JP3922463B2

JP3922463B2 - 赤外光放射装置および赤外光検出装置ならびに時系列変換パルス分光計測装置

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Publication number: JP3922463B2
Application number: JP2004286712A
Authority: JP
Inventors: 誠治西澤; 敏志岩本
Original assignee: Japan Science and Technology Agency; National Institute of Japan Science and Technology Agency
Current assignee: Japan Science and Technology Agency; National Institute of Japan Science and Technology Agency
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2024-09-30
Also published as: JP2006098300A

Description

本発明は、赤外光放射装置および赤外光検出装置ならびに時系列変換パルス分光計測装置に関するものである。

近年、極短幅パルスレーザ技術の実用化により、パルス状のコヒーレントな赤外領域(０．０１〜１３０ＴＨｚ)の電磁波の放射技術及び検出技術が飛躍的に進歩した。それによって、このパルス状の赤外領域の電磁波を用いた時系列変換パルス分光が可能となり、時系列変換パルス分光計測装置の実用化に向けて開発が先駆的に進められた。

時系列変換パルス分光とは、パルス状の電磁波の時間に依存した電場強度を測定し、その時間に依存したデータ(時系列データ)をフーリエ変換することにより、そのパルスを形成する各周波数成分の電場強度と位相とを得る分光法である。この分光法の特徴の一つは、測定波長領域が従来では困難であった光と電波の境界領域であることが挙げられる。そのため、この分光法により新規材料の性質や新しい現象の解明が期待されている。また、従来の分光法では電磁波の電場強度しか得られなかったが、この時系列変換パルス分光計測法では、電磁波の電場強度の時間変化を直接測定することから、電磁波の電場強度(振幅)だけでなく、その位相をも得ることができるというユニークな特徴を持っている。従って、試料がない場合と比較することによって、位相シフトスペクトルを得ることができる。位相シフトは波数ベクトルに比例することから、この分光法を用いて試料中の分散関係を決定することができ、この分散関係から誘電体材料の誘電率を知得することも可能となる(特許文献１参照)。

図５に、従来の時系列変換パルス分光計測装置の一例を示す。
光源１としてフェムト秒レーザが用いられる。光源１としては、例えば、モード同期、エルビウム（Ｅｒ）ドーピングのファイバレーザが用いられる。このモード同期ファイバレーザ１は、例えば平均パワー１０ｍＷ、フェムト秒レーザパルスＬ１を、波長７８０ｎｍ、時間幅１２０フェムト秒、繰り返し周波数４８．５ＭＨｚで伝送する。
光源１から放射されたフェムト秒レーザパルスＬ１は、ビームスプリッタ２で分割される。一方のフェムト秒レーザパルスは、励起用パルスレーザ光Ｌ２としてパルス光放射手段（赤外光放射装置）５に照射される。このとき、励起用パルスレーザ光Ｌ２は光チョッパ３により変調された後、対物レンズ４によって集光される。このパルス光放射手段５は例えば光伝導素子であり、励起用パルスレーザ光Ｌ２が照射されたときに瞬間的に電流が流れ、遠赤外光パルスＬ３を放射する。この遠赤外光パルス（ＴＨｚ（テラヘルツ）光パルス）Ｌ３は、放物面鏡６，７により導光され測定試料８に照射される。その試料８の反射又は透過パルス光（同図では透過パルス光）Ｌ３’は、放物面鏡９，１０を経て検出手段（赤外光検出装置）１２へと導光される。

ビームスプリッタ２で分割されたもう一方のレーザ光は、検出用パルスレーザ光Ｌ４として検出手段１２へ導光される。この検出手段１２も光伝導素子であり、検出用パルスレーザ光Ｌ４が照射されて、その瞬間だけ導電性となるので、その瞬間に到達した試料８からの反射又は透過パルス光の電場強度を電流として検出することができる。試料８からの反射又は透過パルス光の電場強度の時系列信号は、光学的遅延手段１３(又は１４)を用いて、励起用パルスレーザ光Ｌ２に対して検出用パルスレーザ光Ｌ４に所定の時間間隔ずつ遅延時間差を付与することにより得ることができる。同図では、時系列信号測定用の光学的遅延手段１３(又は１４)の他に、時間原点調整用の光学的遅延手段１４(又は１３)も備えている。

試料８の反射又は透過パルス光の電場強度の各時間分解データは、信号処理手段によって処理される。すなわち、ロックインアンプ１６を介してコンピュータ１７に伝送され、順次、時系列データとして記憶され、一連の時系列データを、該コンピュータ１７でフーリエ変換処理して振動数(周波数)空間に変換することにより、試料８の反射又は透過パルス電磁波の電場強度の振幅及び位相の分光スペクトルが得られる。

図６には、パルス光放射手段５が示されている。パルス光放射手段５は、低温成長ガリウム砒素（ＬＴ（Low Temperature）一ＧａＡｓ）とされた光伝導膜上に形成されたダイポールアンテナ構造の光伝導スイッチ素子（アンテナ電極膜）が用いられる。そして、テラヘルツ放射光Ｌ３の発生には、このようなパルス光放射手段５に、励起用パルスレーザ光Ｌ２を照射し、電子・正孔の自由キャリアを誘起させ、超高速電流変調することによって、そのテラヘルツ放射光Ｌ３を得ている。すなわち、バイアス電流印加のパルス光放射手段５に、励起用パルスレーザ光Ｌ２が照射されると、電場が揺り動かされる。電場が揺り動かされると、電流が揺り動かされることにより、パルス電磁波放射素子５に照射された励起用パルスレーザ光Ｌ２の時間幅△ｔにより規定される振動数（周波数）範囲に渡り、連続スベクトル分布を持ったテラヘルツ放射光Ｌ３が得られる。

検出手段１２は、図６に示したパルス光放射手段５と同様の構成を備えている。この検出手段１２に、試料透過テラヘルツ光Ｌ３’と検出用パルスレーザ光Ｌ４を同時に照射すると、検出用パルスレーザ光Ｌ４が照射されている間における試料透過テラヘルツ光Ｌ３’の強度を測定できる。

図７には、ＬＴ−ＧａＡｓとされた光伝導膜２２上に形成されたアンテナ電極膜２１が示されている。アンテナ電極膜２１としては、金（Ａｕ）が用いられる。同図の右方にアンテナ周辺部２１ｃが拡大されて示されているように、一対のアンテナ電極膜２１の間には約５μｍ程度の間隙が形成されている。また、アンテナ電極膜の幅は約１０μｍ程度とされている。

図８には、図７に示されたアンテナ周辺部２１ｃのＡ−Ａ’における断面図が示されている。同図からわかるように、光伝導膜２２は、半絶縁性ガリウム砒素（ＳＩ（Semi Insulated）−ＧａＡｓ）とされた基板２３上に形成されている。
パルス光放射手段５として用いる場合、励起用パルスレーザ光Ｌ２は、光伝導膜２２からみてアンテナ電極膜２１側（一側面側）に（図において上方から）照射される。テラヘルツ放射光Ｌ３は、光伝導膜２２からみて基板２３側（他側面側）に（図において下方に）放射される。
検出手段１２として用いる場合、検出用パルスレーザ光Ｌ４は、光伝導膜２２からみてアンテナ電極膜２１側（一側）に（図において上方から）照射される。試料透過テラヘルツ光Ｌ３’は、光伝導膜２２からみて基板２３側（他側）から（図において下方から）照射される。

特開２００２−２７７３９４号公報

上記構成のパルス光放射手段５および検出手段１２を用いると、次のような問題が生じる。
基板２３に用いるＳＩ−ＧａＡｓは、図９に示すように、１００〜４００ｃｍ^−１にかけてフォノンによる吸収帯が存在する。すなわち、１００ｃｍ^−１を超えると透過率が急激に低下し、２４０ｃｍ^−１以上では３００ｃｍ^−１を超えてもほとんど光を透過しないという性質を有している。
また、ＳＩ−ＧａＡｓは、励起用レーザパルス光を吸収するため、基板２３とは反対側のアンテナ電極膜２１側（一側）から励起用パルスレーザ光Ｌ２を照射させる構成を採用する必要がある。したがって、パルス光放射手段５として用いる場合、アンテナ電極膜２１によって放射されるテラヘルツ光は、基板２３を透過したものを利用せざるを得ない。すると、ＳＩ−ＧａＡｓは上述のように１００〜４００ｃｍ^−１にかけて吸収帯が存在するので、広帯域のテラヘルツ光を十分に取り出すことができないという問題がある。

検出手段１２として用いる場合にも、基板２３側から試料透過パルスレーザ光Ｌ３’を透過させて検出することになるので、ＳＩ−ＧａＡｓのフォノンによる吸収が問題となっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、基板の吸収による影響を受けずに広帯域の計測が可能な赤外光放射装置および赤外光検出装置ならびに時系列変換パルス分光計測装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の赤外光放射装置および赤外光検出装置ならびに時系列変換パルス分光計測装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる赤外光放射装置は、パルス励起光が照射されて光キャリアを生成する光伝導膜と、該光伝導膜の一側面上に形成され、その先端間に間隙を介して配置された、赤外光を放射する一対のアンテナ電極膜と、前記光伝導膜の他側面側でかつ少なくとも前記間隙に対応する領域に形成され、前記赤外光を透過する赤外光透過部材と、を備えていることを特徴とする。

赤外光を透過する赤外光透過部材を用いることとしたので、赤外光を光伝導膜の他側面側から損失なく放射させることができる。
また、赤外光透過部材は、少なくとも一対のアンテナ電極膜間に形成される間隙に対応する領域に形成されていれば良く、この間隙に対応する領域のみに配置されている場合だけでなく、間隙に対応する領域を含む全体に配置されていてもよい。例えば、光伝導膜の他側面側に設けられた基板を、遠赤外光を透過するダイヤモンド・ライク・カーボンとしても良い。
また、赤外光透過部材は、光伝導膜の他側面上に直接接触した状態で設けていてもよいし、周囲の基板厚さよりも薄くされた基板部分を介して間接的に設置することとしてもよい。このようにしても、基板部分が薄くなっているので、赤外光の吸収を可及的に抑えることができる。
なお、「赤外光を透過する」とは、赤外光の波長における透過率が例えば５０％以上を意味する。赤外光透過部材としては、具体的には、ダイヤモンド・ライク・カーボン、シリコン、シリコン系セラミックス、ホワイトポリエチレン等の高分子材料が挙げられる。

また、本発明にかかる赤外光放射装置は、パルス励起光が照射されて光キャリアを生成する光伝導膜と、該光伝導膜の一側面上に形成され、その先端間に間隙を介して配置された、赤外光を放射する一対のアンテナ電極膜と、前記光伝導膜の他側面側でかつ少なくとも前記間隙に対応する領域に形成され、前記パルス励起光を透過するパルス励起光透過部材と、を備えていることを特徴とする。

パルス励起光を透過するパルス励起光透過部材を用いることとしたので、パルス励起光を光伝導膜の他側面側から損失なく照射させることができる。また、アンテナ電極膜によって放射される赤外光は、光伝導膜の一側面側に放射されるので、他側面側にフォノンによる吸収を引き起こす基板が配置されていた場合には、この基板を通過させずに損失なく放射させられる。
また、パルス励起光透過部材は、少なくとも一対のアンテナ電極膜間に形成される間隙に対応する領域に形成されていれば良く、この間隙に対応する領域のみに配置されている場合だけでなく、間隙に対応する領域を含む全体に配置されていてもよい。例えば、光伝導膜の他側面側に設けられた基板を、パルス励起光を透過するダイヤモンド・ライク・カーボンとしても良い。
また、パルス励起光透過部材は、光伝導膜の他側面上に直接接触した状態で設けていてもよいし、周囲の基板厚さよりも薄くされた基板部分を介して間接的に設置することとしてもよい。このようにしても、基板部分が薄くなっているので、パルス励起光の吸収を可及的に抑えることができる。
なお、「パルス励起光を透過する」とは、パルス励起光の波長における透過率が例えば５０％以上を意味する。パルス励起光透過部材としては、具体的には、ダイヤモンド・ライク・カーボンの他に石英などのガラス材料が挙げられる。

また、本発明の赤外光放射装置は、パルス励起光が照射されて光キャリアを生成する光伝導膜と、該光伝導膜の一側面上に形成され、その先端間に間隙を介して配置された、赤外光を放射する一対のアンテナ電極膜と、を備え、前記光伝導膜の他側面側でかつ前記間隙に対応する領域には、空隙が形成されていることを特徴とする。

光伝導膜の他側面に空隙を形成することとしたので、この空隙を通過するようにパルス励起光を照射すれば、損失なく光伝導膜にパルス励起光を導くことができる。
具体的には、光伝導膜の他側面に基板を設け、一対のアンテナ電極膜間の間隙に対応する領域のみに空隙を形成した基板を用いると良い。

また、本発明の赤外光検出装置は、パルス励起光が照射されて光キャリアを生成する光伝導膜と、該光伝導膜の一側面上に形成され、その先端間に間隙を介して配置された、赤外光を検出する一対のアンテナ電極膜と、前記光伝導膜の他側面側でかつ少なくとも前記間隙に対応する領域に形成され、前記赤外光を透過する赤外光透過部材と、を備えていることを特徴とする。

赤外光を透過する赤外光透過部材を用いることとしたので、赤外光を他側面側から導いて、損失なく赤外光を検出することができる。
また、赤外光透過部材は、一対のアンテナ電極膜間に形成される間隙に対応する領域に形成されていれば良く、この間隙に対応する領域のみに配置されている場合だけでなく、間隙に対応する領域を含む全体に配置されていてもよい。
なお、赤外光透過部材としては、具体的には、ダイヤモンド・ライク・カーボン、シリコン、シリコン系セラミックス、ホワイトポリエチレン等の高分子材料が挙げられる。

また、本発明の赤外光検出装置は、パルス励起光が照射されて光キャリアを生成する光伝導膜と、該光伝導膜の一側面上に形成され、その先端間に間隙を介して配置された、赤外光を検出する一対のアンテナ電極膜と、前記光伝導膜の他側面側でかつ少なくとも前記間隙に対応する領域に形成され、前記パルス励起光を透過するパルス励起光透過部材と、を備えていることを特徴とする。

パルス励起光を透過するパルス励起光透過部材を用いることとしたので、パルス励起光を他側面側から導き、赤外光を一側面側から入射させることにより、基板材料のフォノンの吸収などによる損失なく赤外光を検出することができる。
また、パルス励起光透過部材は、一対のアンテナ電極膜間に形成される間隙に対応する領域に形成されていれば良く、この間隙に対応する領域のみに配置されている場合だけでなく、間隙に対応する領域を含む全体に配置されていてもよい。
なお、パルス励起光透過部材としては、具体的には、ダイヤモンド・ライク・カーボン、石英などのガラス材料が挙げられる。

また、本発明の赤外光検出装置は、パルス励起光が照射されて光キャリアを生成する光伝導膜と、該光伝導膜の一側面上に形成され、その先端間に間隙を介して配置された、赤外光を検出する一対のアンテナ電極膜と、を備え、前記光伝導膜の他側面側でかつ前記間隙に対応する領域には、空隙が形成されていることを特徴とする。

光伝導膜の他側面に空隙を形成することとしたので、この空隙を通過するように赤外光を導くこととすれば、損失なく赤外光を検出することができる。
具体的には、光伝導膜の他側面に基板を設け、一対のアンテナ電極膜間の間隙に対応する領域のみに空隙を形成した基板を用いると良い。

また、本発明の時系列変換パルス分光計測装置は、パルス励起光を発振する光源と、上記の赤外光放射装置および／または上記の赤外光検出装置と、を備えていることを特徴とする。

励起光の吸収を抑えた赤外光放射装置、および／または、放射光の吸収を抑えた赤外光検出装置を備えているので、広帯域の計測が可能な時系列変換パルス分光計測装置を提供することができる。

本発明によれば、一対のアンテナ電極膜間の間隙に対応する部分に、励起光透過部材または赤外光透過部材を配置し、若しくは空隙を形成することとしたので、基板の吸収による影響を受けずに広帯域の計測が可能な赤外光放射装置および赤外光検出装置ならびに時系列変換パルス分光計測装置を提供することができる。

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜３を用いて説明する。
図１には、本発明の一実施形態にかかるテラヘルツ光放射装置（赤外光放射装置）およびテラヘルツ光検出装置（赤外光検出装置）の要部が示されている。テラヘルツ光放射装置とテラヘルツ光検出装置は同一の構成が用いられ、テラヘルツ光Ｌ３を出射するものなのか、それとも試料透過テラヘルツ光Ｌ３’が入射するものなのかという使用方法の点で異なる。
図１は、上述の図８に対応し、テラヘルツ光放射装置およびテラヘルツ光検出装置のアンテナ周辺部の断面が示されている。なお、本実施形態のテラヘルツ光放射装置およびテラヘルツ光検出装置は、図５を用いて説明した時系列変換パルス分光計測装置に適用されるものである。

テラヘルツ光放射装置およびテラヘルツ光検出装置は、ＳＩ−ＧａＡｓの基板２３と、この基板２３上に低温成長させて形成されたＬＴ−ＧａＡｓからなる光伝導膜２２と、光伝導膜２２上に蒸着された金（Ａｕ）からなる一対のアンテナ電極膜２１とを備えている。
一対のアンテナ電極膜２１の各先端は対向しており、これら先端間には間隙２１ａが形成されている。
光伝導膜２２からみて基板２３側（他側面側）には、間隙２１ａに対応する領域に空隙２５が形成されている。この空隙２５には、ダイヤモンド・ライク・カーボン（以下「ＤＬＣ」という。）からなる赤外光透過部材２４が配置されている。なお、ＤＬＣに代えて、シリコン、シリコン系セラミックスやホワイトポリエチレン等の高分子材料といった赤外光を透過する材料を採用することとしても良い。赤外光透過部材２４の透過率としては、赤外光波長において５０％以上が好ましい。
赤外光透過部材２４は光伝導膜２２に直接接触させた状態で設けられている。ただし、赤外光透過部材２４を光伝導膜２２に直接接触させた状態とせずに、赤外光透過部材２４と光伝導膜２２との間に、周囲の基板２３厚さよりも薄い基板部分を介して間接的に赤外光透過部材２４を設けることとしてもよい。このような構成であっても、基板２３の吸収を可及的に抑えることができる。

図２には、ＤＬＣの透過率（縦軸）が波数（横軸）に対して示されている。同図からわかるように、ＤＬＣは、基板２３に用いられているＳＩ−ＧａＡｓ（図９参照）と異なり、１００〜４００ｃｍ^−１にかけて吸収帯が存在しない。したがって、アンテナ電極膜２１によって放射されるテラヘルツ光およびアンテナ電極膜２１によって検出されるテラヘルツ光が基板２３のフォノンの影響を受けることなく放射および集光させることができ、広い帯域の測定が可能となる。

テラヘルツ光放射装置として使用する場合、赤外光透過部材２４の厚さを適宜調整することによって、赤外光を多重反射させて特定の周波数成分を相対的に増強することもできる。例えば、赤外光の波長領域で表面反射と裏面反射の光路差が６０μｍとなるように設定すれば、約５ＴＨｚの電磁波成分を形成することができる。

次に、図３を用いて、上記構成のテラヘルツ光放射装置およびテラヘルツ光検出装置の製造方法について説明する。
先ず、加工前の基板２３を用意する（ａ）。次に、薄肉部２３ａを残した状態で、空隙２５を形成するようにエッチングする（ｂ）。
そして、薄肉部２３ａ側から埋めるように、空隙２５内にＤＬＣを積層して赤外光透過部材２４を形成する（ｃ）。この工程で赤外光透過部材２４の厚さを所望値に設定する。
そして、基板２３の薄肉部２３ａを取り除くように基板２３の上面を除去した後（ｄ）、ＬＴ−ＧａＡｓを成長させて光伝導膜２２を形成する（ｅ）。ここで、ＤＬＣはＬＴ−ＧａＡｓを成長させやすいという性質を利用している。
最後に、アンテナ電極膜２１を光伝導膜２２上に蒸着する（ｆ）。

次に、赤外光透過部材２４に代えて、励起光透過部材３０を用いる場合について説明する。この場合、基本的構成は図１に示したテラヘルツ光放射装置およびテラヘルツ光検出装置と同様であり、励起光およびテラヘルツ光を入射または放射する方向が異なる。励起光透過部材としては、ＤＬＣ、または石英ガラスが好適である。
図１において、放射されたテラヘルツ光Ｌ３または試料透過テラヘルツ光Ｌ３‘（図５参照）は、アンテナ電極膜２１側から照射され、励起用パルスレーザ光Ｌ２または検出用パルスレーザ光Ｌ４（図５参照）は、基板２２側に設けた励起光透過部材３０を透過してアンテナ電極膜２１へと照射される。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
アンテナ電極膜２１の間隙２１ａに対応する領域に、赤外光透過部材２４を設けることとしたので、テラヘルツ光放射装置として用いる場合には、励起用パルスレーザ光Ｌ２（図５参照）をアンテナ電極膜２１側から入射させ、赤外光透過部材２４を通過するようにテラヘルツ放射光Ｌ３（図５参照）を放射させることができる。これにより、損失なく入出射を実現することができ、広帯域の測定が可能となる。
また、テラヘルツ光検出装置として用いる場合には、赤外光透過部材２４を通過するように試料透過テラヘルツ光Ｌ３’（図５参照）を入射させ、検出用パルスレーザ光Ｌ４（図５参照）をアンテナ電極膜２１側から入射させることができる。これにより、損失なく入出射を実現することができ、広帯域の測定が可能となる。

一方、アンテナ電極膜２１の間隙２１ａに対応する領域に、励起光透過部材３０を設けることとしたので、テラヘルツ光放射装置として用いる場合には、励起光透過部材３０を通過するように励起用パルスレーザ光Ｌ２（図５参照）を入射させ、テラヘルツ放射光Ｌ３（図５参照）が基板を通過しないようにアンテナ電極膜２１側から放射させることができる。これにより、損失なく入出射を実現することができ、広帯域の測定が可能となる。
また、テラヘルツ光検出装置として用いる場合には、励起光透過部材３０を通過するように検出用パルスレーザ光Ｌ４（図５参照）を入射させ、試料透過テラヘルツ光Ｌ３’（図５参照）をアンテナ電極膜２１側から入射させることができる。これにより、損失なく入出射を実現することができ、広帯域の測定が可能となる。

なお、本実施形態では、赤外光透過部材２４または励起光透過部材３０をアンテナ電極膜２１の間隙２１ａに対応する領域のみに配置したが、本発明はこれに限定されず、基板２３全体をＤＬＣとして、励起光を基板２３側から入射させるようにしてもよい。
また、本実施形態では、赤外光透過部材２４または励起光透過部材３０の厚さを周囲の基板２３よりも薄いものとしたが、この厚さは本実施形態に限定されるものではなく、例えば、周囲の基板２３と同程度の厚さとしても良い。これにより、基板２３側に配置される光学部材と透過部材２４，３０とを直接接触させた状態とすることができ、損失のない接続を実現することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図４を用いて説明する。
本実施形態は、第１実施形態に比べて、励起光透過部材を用いずに、単に空隙２５を形成した点が異なる。その他については第１実施形態と同様である。
アンテナ電極膜２１の間隙２１ａに対応する領域に、基板２３を貫通するように空隙２５が形成されている。このような空隙２５を設けることにより、テラヘルツ光放射装置として用いる場合には、空隙２５を通過するように励起用パルスレーザ光Ｌ２（図５参照）を入射させ、テラヘルツ放射光Ｌ３（図５参照）が基板２３を通過しないようにアンテナ電極膜２１側から放射させる。これにより、損失なく入出射を実現することができ、広帯域の測定が可能となる。

また、テラヘルツ光検出装置として用いる場合には、空隙２５を通過するように試料透過テラヘルツ光Ｌ３’（図５参照）を入射させ、検出用パルスレーザ光Ｌ４（図５参照）をアンテナ電極膜２１側から入射させる。これにより、損失なく入出射を実現することができ、広帯域の測定が可能となる。

なお、上記各実施形態では、時系列変換パルス分光計測装置に適用されるテラヘルツ光放射装置およびテラヘルツ光検出装置について説明したが、本発明の赤外光放射装置および赤外光検出装置はこれに限定されるものではなく、他の用途に用いることもできる。

本発明の第１実施形態を示す断面図である。ダイヤモンド・ライク・カーボンの透過率を示す図である。第１実施形態のテラヘルツ光放射装置の製造工程を示す図である。本発明の第２実施形態を示す断面図である。時系列変換パルス分光計測装置の概略を示した図である。パルス光放射手段を示した斜視図である。アンテナ電極膜の構成を示した平面図である。アンテナ部分の断面図である。ＧａＡｓの透過率を示した図である。

符号の説明

２１アンテナ電極膜
２１ａ間隙
２２光伝導膜
２３基板
２４赤外光透過部材
２５空隙
３０励起光透過部材

Claims

パルス励起光が照射されて光キャリアを生成する光伝導膜と、
該光伝導膜の一側面上に形成され、その先端間に間隙を介して配置された、赤外光を放射する一対のアンテナ電極膜と、
前記光伝導膜の他側面側でかつ少なくとも前記間隙に対応する領域に形成され、前記赤外光を透過する赤外光透過部材と、
を備えていることを特徴とする赤外光放射装置。
パルス励起光が照射されて光キャリアを生成する光伝導膜と、
該光伝導膜の一側面上に形成され、その先端間に間隙を介して配置された、赤外光を放射する一対のアンテナ電極膜と、
前記光伝導膜の他側面側でかつ少なくとも前記間隙に対応する領域に形成され、前記パルス励起光を透過するパルス励起光透過部材と、
を備えていることを特徴とする赤外光放射装置。
パルス励起光が照射されて光キャリアを生成する光伝導膜と、
該光伝導膜の一側面上に形成され、その先端間に間隙を介して配置された、赤外光を放射する一対のアンテナ電極膜と、を備え、
前記光伝導膜の他側面側でかつ前記間隙に対応する領域には、空隙が形成されていることを特徴とする赤外光放射装置。
パルス励起光が照射されて光キャリアを生成する光伝導膜と、
該光伝導膜の一側面上に形成され、その先端間に間隙を介して配置された、赤外光を検出する一対のアンテナ電極膜と、
前記光伝導膜の他側面側でかつ少なくとも前記間隙に対応する領域に形成され、前記赤外光を透過する赤外光透過部材と、
を備えていることを特徴とする赤外光検出装置。
パルス励起光が照射されて光キャリアを生成する光伝導膜と、
該光伝導膜の一側面上に形成され、その先端間に間隙を介して配置された、赤外光を検出する一対のアンテナ電極膜と、
前記光伝導膜の他側面側でかつ少なくとも前記間隙に対応する領域に形成され、前記パルス励起光を透過するパルス励起光透過部材と、
を備えていることを特徴とする赤外光検出装置。
パルス励起光が照射されて光キャリアを生成する光伝導膜と、
該光伝導膜の一側面上に形成され、その先端間に間隙を介して配置された、赤外光を検出する一対のアンテナ電極膜と、を備え、
前記光伝導膜の他側面側でかつ前記間隙に対応する領域には、空隙が形成されていることを特徴とする赤外光検出装置。
パルス励起光を発振する光源と、
請求項１から３のいずれかに記載の赤外光放射装置および／または請求項４から６のいずれかに記載の赤外光検出装置と、
を備えていることを特徴とする時系列変換パルス分光計測装置。