JP2010164511A - センサーユニット、テラヘルツ分光測定装置およびテラヘルツ分光測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】テラヘルツ光が水蒸気によるスペクトル吸収の影響を受けない測定精度の高いセンサーユニット、テラヘルツ分光測定装置およびテラヘルツ分光測定方法を提供する。
【解決手段】テラヘルツ光を発光するＬＴ−ＧａＡｓ基板１１２を有した発光素子部１１と、前記テラへルツ光を受光して検出信号を検出するＬＴ−ＧａＡｓ基板１２２を有した受光素子部１２と、前記発光素子部１１と前記受光素子部１２とが互いに接合され、前記発光素子部１１と前記受光素子部１２との間に試料Ｓが流入される流路１３が形成されたことを特徴としたセンサーユニット１０。
【選択図】図２

Description

本発明は、テラヘルツ光を用いたセンサーユニット、テラヘルツ分光測定装置およびテラヘルツ分光測定方法に関する。

近年、テラヘルツ周波数領域（０．１ＴＨｚ〜１０ＴＨｚ）の光を試料に照射して、試料を透過した透過光又は試料から反射した反射光を検出するテラヘルツ時間領域分光法（ＴＨｚ−ＴＤＳ：ＴＨｚ−ＴｉｍｅＤｏｍａｉｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）が注目されている。このテラヘルツ時間領域分光法は、テラヘルツパルス分光計測装置を用い、テラヘルツ光の時間に依存した試料の電場強度を測定し、その時間に依存した時系列データをフーリエ変換処理することにより、そのパルスを形成する電場強度や位相等の周波数依存性を得ることができる（特許文献１参照）。

テラヘルツ分光測定装置には、発光素子と受光素子とを繋ぐテラヘルツ光の導波路が形成され、その中央に試料が流通する流路が形成されたものが知られている（特許文献２参照）。

ＷＯ００/０７９２４８号公報 特開２００７−１７８１８９号公報

特許文献１に記載されたテラヘルツ分光測定装置では、発光素子と受光素子とが離れており、その間に試料が配置されている。このため、テラヘルツ光は、発光素子から出射してから受光素子に入射するまでの間に、試料由来のスペクトル吸収だけでなく、受光素子に入射するまでの光路において、大気中に含まれる水蒸気由来のスペクトル吸収も受けることとなる。この大気によるスペクトル吸収が測定誤差となり、テラヘルツ分光測定装置の測定精度低下の原因となる問題がある。

また、発光素子と受光素子とが離れているので、発光素子から出射されるテラヘルツ光の発散を受光素子への入射において焦点を集中させるために軸外し放物面鏡等によりテラヘルツ光の焦点を調整する必要があり、テラヘルツ分光測定装置の構成が複雑になってしまう問題がある。

特許文献２に記載のテラヘルツ分光測定装置は、発光素子と受光素子との間の空間が密閉されている為、大気中の水蒸気による吸収を免れることが出来る。しかしながら、基板の中に、テラヘルツ光の導波路を作らねばならず、構造が複雑となってしまうという問題が挙げられる。

本発明の目的は、テラヘルツ光が水蒸気によるスペクトル吸収の影響を受けず測定精度の高いセンサーユニット、テラヘルツ分光測定装置およびテラヘルツ分光測定方法を提供することにある。

［適用例１］
本適用例に係るセンサーユニットは、テラヘルツ光を発光する基板を有する発光素子部と、前記テラへルツ光を受光して検出信号を検出する基板を有する受光素子部とを備え、前記発光素子部と前記受光素子部とが互いに接合され、かつ、前記発光素子部と前記受光素子部との間に沿って液体が流れる流路部が形成され、前前記テラヘルツ光が前記発光素子部から前記流路部へ直接光として入射し、前記流路部から前記受光素子部へ直接光として射出することを特徴とするたことを特徴とする。

この構成の本適用例では、発光素子と受光素子とが互いに接合され、その間に試料の流路が形成されているので、テラヘルツ光は、流路中の試料と、発光素子・受光素子の基板のみを通ることとなる。
このため、テラヘルツ光が大気中の水蒸気などによって吸収されることがない。従って、本適用例に係るセンサーユニットは、試料由来のスペクトル吸収のみを受光素子にて検出することができる。
また、発光素子と受光素子とを接合させているので、これらが離し置きされ、その間に試料が流通または配置されるセンサーユニットに比べ、非常に小型化することができる。

さらに、発光素子と受光素子とが接合され、その間に流路が形成されているので、試料を透過したテラヘルツ光は速やかに受光素子へと入射することとなる。このため、軸外し放物面鏡等の集光光学系が不要になり、構成が簡略化されると共に、光学系の調整を行う必要がない。

［適用例２］
本適用例に係るセンサーユニットは、前記流路部が前記発光素子部または前記受光素子の少なくとも一方に形成された溝部を伴うことが好ましい。
この構成の本適用例では、試料を流通させる流路が発光素子部または受光素子部の少なくとも一方に形成された溝部を伴うので、発光素子部と受光素子部のみで構成でき、これらを接合させるだけで、発光素子部と受光素子部との間に沿って流路部を形成することができる。
このため、本適用例に係るセンサーユニットは簡易な構成とすることができ、さらに、当該センサーユニットを容易に製造することができる。

［適用例３］
本適用例に係るセンサーユニットは、前記流路部がスペーサーにより形成されることが好ましい。
この構成の本適用例では、流路部がスペーサーにより形成されるので、発光素子部と受光素子部との間にスペーサーを挟みこんで接合するだけで、発光素子部と受光素子部との間に沿って流路を形成することができる。
このため、本適用例に係るセンサーユニットは簡易な構成とすることができ、さらに、当該センサーユニットを容易に製造することができる。

［適用例４］
本適用例に係るセンサーユニットは、前記発光素子部と前記受光素子部とがそれぞれ電極を有し、前記電極が透光性、かつ、絶縁性のある被覆部材によって被覆されることが好ましい。
この構成の本適用例では、電極が絶縁性の被覆部材により被覆されているので、電極の短絡を防止することができる。また、外気に触れることによる電極の劣化を防止することもできる。

［適用例５］
本適用例に係るセンサーユニットは、前記発光素子部と前記受光素子部との接合面に対し反対側の面の少なくとも一方の面に光ファイバーが設けられ、前記被覆部材は前記光ファイバーを係脱可能とする取付部を有することが好ましい。
この構成の本適用例では、電極を被覆する被覆部材に係脱可能とする取付部を有するので、他の部材・部品等をこの取付部に係合させることで、部材・部品等、例えば、光ファイバーを容易に取り付けることができる。この取付部に光ファイバーを取り付けた場合、パルスレーザー光が光ファイバーにより発光素子部または受光素子部へと導光されるので、パルスレーザー光の光路を鏡等の反射により屈曲させる必要がなく、光ファイバーを曲げることにより自在にこのパルスレーザー光の光路を曲げることができる。

［適用例６］
本適用例に係るテラヘルツ分光測定装置は、上記のセンサーユニットと、前記受光素子部に照射するレーザー光を照射するレーザー発振器と、前記検出信号を用いて分析処理を行う分析手段と、を備えることが好ましい。
この構成の本適用例では、受光素子部にて検出した信号から分析処理する分析手段を備えているので、得られた検出信号の分析および解析等をテラヘルツ分光測定と同時に行うことができる。従って、テラヘルツ分光測定と、その分析および解析を一度に行うことができるので、短時間で測定結果を得ることができる。
また、上記小型化されたセンサーユニットを導入することで、テラヘルツ分光測定装置を小型化することができる。
さらに、上記センサーユニットは、発光素子部から入射するテラへルツ光が流路部においてほとんど発散することなく受光素子部へと出射するので、このセンサーユニットを導入したテラヘルツ分光測定装置は、軸外し放物面鏡等の集光光学系を省略でき、簡易な構成のものとすることができる。

［適用例７］
本適用例に係るテラへルツ分光測定方法は、前記流路部に標準試料を流入させて前記検出信号を検出する標準試料検出工程と、前記流路部から前記標準試料を排出する排出工程と、前記流路部に前記試料を流入させて前記検出信号を検出する試料検出工程と、前記標準試料検出工程で得られる前記検出信号と前記試料検出工程で得られる前記検出信号とを比較して前記試料の分析を行う分析処理工程と、を備えることを特徴とする。

この構成の本適用例では、標準試料による吸収スペクトルを検出し、その後、試料による吸収スペクトルを検出する。そして、試料による吸収スペクトルの検出信号を標準試料による吸収スペクトルの検出信号で割ることで測定評価するので、標準試料の吸収スペクトルを基準とした測定ができる。よって、安定した測定精度を確保することができる。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここで、各実施形態において、同一構成については同一符号を付して説明を省略もしくは簡略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態であるテラヘルツ分光測定装置を図１に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態におけるテラヘルツ分光測定装置の構成図が示されている。
図１に示すように、本実施形態のテラヘルツ分光測定装置１は、所定周期でレーザー光３０を発生するレーザー発振器としてのパルス光源１００と、このパルス光源１００から発生するレーザー光３０を励起光とプローブ光とに分離するためのビームスプリッタ２１と、この励起光を導くための励起光学系３１と、励起光学系３１によって導かれた励起光が照射されるセンサーユニット１０と、プローブ光を導くためのプローブ光学系３２と、このプローブ光の励起光に対するタイミング差を調整および設定する可変光遅延器４０と、センサーユニット１０からの検出信号を処理するための分析手段としての分光処理部５０とを備えている。

ここで、パルス光源１００としては、例えば、フェムト秒パルスレーザーなどのパルスレーザー装置を用いることができる。
センサーユニット１０は、励起光学系３１の励起光が照射されることによりテラヘルツ光を発生させる発光素子部１１と、発光素子１１から出射されるテラヘルツ光が透過される試料Ｓを流通する流路部１３と、流路１３を透過したテラヘルツ光を受光する受光素子部１２とを備えている。

励起光学系３１には、励起光をビームスプリッタ２１からセンサーユニット１０まで導くための固定反射鏡２２，２３が設けられている。
可変光遅延器４０は、プローブ光の光軸と平行な方向に自在に移動可能な可動反射鏡４１と、この可動反射鏡４１の位置を移動制御する光遅延制御装置４２と、プローブ光学系３２を可反射鏡４１へと導く固定反射鏡４３とを備えている。
また、光遅延制御装置４２は、可動反射鏡４１の位置を駆動制御するためのものである。可動反射鏡４１の位置を駆動制御することによって、プローブ光の光路長の設定・変更を制御し、もって、励起光とプローブ光の照射タイミング差（テラヘルツ光の発生・検出タイミング差）の設定・変更を制御する。

分光処理部５０は、Ａ／Ｄ変換器５１、スペクトル分析装置５２、及び、解析装置５３を備えている。
電流/電圧変換器５１は、受光素子１２から供給された電流のアナログ信号をデジタル信号に変換するためのものである。
スペクトル分析装置５２は、Ａ／Ｄ変換器５１で変換されたデジタル信号を記録し、フーリエ変換することによって、テラヘルツ光の周波数毎の強度分布を求めるためのものである。

解析装置５３は、スペクトル分析装置５２にて得られた振幅スペクトルに基づき、励起光学系３１とプローブ光学系３２との境界に配置されている試料Ｓの分光特性を求めるためのものである。解析装置５３は、パーソナルコンピュータ等からなり、スペクトル分析装置５２で得られた振幅スペクトラムのデータに基づき、試料Ｓのテラヘルツ光分光特性を得るために必要な演算処理を行い、試料Ｓのテラヘルツ光分光特性を得る。

図２は、本発明の第１実施形態におけるセンサーユニットの拡大断面図が示されている。
図２に示すように、センサーユニット１０は、略同じ平板形状の発光素子部１１と受光素子部１２とが平面を合わせて接合されている。
発光素子部１１は、平板形状のガリウム砒素基板（以下ＧａＡｓ基板という）１１１を有している。このＧａＡｓ基板１１１は、受光素子部１２との接合面とは反対側の基板として低温成長ガリウム砒素基板（以下ＬＴ−ＧａＡｓ基板という）１１２が設けられている。このＬＴ−ＧａＡｓ基板１１２は、分子線エピタキシャル法により、具体的には、２００℃〜４００℃程度の温度範囲でガリウム砒素をＧａＡｓ基板１１１上にさせたものである。
そして、このＬＴ−ＧａＡｓ基板１１２上に電極１１３を形成し、さらに、この電極１１３の上に被覆部材としての透明部材１１４が形成されて、電極１１３が被覆されている。
また、この電極１１３には、テラヘルツ光が励起光学系３１より入射する箇所に間隙１１３ａが形成されている。

受光素子部１２は、発光素子部１１と略同様の構成となっており、ＧａＡｓ基板１２１と、基板としてのＬＴ−ＧａＡｓ基板１２２と、電極１２３と、被覆部材としての透明部材１２４とを備えている。
また、電極１２３には、テラヘルツ光がプローブ光学系３２より入射する箇所に間隙１２３ａが形成されている。この導光孔１２３ａは、発光素子部１１側の間隙１１３ａと略同じ位置に対応して設けられており、導光孔１２３ａから入射するプローブ光と、発光素子部側から流路を介してくるテラヘルツ光とが同じ場所に入射するようになっている。
さらに、ＧａＡｓ基板１２１には、発光素子部１１と接合する平面に流路部１３が形成されている。

図３には、本発明の第１実施形態における受光素子部側のＧａＡｓ基板の斜視図が示されている。
図３に示すように、ＧａＡｓ基板１２１には、流路部１３が形成されており、この流路部１３は、流入口１３１と、排出口１３２と、滞留部１３３とを有している。
ＧａＡｓ基板１２１は矩形状の平面を有する平板であり、片側平面に立方体状に窪んだ滞留部１３３が形成されている。この滞留部１３３は、その深さは１００μｍ程度が好ましい。これは、深すぎると滞留部１３３を透過する際のテラヘルツ光の発散が大きくなり、薄すぎると滞留部１３３を流通する試料によるスペクトル吸収が十行えず測定不十分となるからである。

また、流路部１３は、滞留部１３３からＧａＡｓ基板１２１の平面方向に延設された２つの円筒形状の穿孔部である流入口１３１と、排出口１３２とを有している。

図４には、本発明の第１実施形態におけるセンサーユニットの製造方法を表す模式図が示されている。
図４に示すように、ＬＴ−ＧａＡｓ基板１１２等が形成された発光素子部１１と、ＬＴ−ＧａＡｓ基板１２２等が形成された受光素子部１２とを用意する（図４（Ａ）参照）。そして、ＧａＡｓ基板１２１において、ＬＴ−ＧａＡｓ基板１２２等が形成されていない平面をエッチングにより切削し、流路部１３を形成する（図３，図４（Ｂ）参照）。

次に、ＧａＡｓ基板１１１と、流路部１３が形成されたＧａＡｓ基板１２１とは、ＬＴ−ＧａＡｓ基板１２２が形成されていない側のＧａＡｓ基板１１１の平面と、上記エッチングされた側のＧａＡｓ基板１２１の平面とが対向するよう配置される（図４（Ｂ）参照）。
そして、これらＧａＡｓ基板１１１，１２１の平面を接合することにより、流路部１３を有するセンサーユニット１０が得られる（図４（Ｃ）参照）。

図５には、本発明の第１実施形態における流路での試料の流通状態を表す模式図が示されている。
図５に示すように、試料Ｓは、流入口１３１から流入し、排出口１３２から排出される。このとき、滞留部１３３に試料Ｓが滞留する。そして、滞留部１３３の略中央がテラヘルツ光照射部１３４となっており、このテラヘルツ光照射部１３４において、試料Ｓにテラヘルツ光が照射される。

図６には、本発明の第１実施形態におけるテラヘルツ分光測定方法を表すブロック図が示されている。
図６および図５に示すように、本実施例においては、標準試料としての水を流路部１３に流通させて得られるスペクトル吸収を検出する標準試料検出工程Ｐ１の後、流路部１３から完全に水を排出する排出工程Ｐ２を行う。
その後、流路部１３に試料Ｓを流通させてスペクトル吸収を検出する試料検出工程Ｐ３を行う。そして、スペクトル分析装置５２（図１参照）において試料Ｓによるスペクトル吸収の検出信号を水によるスペクトル吸収の検出信号で割ってスペクトル分析をする分析処理工程Ｐ４を行っている。

以上の構成の本実施形態では次の作用効果を奏することができる。
（１）第１実施形態のセンサーユニット１０では、発光素子部１１と受光素子部１２とが互いに接合され、その間に試料Ｓの流路部１３が形成されているので、試料Ｓを当該流路部１３に流しながら発光素子部１１よりテラヘルツ光を出射させ試料Ｓを通して受光素子部１２へと入射させることができる。つまり、発光素子部１１から受光素子部１２までのテラヘルツ光の光路が流路部１３中の試料Ｓのみとなる。

このため、テラヘルツ光が大気中の水蒸気等によってスペクトル吸収されることがない。従って、センサーユニット１０においては、試料Ｓ由来のスペクトル吸収のみを受光素子部１２にて検出することができる。
また、発光素子部１１と受光素子部１２とを接合させているので、これらが離し置きされ、その間に試料Ｓが流通または配置されるセンサーユニット１０に比べ、小型化することができる。このため、このセンサーユニット１０を導入することで、テラヘルツ分光測定装置１を小型化することができる。

（２）ＧａＡｓ基板１２１は矩形状の平面を有する平板であり、片側平面に立方体状に窪んだ滞留部１３３が形成されている。この滞留部１３３の深さは数１００μｍ程度である。
このため、発光素子部１１から出射されるテラへルツ光が流路部１３においてほとんど発散することなく受光素子部１２へと入射される。
このため、軸外し放物面鏡等によるテラヘルツ光の焦点調整を行う必要がない。従って、本実施例のセンサーユニット１０を導入したテラヘルツ分光測定装置１は、軸外し放物面鏡等の集光光学系を省略でき、簡易な構成のものとすることができる。

（３）センサーユニット１０は、ＧａＡｓ基板１２１において、ＬＴ−ＧａＡｓ基板１２２等が形成されていない平面をエッチングにより切削し、流路部１３を形成する。
このため、ＧａＡｓ基板１２１をエッチングするだけで、発光素子部１１と受光素子部１２との間に流路部１３を形成することができる。
よって、センサーユニット１０を簡易な構成とすることができ、容易に製造することができる。

（４）ＬＴ−ＧａＡｓ基板１１２上に電極１１３を形成し、さらに、この電極１１３の上に透光性部材１１４が形成されて、電極１１３が被覆されている。
このため、電極１１３の短絡を防止することができる。また、外気に触れることによる電極１１３の劣化を防止することもできる。

（５）流路部１３には流入口１３１と排出口１３２とが対角に設けられており、滞留部１３３を試料Ｓで満たすことができる。
テラヘルツ光照射部１３４に試料Ｓを常に流通させることができるので、試料Ｓ由来の吸収スペクトルを安定して検出することができ、測定精度を向上させることができる。

（６）テラヘルツ分光測定装置１では、受光素子部１２にて検出した信号から分析処理する分光処理部を備えているので、得られた検出信号の分析および解析等をテラヘルツ分光測定と同時に行うことができる。従って、テラヘルツ分光測定と、その分析および解析を一度に行うことができるので、短時間で測定結果を得ることができる。

（７）本実施例のテラヘルツ分光測定においては、純水を流路部１３に流通させて、吸収スペクトルを検出した後、流路部１３から完全に純水を排出する。その後、流路部１３に試料Ｓを流通させてスペクトル吸収を検出する。そして、試料Ｓによる吸収スペクトルの検出信号を純水による吸収スペクトルの検出信号で割ってスペクトル分析を行っている。

このため、純水によるスペクトル吸収を検出し、その後、試料Ｓによる吸収スペクトルを検出する。そして、試料Ｓによる吸収スペクトルの検出信号を標準試料による吸収スペクトルの検出信号で割ることで測定評価するので、安定した測定精度を確保することができる。

次に、本発明の第２実施形態を図７および図８に基づいて説明する。
図７には、本発明の第２実施形態におけるセンサーユニットの製造方法を表す模式図が示されている。
図８には、本発明の第２実施形態におけるスペーサーを表す斜視図が示されている。
第２実施形態は、第１実施形態とは、ＧａＡｓ基板１２１に流路１３を設ける替わりに、スペーサー１４を用いている点が異なるものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。

図７に示すように、ＬＴ−ＧａＡｓ基板１１２等が形成された発光素子部１１と、ＬＴ−ＧａＡｓ基板１２２等が形成された受光素子部１２とを用意する（図７（Ａ）参照）。
そして、発光素子部１１と受光素子部１２との間にスペーサー１４を配置し（図７（Ｂ）参照）、発光素子部１１と受光素子部１２とでスペーサー１４を挟み込むことで流路部１３を有するセンサーユニット１０が得られる（図７（Ｃ）参照）。

図８に示すように、このスペーサー１４は、矩形状の枠材１４３であって、流路１３部（図３参照）に相当する空洞部Ｈが形成されている。
そして、このスペーサー１４は、枠材１４３の平面方向に延設された２つの円筒形状の穿孔部である流入口１４１と、排出口１４２とを有している。

従って、第２実施形態では、第１実施形態の効果（１），（２），（４）〜（７）と同様な作用効果を奏することができる。さらに、以下のような作用効果を奏することができる。
（８）本実施例のセンサーユニット１０は、流路部１３がスペーサー１４を用いることにより形成されている。
このため、流路部１３がスペーサー１４により形成されるので、発光素子部１１と受光素子部１２との間にスペーサー１４を挟みこんで接合するだけで、発光素子部１１と受光素子部１２との間に流路部１３を形成することができる。
よって、センサーユニット１０は簡易な構成とすることができ、さらに、当該センサーユニット１０を容易に製造することができる。

本発明の第３実施形態を図９に基づいて説明する。
図９には、本発明の第３実施形態におけるセンサーユニットを表す模式図が示されている。
第３実施形態は、第１実施形態とは励起光学系３１およびプローブ光学系３２の構成が異なるものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
透光性部材１１４，１２４には、可撓性を有する光ファイバーＦが取り付けられる取付部１１４ａ，１２４ａが設けられている。これら取付部１１４ａ，１２４ａは透光性部材１１４，１２４の厚さ方向に貫通する穴であり、この穴に光ファイバーＦの先端を導通することで光ファイバーＦを係脱可能に取り付け固定する。
従って、第３実施形態では、第１実施形態の効果（１），（２），（４）〜（７）と同様な作用効果を奏することができる。さらに、以下のような作用効果を奏することができる。

（９）本実施例では、透光性部材１１４，１２４には、可撓性を有する光ファイバーＦが取り付けられる取付部１１４ａ，１２４ａが設けられており、これら取付部１１４ａ，１２４ａに可撓性を有する光ファイバーＦの先端を導通して光ファイバーＦを係脱可能に取り付け固定している。

このため、簡易な構成により光ファイバーＦを容易に取り付けることができる。この取付部１１４ａ，１２４ａに光ファイバーＦを取り付けることで、励起光またはプローブ光が光ファイバーＦにより発光素子部１１または受光素子部１２へと導光されるので、励起光学系３１またはプローブ光学系３２を鏡等の反射により屈曲させる必要がなく、光ファイバーＦを曲げることによりこれらの光路を自在に曲げることができる。
よって、固定反射鏡２２，２３を用いる必要がなく、パルス光源１００（図１参照）とセンサーユニット１０との位置関係を自由に設定することができる。従って、テラヘルツ分光測定装置１（図１参照）を簡易な構成とすることができ、さらに、容易に小型化することができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、受光素子部１２に流路１３部を形成したが、これに限らず、発光素子部１１に流路部１３を形成してもよいし、発光素子部１１および受光素子部１２の両方に流路部１３を形成してもよい。

流路部１３の形状が立方体状としたが、これに限らない。例えば、発光素子部１１または受光素子部１２の一方に半楕円球状の流路部１３を形成してもよいし、発光素子部１１および受光素子部１２の両方に半楕円球状の流路部１３を形成し、これらを接合することにより楕円球状の流路部１３を形成してもよい。

光ファイバーＦを透光性部材１１４，１２４の取付部１１４ａ，１２４ａに取り付けるとしたが、これに限らず、励起光およびプローブ光が導光孔１１３ａ，１２３ａに入射するように、光ファイバーＦの先端を導光孔１１３ａ，１２３ａに向けて離し置いてもよい。

本発明は、テラヘルツ分光測定装置のほか、様々な光学測定装置に利用できる。

本発明の第１実施形態におけるテラヘルツ分光測定装置の構成図。 本発明の第１実施形態におけるセンサーユニットの拡大断面図。 本発明の第１実施形態における受光素子側のＧａＡｓ基板の斜視図。 本発明の第１実施形態におけるセンサーユニットの製造方法を表す模式図。 本発明の第１実施形態における流路での試料の流通状態を表す模式図。 本発明の第１実施形態におけるテラヘルツ分光測定方法を表すブロック図 本発明の第２実施形態におけるセンサーユニットの製造方法を表す模式図。 本発明の第２実施形態におけるスペーサーを表す斜視図。 本発明の第３実施形態におけるセンサーユニットを表す模式図。

１…テラヘルツ分光測定装置、１０…センサーユニット、１１…発光素子部、１２…受光素子部、１３…流路部、１４…スペーサー、３０…レーザー光、５０…分光処理部（分析手段）、１００…パルス光源（レーザー発振器）、１１２…ＬＴ−ＧａＡｓ基板（基板）、１１３…電極、１１４…透光性部材（被覆部材）、１１４ａ，１２４ａ…取付部、１２２…ＬＴ−ＧａＡｓ基板（基板）、１２３…電極、１２４…透光性部材（被覆部材）、Ｆ…光ファイバー、Ｓ…試料、Ｐ１…標準試料検出工程、Ｐ２…排出工程、Ｐ３…試料検出工程、Ｐ４…分析処理工程

Claims (7)

1. テラヘルツ光を発光する基板を有する発光素子部と、前記テラへルツ光を受光して検出信号を検出する基板を有する受光素子部とを備え、
   前記発光素子部と前記受光素子部とが互いに接合され、かつ、前記発光素子部と前記受光素子部との間に沿って液体が流れる流路部が形成され、前記テラヘルツ光が前記発光素子部から前記流路部へ直接光として入射し、前記流路部から前記受光素子部へ直接光として射出することを特徴とするセンサーユニット。
2. 請求項１に記載のセンサーユニットにおいて、
   前記流路部が前記発光素子部または前記受光素子部の少なくとも一方に形成された溝部を伴うことを特徴としたセンサーユニット。
3. 請求項１または請求項２に記載のセンサーユニットにおいて、
   前記流路部がスペーサーにより形成されたことを特徴とするセンサーユニット。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のセンサーユニットにおいて、
   前記発光素子部と前記受光素子部とがそれぞれ電極を有し、
   前記電極が透光性、かつ、絶縁性のある被覆部材によって被覆されることを特徴とするセンサーユニット。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載のセンサーユニットにおいて、
   前記発光素子部と前記受光素子部との接合面に対し反対側の面の少なくとも一方の面に光ファイバーが設けられ、
   前記被覆部材は前記光ファイバーを係脱可能とする取付部を有することを特徴とするセンサーユニット。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載のセンサーユニットと、
   前記受光素子部に照射するレーザー光を照射するレーザー発振器と、
   前記検出信号を用いて分析処理を行う分析手段と、を備えたことを特徴としたテラヘルツ分光測定装置。
7. 請求項６に記載のテラヘルツ分光測定装置を用いたテラヘルツ分光測定方法であって、
   前記流路部に標準試料を流入させて前記検出信号を検出する標準試料検出工程と、
   前記流路部から前記標準試料を排出する排出工程と、
   前記流路部に前記試料を流入させて前記検出信号を検出する試料検出工程と、
   前記標準試料検出工程で得られる前記検出信号と前記試料検出工程で得られる前記検出信号とを比較して前記試料の分析を行う分析処理工程と、を備えることを特徴とするテラへルツ分光測定方法。

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