CN102692383A - 太赫兹波检测装置、太赫兹滤波器、成像装置及计测装置 - Google Patents

太赫兹波检测装置、太赫兹滤波器、成像装置及计测装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种太赫兹波检测装置、太赫兹滤波器、成像装置及计测装置，该太赫兹波检测装置的特征在于，具备：使规定波长的太赫兹波通过的滤波器，和将通过了所述滤波器的所述规定波长的太赫兹波变换为热来进行检测的检测部，所述滤波器具备：具有连通太赫兹波射入的入射面与所述规定波长的太赫兹波射出的出射面的多个孔部的金属层，和被填充于所述多个孔部且由电介质构成的电介质部，其中，所述多个孔部沿着与所述入射面的法线垂直的方向以规定的间距设置。

Description

太赫兹波检测装置、太赫兹滤波器、成像装置及计测装置
技术领域
本发明涉及太赫兹波检测装置、太赫兹滤波器、成像装置及计测装置。
背景技术
近些年，具有100GHz以上、30THz以下的频率的电磁波即太赫兹波受到关注。太赫兹波能够用于例如成像、分光计测等各计测、无损检测等。
作为检测该太赫兹波的太赫兹波检测器，有焦电传感器、辐射热测量器等。作为其显著的特征，可以举出对太赫兹波的高敏感度和不需要THz-TDS(Time-Domain Spectrometry：太赫兹时域光谱技术)分光分析装置之类大型且复杂的光学延迟机构的特征。
但是，仅对于焦电传感器、辐射热测量器来说，均是通过该元件中的热量的变化来检测太赫兹波的有无，因此不可能检测太赫兹波的频谱，为了进行频谱的检测，需要使用有选择性地使想要检测的规定波长的太赫兹波透过的滤波器。
已提出了使规定波长的太赫兹波通过的滤波器(例如，参照专利文献1)。该滤波器由基板和设置在基板上、且具有多个孔部的金属膜构成。通过组合该滤波器与焦电传感器或辐射热测量器，仅能够检测规定波长的太赫兹波。
但是，在所述现有的滤波器中，当针对太赫兹波的波段进行设计时，多个的孔部的间距变大，因此存在滤波器的面积会变大的缺点。
专利文献1：国际公开第08/75624号小册子
发明内容
本发明的目的在于提供相对现有技术可以实现小型化的太赫兹波检测装置、太赫兹滤波器、成像装置以及计测装置。
这样的目的通过下述的本发明来达成。
本发明的太赫兹波检测装置的特征在于，具备：滤波器，其使规定波长的太赫兹波通过；和检测部，其将通过了所述滤波器的所述规定波长的太赫兹波变换为热来进行检测，所述滤波器具备：金属层，其具有连通太赫兹波射入的入射面与所述规定波长的太赫兹波射出的出射面的多个孔部；和电介质部，其被填充于所述多个孔部，且由电介质构成，其中，所述多个孔部沿着与所述入射面的法线垂直的方向以规定间距设置。
由此，能够提供可以实现比现有装置小型化的太赫兹波检测装置。
即，在滤波器中，射入电介质部的太赫兹波通过电介质部被压缩，其波长变短。由此，能够针对比透过滤波器的规定波长的太赫兹波短的波长设计滤波器，从而能够减小滤波器的面积，可以实现太赫兹波长检测装置的小型化。
在本发明的太赫兹波检测装置中，优选所述滤波器具有电介质层，该电介质层设置在所述金属层的所述入射面的表面以及所述电介质部的所述入射面侧的表面，并且由电介质构成。
由此，能够更可靠地高精度地检测规定波长的太赫兹波。
在本发明的太赫兹波检测装置中，优选所述电介质层的相对介电常数在50以上。
由此，可以实现太赫兹波长检测装置的小型化。
在本发明的太赫兹波检测装置中，优选构成所述电介质层的所述电介质包含金属氧化物、金属碳化物以及金属氮化物中的至少1种。
由此，可以实现太赫兹波长检测装置的小型化。
在本发明的太赫兹波检测装置中，优选构成所述电介质层的所述电介质所包含的所述金属属于元素周期表的第3族、第4族以及第5族中的任意一族。
由此，可以实现太赫兹波长检测装置的小型化。
在本发明的太赫兹波检测装置中，优选所述电介质部的相对介电常数在50以上。
由此，可以实现太赫兹波长检测装置的小型化。
在本发明的太赫兹波检测装置中，优选构成所述电介质部的所述电介质包含金属氧化物、金属碳化物以及金属氮化物中的至少1种。
由此，可以实现太赫兹波长检测装置的小型化。
在本发明的太赫兹波检测装置中，优选构成所述电介质部的所述电介质中所包含的所述金属属于元素周期表的第3族、第4族以及第5族中的任意一族。
由此，可以实现太赫兹波长检测装置的小型化。
在本发明的太赫兹波检测装置中，优选所述滤波器具有设置在所述金属层的所述射出面侧的基板。
由此，滤波器的构造上的强度提高，能够使太赫兹波长检测装置的可靠性提高。
在本发明的太赫兹波检测装置中，优选所述孔部从所述入射面的法线方向俯视时的形状是圆形，当将所述圆形的直径设为d、将从所述入射面的法线方向俯视时的相邻的2个所述孔部的所述圆形的中心间距离设为s时，所述孔部被设置为满足下述式1，
0.25≤d/s＜1...(1)。
由此，能够高精度地检测规定波长的太赫兹波。
在本发明的太赫兹波检测装置中，优选所述金属层的沿着所述入射面的法线方向的厚度在所述规定的太赫兹波的波长以下。
由此，能够高精度地检测规定波长的太赫兹波。
在本发明的太赫兹波检测装置中，优选相邻的2个所述孔部的所述规定的间距与所述规定的太赫兹波的波长是同一长度。
由此，能够高精度地检测规定波长的太赫兹波。
在本发明的太赫兹波检测装置中，优选所述滤波器具有：第1区域，其沿着与所述入射面的法线垂直的方向以第1间距设置多个所述孔部；和第2区域，其沿着与所述入射面的法线垂直的方向以第2间距设置多个所述孔部。
由此，能够检测多个规定波长的太赫兹波。
在本发明的太赫兹波检测装置中，优选所述滤波器具有多个单位区域，所述多个单位区域分别具有：第1区域，其沿着与所述入射面的法线垂直的方向以第1间距设置多个所述孔部；和第2区域，其沿着与所述入射面的法线垂直的方向以第2间距设置多个所述孔部。
由此，能够检测多个规定波长的太赫兹波。
在本发明的太赫兹波检测装置中，优选所述检测部具有根据所述滤波器的所述第1区域以及所述第2区域而分别设置、且将通过了该区域的太赫兹波变换为热来进行检测的多个单位检测部。
由此，能够检测多个规定波长的太赫兹波。
本发明的太赫兹滤波器的特征在于，是使规定波长的太赫兹波透过的太赫兹滤波器，并具备：金属层，其具有连通太赫兹波射入的入射面与所述规定波长的太赫兹波射出的出射面的多个孔部；和电介质部，其被填充于所述多个孔部，且由电介质构成，其中，所述多个孔部沿着与所述入射面的法线垂直的方向以规定间距设置。
由此，能够提供可以实现比现有装置小型化的太赫兹滤波器。
本发明的成像装置的特征在于，具备：太赫兹波产生装置，其产生太赫兹波；太赫兹波检测装置，其检测从所述太赫兹波产生装置射出、且透过对象物或者被对象物反射的太赫兹波；和图像生成部，其基于所述太赫兹波检测装置的检测结果，生成所述对象物的图像，其中，所述太赫兹波检测装置具备：滤波器，其使规定波长的太赫兹波通过；和检测部，其将通过了所述滤波器的所述规定波长的太赫兹波变换为热来进行检测，所述滤波器具备：金属层，其具有连通从所述太赫兹波产生装置射出的所述太赫兹波射入的入射面与所述规定波长的太赫兹波射出的出射面的多个孔部；和电介质部，其被填充于所述多个孔部，且由电介质构成，其中，所述多个孔部沿着与所述入射面的法线垂直的方向以规定间距设置。
由此，能够提供可以实现比现有装置小型化的成像装置。
本发明的计测装置的特征在于，具备：太赫兹波产生装置，其产生太赫兹波；太赫兹波检测装置，其检测从所述太赫兹波产生装置射出、且透过对象物或者被对象物反射的太赫兹波；和计测部，其基于所述太赫兹波检测装置的检测结果，对所述对象物进行计测，所述太赫兹波检测装置具备：滤波器，其使规定波长的太赫兹波通过；和检测部，其将通过了所述滤波器的所述规定波长的太赫兹波变换为热来进行检测，所述滤波器具备：金属层，其具有连通从所述太赫兹波产生装置射出的所述太赫兹波射入的入射面与所述规定波长的太赫兹波射出的出射面的多个孔部；和电介质部，其被填充于所述多个孔部，且由电介质构成，其中，所述多个孔部在沿着与所述入射面的法线垂直的方向以规定间距设置。
由此，能够提供可以实现比现有装置小型化的计测装置。
附图说明
图1是示意地表示本发明的太赫兹波检测装置的第1实施方式的立体图。
图2是示意地表示本发明的太赫兹波检测装置的第2实施方式的立体图。
图3是示意地表示本发明的太赫兹波检测装置的第3实施方式的立体图。
图4是示意地表示本发明的太赫兹波检测装置的第4实施方式的俯视图以及立体图。
图5是表示本发明的成像装置的实施方式的框图。
图6是表示图5所示的成像装置的对象物在太赫兹波段的频谱的曲线图。
图7是表示对象物的物质A、B以及C的分布的图像的图。
图8是表示本发明的计测装置的实施方式的框图。
附图标记的说明
1...太赫兹波检测装置  2...滤波器  21...第1区域  22...第2区域23...第3区域  24...第4区域  25...像素  3...检测部  31...第1单位检测部  32...第2单位检测部  33...第3单位检测部  34...第4单位检测部  4...基板  5...金属膜  51...孔部  511...直线  52...入射面53...出射面  6...填充件  7...被覆膜  11...太赫兹波产生装置  12...图像生成部  13...计测部  100...成像装置  150，160...对象物  200...计测装置
具体实施方式
以下，基于附图所示的优选的实施方式对本发明的太赫兹波检测装置、成像装置以及计测装置详细地进行说明。
第1实施方式
图1是示意地表示本发明的太赫兹波检测装置的第1实施方式的立体图。
图1所示的太赫兹波检测装置1是检测太赫兹波的规定的频率分量、即规定波长的太赫兹波的装置。此外，规定波长是指在后述的检测部3欲对其强度进行检测的波长。该太赫兹波检测装置1具有使规定波长的太赫兹波通过的滤波器2，和将通过了滤波器2的所述规定波长的太赫兹波变换为热来进行检测的检测部3。另外，在太赫兹波检测装置1中，滤波器2与检测部3的位置关系是固定的。例如，滤波器2与检测部3被一体化。
此外，太赫兹波是指频率在100GHz以上、30THz以下的电磁波，尤其是指300GHz以上、3THz以下的电磁波。
太赫兹波检测装置1的滤波器2具备：基板4；金属膜(金属层)5，其设置在基板4的太赫兹波的射入侧，并具有多个孔部(贯通孔)51；和填充件(电介质部)6，其被填充于各孔部51，并由电介质构成。金属膜5具有太赫兹波射入的入射面52和透过了金属膜5的太赫兹波射出的出射面53，多个孔部51被设置为连通地连接入射面52与出射面53。基板4设置在金属膜5的太赫兹波的射出侧。
基板4的形状不特别被限定，从其厚度方向俯视时的形状可以举出例如，四边形等多边形、圆形、椭圆形等。此外，在图示的构成中，从基板4的厚度方向俯视时的形状呈四边形。
另外，基板4的尺寸不特别被限定，可以根据用途、各条件适当地设定，但优选基板4的一边的长度在1μm以上、10cm以下，更优选在10μm以上、1cm以下。另外，优选基板4的厚度在10nm以上、10cm以下，更优选在100nm以上、1cm以下。
另外，作为基板4的构成材料，能够使用金属以外的材料，例如可以举出各种树脂材料、二氧化硅等绝缘体、半导体等。此外，优选基板4具有绝缘性。
通过设置基板4，滤波器2的构造上的强度提高，能够使可靠性提高。
金属膜5的外形形状与基板4的外形形状对应。另外，在金属膜5中形成的各孔部51被二维地配置，规则地排列。各孔部51的形状不特别被限定，可以举出例如，圆形、椭圆形、四边形等多边形、直线状、曲线状、折线状等。此外，在图示的构成中，孔部51的形状是圆形的，以下，对于孔部51的条件，代表性地说明孔部51的形状为圆形的情况。
对于各孔部51来说，从入射面52的法线方向俯视时的相邻的2个孔部51的中心间距离要根据通过滤波器2的太赫兹波的波长(以下，也称为“通过波长”)来设定。即，也可以说各孔部51沿着与入射面52的法线垂直的方向以规定的间距周期性地排列设置。相邻的2个孔部51的中心间距离被设定为与通过波长相同。由此，能够高精度地使规定波长的太赫兹波通过，通过检测部3能够高精度地检测规定波长的太赫兹波。
另外，在图示的构成中，各孔部51按照下述方式配置：通过彼此连结相邻的2个孔部51的中心的3条直线511形成正三角形，各正三角形规则地排列。即，各孔部51被配置成正三角形的格子状。
另外，当将孔部51的直径设置为d、将相邻的2个孔部51的中心间距离(孔部51的间距)设置为s时，优选各孔部51被设置为满足下述式1，
0.25≤d/s＜1...(1)。
当d/s比0.25小时，由于其他的条件，太赫兹波无法通过金属膜5。另外，当d/s在1以上时，相邻的2个孔部51彼此会接触或者连通。另外，当d/s为0.25时，滤波器2的精度最好，d/s越大则精度越差。
此外，更优选d/s在0.25以上、且小于1，进一步优选在0.25以上、0.5以下。
另外，孔部51的直径d越小，精度越好，因此优选在满足所述式1的范围内，设定得更小。
此外，具体而言，优选孔部51的直径d在0.1μm以上、且小于3mm，更优选在1μm以上、且小于300μm，进一步优选在10μm以上、且小于30μm。另外，优选相邻的2个孔部51的中心间距离s在0.1μm以上、3mm以下，更优选在1μm以上、300μm以下，进一步优选在10μm以上、30μm以下。
另外，优选金属膜5的厚度(入射面52的法线方向的长度)在通过滤波器2的太赫兹波的波长以下。由此，能够高精度地检测规定波长的太赫兹波。
具体而言，优选金属膜5的厚度在3mm以下，更优选在1mm以下，进一步优选在100μm以下，特别优选在10nm以上、100μm以下。
另外，作为金属膜5的构成材料，只要是金属就没有特别的限定，可以举出例如，铝、铝合金、金、金合金、银、银合金、不锈钢等。
此外，当孔部51的形状是圆形以外时，该孔部51最长的部位的长度与所述直径d相当。例如，当孔部51的形状是椭圆形时，长径与所述直径d相当，另外，当孔部51的形状是多边形时，最长的对角线与所述直径d相当。
在金属膜5的各孔部51中，填充有由电介质构成的填充件6。对射入填充件6的太赫兹波来说，由于填充件6的介电常数比1大，因此在填充件6内的太赫兹波的传播速度降低。由于传播速度与传播路径中的波长呈正比例关系，因此通过降低传播速度，从而在填充件6中传播的太赫兹波的波长变小。在设计滤波器2时，要根据在滤波器2内传播的波长设定孔部51的间距s、孔部51的直径d等。即，通过减小在填充件6中传播的太赫兹波的波长，能够减小滤波器2的面积。由此，可以实现太赫兹波长检测装置的小型化。
填充件6的介电常数比基板4以及金属膜5的介电常数高。具体而言，优选填充件6的相对介电常数在50以上，更优选在50以上、200以下，进一步优选在80以上、120以下。由此，能够进一步减小在滤波器2中传播的太赫兹波的波长，因此可以实现太赫兹波长检测装置的小型化。
另外，作为构成填充件6的电介质，只要是电介质就没有特别的限定，优选包含例如金属氧化物、金属碳化物以及金属氮化物等中的至少1种。而且，优选该金属氧化物、金属碳化物以及金属氮化物的所述金属分别属于元素周期表的第3族、第4族以及第5族中的任意一族。由此，能够进一步减小在滤波器2中传播的太赫兹波的波长，因此可以实现太赫兹波长检测装置的小型化。
作为这样的填充件6的构成材料，可以举出例如氮化铪铝酸盐、氧化铪、氧化钇、氧化镧、氧化铌以及氧化钛等。
检测部3配置于滤波器2的太赫兹波的射出侧。作为该检测部3，使用将太赫兹波变换为热来进行检测的单元，即，使用将太赫兹波变换为热，可以检测该太赫兹波的能量(强度)的单元。作为这样的检测部3，可以举出例如焦电传感器、辐射热测量器等。
接下来，说明太赫兹波检测装置1的作用。
当太赫兹波射入太赫兹波检测装置1的滤波器2的金属膜5时，规定波长的太赫兹波通过该滤波器2。在该情况下，能够截住规定波长以外的太赫兹波的大部分。另外，在滤波器2中，通过填充于孔部51的填充件6太赫兹波被压缩，其波长变短，由此可以实现太赫兹波长检测装置的小型化。
接下来，通过了滤波器2的规定波长的太赫兹波射入检测部3。检测部3具备高效率地吸收规定波长的太赫兹波的吸收层(未图示)，将射入检测部3的太赫兹波变换为热来进行检测。即，在检测部3中，太赫兹波被变换为热，从而该太赫兹波的能量被检测。表示该检测结果的信号被送出至例如与检测部3连接的未图示的个人计算机等外部装置。
如以上说明的那样，根据该太赫兹波检测装置1，在滤波器2中，通过填充于孔部51的填充件6太赫兹波被压缩，其波长变短，由此能够减小滤波器2的面积，可以实现太赫兹波长检测装置的小型化。进而，通过减小滤波器2的面积，在设置有多个滤波器2的情况下，能够减小滤波器2彼此的间隔。即，能够减小与滤波器2对应地设置的多个检测部3彼此的间隔，能够提高太赫兹波检测装置的分辨率。
此外，在本发明中，也可以省略基板4。
第2实施方式
图2是示意地表示本发明的太赫兹波检测装置的第2实施方式的立体图。
以下，对第2实施方式，以与上述的第1实施方式的不同点为中心进行说明，对同样的事项省略其说明。另外，对与第1实施方式同样的构成标注与上述的实施方式同样的附图标记，省略其详细的说明。
如图2所示，在第2实施方式的太赫兹波检测装置1中，滤波器2具有设置在金属膜5的太赫兹波的射入侧的表面，且由电介质构成的被覆膜(电介质层)7。通过该被覆膜7，射入滤波器2的太赫兹波被压缩，波长变短。由此，当太赫兹波射入滤波器2的各孔部51时，太赫兹波的波长已经被压缩，因此规定波长的太赫兹波能够高精度地通过滤波器2。由此，能够高精度地检测规定波长的太赫兹波。
被覆膜7的介电常数比基板4以及金属膜5的介电常数高。具体而言，优选被覆膜7的相对介电常数在50以上，更优选在50以上、200以下，进一步优选在80以上、120以下。由此，能够进一步减小在滤波器2中传播的太赫兹波的波长，因此可以实现太赫兹波长检测装置的小型化。
另外，作为构成被覆膜7的电介质，只要是电介质就没有特别的限定，优选包含例如金属氧化物、金属碳化物以及金属氮化物等中的至少1种。而且，优选该金属氧化物、金属碳化物以及金属氮化物的所述金属分别属于元素周期表的第3族、第4族以及第5族中的任意一族。由此，能够减小在滤波器2中传播的太赫兹波的波长，因此可以实现太赫兹波长检测装置的小型化。
作为这样的被覆膜7的构成材料，可以举出例如氮化铪铝酸盐、氧化铪、氧化钇、氧化镧、氧化铌以及氧化钛等。
另外，被覆膜7的厚度没有特别的限定，优选在10nm以上、1mm以下，更优选在100nm以上、100μm以下。
此外，构成被覆膜7的电介质的组成与构成填充件6的电介质的组成可以是相同的，另外，也可以是不同的。
另外，被覆膜7的相对介电常数与填充件6的相对介电常数可以是相同的，另外，也可以是不同的，优选是不同的。而且，更优选填充件6的相对介电常数设定得比被覆膜7的相对介电常数高。由此，规定波长的太赫兹波能够更可靠地通过滤波器2。
此外，该第2实施方式也能够应用于后述的第3实施方式以及第4实施方式。
第3实施方式
图3是示意地表示本发明的太赫兹波检测装置的第3实施方式的立体图。其中，在图3中，用虚线表示滤波器2的第1区域21、第2区域22、第3区域23和第4区域24的边界。
以下，对第3实施方式，以与上述的第1实施方式的不同点为中心进行说明，对同样的事项省略其说明。另外，对与上述的实施方式同样的构成标注与上述的实施方式同样的附图标记，省略其详细的说明。
如图3所示，在第3实施方式的太赫兹波检测装置1中，滤波器2具有相邻的2个孔部51的中心间距离相互不同且使相互不同波长的太赫兹波通过的多个区域，即，第1区域21、第2区域22、第3区域23以及第4区域24。
另外，在图示的构成中，第1区域21、第2区域22、第3区域23以及第4区域24都呈同一形状，即都呈四边形，而且，具有同一尺寸。另外，第1区域21配置于图3中的右上，第2区域22配置于图3中的右下，第3区域23配置于图3中的左上，第4区域24配置于图3中的左下。另外，从入射面52的法线方向俯视时的相邻的2个孔部51的中心间距离(孔部51的间距)在第1区域21中被设定为s1，在第2区域22中被设定为s2，在第3区域23中被设定为s3，在第4区域24中被设定为s4，且形成为s1＜s2＜s3＜s4的关系。而且，通过波长按照第4区域24、第3区域23、第2区域22、第1区域21的顺序变长。
此外，第1区域21的孔部51的直径、第2区域22的孔部51的直径、第3区域23的孔部51的直径和第4区域24的孔部51的直径可以是相同的，另外，也可以是不同的，但在图示的构成中被设定为相同的。
另外，检测部3具有分别与滤波器2的第1区域21、第2区域22、第3区域23以及第4区域24对应地设置的第1单位检测部31、第2单位检测部32、第3单位检测部33以及第4单位检测部34。该第1单位检测部31、第2单位检测部32、第3单位检测部33以及第4单位检测部34分别将通过了第1区域21、第2区域22、第3区域23以及第4区域24的太赫兹波变换为热来进行检测。由此，能够分别检测4个所希望的波长的太赫兹波。
另外，在本实施方式的太赫兹波检测装置1中，如所述第2实施方式那样，也优选滤波器2具有设置于金属膜5的太赫兹波的射入侧的表面、且由电介质构成的被覆膜7。
此外，在本发明中，使相互不同波长的太赫兹波通过的区域的个数、单位检测部的个数也可以根据想进行检测的太赫兹波的波长的个数来设定。例如，分别不限于4个，可以是2个，而且也可以是3个，另外还可以是5个以上。
第4实施方式
图4是示意地表示本发明的太赫兹波检测装置的第4实施方式的俯视图以及立体图。
其中，在图4(a)中，用虚线表示滤波器2的第1区域21、第2区域22、第3区域23、第4区域24的边界。另外，用实线表示相邻的2个像素(单位区域)25的边界。另外，在图4(b)中放大地表示了用图4(a)的虚线圈成圆形的部位。另外，在图4(a)中，省略孔部51以及填充件6地进行图示。
以下，对第4实施方式，以与上述的第3实施方式的不同点为中心进行说明，对同样的事项，省略其说明。另外，对与上述实施方式同样的构成标注与上述的实施方式同样的附图标记，省略其详细的说明。
如图4(a)所示，在第4实施方式的太赫兹波检测装置1中，滤波器2具有二维地配置的多个像素(单位区域)25。即，各像素25被配置为矩阵状。
另外，各像素25分别与所述第3实施方式中的滤波器2相当。即，各像素25具有相邻的2个孔部51的中心间距离相互不同从而使相互不同波长的太赫兹波通过的多个区域，即，具有第1区域21、第2区域22、第3区域23以及第4区域24。此外，对第1区域21、第2区域22、第3区域23以及第4区域24，与所述第3实施方式同样，因此省略其说明。
另外，检测部3具有分别与滤波器2的各像素25的第1区域21、第2区域22、第3区域23以及第4区域24对应地设置的第1单位检测部31、第2单位检测部32、第3单位检测部33以及第4单位检测部34。各第1单位检测部31、各第2单位检测部32、各第3单位检测部33以及各第4单位检测部34分别将通过了各像素25的第1区域21、第2区域22、第3区域23以及第4区域24的太赫兹波变换为热来进行检测。由此，能够在各像素25的每一个中，分别检测4个规定波长的太赫兹波。
本实施方式的太赫兹波检测装置1的滤波器2表示了排列有多个包含第1区域21、第2区域22、第3区域23、第4区域24的同一单位区域的结构，但是不限于此。例如，只要在各单位区域中含有第1区域21、第2区域22、第3区域23、第4区域24，则在单位区域内的各区域的排列也可以不同。另外，单位区域中所包含的各区域的个数、单位检测部的个数根据想进行检测的太赫兹波的波长的个数设定即可，不限于4个。例如，分别可以是2个，而且也可以是3个，另外还可以是5个以上。
另外，在本实施方式的太赫兹波检测装置1中，如所述第2实施方式那样，优选滤波器2具有设置在金属膜5的太赫兹波的射入侧的表面、且由电介质构成的被覆膜7。
此外，在本发明中，滤波器2的像素25可以配置成一维的，例如直线状。
成像装置的实施方式
图5是表示本发明的成像装置的实施方式的框图。
如图5所示，成像装置100具备：太赫兹波产生装置11，其产生太赫兹波；太赫兹波检测装置1，其检测从太赫兹波产生装置11射出、且透过对象物150或者被对象物150反射的太赫兹波；和图像生成部12，其基于太赫兹波检测装置1的检测结果，生成对象物150的图像，即，生成图像数据。
作为太赫兹波检测装置1，在本实施方式中，使用所述第4实施方式的太赫兹波检测装置。此外，对与上述实施方式同样的构成标注与上述的实施方式同样的附图标记，省略其详细的说明。
另外，作为太赫兹波产生装置11，可以举出：例如，量子级联激光器、使用了光传导天线与短脉冲激光器的方式、使用了非线形光学结晶的差频产生方式的装置等。
接下来，对成像装置100的使用例进行说明。
首先，成为分光成像的对象的对象物150由3个物质A、B以及C构成。成像装置100进行该对象物150的分光成像。另外，在这里，作为一例，太赫兹波检测装置1检测被对象物150反射的太赫兹波。
图6是表示对象物150在太赫兹波段的频谱的曲线图。
在太赫兹波检测装置1的滤波器2的各像素25中，使用第1区域21以及第2区域22。
另外，当将第1区域21的通过波长设为λ1，将第2区域22的通过波长设为λ2，将被对象物150反射的太赫兹波的波长λ1的分量的强度设为α1，将被对象物150反射的太赫兹波的波长λ2的分量的强度设为α2时，设定所述第1区域21的通过波长λ1以及第2区域22的通过波长λ2，以使该强度α2与强度α1的差值(α2-α1)在物质A、物质B与物质C中能够相互显著地被区别。
如图6所示，在物质A中，被对象物150反射的太赫兹波的波长λ2的分量的强度α2与波长λ1的分量的强度α1的差值(α2-α1)为正值。
另外，在物质B中，强度α2与强度α1的差值(α2-α1)为零。
另外，在物质C中，强度α2与强度α1的差值(α2-α1)为负值。
当通过成像装置100进行对象物150的分光成像时，首先，由太赫兹波产生装置11产生太赫兹波，将该太赫兹波向对象物150照射。然后，用太赫兹波检测装置1将被对象物150反射的太赫兹波检测为α1以及α2。该检测结果被送出至图像生成部12。此外，太赫兹波向该对象物150的照射以及被对象物150反射的太赫兹波的检测是针对对象物150的整体进行的。
在图像生成部12中，基于所述检测结果求得通过了滤波器2的第2区域22的太赫兹波的波长λ2的分量的强度α2与通过了第1区域21的太赫兹波的波长λ1的分量的强度差α1的差值(α2-α1)。然后，判断、确定为对象物150中，所述差值为正值的部位是物质A，所述差值为零的部位是物质B，所述差值为负值的部位是物质C。
另外，在图像生成部12中，如图7所示，作成表示对象物150的物质A、B以及C的分布的图像的图像数据。该图像数据从图像生成部12被送出至未图示的显示器，在该显示器上，表示对象物150的物质A、B以及C的分布的图像被显示。该情况下，用颜色区分地显示为：例如对象物150的物质A分布的区域为黑色，物质B分布的区域为灰色，物质C分布的区域为白色。在该成像装置100中，如以上那样，能够同时地进行构成对象物150的各物质的识别与该各物质的分布测量。
此外，成像装置100的用途不限于所述的用途，例如，通过对人照射太赫兹波，检测透过该人或者被该人反射的太赫兹波，在图像生成部12中进行处理，由此也能够辨别该人是否携带有***、刀、违法的药物等。
计测装置的实施方式
图8是表示本发明的计测装置的实施方式的框图。
以下，对计测装置的实施方式，以与上述的成像装置的实施方式的不同点为中心进行说明，对同样的事项，省略其说明。
如图8所示，计测装置200具备：太赫兹波产生装置11，其产生太赫兹波；太赫兹波检测装置1，其检测由太赫兹波产生装置11射出、且透过对象物160或者被对象物160反射的太赫兹波；和计测部13，其基于太赫兹波检测装置1的检测结果，计测对象物160。
作为太赫兹波检测装置1，在本实施方式中，使用所述第4实施方式的太赫兹波检测装置。此外，对与上述实施方式同样的构成标注与上述的实施方式同样的附图标记，省略其详细的说明。
另外，作为太赫兹波产生装置11，可以举出：例如量子级联激光器、使用了光传导天线与短脉冲激光器的方式、使用了非线形光学结晶的差频产生方式的装置等。
接下来，对计测装置200的使用例进行说明。
当通过计测装置200进行对象物160的分光计测时，首先，由太赫兹波产生装置11产生太赫兹波，将该太赫兹波向对象物160照射。然后，用太赫兹波检测装置1检测透过对象物160或者被对象物160反射的太赫兹波。该检测结果被送出至计测部13。此外，太赫兹波向该对象物160的照射以及透过对象物160或者被对象物160反射的太赫兹波的检测是针对对象物160的整体进行的。
在计测部13中，根据所述检测结果把握通过了滤波器2的第1区域21、第2区域22、第3区域23以及第4区域24的太赫兹波各自的强度，进行对象物160的分量以及其分布的分析等。
以上，基于图示的实施方式说明了本发明的太赫兹波检测装置、成像装置以及计测装置，本发明不限于此，各部分的构成能够置换为具有同样的功能的任意的构成。另外，在本发明中，还可以附加其他的任意的构成物、步骤。
另外，本发明也可以组合所述各实施方式中的任意的2个以上的构成(特征)。

Claims (18)

1.一种太赫兹波检测装置，其特征在于，
具备：
滤波器，其使规定波长的太赫兹波通过；和
检测部，其将通过了所述滤波器的所述规定波长的太赫兹波变换为热来进行检测，
所述滤波器具备：
金属层，其具有连通太赫兹波射入的入射面与所述规定波长的太赫兹波射出的出射面的多个孔部；和
电介质部，其被填充于所述多个孔部，且由电介质构成，
其中，所述多个孔部沿着与所述入射面的法线垂直的方向以规定的间距设置。
2.根据权利要求1所述的太赫兹波检测装置，其特征在于，
所述滤波器具有设置在所述金属层的所述入射面的表面以及所述电介质部的所述入射面侧的表面、且由电介质构成的电介质层。
3.根据权利要求2所述的太赫兹波检测装置，其特征在于，
所述电介质层的相对介电常数在50以上。
4.根据权利要求2或3所述的太赫兹波检测装置，其特征在于，
构成所述电介质层的所述电介质包含金属氧化物、金属碳化物以及金属氮化物中的至少1种。
5.根据权利要求4所述的太赫兹波检测装置，其特征在于，
构成所述电介质层的所述电介质所包含的所述金属属于元素周期表的第3族、第4族以及第5族中的任意一族。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的太赫兹波检测装置，其特征在于，
所述电介质部的相对介电常数在50以上。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的太赫兹波检测装置，其特征在于，
构成所述电介质部的所述电介质包含金属氧化物、金属碳化物以及金属氮化物中的至少1种。
8.根据权利要求7所述的太赫兹波检测装置，其特征在于，
构成所述电介质部的所述电介质中所包含的所述金属属于元素周期表的第3族、第4族以及第5族中的任意一族。
9.根据权利要求1～8中的任意一项所述的太赫兹波检测装置，其特征在于，
所述滤波器具有设置在所述金属层的所述出射面侧的基板。
10.根据权利要求1～9中的任意一项所述的太赫兹波检测装置，其特征在于，
所述孔部从所述入射面的法线方向俯视时的形状是圆形，
当将所述圆形的直径设为d、将从所述入射面的法线方向俯视时的相邻的2个所述孔部的所述圆形的中心间距离设为s时，所述孔部以满足下述式1的方式被设置，
0.25≤d/s＜1...(1)。
11.根据权利要求1～10中的任意一项所述的太赫兹波检测装置，其特征在于，
所述金属层的沿着所述入射面的法线方向的厚度在所述规定的太赫兹波的波长以下。
12.根据权利要求1～11中的任意一项所述的太赫兹波检测装置，其特征在于，
相邻的2个所述孔部的所述规定间距与所述规定的太赫兹波的波长是同一长度。
13.根据权利要求1～12中的任意一项所述的太赫兹波检测装置，其特征在于，
所述滤波器具有：多个所述孔部沿着与所述入射面的法线垂直的方向以第1间距设置的第1区域，和多个所述孔部沿着与所述入射面的法线垂直的方向以第2间距设置的第2区域。
14.根据权利要求1～12中的任意一项所述的太赫兹波检测装置，其特征在于，
所述滤波器具有多个单位区域，
所述多个单位区域分别具有多个所述孔部沿着与所述入射面的法线垂直的方向以第1间距设置的第1区域，和多个所述孔部沿着与所述入射面的法线垂直的方向以第2间距设置的第2区域。
15.根据权利要求13或14所述的太赫兹波检测装置，其特征在于，
所述检测部具有分别与所述滤波器的所述第1区域以及所述第2区域对应地设置、且将通过了该区域的太赫兹波变换为热来进行检测的多个单位检测部。
16.一种太赫兹滤波器，其特征在于，
使规定波长的太赫兹波透过，
该太赫兹滤波器具备：
金属层，其具有连通太赫兹波射入的入射面与所述规定波长的太赫兹波射出的出射面的多个孔部；和
电介质部，其被填充于所述多个孔部，且由电介质构成，
其中，所述多个孔部沿着与所述入射面的法线垂直的方向以规定间距设置。
17.一种成像装置，其特征在于，
具备：
太赫兹波产生装置，其产生太赫兹波；
太赫兹波检测装置，其检测由所述太赫兹波产生装置射出、且透过对象物或者被对象物反射的太赫兹波；和
图像生成部，其基于所述太赫兹波检测装置的检测结果，生成所述对象物的图像，
所述太赫兹波检测装置具备：
滤波器，其使规定波长的太赫兹波通过；和
检测部，其将通过了所述滤波器的所述规定波长的太赫兹波变换为热来进行检测，
所述滤波器具备：
金属层，其具有连通由所述太赫兹波产生装置射出的所述太赫兹波射入的入射面与所述规定波长的太赫兹波射出的出射面的多个孔部；和
电介质部，其被填充于所述多个孔部，且由电介质构成，
其中，所述多个孔部沿着与所述入射面的法线垂直的方向以规定间距设置。
18.一种计测装置，其特征在于，
具备：
太赫兹波产生装置，其产生太赫兹波；
太赫兹波检测装置，其检测由所述太赫兹波产生装置射出、且透过对象物或者被对象物反射的太赫兹波；和
计测部，其基于所述太赫兹波检测装置的检测结果，计测所述对象物，
所述太赫兹波检测装置具备：
滤波器，其使规定波长的太赫兹波通过；和
检测部，其将通过了所述滤波器的所述规定波长的太赫兹波变换为热来进行检测，
所述滤波器具备：
金属层，其具有连通由所述太赫兹波产生装置射出的所述太赫兹波射入的入射面与所述规定波长的太赫兹波射出的出射面的多个孔部；和
电介质部，其被填充于所述多个孔部，且由电介质构成，
其中，所述多个孔部沿着与所述入射面的法线垂直的方向以规定间距设置。
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