KR20200142019A

KR20200142019A - 테라헤르츠 근거리 이미저

Info

Publication number: KR20200142019A
Application number: KR1020207031111A
Authority: KR
Inventors: 아니 셰리
Original assignee: 띠이브
Priority date: 2018-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2020-12-21
Also published as: RU2020131489A; EP3775802B1; US20210018362A1; US11585694B2; FR3079665A1; JP2021519417A; WO2019186074A1; EP3775802A1; CN112119289B; PT3775802T; CN112119289A; JP7333083B2; ES2924043T3; PL3775802T3

Abstract

본 발명은 테라헤르츠 촬영 시스템을 위한 센서에 관한 것으로, 이 센서는 테라헤르츠 방사선 수신기(18)의 어레이; 및 수신기 어레이와 동일한 간격을 갖는 테라헤르츠 방사선 송신기(10)의 어레이;를 포함하며, 송신기 어레이는 송신기의 근거리 장에 위치하는 분석 영역(12)과 수신기 어레이 사이에 위치하고, 각각의 송신기는 분석 영역과 수신기 어레이의 각각의 수신기 모두를 향해 파를 방사하도록 구성된다.

Description

테라헤르츠 근거리 이미저

본 발명은 근접 촬영 기술에 관한 것으로, 특히 분석하고자 하는 물체와 접촉하여 위치되는 테라헤르츠 탐침을 사용하는 근접 촬영 기술에 관한 것이다.

테라헤르츠(THz) 파 범위는 밀리미터파와 가시광선 사이에 있다. 테라헤르츠 파 범위가 약 300 GHz에서 수 THz까지의 주파수에 걸쳐 있다고 인정된다. 이 범위에 있는 파는 무선 주파수 및 광학적 성질 - 특히 안테나에 의해 전송되고 수신될 수 있으며, 실리콘 렌즈와 같은 광학 시스템에 의해 초점이 맞춰질 수 있는 성질 둘 모두를 갖는다.

THz 파는 X-레이의 악영향 없이 어떤 물체를 관통하는 성질을 갖는다. 의료 영상 분야에서, 이는 예를 들어, 암 조직을 검출하는데 사용되는데, 이러한 조직은 THz 범위에서 건강한 조직과 다른 흡수 및 반사 성질을 갖기 때문이다.

기사 ["Use of a handheld terahertz pulsed imaging device to differentiate benign and malignant breast tissue", Maarten R. Grootendorst 등, 8권, 6호, 2017년 6월 1일, Biomedical Optics Express 2932]는 환자의 피부 위로 이동되고, 초음파 탐침과 유사하게, 파 반사에 의해 이를 분석하도록 설계된 휴대용 탐침을 개시한다.

THz 파는 탐침 밖에서 생성되고 광 섬유를 통해 탐침 안에 위치한 광 전도성 송/수신기로 안내되는 펨토 초 레이저 펄스를 통하여 탐침에 구현된다. 그리고, 결과적으로 발생하는 0.1 내지 1.8 THz의 펄스는 송/수신기 및 탐침 끝에 있는 석영 윈도우 사이의 진동 거울에 의해 안내되어 4Hz의 주파수에서 15 x 2 mm의 면적에서, 26 픽셀을 단계적으로 스캔한다. 각 스캔하는 단계에서, 반사된 THz 펄스는 대응하는 픽셀만큼 수신기로 돌아온다.

이러한, 휴대용 탐침은 복잡하고 값비싼 광학 기술을 사용한다. 게다가, 약 6mm의 픽셀 간격은 상대적으로 낮은 해상도를 제공한다. 이 해상도는 거울 구동 메커니즘의 정밀성과 상대적으로 긴 THz 파의 파장에 따라 달라진다. 0.6 mm 픽셀 간격은 사용된 펄스의 가장 낮은 주파수, 여기선 0.1 THz와 1.2mm 파장에 대한 공기 중에서의 아베 회절 한계에 대략적으로 대응한다.

그래서, 이러한 시스템은 단지 15 x 2 mm의 이미지 센서를 구현하는데 번거롭고 비싼 장비를 필요로 하고, 필요한 레이저 빔을 생성하기 위한 장비가 대부분을 차지한다.

최근에 THz 수신기와 송신기는 반도체 기술을 사용해 성공적으로 구현되었으며, 이는 같은 칩 상에 집적된 전자 회로에 의해 완전히 개발할 수 있다.

따라서 THz 수신기는 반도체 칩 상에 어레이로 그룹화되어 소형 이미지 센서를 형성한다. 예를 들어, 논문 [“A 1 k-Pixel Video Camera for 0.7-1.1 Terahertz Imaging Applications in 65-nm CMOS”, Richard Al Hadi, Hani Sherry, 등, IEEE Journal of Solid-State Circuits, 47권, 12호, 2012년 12월]은 전부 65-nm CMOS 기술로 생산한 THz 수신기를 포함하는 이미지 센서를 개시한다. 수신기는 수동 소자 및 트랜지스터가 주파수에 덜 제한을 받는 구성(공통 소스 연결)을 사용함으로써 트랜지스터의 작동 주파수보다 높은 주파수의 신호를 처리할 수 있다. 특히, 전력 감지 구성요소는 사용되고 - THz 파는 안테나 상에서 수신되고 그 결과 발생한 안테나 신호는 정류되어 신호 진동의 피크 값까지 커패시터를 충전한다.

반도체 기술, 특히 CMOS에 통합할 수 있는 THz 송신기를 설계하는 것도 가능하였다. 송신기로서의 어려움은 트랜지스터의 작동 주파수보다 높은 주파수를 갖는 THz 신호를 생성하는 것이었다. 이 어려움은 소위 고조파 발진기를 사용하여 극복되었다. 이러한 발진기는 기술과 호환되는 주파수에서 작동하며 THz 범위에서 사용될 수 있는 고조파(harmonics)를 생성한다. 미국 특허 US 9083324는 이러한 발진기를 개시한다.

통합 가능한 THz 수신기 및 송신기에 대한 추가 정보는 2013년 Wuppertal 대학에서 Hani Sherry와 Richard Al Hadi가 제출한 논문에서 찾을 수 있다.

반도체 칩에 THz 구성요소를 통합하는 입증된 타당성에도 불구하고, 예를 들어 앞서 언급한 Biomedical Optics Express 기사에 설명된 것을 대체 할 수 있는, 소형 반사 센서를 제공하는 것은 불가능했다.

미국 특허 US 9,464,933은 센서의 어레이를 포함하는 근거리 THz 이미저(imager)를 개시한다. 각 센서는 발진기와 감지 회로 사이에 연결된 전송선을 포함한다. 오실레이터는 분석할 물체의 근접성에 의해 변경되는 필드를 생성한다. 변경은 감지 회로에 의해 측정된, 전송선의 임피던스 변화에 의한 것으로 해석된다.

근거리 테라헤르츠 촬영 시스템을 위한 센서는 일반적으로, 테라헤르츠 방사선 수신기의 어레이; 및 수신기의 어레이와 동일한 간격(pitch)을 갖는 테라헤르츠 방사 전송기의 어레이를 포함하고, 수신기의 어레이와 전송기의 근거리 장에 위치하는 분석 지역 사이에 위치하고, 각각의 전송기가 분석 지역과 수신기의 어레이의 각각의 수신기 모두를 향해 파동을 방사하도록 구성되어 제공된다.

센서는 테라헤르츠 방사선이 투과하는 반도체 물질의 제1 평면 기판으로서, 수신기가 그 위에서 반도체 기술로 실현되는 활성 면을 갖는 제1 평면 기판; 및 테라헤르츠 방사선이 투과하는 반도체 물질의 제2 평면 기판으로서, 송신기가 그 위에서 반도체 기술로 실현되는 활성 면을 갖는 제2 평면 기판을 더 포함할 수 있다.

센서는 각각의 수신기로 각 송신기를 순차적으로 활성화하도록 구성된 제어 회로를 더 포함할 수 있다.

제2 기판의 활성 면은 분석 지역을 향할 수 있고, 제2 기판의 후면은 제1 기판을 향할 수 있다.

제1 기판의 활성 면은 제2 기판의 반대쪽을 향할 수 있고, 제1 기판의 후면은 제2 기판을 향할 수 있다.

제1 및 제2 기판은 기판보다 낮은 굴절률을 갖는 층에 의해 서로 분리될 수 있다.

어레이의 간격은 기판 안에 방사선의 파장의 절반 이상일 수 있고 각각의 기판은 기판 안에 방사선의 파장의 절반 이하의 두께를 가질 수 있다.

수신기 및 송신기는 육각형 구성을 가질 수 있으며 벌집 매트릭스로 배열될 수 있다.

각각의 수신기 및 송신기는 활성면의 금속 레벨에 형성된 환형 안테나를 포함할 수 있고, 안테나의 평균 원주는 기판 안에 테라헤르츠 방사선의 파장의 절반 이상이고; 수신기 또는 송신기의 주변에서 안테나를 둘러싸는 가드 링은 여러 금속 레벨들에 걸쳐 적층된 금속 패턴으로 형성된다.

가드 링은 수신기 및 송신기를 작동하기 위한 전도체 선로 및 전자 부품을 수용하는 공동을 형성하도록 구성된 금속 패턴을 포함 할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조한 비제한적인 실시예들이 기술된다.
도 1은 소형 근거리 테라헤르츠 이미지 센서의 일 실시예의 도식적인 부분 단면도이고;
도 2는 반도체 기술로 실현된 육각형 픽셀의 일 실시예의 상면도를 나타내고; 그리고
도 3은 도 2의 픽셀의 대표적인 구성의 단면도이다.

이하에서는 분석할 대상에 대해 적용할 소형 이미저 장치에 테라헤르츠 수신기의 어레이 및 테라헤르츠 송신기의 어레이를 조합하여 제공하고, 어레이 각각은 반도체 칩 상에 구현될 수 있다. 송신기와 수신기는 근거리 모드, 즉 파장보다 짧은, 충분히 짧은 거리에서, 요소들 간의 자기 결합을 활용하는데 사용된다.

도 1은 이 원리를 이용한 이미저 실시예를 도식적으로 보여준다. 테라헤르츠 파가 투과하는 기판(Tx)은 테라헤르츠 송신기(10)의 어레이를 포함한다. 기판은 분석 영역(12), 예를 들어 피부에 적용되도록 설계된다. 기판(Tx)은 표면(12)과 직접 접촉하거나 또는 지지 요소(14)를 사용하여 정해진 거리를 두고 고정될 수 있다.

이 실시예에서는, 송신기 픽셀(10)의 어레이는 기판(Tx)의 전면에 위치하고, 이는 구역(12)을 향해서 돌아간다. 기판의 두께는 일반적으로 기판 내부에 방사선의 파장의 절반 이하가 되도록 선택되고, 이는 이웃하는 픽셀을 방해할 수 있는 내부 반사를 제한한다.

이 구성에서 송신기 픽셀은 파를 기판의 양면으로 방사한다. 그래서, 각각의 송신기는, 기판의 각 면마다, 각도의 함수로서 방사력의 특징을 묘사하는 로브를 나타낸다. 이 구성에서 전방 쪽 로브는 후방 쪽 로브보다 작은데, 이는 송신기가 후면을 통과하는 것이 더 효과적이라는 것을 의미한다(송신기는 일반적으로 후면을 통해 사용하도록 설계된다).

송신기는 근거리-장 경계를 정의하는 로브도 갖는다. 파워 로브는 0과 1 사이의 지수를 정의하는 반면, 근거리-장 로브는 근거리-장 작동의 공간적 한계를 정의합니다. 도 1은 근거리-장 로브(NF)의 예를 보여준다. 이러한 근거리-장 로브는 이미저 평면에 대해 거의 대칭이고 공기 중에서 한 파장 정도의 진폭을 갖는다. 복잡한 시뮬레이션으로 결정될 수 있는, 그의 정확한 모양은 안테나 및 이웃하는 요소의 구성에 따라 달라진다.

테라헤르츠 송신기의 근거리 장에 있는 요소의 성질은, 특히 송신기의 발진기를 통해, 파동의 특성에 영향을 줄 수 있는 것으로 드러난다. 경우에 따라서, 발진기는 임피던스, 위상, 주파수 또는 진폭에서 편이(shift)를 겪을 수 있다. 이러한 변화는 기판의 양면에서 방사되는 파동에 균일하게 반사된다. 주파수에 따라서, 어떤 변화 또는 특정 임계값의 초과는, 예를 들어, 더 많은 비율의 물로 구별될 수 있는 피부의 암 조직과 같은, 분석 영역에서 발견되는 물질 또는 속성의 특징적인 징후를 형성할 수 있다.

도 1의 이미저는 이 근거리-장 속성을 사용하도록 설계된다. 기판(Tx)과 측정 영역 (12) 사이의 거리는 측정 영역(12)이 기판(Tx)의 전면상의 근거리-장 로브(NF)와 교차하도록 선택된다. 거리는 지역(12)과 교차하는 곳에 로브의 표면적이 송신기 픽셀의 표면적과 최대 동일하게 선택될 수 있다. 이것은 최상의 감지 범위를 보장한다.

특수한 속성을 가진 물체(16)는 두 번째 및 세 번째 송신기의 근거리-장 로브와 접촉하는 분석 지역에 도시된다. 물체(16)는 이러한 송신기에서 방사되는 파동에 영향을 미치고, 이는 점선 로브로 표시된다.

송신기(10)가 뒤쪽으로 방사한 파동은 송신기 어레이와 동일한 간격을 갖는 어레이로 배열된 각각의 테라헤르츠 수신기(18)에 의해 수신된다. 수신기(18)의 어레이는 기판(Tx)과 동일한 특징을 갖는 기판(Rx)의 전면 상에 형성될 수 있다. 수신기 어레이와 송신기 어레이 사이의 간격은 송신기와 수신기가 근거리-장 모드에 결합되어, 만약 가능하다면 각 송신기(10)가 하나의 개별 수신기(18)와 결합되도록 한다. 이 구성으로, 각각의 수신기(18)는 임의의 변경을 포함하는, 각각의 송신기 (10)가 방사한 파동의 속성을 측정하고 재현한다.

실제로, 분석 표면(12)이 고체인 경우, 모든 이미터는 근거리-장 모드에서 다소 교란될 것이다. 이미징 시스템은 일반적으로 파동의 위상, 주파수 및 진폭 값들을 보여주는, 분석 영역의 이미지를 의색(false color)으로 생성하거나 이러한 파라미터 각각에 대해 3개의 별도의 그레이 스케일 이미지를 생성하도록 구성될 수 있다. 파라미터는 특징 속성을 강조하기 위해 가중치 계수가 있는 하나의 변수로 조합될 수 있다.

도 1의 예에 있어서, 근거리 장 로브(NF)는 이것이 한 픽셀의 폭을 넘지 않는다는 점에서 다소 좋은 속성을 갖는다. 이러한 상황에서, 측정 영역(12)이 전방 쪽 로브의 가장 너른 부분과 교차하고, 수신기(18)가 후방 쪽 로브의 가장 너른 부분에 위치하도록 거리를 설정하는 것으로 충분하고, 이것은 도시된 것과 거의 대응한다. 이것은 최상의 감도를 제공한다. 또한, 후방 쪽 로브가 기판 두께를 되도록 많이 지나가는 것이 바람직하고, 이것은 기판들을 다닥다닥 붙여 위치시킴으로써 달성된다. 그러나, 기판들 사이에 기판보다 낮은 굴절률을 갖는 한 층(공기, 진공 또는 다른 것)이 존재하는 것이 유익한데, 이것이 내부 반사를 제한하는 두께 제약에 관하여 기판들을 독립적으로 남겨두기 때문이다.

더욱이, 도 1의 예에 있어서, 수신기들 간에 누화(crosstalk)의 가능성이 없는데, 송신기의 후방 쪽 로브가 여러 개의 수신기 픽셀과 절대 겹치지 않기 때문이다. 또한, 송신기들 간에 누화의 가능성도 없는데, 전방 쪽 로브가 한 송신기 픽셀에서 다른 하나로 누설되지 않기 때문이다. 이 구성으로 모든 송신기 및 수신기를 동시에 “글로벌 셔터”로 사용하는 것이 가능하다.

일반적으로, 특히 픽셀의 간격을 줄이려고 하는 경우, 각각의 후방 쪽 로브는 송신기와 수신기 사이의 거리에 따라 여러 개의 수신기 픽셀에 걸쳐 번질 수 있다. 전방 쪽 로브의 경우, 로브의 유용한 영역을 픽셀 영역으로 제한하기 위해 전면은 분석 영역(12)으로 원하는만큼 가깝게 항상 접근될 수 있다.

일반적인 경우에 누화 문제를 회피하기 위해서, 각 송신기는 그의 개별 수신기와 순서대로 활성화될 수 있다. 따라서, 이웃하는 여러 개의 수신기가 활성화된 송신기 로브를 보더라도, 지정된 수신기만 활성화되어 측정을 해낸다.

각 활성화된 송신기가 다른 활성화된 송신기와 연관된 수신기를 간섭하지 않는 패턴에 따라 여러 개의 송신기가 동시에 활성화되는 순서가 설계될 수 있다.

도 1에서, 각각의 기판은 어레이, 특히 픽셀의 활성화 순서를 관리하기 위한, 제어 회로(송신기용 20 및 수신기용 22)를 포함한다. 송신기 픽셀의 활성화는, 무엇보다도, 픽셀의 국부 발진기를 키거나 또는 픽셀을 공유 발진기 신호와 연결하는 것을 포함한다. 수신기 픽셀의 활성화는, 특히 측정을 수행하는 것을 포함한다.

송신기 및 수신기 픽셀이 동기식으로 제어되고, 동기화에 필요한 신호는 지지부(14)에서 안내되는 링크(24)를 통해 회로들(20 및 22) 사이에서 전달될 수 있다.

수신기는 매우 간단한 구조에, 발진기가 없지만, 진폭 측정만 제공할 수 있는, 호모다인(homodyne)일 수 있다. 위상 또는 주파수 정보를 활용하길 바라는 경우, 헤테로다인 수신기를 사용할 수 있다. 논문 ["A Fully Integrated 320 GHz Coherent Imaging Transceiver in 130 nm SiGe BiCMOS", Chen Jiang 등, IEEE Journal of Solid-State Circuits, 51권, 11호, 2016년 11월] 과 더불어 앞서 언급한 Hani Sherry의 논문은 반도체 기술에서 헤테로다인 테라헤르츠 수신기의 구현을 설명한다.

자신의 픽셀과 제어 회로를 갖는 기판 Rx 및 Tx는, 예를 들어 CMOS 기술의, 반도체 칩으로 구현될 수 있다. 주지의 칩-대-칩 조립체 기술은 희망하는 간격을 두고 두 개의 기판 또는 칩 Rx과 Tx를 조립하는데 사용된다.

일 실시예에 따르면, 송신기 및 수신기 픽셀은 육각형이고 벌집 매트릭스 형태로 배치된다. 픽셀의 이 육각형 구성은 특히 고려하는 THz 송신기 및 수신기의 구조에 잘 맞춰진다. 실로, 이것은, 우리가 아래에서 보게 될 바와 같은, 링 안테나에 기초할 수 있고, 육각형 구조는 링 안테나를 포함한 사각형 구조보다 더 소형화된다. 게다가, 매트릭스가 벌집화되어 있기 때문에, 정해진 픽셀 간 간격에 더 많은 개수의 픽셀을 수용할 수 있다. 조합된 이러한 특징들은 정해진 간격에서 사각 매트릭스보다 현저히 더 높은 해상도 및 더 나은 사선 렌더링의 결과를 가져온다.

도 2는 반도체 기술, 가령, 65 nm CMOS로 제조된 매트릭스에 육각형 픽셀의 일 실시예의 부분적인 상면도를 나타낸다. 수신기 픽셀(Rx)의 매트릭스는 설명하였다. 송신기 픽셀의 매트릭스는 유사한데, 이것도 안테나의 치수에 의해 정의되는, 동일한 제약을 받기 때문이다. 이 도면에서 요소들은, 일 예로서, 약 600 GHz에서 작동하도록 설계된 이미저에 대해서 실질적으로 확장된 것으로 도시된다. 600 GHz의 주파수는 공기 중에서 0.5 mm의 파장에 대응한다. 픽셀은 실리콘 기판에 집적되고, 여기에서 파장은 약 0.6의 배율에 의해 감소되어, 파장이 실리콘에서 약 0.3 mm로 줄어든다. 나아가, 파장의 절반에서만, 즉 0.15 mm에서 작동시키는 것을 수용할 수 있는데, 이것이 이득의 허용할 수 있는 손실을 갖고서 해상도가 2배만큼 증가될 수 있게 해주기 때문이다. 따라서, 송신기 및 수신기의 안테나는 이 파장에서 작동하도록 크기 결정된다. 안테나(50)는 여기서 환형이고, 이것은 그의 평균 원주가 작동 파장, 즉 0.15 mm와 적어도 같다는 것을 의미한다.

링은, 예를 들어, 기술의 마지막 금속 층에 에칭되고 10 μm의 폭, 즉 64 μm의 외경과 54 μm의 내경을 갖는다.

추가적으로, 픽셀 간에 유도성 또는 용량성 결합에 의한 전기적 교란의 가로 전파(transverse propagation)를 막기 위해서, 각각의 픽셀은 주변 가드 링(52)을 포함하고, 이것은 원형 또는, 여기선, 육각형일 수 있다. 안테나는 작동 파장(0.15mm)과 거의 같은 평균 직경을 갖는 대체로 금속이 없는 영역의 중심에 위치한다. 따라서, 가드 링이 내부 가장자리는 안테나 링의 외부 가장자리에서 38 μm 이상 떨어져 있다. 또한, 가드 링은 30 μm 너비를 갖고, 기술에 의해 추천되는 금속/공극 비를 충족하도록 구성된다. 그래서 픽셀은 육각형의 두 맞은편 측면 사이에 200 μm의 폭을 갖고, 0°, 120° 및 240°의 세 축의 각 방향을 따라선 간격에 해당하는 값이다.

도 3은 도 2의 픽셀의 단면도이다. 픽셀은 반도체 기판(60)의 활성면, 여기선 실리콘으로 만들어진 면 위에 형성된다. 마지막 금속 레벨에 에칭된 안테나(50)는 기판의 상부면과 같은 높이에 있다. 이 상부면은 일반적으로, 도시되지 않은 패시베이션 층으로 덮인다. 가드 링(52)은, 도시된 바와 같이, 비아(via)를 통해 상호 연결된, 65 nm CMOS로 7개의, 기술의 모든 금속 레벨들에 적층된 금속 패턴을 사용해 깊이 방향으로 연장될 수 있다. 비아는 스크리닝 기능을 완성하는 간격으로 각 픽셀의 둘레에 배치될 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 내부 반사를 제한하기 위하여, 기판(60)의 두께는 0.15 mm이다.

가드 링 중 하나의 한 벽에 대해 도시된 바와 같이, 금속 패턴은 공동(62)을 형성하는 구조일 수 있다. 공동(62)은 픽셀을 제어하기 위한 전도체 선로(track) 및 전자 부품들을 수용할 수 있다. 실제로, 두 인접하는 가드 링의 폭은 대략 60 μm인데, 이것은 65 nm 기술에서, 픽셀을 국부적으로 활용하는데 필요한 전도체와 전자 부품들의 대부분을 수용하는데 충분한 공간을 제공한다. 이 구성은 광학적 속성을 방해할 수 있는, 안테나 둘레의 빈 영역에 금속성 전도체를 극히 최소한으로 줄여준다.

Claims

근거리 테라헤르츠 촬영 시스템을 위한 센서에 있어서,
근거리 장 효과(near field effect)로 분석할 물체(12)와 상호작용하도록 구성되는 테라헤르츠 방사선 송신기(10)의 어레이로서, 각각의 송신기는 상기 어레이의 두 면으로부터 장(field)을 방사하도록 구성되는, 송신기 어레이; 및
상기 송신기 어레이에서 분석할 물체(12)의 반대편에 배치되는 수신기(18)의 어레이로서, 각 송신기 맞은편에 하나의 테라헤르츠 방사선 수신기를 포함하고, 상기 송신기의 근거리 장 내에 위치하는, 수신기 어레이;를 포함하는, 센서.
제1항에 있어서,
상기 수신기(18)가 반도체 기술로 구현되는 활성면을 갖는, 테라헤르츠 방사선이 투과하는 반도체 물질의 제1 평면 기판(Rx); 및
상기 제1 기판과는 별개의 것으로, 테라헤르츠 방사선이 투과하는 반도체 물질로 만들어지고, 상기 송신기(10)가 반도체 기술로 구현되는 활성면을 갖는, 제2 평면 기판(Tx);을 포함하는, 센서.
제1항에 있어서,
각각의 송신기를 각자의 수신기와 함께 순서대로 활성화하도록 구성된 제어 회로(20, 22)를 포함하는, 센서.
제2항에 있어서,
상기 제2 기판(Tx)의 활성면은 분석할 물체(12)를 향하고, 상기 제2 기판의 후면은 상기 제1 기판(Rx)을 향하는, 센서.
제4항에 있어서,
상기 제1 기판(Rx)의 활성면은 상기 제2 기판(Tx)의 반대편을 향하고, 상기 제1 기판의 후면은 상기 제2 기판을 향하는, 센서.
제5항에 있어서,
상기 제1 기판 및 제2 기판은 상기 기판보다 낮은 굴절률을 갖는 층에 의해 서로 분리되는, 센서.
제2항에 있어서,
상기 어레이의 간격은 상기 기판 내의 방사선의 파장의 절반 이상이고, 각각의 기판은 상기 기판 내의 방사선의 파장의 절반 이하의 두께를 갖는, 센서.
제7항에 있어서,
상기 수신기 및 송신기는 육각형 구성을 가지고 벌집 매트릭스로 배치되는, 센서.
제8항에 있어서,
각각의 수신기 및 송신기는,
상기 활성면의 금속 레벨에 형성된 환형 안테나(50)로서, 상기 안테나의 평균 원주는 상기 기판 내의 테라헤르츠 방사선의 파장의 절반 이상인, 환형 안테나(50); 및
상기 수신기 또는 송신기의 주변에서 상기 안테나를 둘러싸는 가드 링(52)으로서, 복수의 금속 레벨들을 통해 적층된 금속 패턴으로 형성되는, 가드 링(52);을 포함하는, 센서.
제8항에 있어서,
상기 가드 링(52)은 상기 수신기와 송신기를 작동시키기 위한 전도체 선로 및 전자 부품을 수용하는 공동(62)을 형성하도록 구성된 금속 패턴을 포함하는, 센서.