WO2006064653A1

WO2006064653A1 - テラヘルツ光検出器、テラヘルツ光検出方法およびテラヘルツイメージング装置

Info

Publication number: WO2006064653A1
Application number: PCT/JP2005/021764
Authority: WO
Inventors: Naoki Tsumura; Hiromichi Akahori
Original assignee: Tochigi Nikon Corp; Nikon Corp
Current assignee: Tochigi Nikon Corp; Nikon Corp
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2005-11-28
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2007-06-16
Also published as: JP2006170822A

Abstract

　本発明によるテラヘルツ光検出器は、第１の方向（Ｘ方向）に偏光したテラヘルツ光（Ｔ２）を検出する第１のアンテナ（２１Ａ）と、第１の方向（Ｘ方向）と異なる第２の方向（Ｙ方向）に偏光したテラヘルツ光（Ｔ２）を検出する第２のアンテナ（２１Ｂ）とを備える。

Description

明細書

テラへルツ光検出器、テラへルツ光検出方法およびテラへルツイメージング装置

技術分野

[0001] 本発明は、テラへルツ光検出器、テラへルツ光検出方法およびテラへルツイメージング装置に関する。

背景技術

[0002] テラへルツ光を利用する各種の測定装置では、概ね 0. 01 X 10¹²〜100 X 10¹²へルツ（0. 01〜： LOOTHz)の周波数領域のテラへルツパルス光を試料に照射して、試料を透過した透過光または試料で反射された反射光を検出することにより、試料の電気的特性や成分濃度などを測定する。従来、試料力ゝらのテラへルツパルス光を検出する検出器として、光スィッチ素子が知られている。この光スィッチ素子は、半導体基板上に光伝導膜を形成し、光伝導膜上に微小ダイポールアンテナカゝらなる単一の光スィッチ部を設けた構造である。光スィッチ部にテラへルツパルス光とともにプローブパルス光を照射すると、アンテナの向きと平行な偏光成分のテラへルツパルス光を検出することができる。（例えば、特許文献 1参照)。

[0003] 特許文献 l :WO00Z079248号公報（第 12頁、第 2 (B)図）

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 試料を透過した透過テラへルツ光または試料で反射された反射テラへルツ光は、一般に、偏光方向が直交する 2つの偏光成分を有する可能性がある。特許文献 1の光スィッチ素子は、アンテナの向きが 1方向しか形成されていないので、アンテナの向きと直交する偏光成分の光は検出できない。従って、試料力のテラへルツ光の偏光状態を正確に測定することができな、と、う問題がある。

課題を解決するための手段

[0005] 本発明によるテラへルツ光検出器は、第 1の方向に偏光したテラへルツ光を検出する第 1のアンテナと、第 1の方向と異なる第 2の方向に偏光したテラへルツ光を検出する第 2のアンテナとを備えることを特徴とする。

なお、アンテナ方向が互いに直交するように第 1および第 2のアンテナを配置するのが好ましい。

また、第 1および第 2のアンテナの各々を、光伝導膜上に間隔を開けて対向配置された一対の導電膜から成るダイポールアンテナとし、第 1のアンテナに設けられた一対の導電膜を、所定領域を挟んで第 1方向に沿って対向配置し、第 2のアンテナに設けられた一対の導電膜を、所定領域を挟んで第 1方向と異なる第 2方向に沿って対向配置するようにしても良い。なお、第 1のアンテナに設けられた一対の導電膜の間隔と、第 2のアンテナに設けられた一対の導電膜の間隔とを等しく設定するのが好ましい。

本発明によるテラへルツ光検出方法は、請求項 1〜3のいずれか一項に記載のテラヘルツ光検出器を用いたテラへルツ光検出方法であって、第 1および第 2のアンテナに対してテラへルツ光をそれぞれ照射し、第 1のアンテナおよび第 2のアンテナにより、テラへルツ光の偏光方向が異なる 2つの偏光成分を検出することを特徴とする。また、テラへルツ光を少なくとも所定領域を含む照射領域に照射し、第 1のアンテナおよび第 2のアンテナにより、テラへルツ光の偏光方向が異なる 2つの偏光成分を同時に検出するようにしても良!、。

本発明によるテラへルツ分光装置は、試料にテラへルツ光を照射するテラへルツ光照射手段と、試料力のテラへルツ光が入射する請求項 1〜4のいずれか一項に記載のテラへルツ光検出器と、試料力のテラへルツ光が入射する第 1および第 2のァンテナカの各検出信号に基づいて、試料の物性情報を演算する演算手段とを備えることを特徴とする。

本発明によるテラへルツ分光装置の第 2の態様は、試料にテラへルツ光を照射するテラへルツ光照射手段と、試料からのテラへルツ光が入射する請求項 1〜5のいずれか一項に記載のテラへルツ光検出器と、試料力のテラへルツ光が入射する第 1および第 2のアンテナ力の検出信号を測定する測定回路と、第 1および第 2のアンテナからの各検出信号のいずれか一方を選択的に測定回路に入力させる切り換え手段と、切り換え手段により選択された検出信号に基づいて、試料の物性情報を演算する演算手段とを備えることを特徴とする。

本発明によるテラへルツイメージング装置は、試料にテラへルツ光を照射するテラヘルツ光照射手段と、試料からのテラへルツ光が入射する請求項 1〜4の、ずれか一項に記載のテラへルツ光検出器と、試料を 2次元的に移動して、試料上におけるテラへルツ光の照射位置を変える移動機構と、試料からのテラへルツ光が入射する第 1および第 2のアンテナの各検出信号に基づいて、試料の 2次元的物性情報を演算する演算手段とを備えることを特徴とする。

発明の効果

[0006] 本発明によれば、偏光方向の異なるテラへルツ光を検出できる第 1および第 2のァンテナを設けたので、試料によるテラへルツ光の偏光状態の変化をより正確に測定することが可能となる。

図面の簡単な説明

[0007] [図 1]本発明の実施の形態に係るテラへルツイメージング装置の概略構成図である。

[図 2]テラへルツ光発生素子 10の構造を模式的に示す斜視図である。

[図 3] (a)は、テラへルツ光検出素子 20の構造を模式的に示す斜視図、（b)は (a)に示すアンテナ部の拡大図である。

[図 4]テラへルツ光検出素子 20と測定回路 25とを示す図である。

[図 5]測定回路の変形例を示す図である。

[図 6]テラへルツ光検出素子 20の変形例を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0008] 以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図 1は、本発明によるテラヘルツイメージング装置の概略構成を説明する図である。テラへルツイメージング装置 100は、パルス光 L1を放射するレーザ光源 1と、パルス光 L1をパルス光 L2, L3 に分割するビームスプリッタ 2と、パルス光 L2の照射によりテラへルツパルス光 T1を放射するテラへルツ光発生素子 10と、試料 Sを透過したテラへルツパルス光 T2を検出するテラへルツ光検出素子 20とを備える。テラへルツイメージング装置 100は、周知の時系列テラへルツ光検出法によりテラへルツ光を検出するものであり、パルス光 L3の光路長を変更する可動鏡 5と、試料 Sを 2次元移動させる 2次元駆動機構 8とを備えている。

[0009] さらに、テラへルツイメージング装置 100には、測定回路 25と制御'演算処理部 9とが設けられている。測定回路 25は、テラへルツ光検出素子 20の光電流 (検出信号）を測定する。制御，演算処理部 9は、測定回路 25の測定結果に基づいて各種演算を行う。例えば、試料の 2次元物性情報を演算する。演算結果はディスプレイ 9aに表示される。また、制御 ·演算処理部 9は、可動鏡 5を A方向に動かすリニア駆動機構 6および 2次元駆動機構 8も制御する。

[0010] パルス光 L1を放射するレーザ光源 1には、例えば、フェムト秒パルスレーザが用いられる。パルス光 L1は、中心波長が 780〜830nm (近赤外領域)程度での直線偏光あって、パルスの繰り返し周期は数 kHzから 100MHz、パルス幅は 10〜150fsである。

[0011] 次に、テラへルツイメージング装置 100の動作について説明する。レーザ光源 1から放射されたパルス光 L1は、ビームスプリッタ 2で分割される。分割された一方のパルス光 L2は、ポンプ光 (励起光）としてテラへルツ光発生素子 10に入射する。テラへルツ光発生素子 10の詳細は後述する。テラへルツ光発生素子 10はパルス光 L2により励起され、テラへルツパルス光 T1を発生する。なお、ビームスプリッタ 2とテラへルツ光発生素子 10との間に集光レンズを配置し、その集光レンズによりパルス光 L2の光束を絞ってもよい。

[0012] テラへルツパルス光 T1は、周波数が 0. 01 X 10¹²〜100 X 10¹²ヘルツ（0. 01TH z〜100THz)の光であり、テラへルツ光発生素子 10のアンテナの向きに沿って偏光した偏光光である。このテラへルツノルス光 T1は、曲面鏡 3で反射'集光されて試料 Sの一点に入射する。

[0013] 試料 Sの一点を透過したテラへルツパルス光 T2は、試料 Sの物性情報を含む光であり、曲面鏡 4で反射されてテラへルツ光検出素子 20に入射する。テラへルツ光検出素子 20には、ビームスプリッタ 2で分割されたパルス光 L3がプローブ光として照射される。テラへルツ光検出素子 20にテラへルツパルス光 T2が入射するとそのアンテナ部に電場が生じ、その部分にプローブ光が照射されると、テラへルツパルス光 T2 の電場強度に応じた光電流が流れる。 [0014] この光電流の電流値、すなわち電場強度の値から、制御'演算処理部 9で所定の理論式に基づ!ヽて試料の電気的特性や不純物濃度等が演算される。これらの測定値、二次元画像等は、必要に応じてディスプレイ 9aに表示される。なお、実際の測定では、上記のサンプル測定だけではなぐ試料 Sをテラへルツパルス光 T1の光路に配設しな、で行うリファレンス測定も行ヽ、サンプル測定とリファレンス測定の両方の測定結果から試料 Sの物性値を得てヽる。

[0015] プローブ光として用いられるパルス光 L3は、図 1の矢印で示した A方向に移動可能な 2枚もしくは 3枚の反射鏡カゝらなる可動鏡 5に入射する。パルス光 L3は、可動鏡 5で反射された後に反射鏡 7により光路が曲げられ、テラへルツ光検出素子 20に入射する。可動鏡 5をリニア駆動機構 6によって A方向に移動させることにより、可動鏡 5の移動量に応じてパルス光 L3の光路長を変化させることができる。その結果、パルス光 L 3がテラへルツ光検出素子 20へ到達する時間を、遅延させることができる。

[0016] このように、テラへルツ光検出素子 20に入射するパルス光 L3の遅延時間を変更しながら、テラへルツ光検出素子 20で検出されるテラへルツパルス光 T2の電場強度を測定することにより、時系列テラへルツ分光が可能となる。なお、可動鏡 5をプローブ光 (パルス光 L3)の光路に挿入してプローブ光の時間遅延を行う代わりに、可動鏡 5 をポンプ光 (パルス光 L2)の光路に挿入して、テラへルツパルス光 T1に時間遅延操作を行ってもよい。

[0017] 次に、テラへルツ光発生素子 10の詳細を、図 2を参照して説明する。テラへルツ光発生素子 10は、例えば半絶縁性 GaAs基板で構成される半導体基板 13と、半球レンズ 14とを有する。半導体基板 13上には光伝導膜 12が形成され、その光伝導膜 12 上ににはアンテナとして機能する金属製の導電膜 11が形成されている。光伝導膜 1 2は、例えば GaAsやアモルファスシリコンの薄膜で形成される。半球レンズ 14は、生成されたテラへルツ光を効率良く外部に取り出すために半導体基板 13の光放射面側に接合されたものであり、例えば高抵抗シリコンカゝら作製され、テラへルツ光などの赤外光を透過させる。なお、半球レンズ 14の代わりに超半球レンズを用いても良ぐここでは半球レンズや超半球レンズを代表して半球レンズ 14と称する。

[0018] 導電膜 11は、光伝導膜 12上にパターユング形成された金属膜であり、この実施の形態ではダイポール型アンテナ形状にパターンユングされて、る。 2本の平行な伝送線路が狭、ギャップを介して対向する部分が前述したアンテナ部であり、ダイポール型アンテナとして機能する。図 2に示されるように、ダイポール型アンテナパターンの導電膜 11に電源回路 15によりバイアス電圧 Vbを印加し、導電膜 11の形成面上の領域 Bにパルス光 L2を照射すると、テラへルツパルス光 T1が発生する。領域 Bは、ほぼアンテナ部のギャップを含む領域である。発生したテラへルツパルス光 T1は、半球レンズ 14を透過して外部に放射される。

[0019] 次いで、図 3を参照してテラへルツ光検出素子 20について説明する。従来から知られてヽるテラへルツイメージング装置やテラへルツ光分光装置では、テラへルツ光検出素子とテラへルツ光発生素子とは同一の素子を使用している。しかし、本発明では、テラへルツ光の偏光状態が、例えば、試料を透過するなどして変化した場合でも、テラへルツ光に含まれる X方向および Y方向の各偏光成分を精度良く測定できるように、テラへルツ光検出素子 20としてテラへルツ光発生素子 10と異なる構造の素子を使用するようにしている。

[0020] 具体的には、テラへルツ光検出素子 20は、半導体基板 23と、半導体基板 23に形成された光伝導膜 22と、光伝導膜 22上に形成された一対のアンテナとして機能する金属製の導電膜 21と、半球レンズ 24とを有する。なお、半球レンズ 24の代わりに超半球レンズを用いても良い。ここでは、半球レンズや超半球レンズを代表して半球レンズ 24と称する。

[0021] 図 3 (a)に示すように、導電膜 21は 4つの L字型パターンの導電膜から構成される。

そして、アンテナの方向が互いに直交する一対のダイポール型アンテナ 21A, 21B を形成する。図 3 (b)に示すように、ダイポール型アンテナ 21Aは 2つの L字型パターン Al、 A2で構成され、ダイポール型アンテナ 21Bは 2つの L字型パターン Bl、 B2 で構成される。 L字型パターン Al、 A2および L字型パターン Bl、 B2は、テラへルツ光入射領域 Cにおいて狭いギャップを介して対向しており、これらの対向部分がそれぞれダイポール型アンテナ 21A, 21Bのアンテナとして機能する。ダイポール型アンテナ 21Aのアンテナ方向は図 3の X方向であり、ダイポール型アンテナ 21Bのアンテナ方向は Y方向である。 [0022] 図 4は、図 1に示したテラへルツ光検出素子 20と測定回路 25とを示す図である。 25 aおよび 25bは測定回路 25に設けられた電流計であり、ダイポール型アンテナ 21A を構成する 2本の L字型伝送線路である L字型パターン Al、 A2は、電流計 25aに接続されている。一方、ダイポール型アンテナ 21Bを構成する 2本の L字型伝送線路である L字型パターン Bl、 B2は、電流計 25bに接続されている。なお、図 3では、ダイポール型アンテナ 21Bに接続される電流計 25bの図示を省略した。ダイポール型ァンテナ 21Aのアンテナ部 31aおよびダイポール型アンテナ 21Bのアンテナ部 31bは、互いにアンテナ方向が直交しており、いずれもテラへルツ光入射領域 Cをカバーする面積を有する。

[0023] テラへルツ光入射領域 Cに試料 Sを透過したテラへルツパルス光 T2が入射すると、テラへルツパルス光 T2が X方向に偏光した光であればダイポール型アンテナ 21Aで検出され、テラへルツパルス光 T2が Y方向に偏光した光であればダイポール型アンテナ 21Bで検出されることになる。すなわち、一対のダイポール型アンテナ 21 A、 21 Bは、テラへルツノルス光 T2に含まれる 2つの直交する偏光成分に対応してテラへルツパルス光 T2を検出する。

[0024] ダイポール型アンテナ 21A, 21Bは、例えば、アンテナ部 31a、 31bのギャップ長 G 力 / z m、導電膜 21のパターン幅が 4 μ m、各パターンのアンテナ部の位置力も折れ曲がる位置までの長さ dが 10〜20 /ζ πιのように設定される。一般に、ギャップ長 Gと導電膜 21のパターン幅は、領域 Cの直径より若干狭く設定され、アンテナ部のバターン長さ dは、テラへルツ光の検出すべき周波数帯域に応じて設定される。

[0025] 特に、アンテナ部 31aとアンテナ部 31bのギャップ長 Gを等しくとることにより、 X方向の偏光成分と Y方向の偏光成分の両方の光を同一条件で検出することができる。本実施の形態では、アンテナ部 3 laは一対の導電膜パターン Al, A2からなる伝送線路を含み、アンテナ部 31bは一対の導電膜パターン Bl, B2からなる伝送線路とを含む。そして、アンテナ部 31a, 31bにおいて、各一対の伝送線路は同一ギャップ長で対向させるようにした。アンテナ部 31a, 31bにおける伝送線路の対向方向が各アンテナ方向となる。

[0026] このように構成されるテラへルツ光検出素子 20の作用を図 3,図 4を参照して説明する。図 3に示すように、テラへルツパルス光 T2は、半球レンズ 24側からテラへルツ光検出素子 20へ入射し、半球レンズ 24の屈折作用を受けて導電膜 21形成面上の領域 Cへ集光する。一方、プローブ光としてのパルス光 L3は、テラへルツパルス光 T 2とは逆に、テラへルツ光検出素子 20の導電膜 21が形成された側力も領域 Cへ照射される。このとき、テラへルツパルス光 T2の偏光方向がダイポール型アンテナ 21Aのアンテナ方向と一致していれば、テラへルツパルス光 T2の電場によって生じる光電流 Imがダイポール型アンテナ 21Aに流れ、この電場強度に応じた光電流 Imは測定回路 25に設けられた電流計 25aにより測定される。なお、図 3では、矢印で示した抵抗および増幅器が設けられた回路部分が、電流計 25aを構成して、る。

[0027] 図 2および図 3を参照しながら、テラへルツパルス光 T1の偏光方向とテラへルツパルス光 T2の偏光方向との関係につ、て説明する。テラへルツ光発生素子 10に形成されたダイポール型アンテナ 11のアンテナ方向が図 2の X方向に配置された場合は、テラへルツ光発生素子 10は X方向の偏光成分を有するテラへルツパルス光 T1を放射する。この X方向に偏光したテラへルツパルス光 T1が試料 Sに照射され、試料 S を透過したテラへルツパルス光 T2がテラへルツ光検出素子 20に入射する。

[0028] テラへルツパルス光 T2も X方向に偏光してヽるとすれば、テラへルツ光検出素子 2 0においては、アンテナ方向が X方向であるダイポール型アンテナ 21Aにより検出される。一方、ダイポール型アンテナ 21Bのアンテナ方向は Y方向なので、 X方向に偏光したテラへルツパルス光 T2は検出されない。このように、テラへルツ光発生素子 1 0に形成されたダイポール型アンテナ 11のアンテナ方向と、テラへルツ光検出素子 2 0に形成されたダイポール型アンテナ 21Aのアンテナ方向とを同一方向に揃えて設置すれば、 X方向に偏光したテラへルツパルス光 T2を検出することができる。

[0029] しかし、実際のテラへルツ分光測定やテラへルツイメージングにお、ては、試料 Sを透過したテラへルツパルス光 T2が X方向の偏光成分のみであるとは限らなヽ。例えば、試料 Sによって X方向の偏光成分と Y方向の偏光成分の両方を有する旋光が生じた場合、ダイポール型アンテナ 21Aだけでは Y方向の偏光成分を検出できなヽ。そのため、ダイポール型アンテナ 21Aで検出された X方向の偏光成分の変化力単に試料 Sの吸収によるものなの力旋光によるものなのか区別できない。 [0030] ところ力図 4に示すように、本実施の形態では、 1つのテラへルツ光検出素子 20に、アンテナ方向が直交している一対のダイポール型アンテナ 21A, 21Bを設けている。そのため、テラへルツパルス光 T2の X方向および Y方向の偏光成分をそれぞれ独立して検出可能となり、正確な検出データを得ることができる。また、ダイポール型ァンテナ 21A, 21Bの各アンテナ部 31a、 31bは、いずれもテラへルツ光入射領域 Cをカバーするように配設されているので、テラへルツパルス光 T2の X方向および Y方向の偏光成分を同時に検出できる。

[0031] 例えば、 1方向のダイポール型アンテナし力もたないテラへルツ光検出素子では、両方の偏光成分を検出するためには、テラへルツ光検出素子を光軸廻りに回転する必要があった。一方、本実施の形態では、テラへルツ光検出素子 20を回転する必要がなく、回転機構を設ける必要もない。

[0032] 次に、本実施の形態によるテラへルツイメージング装置による、試料 Sの 2次元的測定について説明する。図 1に示したように、本実施の形態のテラへルツイメージング装置 100では、 2次元駆動機構 8により試料 Sを 2次元的に移動させることにより、試料 S上においてテラへルツパルス光 T1を 2次元走査することができる。その結果、試料 S上の走査領域の各点を透過したテラへルツパルス光 T2が、テラへルツ光検出素子 20により検出されることになる。そして、 2次元走査時に測定回路 25a, 25bで測定される光電流 Imに基づいて、制御 ·演算処理部 9で所定の演算を行うことにより、試料 Sの電気的特性や不純物濃度などの分布が測定される。これらの分布は、制御' 演算処理部 9で 2次元画像として合成され、合成された画像がディスプレイ 9aに表示される。

[0033] 図 5は、測定回路 25 (25a, 25b)の変形例を示す図であり、図 4に対応する図である。図 5では、図 4の測定回路 25 (25a, 25b)に代えて、切換えスィッチ 26および電流計 27を有する測定回路 25Aを設けた。切換えスィッチ 26の端子 Tal、 Ta2には、ダイポール型アンテナ 21Aの 2本の L字型伝送線路パターン Al, A2が接続され、端子 Tbl、 Tb2には、ダイポール型アンテナ 21Bの 2本の L字型伝送線路パターン B1 , B2が接続される。切換えスィッチ 26の端子 Telおよび Tc2は、電流計 27に接続されている。 [0034] 切換えスィッチ 26を駆動して、端子 Talと Telとを接続するとともに、端子 Ta2と端子 Tc2とを接続すると、ダイポール型アンテナ 21Aのアンテナ部 31aが検出可能な状態となる。逆に、端子 Tblと端子 Telとを接続するとともに、端子 Tb2と端子 Tc2を接続することにより、ダイポール型アンテナ 21Bのアンテナ部 31bが検出可能な状態となる。その結果、切換えスィッチ 26を切り換えることにより、 1つの電流計 27でテラヘルツパルス光 T2の X方向および Y方向の偏光成分を、順に測定することができる

[0035] 本実施の形態によるテラへルツイメージング装置 100では、 1つのテラへルツ光検出素子 (テラへルツ光検出器） 20にアンテナ方向の異なる一対のアンテナ (ダイポール型アンテナ 21A, 21B)が設けられているので、試料 Sの電気的特性や不純物濃度などの 2次元的分布状態を容易にかつ正確に求めることができ、容易に 2次元画像としてイメージィ匕することができる。

[0036] 以上説明したように、本発明は、 1つのテラへルツ光検出素子 (テラへルツ光検出器）に一対のアンテナを設けたこと、すなわち、検出する偏光光に対応して互いにァンテナの向きが異なる一対のアンテナ部を設けたことを特徴とし、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に何ら限定されない。例えば、アンテナの向きが異なる一対のアンテナ部は、本実施の形態のテラへルツ光検出素子 20のように位置的に重なり合ってヽても良、し、図 6に示すように位置的に離れてヽても良、。

[0037] なお、一対のアンテナ部のアンテナ方向は、必ずしも直交している必要はない。すなわち、アンテナ方向の異なる一対のアンテナを設ければ、それらの検出結果を用いて直交する 2つの偏光成分を演算により求めることができる。

[0038] 図 6に示すテラへルツ光検出素子 20Aでは、 X方向の偏光検出用アンテナ 121A と Y方向の偏光検出用アンテナ 121Bとを、導電膜 122上の異なる位置に独立に配置した。 X方向の偏光光を検出するアンテナ部 131aと、 Y方向の偏光光を検出するアンテナ部 131bとを備えている。この場合、検出すべき偏光成分に応じて、テラヘルッパルス光 T2およびプローブ光 L3が入射するテラへルツ光入射領域 Cと、アンテナ部 131aおよび 131bとが重なるように、テラへルツ光検出素子 20Aをァクチユエータ等で移動させるようにすればょ、。 [0039] また、本発明はテラへルツイメージング装置 100に限らず、テラへルツ光を用いるテラヘルツ分光装置にも適用できる。さらに、試料を透過した透過テラへルツ光を検出する場合に限らず、試料で反射された反射テラへルツ光を検出する場合にも適用できる。例えば、テラへルツ光を試料表面に斜めに入射させ、試料で反射された反射テラヘルツ光を光検出器で受光できるように、試料の一方の表面側にテラへルツ光発生素子 10とテラへルツ光検出素子 20を配置する。

[0040] 次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。

日本国特許出願 2004年第 364175号（2004年 12月 16日出願）

Claims

請求の範囲

[1] テラへルツ光検出器は、

第 1の方向に偏光したテラへルツ光を検出する第 1のアンテナと、

前記第 1の方向と異なる第 2の方向に偏光したテラへルツ光を検出する第 2のアンテナとを備える。

[2] 請求項 1に記載のテラへルツ光検出器にぉ、て、

アンテナ方向が互いに直交するように前記第 1および第 2のアンテナを配置する。

[3] 請求項 1または 2に記載のテラへルツ光検出器において、

前記第 1および第 2のアンテナの各々は、光伝導膜上に間隔を開けて対向配置された一対の導電膜から成るダイポールアンテナである。

[4] 請求項 3に記載のテラへルツ光検出器において、

前記第 1のアンテナに設けられた一対の導電膜は、所定領域を挟んで第 1方向に沿って対向配置され、前記第 2のアンテナに設けられた一対の導電膜は、前記所定領域を挟んで前記第 1方向と異なる第 2方向に沿って対向配置される。

[5] 請求項 3または 4に記載のテラへルツ光検出器において、

前記第 1のアンテナに設けられた一対の導電膜の間隔と、前記第 2のアンテナに設けられた一対の導電膜の間隔とを等しく設定する。

[6] 請求項 1〜3の、ずれか一項に記載のテラへルツ光検出器を用いたテラへルツ光検出方法であって、

前記第 1および第 2のアンテナに対してテラへルツ光をそれぞれ照射し、前記第 1のアンテナおよび第 2のアンテナにより、前記テラへルツ光の偏光方向が異なる 2つの偏光成分を検出する。

[7] 請求項 4に記載のテラへルツ光検出器を用いたテラへルツ光検出方法であって、テラへルツ光を少なくとも前記所定領域を含む照射領域に照射し、

前記第 1のアンテナおよび第 2のアンテナにより、前記テラへルツ光の偏光方向が異なる 2つの偏光成分を同時に検出する。

[8] テラへルツ分光装置は、

試料にテラへルツ光を照射するテラへルツ光照射手段と、前記試料力のテラへルツ光が入射する請求項 1〜5のいずれか一項に記載のテラヘルツ光検出器と、

前記試料力のテラへルツ光が入射する前記第 1および第 2のアンテナ力の各検出信号に基づ!、て、前記試料の物性情報を演算する演算手段とを備える。

[9] テラへルツ分光装置は、

試料にテラへルツ光を照射するテラへルツ光照射手段と、

前記試料力のテラへルツ光が入射する請求項 1〜5のいずれか一項に記載のテラヘルツ光検出器と、

前記試料力のテラへルツ光が入射する前記第 1および第 2のアンテナ力の検出信号を測定する測定回路と、

前記第 1および第 2のアンテナ力の各検出信号のいずれか一方を選択的に前記測定回路に入力させる切り換え手段と、

前記切り換え手段により選択された検出信号に基づいて、前記試料の物性情報を演算する演算手段とを備える。

[10] テラへルツイメージング装置は、

試料にテラへルツ光を照射するテラへルツ光照射手段と、

前記試料を 2次元的に移動して、前記試料上におけるテラへルツ光の照射位置を変える移動機構と、

前記試料力のテラへルツ光が入射する前記第 1および第 2のアンテナの各検出信号に基づ!、て、前記試料の 2次元的物性情報を演算する演算手段とを備える。