折格子などが挙げられる。これらの周期構造体のうちでも、２次元周期構造体が好適に用いられ、より好ましくは空隙が縦方向および横方向に規則的に配列（方形配列）された２次元周期構造体が用いられる。

空隙が方形配列された２次元周期構造体としては、例えば、図４（ａ），（ｂ）に示すようなマトリックス状に一定の間隔で空隙が配置された板状構造体（格子状構造体）が挙げられる。図４（ａ）に示す空隙配置部１０１は、その主面１０１ａ側からみて正方形の空隙１１が、該正方形の各辺と平行な２つの配列方向（図４（ｂ）中の縦方向と横方向）に等しい間隔で設けられた板状構造体から構成される。空隙は正方形に限定されず、例えば長方形や円や楕円などでもよい。また方形配列であれば、２つの配列方向の間隔は等しくなくてもよく、例えば長方形配列でもよい。また、空隙配置部および空隙配置構造体の全体形状も同様に限定されるものではない。

空隙の形状や寸法等は、測定方法や、空隙配置構造体（空隙配置部および外周部）の材質特性、使用する電磁波の周波数等に応じて適宜設計されるものであり、その範囲を一般化するのは難しいが、図４（ａ）に示す空隙配置部１０１では、図４（ｂ）にｓで示される空隙の格子間隔が、図４（ｂ）にｄで示される空隙の孔サイズより大きく、測定に用いる電磁波の波長の１０倍以下であることが好ましい。一般に、空隙の格子間隔を使用する電磁波の波長に応じた範囲内で設定することで、測定感度を向上できるが、格子間隔の下限は加工上の制限を受ける。

また、空隙の孔サイズとしては、図４（ｂ）にｄで示される空隙の孔サイズが、測定に用いる電磁波の波長の１０分の１以上であり、かつ空隙の格子間隔より小さいことが好ましい。一般に、空隙の孔サイズを使用する電磁波の波長に応じた範囲内で設定することで、測定感度を向上できるが、孔サイズの下限は加工上の制限を受ける。

また、空隙配置構造体の空隙配置部の厚みは、測定方法や、空隙配置構造体の材質特性、使用する電磁波の周波数等に応じて適宜設計されるものであり、その範囲を一般化するのは難しいが、測定に用いる（照射される）電磁波の波長の１０分の１以上、１０倍以下であることが好ましい。空隙配置部の厚みがこの範囲よりも厚くなると、散乱する電磁波の強度が弱くなって信号を検出することが難しくなる場合がある。また、空隙配置部の厚みがこの範囲よりも薄くなると、機械的強度の面で問題が生じ、破れやすくなるため、自立膜として使用するのが困難になる。

空隙配置構造体は、好ましくは金属からなる。該金属は、卑金属を含むことが好ましく、例えば、卑金属からなるか、卑金属と他の金属との合金からなることが好ましい。また、表面にヒドロキシ基を形成することが可能な金属であることが好ましい。このような卑金属としては、例えば、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、タングステン、鉄、クロム、が挙げられ、好ましくはニッケル、ステンレス鋼、チタンである。

（空隙配置構造体の製造）
本実施形態で用いられる上記の空隙配置構造体は、種々公知の製造方法により製造することができるが、空隙配置構造体の製造方法の一例について以下に説明する。

まず、ニッケル基板上にフォトレジストを塗布し、原版（フォトマスク）を用いて露光し、フォトレジストの現像を行い、空隙配置構造体の空隙に相当するパターンのレジスト像を形成する。

次いで、基板上に、レジスト像を介して、エレクトロフォーミング法（電鋳法）により、金属膜をメッキ形成する。メッキ材料には、ニッケルを用いた。形成される金属膜の膜厚は例えば１μｍとする。このときのメッキ浴としては、メッキ膜寸法に影響を及ぼすメッキ膜内部応力の制御が容易なスルファミン酸ニッケル浴を用いる。

次いで、レジスト像および金属膜の上に、フォトレジストを塗布し、露光、現像を行い、空隙配置部を覆い、それを囲む円環形状の外周部を露出する第２のレジスト像を形成する。

次いで、レジスト像を介して、エレクトロフォーミング法（電鋳法）により、外周部の金属膜の上に金属膜をメッキ形成する。メッキ材料としては、ニッケルを用いる。この追加の金属膜の膜厚は、例えば１５μｍとする。このときのメッキ浴としては、スルファミン酸ニッケル浴を用いる。

次いで、レジスト像を除去して凹部およびメッシュ孔（空隙）を形成し、一体となって残った金属膜を基板から取り外すことで、図２および図３に示すような空隙配置部１０１より外周部１０２の厚みを厚くした空隙配置構造体１を得ることができる。

（枠部材）
主に図５〜図７を参照して、本実施形態に用いられる枠部材は、第１部品９１および第２部品９２からなり、第１部品９１および第２部品９２で空隙配置構造体１の外周部１０２を挟んで保持することのできる部材である。なお、該枠部材は、空隙配置構造体とは別の部材である。

具体的には、第１部品９１は、図５（ａ）および図６（ａ）に示されるような円環状の部品であり、円環状の凸部９１ａを有している。第２部品９２は、図５（ｂ）および図６（ａ）に示されるような円環状の部品であり、第１部品９１の凸部９１ａに対応する形状の凹部９２ａを有している。

なお、第１部品９１にはネジを通すための孔９１ｂが設けられており、第２部品９２にも孔９１ｂに対応する位置にネジを通すための孔９２ｂが設けられている。

図６（ａ）を参照して、このような第１部品９１および第２部品９２からなる枠部材を用いることで、第１部品９１と第２部品９２との間に空隙配置構造体１を配置した状態で、凸部９１ａと凹部９２ａとを嵌合させることにより、空隙配置構造体１の外周部１０２を挟み込むことで、図６（ｂ）および図７に示すような空隙配置構造体１を張力が保たれた状態で保持した本実施形態の金属メッシュデバイスを得ることができる。なお、張力が保たれた状態とは、皺や撓みのない状態であればよい。

また、図６（ｂ）では省略しているが、図７に示すように、第１部品９１の孔９１ｂと第２部品９２の孔９２ｂとを通るようにネジ９３をねじ込むことで、空隙配置構造体１が強固に保持された状態を維持することができる。なお、第１部品９１と第２部品９２の嵌合状態を維持する方法は、このようなネジ止めに限られず、例えば、第１部品９１に設けたピンをそれに対応する第２部品９２に設けた孔に圧入することによる方法（ピン圧入）を用いてもよい。

枠部材の材質としては、特に限定されないが、分光測定への影響が少なく、加工が容易である観点から、樹脂材料を用いることが好ましい。樹脂材料としては、例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などのエンジニアリング・プラスチックや、テフロン（登録商標）、ポリエチレンまたはポリプロピレンが挙げられる。

枠部材を構成する第１部品および第２部品において、空隙配置構造体の外周部と接する側の表面は、粗面化されていることが好ましい。粗面化することで、空隙配置構造体の外周部と接する側の表面の表面抵抗（摩擦係数）が上がるため、より強固に空隙配置構造体を保持することが可能となる。また、嵌合時の摩擦動作によって、より確実に空隙配置部を張力が保たれた状態で保持することが可能となる。

本実施形態の金属メッシュデバイスは、分光器に設置される際、通常は、電磁波が照射される部位に取り付けられるステージと呼ばれる金属板等に、金属メッシュデバイスが固定される。通常は、ステージの空隙配置構造体を取り付ける面は電磁波の進行方向に対して垂直である。このため、空隙配置構造体の主面に対して電磁波を垂直に入射させるときは、例えば、第１部品の上面と第２部品の下面が平行である枠部材を用いればよい。また、空隙配置構造体に入射角（電磁波の進行方向と空隙配置構造体の主面とのなす角度）を有する状態で電磁波が斜め入射する場合は、枠部材を構成する第１部品または第２部品の一方の主面が他方の主面に対して所望の角度で傾斜するような形状であれば、測定の準備を容易に行うことができる。

金属メッシュデバイスを分光器のステージへ固定する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、圧接部材や接着剤を用いて金属メッシュデバイスの枠部材をステージに固定する方法や、ねじ止めやピン圧入によって金属メッシュデバイスの枠部材をステージに固定する方法を用いることができる。後者の場合、枠部材には、ねじやピンを通すための孔が設けられる。また、バネ板を利用した押しつけ力を利用して、金属メッシュデバイスをステージに固定してもよい。

なお、本実施形態の説明に用いた図では、全体の形状が円盤状（円環状）である枠部材を示したが、枠部材の形状はこのような形状に限定されず、例えば、図１４に示すような全体の形状がスティック状である枠部材を用いてもよい。このような形状の枠部材を用いることで、金属メッシュデバイスの空隙配置構造体を分光器の電磁波照射部位に容易に設置できるようなシステム設計が可能となる。

［実施形態２］
主に図８および図９を参照して、本実施形態の金属メッシュデバイスは、第１部品９１の凸部９１ａおよび第２部品９２の凹部９２ａの位置（嵌合位置）が実施形態１よりも内周側に位置している点で、実施形態１とは異なる。それ以外の点は実施形態１と同様であるため、重複する説明は省略する。

本実施形態においては、温度変化等によって枠部材に挟持された空隙配置構造体の外周部に多少の位置ずれを生じた場合でも、空隙配置構造体１の外周端部と嵌合位置の内周側端部とが実施形態１よりも離れているため、ずれが完全に戻らない状態（図１５（ｃ）および（ｄ）参照）になりにくいため、空隙配置構造体の皺や撓みの発生を実施形態１よりも確実に抑制することができる。

［実施形態３］
主に図１０および図１１を参照して、本実施形態の金属メッシュデバイスは、第１部品９１の凸部９１ａおよび第２部品９２の凹部９２ａの空隙配置構造体１の外周部１０２と接する部分の表面が、空隙配置部１０１に対して斜めに傾斜している点で、実施形態１とは異なる。それ以外の点は実施形態１と同様であるため、重複する説明は省略する。

図１１（ｃ）を参照して、本実施形態においては、空隙配置構造体を挟み込む際の第１部品９１の応力（矢印ａの方向の応力）は、第１部品９１と第２部品９２との嵌合面に垂直な方向（矢印ｂの方向）と嵌合面に平行な方向（矢印ｃの方向）の応力となり、空隙配置部１０１を外周部１０２側に引っ張る応力（図１１（ｃ）の矢印ｃの方向の応力）が生じるため、空隙配置部に張力を保った状態で保持することができる。

［実施形態４］
図１２および図１３を参照して、本実施形態の金属メッシュデバイスは、第１部品９１の凸部９１ａおよび第２部品９２の凹部９２ａの空隙配置構造体１の外周部１０２と接する部分の表面が、空隙配置部１０１に対して一様に平行な面である点で、実施形態１とは異なる。また、シール部材９４を介して空隙配置構造体１の外周部１０２を挟持する点でも実施形態１とは異なる。それ以外の点は実施形態１と同様であるため、重複する説明は省略する。

本実施形態においては、枠部材を構成する第１部品９１および第２部品９２の形状のばらつきが大きく、第１部品の凸部９１ａと第２部品の凹部９２ａとの間のクリアランスが大きいような場合でも、強固に空隙配置構造体を保持することが可能となる。

なお、シール部材９４としては、特に限定されないが、ウレタン等の低反発物質からなるパッキンまたはＯリングなどが挙げられる。

本発明の金属メッシュデバイスは、流体中の目的物を濾過することにより、目的物を捕集する用途にも適用可能である。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１空隙配置構造体、１１空隙、１０１空隙配置部、１０１ａ主面、１０２外周部、２レーザ、２０ハーフミラー、２１ミラー、２２，２３，２４，２５放物面ミラー、２６時間遅延ステージ、３電源、４ロックインアンプ、５ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、６アンプ、７１，７２光電導素子、８発振器、９１第１部品、９１ａ凸部、９１ｂ孔、９２第２部品、９２ａ凹部、９２ｂ孔、９３ネジ、９４シール部材。

Claims

枠部材、および、該枠部材によって保持された空隙配置構造体を含む金属メッシュデバイスであって、
前記空隙配置構造体は、主面に垂直な方向に貫通した複数の空隙を有し、前記空隙が配置された空隙配置部と、該空隙配置部の周囲の外周部とからなり、
前記枠部材は、第１部品および第２部品を含み、前記第１部品および前記第２部品で前記空隙配置構造体の前記外周部を挟んで保持する部材であり、
前記外周部の厚みが前記空隙配置部の厚みより厚いことを特徴とする、金属メッシュデバイス。
前記金属メッシュデバイスは、前記空隙配置構造体に被測定物を保持した状態で、前記空隙配置構造体に電磁波を照射して、前記空隙配置構造体で散乱された電磁波の周波数特性を検出することにより、前記被測定物の特性を測定する分光測定に用いられるものであり、
前記空隙配置部の厚みは、前記電磁波の波長の１０分の１以上、１０倍以下である、請求項１に記載の金属メッシュデバイス。
前記第１部品は凸部を有し、前記第２部品は凹部を有し、前記凸部および前記凹部は、両者を互いに嵌合させることにより前記空隙配置構造体の前記外周部を挟んで保持する、請求項１または２に記載の金属メッシュデバイス。
前記第１部品と前記第２部品は、前記空隙配置構造体の前記外周部が、前記空隙配置部に対して傾斜するように、前記外周部を挟んで保持する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属メッシュデバイス。
前記第１部品の凸部の表面と前記第２部品の凹部の表面は、前記空隙配置構造体の前記空隙配置部と前記外周部を覆い、前記凸部と前記外周部との間にシール部材を介して前記外周部を挟んで保持する、請求項３に記載の金属メッシュデバイス。
前記空隙配置部の厚みは０．１１〜１３０μｍであり、前記外周部の厚みは２〜４００μｍである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属メッシュデバイス。