WO2018154690A1

WO2018154690A1 - テラヘルツ測定装置、検査装置、テラヘルツ測定方法および検査方法

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Publication number: WO2018154690A1
Application number: PCT/JP2017/006930
Authority: WO
Inventors: 康弘日高; 田中　稔久
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2017-02-23
Filing date: 2017-02-23
Publication date: 2018-08-30
Anticipated expiration: 2019-08-23

Abstract

テラヘルツ測定装置は、パルス光が供給されることにより、テラヘルツ光を被測定物に向けて発信するテラヘルツ発信器と、被測定物からのテラヘルツ光を受信するテラヘルツ受信器と、パルス光が発生した時間に対して、テラヘルツ発信器から放射されたテラヘルツ光がテラヘルツ受信器に到達する時間を変更するテラヘルツ光到達時間変更素子とを備える。

Description

テラヘルツ測定装置、検査装置、テラヘルツ測定方法および検査方法

　本発明は、テラヘルツ測定装置、検査装置、テラヘルツ測定方法および検査方法に関する。

　従来から、フェムト秒レーザからのレーザはポンプ光とプローブ光とに分け、ポンプ光でテラヘルツ波発生素子を照射する一方、プローブ光はビームスプリッタで４本に分岐し、各々時間遅延ステージを介して複数のテラヘルツ波検出素子を照射することにより、テラヘルツ波形を合成する処理を時間分割して並列処理する物性測定装置が知られている（たとえば特許文献１）。しかしながら、複数の検出素子と、複数の時間遅延ステージとを必要とするため、装置の大型化や製造コストの増加といった問題がある。

日本国特開２０１２－１２２８３０号公報

　第１の態様によると、テラヘルツ測定装置は、パルス光が供給されることにより、テラヘルツ光を被測定物に向けて発信するテラヘルツ発信器と、前記被測定物からのテラヘルツ光を受信するテラヘルツ受信器と、前記パルス光が発生した時間に対して、前記テラヘルツ発信器から放射されたテラヘルツ光が前記テラヘルツ受信器に到達する時間を変更するテラヘルツ光到達時間変更素子とを備える。
　第２の態様によると、第１の態様のテラヘルツ測定装置において、前記テラヘルツ光到達時間変更素子は、前記テラヘルツ発信器から前記テラヘルツ受信器までの光路上に配置され、前記テラヘルツ発信器から前記テラヘルツ受信器までの間で前記テラヘルツ光が伝搬する経路において、前記被測定物の異なる位置を透過する経路ごとに、光路長を変更することが好ましい。
　第３の態様によると、第１の態様のテラヘルツ測定装置において、テラヘルツ光到達時間変更素子は、前記テラヘルツ発信器から放射されたテラヘルツ光の光束のうち、少なくとも光束の一部に他の光束とは異なる光路長を付与することが好ましい。
　第４の態様によると、第１乃至第３の何れか１つの態様のテラヘルツ測定装置において、前記テラヘルツ発信器からの前記テラヘルツ光を収束する収束光学系を備え、前記テラヘルツ光到達時間変更素子は、前記収束光学系近傍に配置されることが好ましい。
　第５の態様によると、第１乃至第４の何れか１つの態様のテラヘルツ測定装置において、前記パルス光を生成するパルス光源装置と、前記パルス光源装置が生成するパルス光をそれぞれ前記テラヘルツ発信器および前記テラヘルツ受信器に導くポンプ光学系およびプローブ光学系と、前記プローブ光学系に配置され、前記テラヘルツ発信器に前記パルス光が入射する時間に対して、前記パルス光が前記テラヘルツ受信器に入射する時間を遅延させる遅延時間を変更するパルス光遅延時間変更部と、をさらに備え、前記テラヘルツ発信器は、前記パルス光が入射したタイミングで前記テラヘルツ光を発信し、前記テラヘルツ受信器は、前記パルス光が入射したタイミングで前記テラヘルツ光を受信し、前記パルス光遅延時間変更部は、前記パルス光源装置から前記テラヘルツ受信器までのパルス光が伝搬する経路の光路長を変化させることにより、前記遅延時間を変更させ、前記テラヘルツ光到達時間変更素子は、前記パルス光遅延時間変更部で変更可能な遅延時間の範囲内で、前記テラヘルツ光の前記テラヘルツ受信器への到達時間を変更することが好ましい。
　第６の態様によると、第１乃至第５の何れか１つの態様のテラヘルツ測定装置において、前記テラヘルツ光が照射される照射領域の位置を、前記被測定物に対して相対的に変更する照射位置変更部をさらに備え、前記照射位置変更部は、前記テラヘルツ光が前記テラヘルツ受信器に到達する時間の変更と同期させて前記照射領域と前記被測定物との間の位置関係を変更することが好ましい。
　第７の態様によると、第５の態様を引用する第６の態様のテラヘルツ測定装置において、前記照射位置変更部は、前記パルス光遅延時間変更部による前記光路長の変化に同期して、前記テラヘルツ光が照射される照射領域の位置を前記被測定物に対して変更することが好ましい。
　第８の態様によると、第７の態様のテラヘルツ測定装置において、前記パルス光遅延時間変更部は、前記テラヘルツ光の時間波形情報を取得する期間内に、前記テラヘルツ発信器に前記パルス光が入射する時間に対する前記テラヘルツ受信器により前記テラヘルツ光の振幅を検出する時間を、複数設定し、前記照射位置変更部は、前記テラヘルツ光の時間波形情報を取得する期間内に、前記照射領域の少なくとも一部が前記被測定物上の異なる位置に前記テラヘルツ光が照射されるように、前記照射領域と前記被測定物との間の位置関係を変更することが好ましい。
　第９の態様によると、第８の態様のテラヘルツ測定装置において、前記テラヘルツ光到達時間変更素子によって異なる光路長が設定された、前記テラヘルツ光の光束の少なくとも一部と他の部分とのそれぞれを、前記被測定物の異なる位置に照射させる光学系をさらに備えることが好ましい。
　第１０の態様によると、第８または第９の態様のテラヘルツ測定装置において、前記テラヘルツ光到達時間変更素子は、前記テラヘルツ光の時間波形情報を取得するため、前記テラヘルツ発信器に前記パルス光が入射する時間に対する前記テラヘルツ受信器により前記テラヘルツ光の振幅を検出する時間が設定される期間内に、前記テラヘルツ光に付与する光路長を順次切り替えることが好ましい。
　第１１の態様によると、第６の態様のテラヘルツ測定装置において、前記照射位置変更部は、ガルバノミラーにより構成され、前記テラヘルツ発信器から発信されて前記照射位置変更部で反射したテラヘルツ光を前記被測定物に集光し、かつ、前記被測定物にて反射されたテラヘルツ光を前記照射位置変更部で反射して前記テラヘルツ受信器へ集光する対物光学系をさらに備え、前記テラヘルツ発信器と前記テラヘルツ受信器とは、前記対物光学系を伝搬するテラヘルツ光の光路に対して偏心した位置に配置されることが好ましい。
　第１２の態様によると、第６の態様のテラヘルツ測定装置において、前記テラヘルツ発信器から発信されて前記照射位置変更部で照射方向が変更されたテラヘルツ光を前記被測定物に集光し、かつ、前記被測定物にて反射されたテラヘルツ光を前記照射位置変更部で反射して前記テラヘルツ受信器へ集光する対物光学系をさらに備え、前記照射位置変更部は、前記対物光学系の焦点位置に配置され、異なる法線方向の複数の反射面を有したミラーにより構成され、前記複数の反射面のうち一方の反射面から前記テラヘルツ受信器に到達する光路と、他の反射面から前記テラヘルツ受信器に到達する光路とで光路長差が生じるように前記テラヘルツ光到達時間変更素子が配置されていることが好ましい。
　第１３の態様によると、テラヘルツ測定装置は、パルス光が供給されることにより、テラヘルツ光を被測定物に向けて発信するテラヘルツ発信器と、前記被測定物からのテラヘルツ光を受信するテラヘルツ受信器と、前記パルス光を放射するパルス光源装置から前記テラヘルツ発信器までの前記パルス光の光路上に配置され、前記テラヘルツ光の時間波形情報を取得するため、前記テラヘルツ受信器により前記テラヘルツ光の振幅を検出する時間が設定される期間内に、前記パルス光源装置からの前記テラヘルツ発信器までの前記パルス光に付与する光路長を前記パルス光の光路に順次切り替えるテラヘルツ光到達時間変更素子と、を備える。
　第１４の態様によると、検査装置は、第１乃至第１３の何れか１つの態様のテラヘルツ測定装置と、前記被測定物上の各々の位置からのテラヘルツ光の検出結果に基づいて、前記被測定物上の異物または欠陥を検査する検査部と、を備える。
　第１５の態様によると、テラヘルツ測定方法は、パルス光が供給されることにより、テラヘルツ発信器からテラヘルツ光を被測定物に向けて発信することと、前記被測定物からのテラヘルツ光をテラヘルツ受信器にて受信することと、テラヘルツ光到達時間変更素子により、前記パルス光が発生した時間に対して、前記テラヘルツ発信器から放射されたテラヘルツ光が前記テラヘルツ受信器に到達する時間を変更することとを備える。
　第１６の態様によると、第１５の態様のテラヘルツ測定方法において、前記テラヘルツ発信器から前記テラヘルツ受信器までの光路上に配置された前記テラヘルツ光到達時間変更素子により、前記テラヘルツ発信器から前記テラヘルツ受信器までの間で前記テラヘルツ光が伝搬する経路において、前記被測定物の異なる位置を透過する経路ごとに、光路長を変更することが好ましい。
　第１７の態様によると、第１５の態様のテラヘルツ測定方法において、テラヘルツ光到達時間変更素子により、前記テラヘルツ発信器から放射されたテラヘルツ光の光束のうち、少なくとも光束の一部に他の光束とは異なる光路長を付与することが好ましい。
　第１８の態様によると、第１５乃至第１７の何れか１つの態様のテラヘルツ測定方法において、前記テラヘルツ発信器からの前記テラヘルツ光を収束する収束光学系の出射側近傍に配置された前記テラヘルツ光到達時間変更素子により前記時間を変更することが好ましい。
　第１９の態様によると、第１５乃至第１８の何れか１つの態様のテラヘルツ測定方法において、パルス光源装置により前記パルス光を生成することと、ポンプ光学系およびプローブ光学系により、前記パルス光源装置が生成するパルス光をそれぞれ前記テラヘルツ発信器および前記テラヘルツ受信器に導くことと、前記プローブ光学系に配置されたパルス光遅延時間変更部により、前記テラヘルツ発信器に前記パルス光が入射する時間に対して、前記パルス光が前記テラヘルツ受信器に入射する時間を遅延させる遅延時間を変更することとをさらに備え、前記テラヘルツ発信器は、前記パルス光が入射したタイミングで前記テラヘルツ光を発信し、前記テラヘルツ受信器は、前記パルス光が入射したタイミングで前記テラヘルツ光を受信し、前記パルス光遅延時間変更部により、前記パルス光源装置から前記テラヘルツ受信器までのパルス光が伝搬する経路の光路長を変化させることにより、前記遅延時間を変更させ、前記テラヘルツ光到達時間変更素子により、前記パルス光遅延時間変更部で変更可能な遅延時間の範囲内で、前記テラヘルツ光の前記テラヘルツ受信器への到達時間を変更することが好ましい。
　第２０の態様によると、第１５乃至第１９の何れか１つの態様のテラヘルツ測定方法において、照射位置変更部により、前記テラヘルツ光が照射される照射領域の位置を、前記被測定物に対して相対的に変更することをさらに備え、前記照射位置変更部により、前記テラヘルツ光が前記テラヘルツ受信器に到達する時間の変更と同期させて前記照射領域と前記被測定物との間の位置関係を変更することが好ましい。
　第２１の態様によると、第１９を引用する第２０の態様のテラヘルツ測定方法において、前記パルス光遅延時間変更部による前記光路長の変化に同期して、前記照射位置変更部により、前記テラヘルツ光が照射される照射領域の位置を前記被測定物に対して変更することが好ましい。
　第２２の態様によると、第２１の態様のテラヘルツ測定方法において、前記パルス光遅延時間変更部により、前記テラヘルツ光の時間波形情報を取得する期間内に、前記テラヘルツ発信器に前記パルス光が入射する時間に対する前記テラヘルツ受信器により前記テラヘルツ光の振幅を検出する時間を、複数設定し、前記照射位置変更部により、前記テラヘルツ光の時間波形情報を取得する期間内に、前記照射領域の少なくとも一部が異なる位置に前記テラヘルツ光が照射されるように、前記照射領域と前記被測定物との間の位置関係を変更することが好ましい。
　第２３の態様によると、第２２の態様のテラヘルツ測定方法において、光学系により、前記テラヘルツ光到達時間変更素子によって異なる光路長が設定された、前記テラヘルツ光の光束の少なくとも一部と他の部分とのそれぞれを、前記被測定物の異なる位置に照射させることが好ましい。
　第２４の態様によると、第２２または第２３の態様のテラヘルツ測定方法において、前記テラヘルツ光到達時間変更素子により、前記テラヘルツ光の時間波形情報を取得するため、前記テラヘルツ発信器に前記パルス光が入射する時間に対する前記テラヘルツ受信器により前記テラヘルツ光の振幅を検出する時間が設定される期間内に、前記テラヘルツ光に付与する光路長を順次切り替えることが好ましい。
　第２５の態様によると、第２０の態様のテラヘルツ測定方法において、前記照射位置変更部は、ガルバノミラーにより構成され、対物光学系により、前記テラヘルツ発信器から発信されて前記照射位置変更部で反射したテラヘルツ光を前記被測定物に集光し、かつ、前記被測定物にて反射されたテラヘルツ光を前記照射位置変更部で反射して前記テラヘルツ受信器へ集光することをさらに備え、前記テラヘルツ発信器と前記テラヘルツ受信器とは、前記対物光学系に対して偏心した位置に配置されることが好ましい。
　第２６の態様によると、第２０の態様のテラヘルツ測定方法において、対物光学系により、前記テラヘルツ発信器から発信されて前記照射位置変更部で反射したテラヘルツ光を前記被測定物に集光し、かつ、前記被測定物にて反射されたテラヘルツ光を前記照射位置変更部で反射して前記テラヘルツ受信器へ集光することをさらに備え、前記照射位置変更部は、前記対物光学系の焦点位置に配置され、異なる法線方向の複数の反射面を有したミラーにより構成され、前記複数の反射面のうち一方の反射面から前記テラヘルツ受信器に到達する光路と、他の反射面から前記テラヘルツ受信器に到達する光路とで光路長差が生じるように前記テラヘルツ光到達時間変更素子が配置されていることが好ましい。
　第２７の態様によると、テラヘルツ測定方法は、パルス光が供給されることにより、テラヘルツ発信器からテラヘルツ光を被測定物に向けて発信することと、前記被測定物からのテラヘルツ光をテラヘルツ受信器にて受信することと、前記パルス光を放射するパルス光源装置から前記テラヘルツ発信器までの前記パルス光の光路上に配置されたテラヘルツ光到達時間変更素子により、前記テラヘルツ光の時間波形情報を取得するため、前記テラヘルツ受信器により前記テラヘルツ光の振幅を検出する時間が設定される期間内に、前記パルス光源装置からの前記テラヘルツ発信器までの前記パルス光に付与する光路長を前記パルス光の光路に順次切り替えることとからなる。
　第２８の態様によると、検査方法は、第１５乃至第２７の何れか１つの態様のテラヘルツ測定方法と、前記被測定物上の各々の位置からのテラヘルツ光の検出結果に基づいて、前記被測定物上の異物または欠陥を検査することとからなる。

実施の形態に係るテラヘルツ測定装置の要部構成を模式的に示す図である。テラヘルツ測定装置により生成される時間振幅波形を模式的に示す図である。第１の実施の形態によるテラヘルツ測定装置の動作を説明するフローチャートである。第２の実施の形態におけるテラヘルツ測定装置が備える測定光学部の構成を模式的に示す図である。第３の実施の形態におけるテラヘルツ測定装置が備える測定光学部の構成を模式的に示す図である。第３の実施の形態におけるテラヘルツ測定装置により生成される波形を模式的に示す図である。第４の実施の形態におけるテラヘルツ測定装置が備える測定光学部の構成を模式的に示す図である。第４の実施の形態の変形例におけるテラヘルツ測定装置が備える測定光学部の構成を模式的に示す図である。第４の実施の形態の変形例におけるテラヘルツ測定装置が備える測定光学部の一部の構成と、制御装置の要部構成とを模式的に示す図である。第３の実施の形態の変形例におけるテラヘルツ測定装置において、プローブパルス光の光路に光路長変換部を設けた場合の構成を模式的に示す図である。変形例のテラヘルツ測定装置において、プローブパルス光の光路を複数の光路に分岐させる構成を模式的に示す図である。光路長変換部を備えないテラヘルツ測定装置において、生成される時間振幅波形を模式的に示す図である。変形例におけるテラヘルツ測定装置の要部構成を模式的に示す図である。

＜第１の実施の形態＞
　図面を参照して、第１の実施の形態のテラヘルツ測定装置について説明する。図１は、本実施の形態によるテラヘルツ測定装置１００の要部構成を示す模式図である。本実施の形態のテラヘルツ測定装置１００は、テラヘルツ時間領域分光法（ＴＤＳ）による測定を行う。すなわち、テラヘルツ測定装置１００は、被測定物Ｓにテラヘルツパルス光を照射し、被測定物Ｓを透過したテラヘルツパルス光の電場振幅の時間変化を検出する。テラヘルツ測定装置１００は、検出した信号を基にテラヘルツパルス光の時間波形を生成し、その波形をフーリエ変換することにより、各周波数における振幅情報を取得する。被測定物Ｓとしては、固体や液体など種々の物質が供される。

　テラヘルツ測定装置１００は、レーザ光源１と、測定光学部５１と、光遅延ユニット１０と、制御装置２０と、走査部４０とを主として備える。測定光学部５１は、光路長変換部３０と、第１集光光学系６１と、第２集光光学系６２と、第１レンズ群７１と、第２レンズ群７２と、発信器５０と、受信器８０とを有する。

　発信器５０は被測定物Ｓに照射するテラヘルツパルス光を発生し、受信器８０には、被測定物Ｓを透過したテラヘルツパルス光が入射する。発信器５０は、たとえば光スイッチ素子とバイアス回路とを備える。発信器５０には、レーザ光源１からのレーザパルス光が光路Ｌ２を伝搬してポンプパルス光として照射される。受信器８０は、たとえば光スイッチ素子とＩＶ変換回路とを備える。受信器８０には、レーザ光源１からのレーザパルス光が光路Ｌ３を伝搬してプローブパルス光として照射される。

　レーザ光源１は、たとえば数１０フェムト秒のパルス時間幅を有する近赤外波長領域のレーザパルス光を発生し、その発生の繰り返し周波数は、たとえば数１００ＭＨｚである。レーザ光源１から出力されたレーザパルス光は光路Ｌ１を伝搬し、ビームスプリッタ２により分岐され、それぞれ上述したポンプパルス光とプローブパルス光とになる。ビームスプリッタ２を透過して光路Ｌ２を伝搬するポンプパルス光は、ミラー５で反射され発信器５０に入射する。

　ビームスプリッタ２により分岐したポンプパルス光が発信器５０の光スイッチ素子を照射すると、発信器５０からテラヘルツパルス光が出射されて光路Ｌ４を伝搬する。テラヘルツパルス光のパルス幅は、たとえば１ピコ秒以下と非常に短い。上述したように、レーザ光源１からレーザパルス光が所定の繰り返し周波数、すなわち所定のパルス間隔Ｔごとに出射するので、発信器５０からはテラヘルツパルス光が所定のパルス間隔Ｔごとに出射して光路Ｌ４を伝搬する。光路Ｌ４を伝搬したテラヘルツパルス光は、第１集光光学系６１によりコリメートされた後、光路長変換部３０を透過して、第１レンズ群７１により集光され被測定物Ｓを照射する。光路長変換部３０については、詳細を後述する。

　走査部４０は、モーター等の駆動部を含む走査機構を備え、後述する制御装置２０により制御され、被測定物Ｓをテラヘルツパルス光の伝搬方向と交わる平面上にて二次元移動させ、被測定物Ｓと測定光学部５１との相対的な位置関係を変更する。これにより、テラヘルツパルス光が被測定物Ｓを照射する照射領域が被測定物Ｓ上にて二次元走査される。換言すると、走査部４０は、テラヘルツパルス光が照射される照射領域の位置を、被測定物Ｓに対して相対的に変更する照射位置変更部として機能する。なお、走査部４０は、被測定物Ｓの位置を固定した状態で、測定光学部５１をテラヘルツパルス光の伝搬方向と交わる平面に沿って二次元移動させてもよい。

　走査部４０は、被測定物Ｓと測定光学部５１との位置関係を三次元的に変更可能な構成を有するものであってもよい。また、走査部４０として、光路Ｌ４を伝搬するテラヘルツパルス光の伝搬方向を変更するような駆動可能光学素子、たとえば、ガルバノミラー等の可動ミラー等により、テラヘルツパルス光が被測定物Ｓを照射する照射領域が二次元走査される構成であってもよい。また、走査部４０は、被測定物Ｓの走査範囲の大きさにより、被測定物Ｓの移動、測定光学部５１の移動、テラヘルツパルス光の伝搬方向の変更を組み合わせてもよい。
　被測定物Ｓを透過したテラヘルツパルス光は光路Ｌ５を伝搬して、第２レンズ群７２および第２集光光学系６２を透過して受信器８０に入射する。

　一方、ビームスプリッタ２により分岐したプローブパルス光は光路Ｌ３１を伝搬し、ミラー３により反射され、光遅延ユニット１０に到達する。光遅延ユニット１０のディレイステージ１２には可動の折り返しミラー１１が搭載され、到達したプローブパルス光は、折り返しミラー１１により折り返され、ミラー４に反射されて受信器８０の光スイッチ素子を照射する。

　折り返しミラー１１は、たとえばモーター等の駆動装置によりディレイステージ１２の上を光路Ｌ３２の光軸方向の矢印Ａｒ１の方向に移動する。折り返しミラー１１の位置は、たとえばリニアエンコーダ等の直線移動検出器により精密に計測される。なお、折り返しミラー１１の移動は、後述する制御装置２０の遅延時間制御部２０１により制御される。

　光路Ｌ３２の光路長は、折り返しミラー１１がディレイステージ１２の上を移動することにより変化する。その結果、ポンプパルス光が発信器５０を照射するタイミングと、プローブパルス光が受信器８０を照射するタイミングとを調整することができる。すなわち、発信器５０がテラヘルツパルス光を出射するタイミングと、受信器８０がテラヘルツ光を検出するタイミングとを調整できる。これにより、パルス間隔Ｔの一定間隔で発信器５０から出射するテラヘルツパルス光の振幅を受信器８０により検出するタイミングを、テラヘルツパルス光が出射されるごとにずらすことができる。

　受信器８０がテラヘルツ光を検出できる時間幅は、テラヘルツパルス光全体に対して非常に短いため、受信器８０による１回の検出では１つのテラヘルツパルス光のごく一部しか検出できない。そこで、上記の通り、テラヘルツパルス光が出射するごとに受信器８０により検出するタイミングをずらせるように、遅延時間制御部２０１により光遅延ユニット１０の折り返しミラー１１を、テラヘルツパルス光の発生ごとに適切なタイミングで受信器８０にプローブ光が到達するように制御する。これにより、複数回のテラヘルツパルス光を検出し、その検出結果を合成することで、１つのテラヘルツパルス光の振幅を表す時間波形（時間振幅波形）の全体を得ることができる。

　受信器８０により検出されたテラヘルツパルス光の各検出タイミングにおける電場振幅は、電圧信号として制御装置２０に順次出力され、ＩＶ変換回路により電圧信号に変換される。これらの電圧信号を合成することで、テラヘルツパルス光の電場振幅の時系列波形（時間振幅波形）Ｅ（ｔ）が得られる。また、その電圧信号は後述する制御装置２０の測定データ生成部２０２にてデジタル信号に変換される。

　制御装置２０は、マイクロプロセッサやその周辺回路等を有しており、不図示の記憶媒体（たとえばフラッシュメモリ等）に予め記憶されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、テラヘルツ測定装置１００の各部を制御する。制御装置２０は、遅延時間制御部２０１と測定データ生成部２０２と走査制御部２０３と検査部２１０とを備える。遅延時間制御部２０１は、光遅延ユニット１０における遅延時間を制御するために、折り返しミラー１１の移動を制御する。すなわち、光遅延ユニット１０は、後述する時間振幅波形を受信器８０で受信したテラヘルツ光の振幅情報を基に合成するために、ポンプパルス光が発信器５０を照射するタイミングに対する、プローブパルス光が受信器８０を照射するタイミングである遅延時間を変更するパルス光遅延時間変更部として機能する。折り返しミラー１１の位置は、たとえばリニアエンコーダ等により検出され、遅延時間制御部２０１および測定データ生成部２０２に入力される。測定データ生成部２０２は、受信器８０から出力された電圧信号（検出電圧）と、折り返しミラー１１の位置に基づく遅延時間とを用いて、テラヘルツ時間振幅波形Ｅ（ｔ）を生成する。

　このテラヘルツ時間振幅波形Ｅ（ｔ）は、たとえば表示装置（不図示）等に表示される。走査制御部２０３は、上述したように、走査部４０を制御して、被測定物Ｓにおけるテラヘルツパルス光の照射位置と被測定物Ｓとの相対的な位置関係を変更する。なお、走査部４０がガルバノミラーを備える場合には、走査制御部２０３は、ガルバノミラーの反射面の駆動を制御することにより、テラヘルツパルス光が被測定物Ｓを照射する照射領域の位置を変更させる。検査部２１０は、測定データ生成部２０２により生成されたテラヘルツ時間振幅波形Ｅ（ｔ）に基づいて、被測定物Ｓの異物や欠陥を検査する。

　次に、測定光学部５１について詳細に説明する。光路長変換部３０は、たとえばフッ素樹脂を材料として形成され、発信器５０と受信器８０との間の光路Ｌ４に配置され、異なる複数の光路長を生成する。以下の説明では、光路長変換部３０は、３個の異なる光路長を設定する場合を例に挙げて説明するが、設定される異なる光路長の数はこれに限定されず、２個でもよいし、４個以上でもよい。

　光路長変換部３０は、第１集光光学系と被測定物Ｓとの間の光路Ｌ４に配置される。光路長変換部３０は、第１領域３１１と第２領域３１２と第３領域３１３とを有し、各領域３１１～３１３のそれぞれの厚みは、光路Ｌ４を伝搬するテラヘルツパルス光の伝搬方向に沿って互いに異なる。図１に示す例では、第１領域３１１、第２領域３１２、第３領域３１３の順に厚みが大きくなる場合を示している。すなわち、第１領域３１１、第２領域３１２、第３領域３１３を透過するテラヘルツパルス光は光路長が互いに異なる複数の光路Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３を形成する。

　光路長が異なる光路Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３を透過したテラヘルツパルス光は、伝搬速度が光路Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３のそれぞれの光路長に応じて変化する。このため、被測定物Ｓにテラヘルツパルス光が到達するタイミングにずれが生じる。すなわち、光路長変換部３０は、テラヘルツパルス光が受信器８０に到達するタイミングを変更するテラヘルツ光到達時間変更素子として機能する。テラヘルツパルス光は、光路長が互いに異なる光路Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３に分かれて伝搬することにより時間的に分離される。

　第１レンズ群７１は、光路長変換部３０と被測定物Ｓとの間（光路長変換部３０の出射側）に設けられ、光路長変換部３０の第１領域３１１、第２領域３１２および第３領域３１３に対応する位置に、それぞれ第１－１レンズ部７１１、第１-２レンズ部７１２および第１－３レンズ部７１３を有する。光路長変換部３０の第１領域３１１に対応する光路Ｌ４１を伝搬したテラヘルツパルス光は、第１-１レンズ部７１１により集光されて被測定物Ｓの位置Ｐ１を照射する。光路長変換部３０の第２領域３１２に対応する光路Ｌ４２を伝搬したテラヘルツパルス光は、第１－２レンズ部７１２により集光されて被測定物Ｓの位置Ｐ２を照射する。光路長変換部３０の第３領域３１３に対応する光路Ｌ４３を伝搬したテラヘルツパルス光は、第１－３レンズ部７１３により集光されて被測定物Ｓの位置Ｐ３を照射する。すなわち、光路Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３をそれぞれ伝搬するテラヘルツパルス光は、時間的に分離されて被測定物Ｓの異なる３つの位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３にそれぞれ異なるタイミングで到達し透過する。

　被測定物Ｓの異なる３つの位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３をそれぞれ透過したテラヘルツパルス光は、光路Ｌ５１、Ｌ５２、Ｌ５３をそれぞれ伝搬し、第２レンズ群７２と第２集光光学系６２を経て受信器８０に入射する。第２レンズ群７２は、第２－１レンズ部７２１、第２－２レンズ部７２２および第２－３レンズ部７２３を有する。第２－１レンズ部７２１は第１-１レンズ部７１１に対応し、第２－２レンズ部７２２は第１-２レンズ部７１２に対応し、第２－３レンズ部７２３は第１-３レンズ部７１３に対応する位置にそれぞれ配置される。被測定物Ｓの位置Ｐ１を透過して光路Ｌ５１を伝搬したテラヘルツパルス光は、第２－１レンズ部７２１を経て第２集光光学系６２により集光され、受信器８０に入射する。被測定物Ｓの位置Ｐ２を透過して光路Ｌ５２を伝搬したテラヘルツパルス光は、第２－２レンズ部７２２を経て第２集光光学系６２により集光され、受信器８０に入射する。被測定物Ｓの位置Ｐ３を透過して光路Ｌ５３を伝搬したテラヘルツパルス光は、第２－３レンズ部７２３を経て第２集光光学系６２により集光され、受信器８０に入射する。

　すなわち、受信器８０には、被測定物Ｓの異なる３つの位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３をそれぞれ透過した対応するテラヘルツパルス光が、順次異なるタイミングで入射する。なお、図１においては、光路Ｌ５１を伝搬したテラヘルツパルス光が最も早く受信器８０に到達し、次いで、光路Ｌ５２を伝搬したテラヘルツパルス光が受信器８０に到達し、次いで、光路Ｌ５３を伝搬したテラヘルツパルス光が受信器８０に到達する。

　次に、上述した測定光学部５１を有する本実施の形態のテラヘルツ測定装置１００による測定動作について説明する。
　図２（ａ）、（ｂ）に、受信器８０に入射するテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）を模式的に示す。図２（ａ）は、パルス間隔Ｔで受信器８０に順次入射するテラヘルツパルス光のそれぞれの時間振幅波形Ｅ（ｔ）を示す。また、図２（ｂ）は、受信器８０による検出結果に基づいて制御装置２０により合成して得たテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）を示す。制御装置２０によるテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）の生成については後述する。

　上述したように、光路Ｌ４を伝搬するテラヘルツパルス光は３つのテラヘルツパルス光に時間的に分離されて、それぞれは被測定物Ｓの異なる位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を異なるタイミングで透過する。これらのテラヘルツパルス光は、異なるタイミングで受信器８０に順次入射する。従って、発信器５０にポンプパルス光を１回照射してテラヘルツパスル光を１回出射させることで、受信器８０には、被測定物Ｓの位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を透過した複数のテラヘルツパスル光が順次入射する。すなわち、１回のテラヘルツパルス光の出射に対応して受信器８０に入射したテラヘルツパルス光を合成した時間振幅波形Ｅ（ｔ）には、被測定物Ｓの位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のそれぞれに対応した３つのピークＰｕ１、Ｐｕ２、Ｐｕ３が存在する。

　ピークＰｕ１、Ｐｕ２、Ｐｕ３の間の時間間隔は、光路長変換部３０の第１領域３１１の厚さと第２領域３１２の厚さと第３領域３１３の厚さに依存する。従って、光路長変換部３０の第１領域３１１、第２領域３１２および第３領域３１３の厚さの差は、ピークＰｕ１、Ｐｕ２およびＰｕ３のそれぞれの検出時間が、テラヘルツパルス光のパルス間隔Ｔに収まるように決定される。パルス間隔Ｔは、たとえば、８０［ｐｓ］である。

　図２（ｂ）に示す、合成されたテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）を得る手順について説明する。上記の通り、パルス間隔Ｔ内に、被測定物Ｓの位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に対応した３つのピークＰｕ１、Ｐｕ２、Ｐｕ３を有するテラヘルツパルス光が受信器８０に入射する。遅延時間制御部２０１は、ポンプパルス光が発信器５０を照射するタイミングに対して、プローブパルス光が受信器８０を照射するタイミングの差を、少しずつ増大するように光遅延ユニット１０の動作を制御する。このようにして、発信器５０からのテラヘルツパルス光の発光時間に対して受信器８０で受信されたテラヘルツパルス光の振幅を検出する時間を変えながら、所定回数（たとえば８００回）のテラヘルツパルス光を発信器５０から出射させ、被測定物Ｓを透過したテラヘルツパルス光を受信器８０に入射させる。

　図２（ａ）は左から、時刻ｔ＝Ｔ１、Ｔ２、・・・Ｔｎにおいて、それぞれ発信器５０から出射したテラヘルツパルス光が、受信器８０に入射した際の時間振幅波形とその検出について示すグラフである。一番左のグラフは、時刻ｔ＝Ｔ１において発信器５０を出射したテラヘルツパルス光が、時刻ｔ１において受信器８０によりサンプリング位置Ｐｏ１の振幅が検出されることを示している。検出された振幅に対応する電圧信号は制御装置２０に出力される。

　受信器８０から制御装置２０への出力が完了後、遅延時間制御部２０１は、光遅延ユニット１０の折り返しミラー１１をディレイステージ１２上でプローブパルス光の伝搬光路に沿って適当な距離を移動するように制御する。折り返しミラー１１の異動後、時刻ｔ＝Ｔ１から所定時間経過後の時刻ｔ＝Ｔ２において発信器５０を出射したテラヘルツパルス光について、受信器８０によりサンプリング位置Ｐｏ２の振幅を検出する。この様子を図２（ａ）の左から２番目のグラフに示す。この検出振幅に対応する電圧信号についても、上記と同様に制御装置２０に出力される。なお、時刻ｔ＝Ｔ１およびＴ２において発信器５０から出射されたテラヘルツパルス光は、被測定物Ｓの同一の位置を透過するので、受信器８０に入射するそれぞれのテラヘルツパルス光の時間振幅変化は実質的に同じである。

　以後、同様にして、時刻ｔ＝Ｔ３、…Ｔｎにおいて受信器８０に入射したテラヘルツパルス光について、それぞれ時刻ｔ３、…ｔｎにおけるテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（Ｔ）のサンプリング位置Ｐｏ３、…Ｐｏｎの振幅を検出し、これらの振幅に対応する電圧信号を制御装置２０に出力する。制御装置２０に出力された上記のサンプリング位置Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３、…Ｐｏｎにおける振幅に対応する電圧信号は、測定データ生成部２０２により合成され、図２（ｂ）に示すようなテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）が生成される。このようにして、被測定物Ｓの異なる３つの位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を透過したテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）が得られる。

　検査部２１０は、測定データ生成部２０２により生成された被測定物Ｓの異なる３つの位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を透過したテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）について、時間振幅波形中でピーク波形が出現するタイミング、時間振幅波形の形状、また、時間振幅波形を構成する周波数成分の分布と大きさ値等を求め、これらに基づいて被測定物Ｓの欠陥や異物の有無を検査する。また、更に３つの位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の相対位置情報も考慮して良い。

　上記のようにして、被測定物Ｓの異なる位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を透過した一組のテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）を取得したら、走査部４０は、被測定物にテラヘルツパルス光が照射される位置を変更する。すなわち、テラヘルツパルス光についてｔ１からｔｎまでのサンプリングが終了すると、遅延時間制御部２０１は光遅延ユニット１０の折り返しミラー１１を初期位置に戻し、走査部４０は、被測定物Ｓの照射対象位置を変更する。なお、走査部４０による照射対象位置を変更する際の変更量は、変更の前後でテラヘルツパルス光による被測定物Ｓの照射領域が完全に異なる領域を照射するように設定されてもよいし、一部が重複する領域を照射するように設定されてもよい。
　テラヘルツ測定装置１００は、上述の処理と同様の処理を繰り返すことにより、被測定物Ｓにおける測定対象範囲において離散的に測定対象物透過後のテラヘルツパルス光の測定を行う。

　図３に示すフローチャートを参照して、本実施の形態のテラヘルツ測定装置１００の動作について説明する。図３のフローチャートに示す各処理は、制御装置２０でプログラムを実行して行われる。このプログラムは、メモリ（不図示）に格納されており、制御装置２０により起動され、実行される。
　ステップＳ１では、テラヘルツパルス光を発信器５０から被測定物Ｓに向けて出射させてステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、光路長変換部３０により生成された異なる光路長を有する光路を伝搬するテラヘルツパルス光を被測定物Ｓの異なる位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３で透過させた後、受信器８０に入射させてステップＳ３へ進む。

　ステップＳ３では、測定データ生成部２０２は、テラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）を生成してステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、被測定物Ｓの全ての測定対象位置に対応するテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）の生成が終了したか否かを判定する。被測定物Ｓの全ての測定対象位置に対する処理が終了した場合には、ステップＳ４が肯定判定されてステップＳ６へ進む。ステップＳ６においては、検査部２１０は、被測定物Ｓの異物や欠陥の検査を行って処理を終了する。処理の終了していない測定対象位置がある場合には、ステップＳ４が否定判定されてステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、制御装置２０は、走査部４０を制御して、テラヘルツパルス光が被測定物Ｓの別の測定対象位置を照射するように照射領域を変更させてステップＳ１へ戻る。

　上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）テラヘルツ測定装置１００は、発信器５０から出射されたテラヘルツパルス光のうち、少なくとも一部が受信器８０に到達する時間を変更する光路長変換部３０を備える。これにより、発信器５０から１回の発光で生成されたテラヘルツパルス光から、被測定物Ｓに異なる時間で照射させることができるので、短時間でテラヘルツパルス光による被測定物Ｓの測定を複数回行うことができる。

（２）光路長変換部３０は、被測定物Ｓの異なる位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を透過する経路ごとに、光路Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３の光路長を変更する。これにより、発信器５０から１回出射されたテラヘルツパルス光を、被測定物Ｓの異なる複数の測定対象位置に照射させ、被測定物Ｓの測定時間の短縮に寄与する。

（３）光路長変換部３０は、発信器５０から放射されたテラヘルツパルス光の光束のうち、少なくとも光束の一部に他の光束とは異なる光路長を付与する。これにより、１つのテラヘルツパルス光から被測定物Ｓの異なる複数の測定対象位置を照射するテラヘルツパルス光を生成することができる。

（４）発信器５０から出射したテラヘルツパルス光は第１集光光学系６１により収束（コリメート）させた後に、光路長変換部３０を透過させる。これにより、テラヘルツパルス光平行光の状態で光路長変換部３０を伝搬するので、光路Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３を伝搬するテラヘルツパルス光の時間的な分離を良好に行うことができる。

（５）光路長変換部３０を用いることにより、発信器５０から１回の出射テラヘルツパルス光から、光路Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３を伝搬するテラヘルツパルス光の時間的な分離を行うことができる。これにより、短時間で被測定物Ｓの測定を行うことができる。

（６）走査部４０は、光路Ｌ５１、Ｌ５２、Ｌ５３を伝搬して受信器８０に入射した一組のテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）の全体を取得した後に、被測定物Ｓにおけるテラヘルツパルス光の照射領域を変更する。これにより、テラヘルツパルス光を被測定物Ｓの新たな位置に到達させることができ、被測定物Ｓの測定対象位置を漏れなく測定できる。

（７）第１レンズ群７１は、光路長変換部３０によって異なる光路長が設定された光路Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３のそれぞれを伝搬するテラヘルツパルス光を、被測定物Ｓの異なる位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に照射させる。これにより、図２（ｂ）に示すように、被測定物Ｓ上の異なる位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を透過したテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）を生成することが可能になる。

　光路長変換部３０および第１レンズ群７１を備えないテラヘルツ測定装置の場合には、テラヘルツパルス光の光路が異なる光路長ごとに分離されることなく、発信器５０から出射された各テラヘルツパルス光はそれぞれ被測定物Ｓの１つの位置を透過する。この場合の測定について図１２（ａ）、（ｂ）に示す。図１２（ａ）は、パルス間隔Ｔで発信器５０からテラヘルツパルス光が、入射する受信器８０に入射する時間振幅波形Ｅ（ｔ）を示す。受信器８０は、パルス間隔Ｔで入射する複数のテラヘルツパルス光について、サンプリング位置を順次ずらせながら振幅を検出し、その振幅に対応する電圧信号を制御装置２０に出力する。ここで検出される振幅は、被測定物Ｓの１つの位置に対応する時間振幅波形Ｅ（ｔ）に対応するものであるため、時刻ｔ１、ｔ２、…ｔｎにおけるサンプリング位置Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３、…Ｐｏｎの検出振幅を合成して得られる時間振幅波形Ｅ（ｔ）も、被測定物Ｓの１つの位置に関するもののみである。図１２（ｂ）は、制御装置２０にて生成されたテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）を示す。この場合には、発信器５０からの１回のテラヘルツパルス光の出射で、被測定物Ｓの複数の測定位置を測定することはできない。

＜第２の実施の形態＞
　図面を参照して、第２の実施の形態によるテラヘルツ測定装置について説明を行う。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。

　図４は、第２の実施の形態における測定光学部５１を模式的に示す図である。なお、図４は、図１に示す第１の実施の形態におけるテラヘルツ測定装置１００のうちの、測定光学部５１を一部変更した測定光学部を主として示す簡略化した模式図である。第２の実施の形態における測定光学部５１は、測定光学部５１以外の構成については、第１の実施の形態の構成と同様の構成を適用することができる。第２の実施の形態では、ガルバノミラー４４と、第１集光光学系６１と、光路長変換部３０と、第２集光光学系６２と、第３集光光学系６３と、光路長変換部３０とを備える。光路長変換部３０は、第１集光光学系６１と第２集光光学系との間の光路中に設けられる。被測定物Ｓは、第２集光光学系６２と第３集光光学系６３との間の光路中に設けられる。なお、本実施の形態のテラヘルツ測定装置１００は、第１レンズ群７１と第２レンズ群７２とを備えていない。

　以下の説明においても、第１の実施の形態と同様に、光路長変換部３０が３個の異なる光路長を設定する場合を例に挙げて説明するが、設定される異なる光路長の数はこれに限定されず、２個でもよいし、４個以上でもよい。

　発信器５０から出射したテラヘルツパルス光は光路Ｌ４を伝搬し、ガルバノミラー４４で伝搬方向を偏向された後、第１集光光学系６１に入射する。第１集光光学系６１によりコリメートされたテラヘルツパルス光は光路長変換部３０に入射する。光路長変換部３０は、上述したように、第１領域３１１と第２領域３１２と第３領域３１３とを有し、各領域３１１～３１３はテラヘルツパルス光の伝搬方向に沿って、互いに異なる長さ（厚み）を有する。これにより、光路長変換部３０のうち、第１領域３１１を透過して光路Ｌ４１を伝搬するテラヘルツパルス光と、第２領域３１２を透過して光路Ｌ４２を伝搬するテラヘルツパルス光と、第３領域３１３を透過して光路Ｌ４３を伝搬するテラヘルツパルス光とでは、時間差が生じる。図４に示す例では、第１領域３１１、第２領域３１２、第３領域３１３の順に厚みが大きくなる。このため、光路Ｌ４を伝搬するテラヘルツパルス光が最も早く被測定物Ｓに到達し、次いで、光路Ｌ４２を伝搬したテラヘルツパルス光が被測定物Ｓに到達し、次いで、光路Ｌ４３を伝搬したテラヘルツパルス光が被測定物Ｓに到達する。

　本実施の形態においては、走査制御部２０３は、走査部４０を制御して、被測定物Ｓにテラヘルツパルス光が照射される位置を変更する。すなわち、走査部４０は、ガルバノミラー４４の反射面の向きを変更してテラヘルツパルス光が伝搬する光路の角度を変化させる。具体的には次の通りである。走査部４０は、ガルバノミラー４４の反射面の向きを初期位置に設定する。この状態において、光路Ｌ４１を伝搬するテラヘルツ光が被測定物Ｓを照射する位置はＰ１とする。光路Ｌ４１を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ１を透過した後、光路Ｌ４２を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ２に到達するように、走査部４０はガルバノミラー４４の反射面の向きを変更する。光路Ｌ４２を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ２を透過した後、光路Ｌ４３を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ３に到達するように、走査部４０はガルバノミラー４４の反射面の向きを変更する。光路Ｌ４３を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ３を透過した後、走査部４０はガルバノミラー４４の反射面の向きを初期位置に戻す。また、被測定物Ｓの新たな測定位置に光路Ｌ４１を伝搬するテラヘルツパルス光が到達するように、走査部４０は被測定物Ｓを矢印Ａｒ２の方向に移動させる。すなわち、走査部４０によるガルバノミラー４４の反射面の向きの変更は、テラヘルツパルス光が被測定物Ｓに到達する時間の変更と同期して行われる。以後、上記の動作を繰り返す。

　被測定物Ｓの異なる３つの位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３をそれぞれ透過したテラヘルツパルス光は光路Ｌ５１、Ｌ５２、Ｌ５３をそれぞれ伝搬して、受信器８０に順次入射する。その結果、受信器８０に入射するテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）は、図２（ａ）に示す第１の実施の形態の場合と同様に、被測定物Ｓの位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に対応する３つのピークＰｕ１、Ｐｕ２、Ｐｕ３を有する。本実施の形態においても、第１の実施の形態の場合と同様に、遅延時間制御部２０１は、ポンプパルス光が受信器８０を照射するタイミングに対する、プローブパルス光が受信器８０を照射するタイミングの差が少しずつ増大するように、光遅延ユニット１０の動作を制御する。このようにして所定回数（たとえば８００回）のテラヘルツパルス光を発信器５０から出射させ、被測定物Ｓを透過したテラヘルツパルス光を受信器８０に入射させる。受信器８０によるテラヘルツパルス光の検出と、テラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）の生成についても、第１実施形態と同様に行う。すなわち、受信器８０から制御装置２０に順次出力されるサンプリング位置Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３、…Ｐｏｎにおける振幅に対応する電圧信号に基づいて、測定データ生成部２０２は、図２（ｂ）に示すようなテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）を生成する。

　本実施の形態のテラヘルツ測定装置１００の動作においても、図３のフローチャートに示した第１の実施の形態のテラヘルツ測定装置１００が行う動作を適用することができる。ただし、ステップＳ１において、走査制御部２０３は、走査部４０を制御して、時間的に分離されて光路Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３を伝搬するテラヘルツパルス光が、それぞれ被測定物Ｓの位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を透過するように、テラヘルツパルス光の光路と被測定物Ｓとの相対的な位置関係を変更する。

　上記した第２の実施の形態においては、走査部４０は、被測定物Ｓにテラヘルツパルス光が照射される位置を変更するためにガルバノミラー４４を用いた。しかし、ガルバノミラー４４を用いずに、被測定物Ｓを移動させることに同様の機能を実現することも可能である。具体的には次の通りである。

　走査部４０は、光路Ｌ４１を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ１を透過した後、光路Ｌ４２を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓに到達するまでに、被測定物Ｓと測定光学部５１との相対的な位置を変更する。たとえば、光路Ｌ４２を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ２に到達するように、被測定物Ｓを矢印Ａｒ２の方向に移動させる。光路Ｌ４２を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ２を透過した後、光路Ｌ４３を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓに到達するまでに、光路Ｌ４３を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ３に到達するように、被測定物Ｓを矢印Ａｒ２の方向に移動させる。光路Ｌ４３を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ３を透過した後、被測定物Ｓの新たな測定位置に光路Ｌ４１を伝搬するテラヘルツパルスが到達するように、被測定物Ｓを矢印Ａｒ２の方向に移動させる。以後、上記の動作を繰り返す。

　上記では、光路Ｌ４１を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ１を透過し、光路Ｌ４２を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ２を透過し、光路Ｌ４３を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ３を透過すると説明した。しかし、テラヘルツパルス光が伝搬する光路と被測定物の照射位置との組み合わせは上記に限られない。たとえば、光路Ｌ４１を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ２を透過し、光路Ｌ４２を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ３を透過し、光路Ｌ４３を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ１を透過するようにしてもよい。また、これ以外の組み合わせとしてもよい。

　上述した第２の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）走査部４０は、光路長変換部３０により生成された異なる光路長の光路を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓを順次透過する際、テラヘルツパルス光の光路と被測定物Ｓとの相対的な位置関係を、異なる光路を伝搬したテラヘルツパルス光が被測定物Ｓに到達する時間（タイミング）に同期して変更する。これにより、異なる光路長の光路を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓを順次透過する際、それぞれが被測定物Ｓの異なる位置を透過するので、１個の受信器８０で、被測定物Ｓの複数の位置を透過したテラヘルツパルス光を測定でき、被測定物Ｓの測定に要する時間の短縮に寄与する。

（２）光路長変換部３０を用いることにより、発信器５０からの１回の出射テラヘルツパルス光から、光路Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３を伝搬するテラヘルツパルス光の時間的な分離を行うことができる。これにより、短時間で被測定物Ｓの測定を行うことができる。

（３）発信器５０から出射したテラヘルツパルス光は第１集光光学系６１により収束（コリメート）させた後に、光路長変換部３０を透過させる。これにより、テラヘルツパルス光平行光の状態で光路長変換部３０を伝搬するので、光路Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３を伝搬するテラヘルツパルス光の時間的な分離を良好に行うことができる。

＜第３の実施の形態＞
　図面を参照して、第３の実施の形態によるテラヘルツ測定装置について説明を行う。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第２の実施の形態と同じである。なお、本実施の形態では、光路長変換部の構成が第２の実施の形態の光路長変換部３０と異なる。

　図５は、第３の実施の形態における測定光学部５１を模式的に示す図である。なお、図５（ａ）は、図４の場合と同様に、テラヘルツ測定装置１００のうちの、測定光学部５１を主として示す簡略化した模式図である。測定光学部５１以外の構成については、第２の実施の形態の構成と同様の構成を適用することができる。第３の実施の形態では、ガルバノミラー４４と、第１集光光学系６１と、第２集光光学系６２と、第３集光光学系６３と、光路長変換部３３とを備える。光路長変換部３３は、第１集光光学系６１と第２集光光学系６２との間の光路中に設けられる。
　なお、以下の説明においても、光路長変換部３３が３個の異なる光路長を設定する場合を例に挙げて説明するが、設定される異なる光路長の数はこれに限定されず、２個でもよいし、４個以上でもよい。

　図５（ａ）に示すように、本実施の形態の光路長変換部３３は、発信器５０と被測定物Ｓの間の第１集光光学系６１と第２集光光学系６２との間に配置される。光路長変換部３３は、光路長変換板３３０と、光路長変換板３３０を回転させるモーター等の回転部３３４とを備える。図５（ｂ）に示すように、光路長変換板３３０は、テラヘルツパルス光の伝搬方向に沿って厚さ（長さ）の異なる、第１領域３３１、第２領域３３２および第３領域３３３を有する。図５（ｂ）に示す例では、光路長変換板３３０は、テラヘルツパルス光の伝搬方向に直交する円板状であり、円板の中心を回転軸として、１２０°ごとに第１領域３３１、第２領域３３２、第３領域３３３が形成されている。テラヘルツパルス光Ｌ４の伝搬方向に沿った厚みは、第１領域３３１、第２領域３３２、第３領域３３３の順序に大きくなる。

　光路長変換板３３０は、円板の中心を回転軸として回転部３３４により回転可能に構成される。光路長変換板３３０の回転軸は、テラヘルツパルス光の光路Ｌ４の外側に位置するように、光路長変換板３３０が配置される。すなわち、光路長変換板３３０は、回転することにより、第１領域３３１、第２領域３３２、第３領域３３３がテラヘルツパルス光の光路Ｌ４上に順次位置するように配置される。従って、発信器５０から出射したテラヘルツパルス光は、光路長変換板３３０の第１領域３３１、第２領域３３２、第３領域３３３の何れかの領域を透過して被測定物Ｓに到達する。本実施の形態では、光路長変換板３３０は、制御装置２０に制御された回転部３３４によって、たとえば１０００回転／ｓｅｃにて回転する。これにより、パルス間隔Ｔで発信器５０から出射されたテラヘルツパルス光が光路長変換板３３０を透過する位置を、第１領域３３１、第２領域３３２、第３領域３３３に順次切り替えることができる。

　なお、上記の説明では光路長変換板３３０が回転可能な円板であり、回転することによりテラヘルツパルス光が透過する光路長変換板３３０の位置の厚みが順次切り替わる場合を例に挙げたが、これに限定されるものではない。たとえば、光路長変換板３３０は、テラヘルツパルス光が伝搬する方向の厚みが異なる第１領域３３１、第２領域３３２および第３領域３３３を有する矩形平板状であってもよい。この場合、光路長変換板３３０は、テラヘルツパルス光が伝搬する方向と交差する方向にスライド移動することにより、テラヘルツパルス光が透過する光路長変換板３３０の位置の厚みを順次切り替えることができる。

　テラヘルツパルス光が、光路長変換板３３０の第１領域３３１を透過した場合と、第２領域３３２を透過した場合と、第３領域３３３を透過した場合とでは、テラヘルツパルス光が伝搬する光路長が異なるので、テラヘルツパルス光が発信器５０から出射されてから受信器８０に到達するまでの時間（伝搬時間）に差が生じる。図５に示す例では、第１領域３３１、第２領域３３２、第３領域３３３の順序でテラヘルツパルス光の伝搬方向に沿った距離が大きくなる。したがって、光路長変換板３３０において、第１領域３３１を透過したテラヘルツパルス光の伝搬時間が最も短く、第２領域３３２を透過したテラヘルツパルス光の伝搬時間がこれに次いで短く、第３領域３３３を透過したテラヘルツパルス光の伝搬時間は最も長い。

　本実施の形態では、走査制御部２０３は、次のように走査部４０を制御する。走査部４０は、ガルバノミラー４４の反射面の向きを初期位置に設定し、テラヘルツパルス光が光路Ｌ４１を伝搬するように制御する。なお、この光路Ｌ４１の中心を二点鎖線にて図５（ａ）に示す。また、その時のテラヘルツパルス光の光路の外郭のみを実線にて図５（ａ）に示している。同時に、テラヘルツパルス光が光路長変換板３３０の第１領域３３１を透過するように光路長変換板３３０の回転を制御する。この状態においてテラヘルツ光が被測定物Ｓを照射する位置をＰ１とする。光路Ｌ４１を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ１を透過した後、光路Ｌ４２（図５（ａ）において一点鎖線にて光路の中心のみを示す）を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ２に到達するように、走査部４０はガルバノミラー４４の反射面の向きを変更する。同時に、テラヘルツパルス光が光路長変換板３３０の第２領域３３２を透過するように光路長変換板３３０の回転を制御する。光路Ｌ４２（図５（ａ）において破線にて光路の中心のみを示す）を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ２を透過した後、光路Ｌ４３を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ３に到達するように、走査部４０はガルバノミラー４４の反射面の向きを変更する。同時に、テラヘルツパルス光が光路長変換板３３０の第２領域３３２を透過するように光路長変換板３３０の回転を制御する。光路Ｌ４３を伝搬するテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ３を透過した後、走査部４０はガルバノミラー４４の反射面の向きを初期位置に戻す。また、被測定物Ｓの新たな測定位置に光路Ｌ４１を伝搬するテラヘルツパルスが到達するように、走査部４０は被測定物Ｓを矢印Ａｒ３の方向に移動させる。すなわち、走査部４０によるガルバノミラー４４の反射面の向きの変更は、テラヘルツパルス光が被測定物Ｓに到達する時間の変更と同期して行われる。以後、上記の動作を繰り返す。

　図６に、光路Ｌ５１、Ｌ５２、Ｌ５３を伝搬して受信器８０に入射するテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ１（ｔ）、Ｅ２（ｔ）、Ｅ３（ｔ）を模式的に示す。被測定物Ｓの位置Ｐ１を透過して光路Ｌ５１を伝搬したテラヘルスパルス光の時間振幅波形Ｅ１（ｔ）はピークＰｕ１を有する。被測定物Ｓの位置Ｐ２を透過して光路Ｌ５２を伝搬したテラヘルスパルス光の時間振幅波形Ｅ２（ｔ）はピークＰｕ２を有する。被測定物Ｓの位置Ｐ３を透過して光路Ｌ５２を伝搬したテラヘルスパルス光では、時間振幅波形Ｅ３（ｔ）はピークＰｕ３を有する。

　本実施の形態においても、第１、第２の実施の形態の場合と同様に、遅延時間制御部２０１は、ポンプパルス光が受信器８０を照射するタイミングに対する、プローブパルス光が受信器８０を照射するタイミングの差が、少しずつ増大するように光遅延ユニット１０の動作を制御する。このようにして、ピークＰｕ１、ピークＰｕ２、ピークＰｕ３のそれぞれに対して所定回数（たとえば８００回）のテラヘルツパルス光を発信器５０から出射させ、被測定物Ｓを透過したテラヘルツパルス光を受信器８０に入射させる。受信器８０に入射したテラヘルツパルス光について、それぞれ時刻ｔ１＿１、ｔ１＿２、…、ｔ１＿ｎにおけるテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ１（ｔ）のサンプリング位置Ｐｏ１＿１、Ｐｏ１＿２、…、に対応する電圧信号が、受信器８０から制御装置２０に出力される。遅延時間ｔ２＿１、ｔ２＿２、…ｔ２＿ｎの振幅を検出し、これらの振幅に対応する電圧信号を制御装置２０に出力する。同様に、時刻ｔ２＿１、ｔ２＿２、…、ｔ２＿ｎにおけるテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ２（ｔ）のサンプリング位置Ｐｏ２＿１、Ｐｏ２＿２、…Ｐｏ２＿ｎの振幅を検出し、これらの振幅に対応する電圧信号を制御装置２０に出力する。同様に、時刻ｔ３＿１、ｔ３＿２、…ｔ３＿ｎにおけるテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ３（ｔ）のサンプリング位置Ｐｏ３＿１、Ｐｏ３＿２、…Ｐｏ３＿ｎの振幅を検出し、これらの振幅に対応する電圧信号を制御装置２０に出力する。

　検査部２１０は、測定データ生成部２０２により生成された被測定物Ｓの異なる３つの位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を透過したテラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ１（ｔ）、Ｅ２（ｔ）、Ｅ３（ｔ）について、ピーク波形が出現するタイミング、形状、周波数成分の分布と大きさ等を求め、これらに基づいて被測定物Ｓの欠陥や異物の有無を検査する。

　本実施の形態のテラヘルツ測定装置１００の動作においても、図３のフローチャートに示した第１の実施の形態のテラヘルツ測定装置１００が行う動作を適用することができる。ただし、ステップＳ１において、制御装置２０は回転部３３４を制御して光路長変換板３３０を回転させ、走査制御部２０３は、テラヘルツパルス光の光路と被測定物Ｓとの相対的な位置関係を変更する。走査制御部２０３により位置関係が変更されることにより、光路Ｌ４１を伝搬し光路長変換板３３０の第１領域３３１を透過したテラヘルツパルス光が、被測定物Ｓの位置Ｐ１を透過する。光路Ｌ４２を伝搬し光路長変換板３３０の第２領域３３２を透過したテラヘルツパルス光が、被測定物Ｓの位置Ｐ２を透過する。光路Ｌ４３を伝搬し光路長変換板３３０の第３領域３３３を透過したテラヘルツパルス光が、被測定物Ｓの位置Ｐ３を透過する。

　上記では、光路Ｌ４１を伝搬し光路長変換板３３０の第１領域３３１を透過したテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ１を透過し、光路Ｌ４２を伝搬し光路長変換板３３０の第２領域３３２を透過したテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ２を透過し、光路Ｌ４３を伝搬し光路長変換板３３０の第３領域３３３を透過したテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ３を透過すると説明した。しかし、テラヘルツパルス光が伝搬する光路、光路長変換板３３０の透過領域、および被測定物の照射位置の組み合わせは上記に限られない。たとえば、光路Ｌ４１を伝搬し光路長変換板３３０の第２領域３３２を透過したテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ３を透過し、光路Ｌ４２を伝搬し光路長変換板３３０の第３領域３３３を透過したテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ１を透過し、光路Ｌ４３を伝搬し光路長変換板３３０の第１領域３３１を透過したテラヘルツパルス光が被測定物Ｓの位置Ｐ２を透過するようにしてもよい。また、これ以外の組み合わせとしてもよい。

　上記の第３の実施形態では、発信器５０からテラヘルツパルス光が出射するごとに、光路長変換部３３の光路長変換板３３０に設けられた第１領域３３１、第２領域３３２、第３領域３３３をそれぞれ透過させる。これにより、テラヘルツパルス光が発信器５０を出射してから被測定物Ｓに到達するまで３種類の異なる時間となるようにした。しかし、光路長変換部３３を発信器５０と被測定物Ｓの間に配置する代わりに、レーザ光源１と発信器５０との間に配置するように変形してもよい。このような構成を図１０に示す。

　この変形例によるテラヘルツ測定装置１００は、ビームスプリッタ２と発信器５０との間の光路に、第１集光光学系６１と、光路長変換部３３と、第２集光光学系６２とを備える。光路長変換部３３は、光路長変換板３３０と回転部３３４を有する。光路長変換板３３０は、ポンプパルス光の伝搬方向に沿って厚みが異なる第１領域３３１と第２領域３３２と第３領域３３３（図５（ｂ）参照）とを備える。ビームスプリッタ２で分岐されたポンプパルス光をコリメートした後に、ポンプパルス光が光路長変換板３３０を透過するタイミングに同期させて、回転部３３４により光路長変換板３３０を回転させる。これにより、ポンプパルス光は、第１領域３３１、第２領域３３２、第３領域３３３を順次透過する。その結果、ポンプパルス光が発信器５０に到達するタイミングには差が生じ、３種類のタイミングで発信器５０に順次到達する。その結果、発信器５０を出射するテラヘルツパルス光の出射間隔は等間隔ではなく、被測定物には、第３の実施形態と同様のタイミングでテラヘルツパルス光を到達させることができる。

　上述した第３の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）光路長変換板３３０は、テラヘルツパルス光に付与する光路長を順次切り替える。これにより、受信器８０にはより大きな振幅のテラヘルツパルス光を入射させることができる。

（２）発信器５０から出射したテラヘルツパルス光、または、レーザ光源１から出射したポンプパルス光は、第１集光光学系６１により収束（コリメート）させた後に、光路長変換板３３０を透過させる。これにより、テラヘルツパルス光またはポンプパルス光は、平行光の状態で光路長変換板３３０を透過するので、テラヘルツパルス光またはポンプパルス光のタイミング変更を良好に行うことができる。

＜第４の実施の形態＞
　図面を参照して、第４の実施の形態によるテラヘルツ測定装置について説明を行う。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、被測定物Ｓに照射したテラヘルツパルス光の反射光を測定する反射測定法を用いたテラヘルツ測定装置である点が、第１の実施の形態の透過測定法を用いたテラヘルツ測定装置１００と異なる。

　図７は、第４の実施の形態のテラヘルツ測定装置１００の測定光学部５１の概略構成を模式的に示す図である。本実施の形態のテラヘルツ測定装置１００の測定光学部５１は、反射測定法による測定を行うための構成として、ビームスプリッタ４１と、凸レンズ４２と、光路長変換部４３と、ガルバノミラー４４と、第１集光光学系６１と、第２集光光学系６２とを備える。
　なお、以下の説明においても、光路長変換部４３が３個の異なる光路長を設定する場合を例に挙げて説明するが、設定される異なる光路長の数はこれに限定されず、２個でもよいし、４個以上でもよい。

　発信器５０とビームスプリッタ４１との間の光路中には、第１集光光学系６１が配置される。発信器５０を出射したテラヘルツパルス光は光路Ｌ４を伝搬し、第１集光光学系６１によりコリメートされた後、光路長変換部４３を透過してビームスプリッタ４１により反射され、ガルバノミラー４４に伝搬する。ガルバノミラー４４により反射されて伝搬方向を変えたテラヘルツパルス光は、対物光学系である凸レンズ４２により被測定物Ｓに集光される。被測定物Ｓで反射したテラヘルツパルス光は光路Ｌ５を伝搬し、凸レンズ４２によりコリメートされた後、ガルバノミラー４４に伝搬する。ガルバノミラー４４により反射されたテラヘルツパルス光は、ビームスプリッタ４１を透過した後、第２集光光学系６２により集光され受信器８０に入射する。

　ガルバノミラー４４は、制御装置２０の走査制御部２０３によって制御されることにより、その反射面の角度を変更する。ガルバノミラー４４の反射面の角度が変更することにより、反射されたテラヘルツパルス光の伝搬方向を変更することができるので、被測定物Ｓの異なる測定位置を照射することができる。

　光路長変換部４３は、第１の実施の形態の光路長変換部３０と同様に、光路Ｌ４中のテラヘルツパルス光の伝搬方向に沿って互いに厚みの異なる第１領域４３１、第２領域４３２および第３領域４３３を有する。図７に示す光路長変換部４３においては、第１領域４３１、第２領域４３２、第３領域４３４はこの順序で厚みが大きくなっている。発信器５０から出射したテラヘルツパルス光は光路長変換部４３の透過位置により異なる光路長を有することになる。この結果、光路長変換部４３の第１領域４３１を透過して光路Ｌ４１を伝搬するテラヘルツパルス光は、光路Ｌ５１を伝搬して最も早く被測定物Ｓの位置Ｐ１に到達する。光路長変換部４３の第２領域４３２を透過して光路Ｌ４２を伝搬するテラヘルツパルス光は、光路Ｌ５２を伝搬して２番目に早く被測定物Ｓの位置Ｐ２に到達する。光路長変換部４３の第３領域４３３を透過して光路Ｌ４３３を伝搬するテラヘルツパルス光は、光路Ｌ５３を伝搬して最後に被測定物Ｓの位置Ｐ３に到達する。被測定物ＳのＰ１、Ｐ２、Ｐ３で反射したテラヘルツパルス光は、この順で受信器８０に到達する。

　以降は、第２の実施の形態と同様の手順により、図２（ｂ）に示すような、テラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）を生成する。
　なお、ガルバノミラー４４の反射面の角度の変更量は、被測定物Ｓの測定間隔に応じて設定する。
　本実施の形態のテラヘルツ測定装置１００の動作においても、第２の実施の形態のテラヘルツ測定装置１００が行う動作を適用することができる。

　なお、上述した第４の実施の形態において、光路長変換部４３を第１集光光学系６１とビームスプリッタ４１との間の光路中に設ける場合を例に挙げたが、光路長変換部４３をビームスプリッタ４１と第２集光光学系６２との間の光路中に設けてもよい。
　また、第４の実施の形態における光路長変換部４３は、第１および第２の実施の形態と同様の光路長変換部３０と同様の構成を備えるものとして説明したが、第３の実施の形態における光路長変換部３３（図５参照）と同様の構成を備えるものとしてもよい。この場合には、ガルバノミラー４４の制御を、第３の実施の形態と同様に行う。
　上述した第４の実施の形態のテラヘルツ測定装置１００においても、第１～第３の実施の形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。

　テラヘルツ測定装置１００は、測定光学部５１はビームスプリッタ４１を装備しなくても構成することができる。
　図８に、ビームスプリッタ４１を装備しない構成の測定光学部５１を模式的に示す。図８においては、説明を簡単にするために、テラヘルツパルス光の光路は２つの異なる光路長が設定されているものとする。（ａ）は測定光学部５１の側面視、（ｂ）はガルバノミラー４５のＡ－Ａ断面形状、（ｃ）は被測定物Ｓを上面視、（ｄ）は光路長変換部４３を示す。（ａ）に示すように、テラヘルツ測定装置１００の発信器５０と受信器８０とは、対物光学系である凸レンズ４２の光軸を挟んで反対側に配置される。ガルバノミラー４５は、その中心が凸レンズ４２から凸レンズ４２の焦点距離離れて被測定物Ｓの反対側に配置される。（ｂ）に示すように、ガルバノミラー４５は、その断面形状が、中央で所定の角度だけ折れ曲がった二つの反射面Ｒ１とＲ２とを有するように形成されている。すなわち、ガルバノミラー４５は二つの反射面を有する。

　発信器５０から出射したテラヘルツパルス光は光路Ｌ４を伝搬して、ガルバノミラー４５の（ａ）で下側の領域で反射される。上述したように、ガルバノミラー４５は二つの反射面Ｒ１とＲ２とを有するため、テラヘルツパルス光はこれらの反射面Ｒ１およびＲ２で互いに異なる二つの方向に反射して分離され、被測定物Ｓの位置Ｐ１とＰ２とにそれぞれ到達する。反射面Ｒ１で反射され、凸レンズ４２の一方の領域（図８では右側半分の領域）Ｒ３で屈折して、被測定物Ｓに達する。（ｃ）に示すように、被測定物Ｓの位置Ｐ１とＰ２とは、（ａ）において、紙面に垂直方向に並ぶ。被測定物Ｓの位置Ｐ１とＰ２とでそれぞれ反射されたテラヘルツパルス光は光路Ｌ５を伝搬してガルバノミラー４５の反射面Ｒ２で反射された後、光路長変換部４３を透過する。（ｄ）に示すように、光路長変換部４３は、（ａ）において紙面に垂直方向に厚みが異なる２つの領域を有しており、位置Ｐ１で反射したテラヘルツパルス光と、位置Ｐ２で反射したテラヘルツパルス光とは異なる厚さの領域を透過するように配置されている。

　このため、位置Ｐ１で反射したテラヘルツパルス光と位置Ｐ２で反射したテラヘルツパルス光とでは、光路長変換部４３を透過して凸レンズ４２で収束されて受信器８０に入射する際のタイミングが異なる。すなわち、受信器８０には、位置Ｐ１で反射したテラヘルツパルス光と位置Ｐ２で反射したテラヘルツパルス光とが相次いで入射する。

　なお、本実施の形態においては、説明を容易にするため、ガルバノミラー４５の反射面の向きをＲ１とＲ２の２面とし、１回のテラヘルツパスが照射する測定位置の照射位置の数もＰ１とＰ２の２点とした。しかし、ガルバノミラー４５の反射面の数をより多くすることで、これに伴って１回のテラヘルツパスが照射する測定位置の照射位置の数を増やすことも可能であることは言うまでもない。

　第４の実施の形態を次のように変形できる。
　図９（ａ）は第４の実施の形態の変形例におけるテラヘルツ測定装置１００の測定光学部５１の一部を模式的に示す図であり、図９（ｂ）はこの場合の制御装置２０の構成を示すブロック図である。第４の実施の形態の変形例では、被測定物Ｓの近傍に校正部材Ｓｓが設けられる。校正部材Ｓｓは、たとえば樹脂材料等のテラヘルツパルス光に対する反射率が既知の材料を用いて製造される。

　制御装置２０は、図１に示す遅延時間制御部２０１と測定データ生成部２０２と走査制御部２０３とに加え、記憶部２０４と、補正部２０５とを機能として備える。記憶部２０４には、校正部材Ｓｓに照射されたテラヘルツパルス光の反射テラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）が予め記憶されている。補正部２０５は、記憶部２０４に記憶された校正部材Ｓｓの反射テラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅо（ｔ）と、実際に被測定物Ｓに照射されたテラヘルツパルス光の反射テラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）とを比較して、テラヘルツパルス光振幅の変動等に伴う誤差を補正するための補正値を算出する。補正部２０５は、算出した補正値を用いて、被測定物Ｓからの反射テラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）を補正する。これにより、被測定物Ｓからの反射テラヘルツパルス光の時間振幅波形Ｅ（ｔ）が測定中の変動要因により影響を受けた場合であっても、正確な時間振幅波形Ｅ（ｔ）を得ることができるので、測定精度を維持することができる。

　なお、以上の説明においては、第４の実施の形態のテラヘルツ測定装置１００を変形した場合を例に挙げたが、これに限定されず、第１～第３の実施の形態のテラヘルツ測定装置１００に適用することができる。

　次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の１つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることが可能である。
（１）図１１に示すように、ビームスプリッタ２と発信器５０との間の光路中に、たとえばＭＥＭＳ式や機械式の光スイッチ等により構成される光路分岐部８１、８２を配置する。図１１は、ビームスプリッタ２から光路Ｌ２を伝搬するポンプパルス光は、光路分岐部８１で分岐した後、異なる光路長の３つの光路Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３をそれぞれ伝搬し、光路分岐部８２で合流する。上記の通り３つの光路は互いに光路長が異なる。このため、レーザ光源１を出射した１個のポンプパルス光は３つの連続したポンプパルス光に時間的に分離されて発信器５０を順次照射する。その結果、レーザ光源１からポンプパルス光を１回の出射するごとに、発信器５０はポンパルス光が３回照射されるので、発信器５０はより短い時間間隔でテラヘルツパルス光を出射する。

（２）光遅延ユニット１０は、折り返しミラー１１が移動することにより光路長を変化させるものに限定されない。たとえば、第３の実施の形態に用いられた光路長変換部３３と同じタイプの光路長変換部により光路長を変化してもよい。この場合、第３の実施の形態に用いられた光路長変換部３３に比べて、より多くの光路長を設定できるような構成であることが好ましい。

（３）上述した各実施の形態においては、テラヘルツパルス光の伝搬方向に沿って厚みの異なる複数の領域を備える光路長変換部３０がテラヘルツ測定装置１００に設けられた場合を例に挙げたが、これに限定されるものではない。図１３にこの場合テラヘルツ測定装置１００の要部構成を模式的に示す。
　図１３は、図１に示すテラヘルツ測定装置１００の光路長変換部３０に代えて、導波路４７を設けた場合を設けた場合を模式的に示す。他の構造は図１のテラヘルツ測定装置１００と同様である。導波路４７は、たとえば第１導波路４１１と、第２導波路４１２と、第３導波路４１３とを有する。各導波路４１１、４１２、４１３は、たとえばテフロン（登録商標）やシリコンなどでコアが形成されたもの等により構成することができる。図１３に示す例では、各導波路４１１～４１３の長さは、光路Ｌ４を伝搬するテラヘルツパルス光の伝搬方向に沿って互いに異なり、第１導波路４１１、第２導波路４１２、第３導波路４１３の順序で長さが長くなる。

　各導波路４７の出射側（受信器８０側）端部には、第１レンズ群７１が設けられ、入射側（発信器５０側）端部には、第３レンズ群７３が設けられる。第１レンズ群７１は、上述したように、第１－１レンズ部７１１、第１－２レンズ部７１２および第１－３レンズ部７１３を有し、それぞれ、第１導波路４１１、第２導波路４１２、第３導波路４１３の出射端に設けられる。第３レンズ群７３は、第３－１レンズ部７３１、第３－２レンズ部７３２および第３－３レンズ部７３３を有し、それぞれ、第１導波路４１１、第２導波路４１２、第３導波路４１３の入射端に設けられる。

　テラヘルツパルス光は、第１集光光学系６１から第３レンズ群７３を介して導波路４７に達し、第１導波路４１１を透過する場合と、第２導波路４１２を透過する場合と、第３導波路４１３を透過する場合とにおいて、光路長が異なる光路Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３を形成する。上述したように、第１導波路４１１、第２導波路４１２、第３導波路４１３の長さが異なることにより、光路Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３をそれぞれ伝搬するテラヘルツパルス光は、時間的に分離されて、被測定物Ｓの異なる３つの位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３にそれぞれ異なるタイミングで到達し透過する。
　なお、図１３に示す例では、導波路４７の入射端に第３レンズ群７３を設けた場合を例に挙げたが、第３レンズ群７３を備えていなくても良い。この場合、導波路４７の入射端が発信器５０の出射端と密着するように構成することができる。

　本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

１…レーザ光源、１０…光遅延ユニット、
１１…折り返しミラー、１２…ディレイステージ、
２０…制御装置、３０、３３…光路長変換部、
４０…走査部、４１…ビームスプリッタ、
４２…凸レンズ、４４、４５…ガルバノミラー
５０…発信器、５１…測定光学部、
６１…第１集光光学系、６２…第２集光光学系、６３…第３集光光学系
７１…第１レンズ群、７２…第２レンズ群、
８０…受信器、１００…テラヘルツ測定装置、
２０１…遅延時間制御部、２０２…測定データ生成部、
２０３…走査制御部、３３０…光路長変換板、３３４…回転部

Claims

　パルス光が供給されることにより、テラヘルツ光を被測定物に向けて発信するテラヘルツ発信器と、
　前記被測定物からのテラヘルツ光を受信するテラヘルツ受信器と、
　前記パルス光が発生した時間に対して、前記テラヘルツ発信器から放射されたテラヘルツ光が前記テラヘルツ受信器に到達する時間を変更するテラヘルツ光到達時間変更素子とを備えるテラヘルツ測定装置。
　請求項１に記載のテラヘルツ測定装置において、
　前記テラヘルツ光到達時間変更素子は、前記テラヘルツ発信器から前記テラヘルツ受信器までの光路上に配置され、前記テラヘルツ発信器から前記テラヘルツ受信器までの間で前記テラヘルツ光が伝搬する経路において、前記被測定物の異なる位置を透過する経路ごとに、光路長を変更するテラヘルツ測定装置。
　請求項１に記載のテラヘルツ測定装置において、
　テラヘルツ光到達時間変更素子は、前記テラヘルツ発信器から放射されたテラヘルツ光の光束のうち、少なくとも光束の一部に他の光束とは異なる光路長を付与するテラヘルツ測定装置。
　請求項１乃至３の何れか一項に記載のテラヘルツ測定装置において、
　前記テラヘルツ発信器からの前記テラヘルツ光を収束する収束光学系を備え、
　前記テラヘルツ光到達時間変更素子は、前記収束光学系近傍に配置されるテラヘルツ測定装置。
　請求項１乃至４の何れか一項に記載のテラヘルツ測定装置において、
　前記パルス光を生成するパルス光源装置と、
　前記パルス光源装置が生成するパルス光をそれぞれ前記テラヘルツ発信器および前記テラヘルツ受信器に導くポンプ光学系およびプローブ光学系と、
　前記プローブ光学系に配置され、前記テラヘルツ発信器に前記パルス光が入射する時間に対して、前記パルス光が前記テラヘルツ受信器に入射する時間を遅延させる遅延時間を変更するパルス光遅延時間変更部と、をさらに備え、
　前記テラヘルツ発信器は、前記パルス光が入射したタイミングで前記テラヘルツ光を発信し、
　前記テラヘルツ受信器は、前記パルス光が入射したタイミングで前記テラヘルツ光を受信し、
　前記パルス光遅延時間変更部は、前記パルス光源装置から前記テラヘルツ受信器までのパルス光が伝搬する経路の光路長を変化させることにより、前記遅延時間を変更させ、
　前記テラヘルツ光到達時間変更素子は、前記パルス光遅延時間変更部で変更可能な遅延時間の範囲内で、前記テラヘルツ光の前記テラヘルツ受信器への到達時間を変更するテラヘルツ測定装置。
　請求項１乃至５の何れか一項に記載のテラヘルツ測定装置において、
　前記テラヘルツ光が照射される照射領域の位置を、前記被測定物に対して相対的に変更する照射位置変更部をさらに備え、
　前記照射位置変更部は、前記テラヘルツ光が前記テラヘルツ受信器に到達する時間の変更と同期させて前記照射領域と前記被測定物との間の位置関係を変更するテラヘルツ測定装置。
　請求項５に従属する請求項６に記載のテラヘルツ測定装置において、
　前記照射位置変更部は、前記パルス光遅延時間変更部による前記光路長の変化に同期して、前記テラヘルツ光が照射される照射領域の位置を前記被測定物に対して変更するテラヘルツ測定装置。
　請求項７に記載のテラヘルツ測定装置において、
　前記パルス光遅延時間変更部は、前記テラヘルツ光の時間波形情報を取得する期間内に、前記テラヘルツ発信器に前記パルス光が入射する時間に対する前記テラヘルツ受信器により前記テラヘルツ光の振幅を検出する時間を、複数設定し、
　前記照射位置変更部は、前記テラヘルツ光の時間波形情報を取得する期間内に、前記照射領域の少なくとも一部が前記被測定物上の異なる位置に前記テラヘルツ光が照射されるように、前記照射領域と前記被測定物との間の位置関係を変更するテラヘルツ測定装置。
　請求項８に記載のテラヘルツ測定装置において、
　前記テラヘルツ光到達時間変更素子によって異なる光路長が設定された、前記テラヘルツ光の光束の少なくとも一部と他の部分とのそれぞれを、前記被測定物の異なる位置に照射させる光学系をさらに備えたテラヘルツ測定装置。
　請求項８または９に記載のテラヘルツ測定装置において、
　前記テラヘルツ光到達時間変更素子は、前記テラヘルツ光の時間波形情報を取得するため、前記テラヘルツ発信器に前記パルス光が入射する時間に対する前記テラヘルツ受信器により前記テラヘルツ光の振幅を検出する時間が設定される期間内に、前記テラヘルツ光に付与する光路長を順次切り替えるテラヘルツ測定装置。
　請求項６に記載のテラヘルツ測定装置において、
　前記照射位置変更部は、ガルバノミラーにより構成され、
　前記テラヘルツ発信器から発信されて前記照射位置変更部で照射方向が変更されたテラヘルツ光を前記被測定物に集光し、かつ、前記被測定物にて反射されたテラヘルツ光を前記照射位置変更部で反射して前記テラヘルツ受信器へ集光する対物光学系をさらに備え、
　前記テラヘルツ発信器と前記テラヘルツ受信器とは、前記対物光学系に対して偏心した位置に配置されるテラヘルツ測定装置。
　請求項６に記載のテラヘルツ測定装置において、
　前記テラヘルツ発信器から発信されて前記照射位置変更部で反射したテラヘルツ光を前記被測定物に集光し、かつ、前記被測定物にて反射されたテラヘルツ光を前記照射位置変更部で反射して前記テラヘルツ受信器へ集光する対物光学系をさらに備え、
　前記照射位置変更部は、前記対物光学系の瞳位置に配置され、異なる法線方向の複数の反射面を有したミラーにより構成され、
　前記複数の反射面のうち一方の反射面で反射されたのち前記テラヘルツ受信器に到達する光路と、他の反射面で反射されたのち前記テラヘルツ受信器に到達する光路とで光路長差が生じるように前記テラヘルツ光到達時間変更素子が配置されているテラヘルツ測定装置。
　パルス光が供給されることにより、テラヘルツ光を被測定物に向けて発信するテラヘルツ発信器と、
　前記被測定物からのテラヘルツ光を受信するテラヘルツ受信器と、
　前記パルス光を放射するパルス光源装置から前記テラヘルツ発信器までの前記パルス光の光路上に配置され、前記テラヘルツ光の時間波形情報を取得するため、前記テラヘルツ受信器により前記テラヘルツ光の振幅を検出する時間が設定される期間内に、前記パルス光源装置からの前記テラヘルツ発信器までの前記パルス光に付与する光路長を前記パルス光の光路に順次切り替えるテラヘルツ光到達時間変更素子と、を備えるテラヘルツ測定装置。
　請求項１乃至１３の何れか一項に記載のテラヘルツ測定装置と、
　前記被測定物上の各々の位置からのテラヘルツ光の検出結果に基づいて、前記被測定物上の異物または欠陥を検査する検査部と、を備える検査装置。
　パルス光が供給されることにより、テラヘルツ発信器からテラヘルツ光を被測定物に向けて発信することと、
　前記被測定物からのテラヘルツ光をテラヘルツ受信器にて受信することと、
　テラヘルツ光到達時間変更素子により、前記パルス光が発生した時間に対して、前記テラヘルツ発信器から放射されたテラヘルツ光が前記テラヘルツ受信器に到達する時間を変更することとを備えるテラヘルツ測定方法。
　請求項１５に記載のテラヘルツ測定方法において、
　前記テラヘルツ発信器から前記テラヘルツ受信器までの光路上に配置された前記テラヘルツ光到達時間変更素子により、前記テラヘルツ発信器から前記テラヘルツ受信器までの間で前記テラヘルツ光が伝搬する経路において、前記被測定物の異なる位置を透過する経路ごとに、光路長を変更するテラヘルツ測定方法。
　請求項１５に記載のテラヘルツ測定方法において、
　テラヘルツ光到達時間変更素子により、前記テラヘルツ発信器から放射されたテラヘルツ光の光束のうち、少なくとも光束の一部に他の光束とは異なる光路長を付与するテラヘルツ測定方法。
　請求項１５乃至１７の何れか一項に記載のテラヘルツ測定方法において、
　前記テラヘルツ発信器からの前記テラヘルツ光を収束する収束光学系の出射側近傍に配置された前記テラヘルツ光到達時間変更素子により前記時間を変更するテラヘルツ測定方法。
　請求項１５乃至１８の何れか一項に記載のテラヘルツ測定方法において、
　パルス光源装置により前記パルス光を生成することと、
　ポンプ光学系およびプローブ光学系により、前記パルス光源装置が生成するパルス光をそれぞれ前記テラヘルツ発信器および前記テラヘルツ受信器に導くことと、
　前記プローブ光学系に配置されたパルス光遅延時間変更部により、前記テラヘルツ発信器に前記パルス光が入射する時間に対して、前記パルス光が前記テラヘルツ受信器に入射する時間を遅延させる遅延時間を変更することとをさらに備え、
　前記テラヘルツ発信器は、前記パルス光が入射したタイミングで前記テラヘルツ光を発信し、
　前記テラヘルツ受信器は、前記パルス光が入射したタイミングで前記テラヘルツ光を受信し、
　前記パルス光遅延時間変更部により、前記パルス光源装置から前記テラヘルツ受信器までのパルス光が伝搬する経路の光路長を変化させることにより、前記遅延時間を変更させ、
　前記テラヘルツ光到達時間変更素子により、前記パルス光遅延時間変更部で変更可能な遅延時間の範囲内で、前記テラヘルツ光の前記テラヘルツ受信器への到達時間を変更するテラヘルツ測定方法。
　請求項１５乃至１９の何れか一項に記載のテラヘルツ測定方法において、
　照射位置変更部により、前記テラヘルツ光が照射される照射領域の位置を、前記被測定物に対して相対的に変更することをさらに備え、
　前記照射位置変更部により、前記テラヘルツ光が前記テラヘルツ受信器に到達する時間の変更と同期させて前記照射領域と前記被測定物との間の位置関係を変更するテラヘルツ測定方法。
　請求項１９に従属する請求項２０に記載のテラヘルツ測定方法において、
　前記パルス光遅延時間変更部による前記光路長の変化に同期して、前記照射位置変更部により、前記テラヘルツ光が照射される照射領域の位置を前記被測定物に対して変更するテラヘルツ測定方法。
　請求項２１に記載のテラヘルツ測定方法において、
　前記パルス光遅延時間変更部により、前記テラヘルツ光の時間波形情報を取得する期間内に、前記テラヘルツ発信器に前記パルス光が入射する時間に対する前記テラヘルツ受信器により前記テラヘルツ光の振幅を検出する時間を、複数設定し、
　前記照射位置変更部により、前記テラヘルツ光の時間波形情報を取得する期間内に、前記照射領域の少なくとも一部が異なる位置に前記テラヘルツ光が照射されるように、前記照射領域と前記被測定物との間の位置関係を変更するテラヘルツ測定方法。
　請求項２２に記載のテラヘルツ測定方法において、
　光学系により、前記テラヘルツ光到達時間変更素子によって異なる光路長が設定された、前記テラヘルツ光の光束の少なくとも一部と他の部分とのそれぞれを、前記被測定物の異なる位置に照射させるテラヘルツ測定方法。
　請求項２２または２３に記載のテラヘルツ測定方法において、
　前記テラヘルツ光到達時間変更素子により、前記テラヘルツ光の時間波形情報を取得するため、前記テラヘルツ発信器に前記パルス光が入射する時間に対する前記テラヘルツ受信器により前記テラヘルツ光の振幅を検出する時間が設定される期間内に、前記テラヘルツ光に付与する光路長を順次切り替えるテラヘルツ測定方法。
　請求項２０に記載のテラヘルツ測定方法において、
　前記照射位置変更部は、ガルバノミラーにより構成され、
　対物光学系により、前記テラヘルツ発信器から発信されて前記照射位置変更部で照射方向が変更されたテラヘルツ光を前記被測定物に集光し、かつ、前記被測定物にて反射されたテラヘルツ光を前記照射位置変更部で反射して前記テラヘルツ受信器へ集光することをさらに備え、
　前記テラヘルツ発信器と前記テラヘルツ受信器とは、前記対物光学系に対して偏心した位置に配置されるテラヘルツ測定方法。
　請求項２０に記載のテラヘルツ測定方法において、
　対物光学系により、前記テラヘルツ発信器から発信されて前記照射位置変更部で反射したテラヘルツ光を前記被測定物に集光し、かつ、前記被測定物にて反射されたテラヘルツ光を前記照射位置変更部で照射方向を変更して前記テラヘルツ受信器へ集光することをさらに備え、
　前記照射位置変更部は、前記対物光学系の焦点位置に配置され、異なる法線方向の複数の反射面を有したミラーにより構成され、
　前記複数の反射面のうち一方の反射面から前記テラヘルツ受信器に到達する光路と、他の反射面から前記テラヘルツ受信器に到達する光路とで光路長差が生じるように前記テラヘルツ光到達時間変更素子が配置されているテラヘルツ測定方法。
　パルス光が供給されることにより、テラヘルツ発信器からテラヘルツ光を被測定物に向けて発信することと、
　前記被測定物からのテラヘルツ光をテラヘルツ受信器にて受信することと、
　前記パルス光を放射するパルス光源装置から前記テラヘルツ発信器までの前記パルス光の光路上に配置されたテラヘルツ光到達時間変更素子により、前記テラヘルツ光の時間波形情報を取得するため、前記テラヘルツ受信器により前記テラヘルツ光の振幅を検出する時間が設定される期間内に、前記パルス光源装置からの前記テラヘルツ発信器までの前記パルス光に付与する光路長を前記パルス光の光路に順次切り替えることとを備えるテラヘルツ測定方法。
　請求項１５乃至２７の何れか一項に記載のテラヘルツ測定方法と、
　前記被測定物上の各々の位置からのテラヘルツ光の検出結果に基づいて、前記被測定物上の異物または欠陥を検査することと、を備える検査方法。