JP5998479B2 - 光伝導アンテナ、テラヘルツ波発生装置、カメラ、イメージング装置および計測装置 - Google Patents
光伝導アンテナ、テラヘルツ波発生装置、カメラ、イメージング装置および計測装置 Download PDFInfo
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Description
このテラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生装置は、サブp秒(数百f秒)程度のパルス幅をもつ光パルス(パルス光)を発生する光源装置と、光源装置で発生した光パルスが照射されることによりテラヘルツ波を発生する光伝導アンテナとを有している。
しかしながら、特許文献1に記載の光伝導アンテナでは、光パルスをp型半導体層に照射し、そのp型半導体層を透過した光パルスがi型半導体層に入射するので、p型半導体層で光パルスの一部が吸収されてしまい、これにより、テラヘルツ波の発生効率を低下させるという問題があった。
本発明の光伝導アンテナは、パルス光が照射されることによりテラヘルツ波を発生する光伝導アンテナであって、
第1導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第1導電層と、
前記第1導電型と異なる第2導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第2導電層と、
前記第1導電層と前記第2導電層との間に挟まれ、かつ前記第1導電層の半導体材料または前記第2導電層の半導体材料よりもキャリア濃度が低い半導体材料で構成された半導体層と、
前記第1導電層に電気的に接続する第1電極と、
前記第2導電層に電気的に接続する第2電極と、を備え
前記第1導電層と前記半導体層と前記第2導電層との積層方向に垂直な法線を有する前記半導体層の面に、前記パルス光が入射することを特徴とする。
また、この光伝導アンテナと光パルスを発生する光源とを基板上にその基板と一体的に形成してテラヘルツ波発生装置を製造することができ、これにより、テラヘルツ波発生装置の小型化を図ることができる。また、光源と光伝導アンテナとの位置合わせを、その光源と光伝導アンテナとを基板上に形成する際に行うことができ、これによって、テラヘルツ波発生装置を容易に製造することができる。
これにより、半導体層により、その半導体層の長手方向に沿ってテラヘルツ波を導くことができ、これによって、指向性を有するテラヘルツ波を発生することができる。
本発明の光伝導アンテナでは、前記半導体層は、前記積層方向から見たとき、前記半導体層の幅Wが前記半導体層の前記光パルスが入射する入射面から前記半導体層のテラヘルツ波が出射する出射面に向うに従って漸増する部位を有することが好ましい。
これにより、半導体層によりテラヘルツ波を効率良く導くことができる。
これにより、半導体層の入射面側の一部のみでテラへルツが発生するので、半導体層内でのテラへルツ波同士の干渉を抑制することができる。
これにより、半導体層の腐食を防止することができる。
本発明の光伝導アンテナでは、前記半導体層のテラヘルツ波が出射する出射面に前記被覆層が設けられており、該出射面に設けられた前記被覆層の構成材料の比誘電率は、前記半導体層の前記半導体材料の比誘電率よりも高いことが好ましい。
これにより、テラヘルツ波は、誘電率のより高い物質中を進もうとする性質を有しているので、半導体層で発生したテラヘルツ波がその半導体層の出射面から確実に出射することができる。
本発明の光伝導アンテナでは、前記半導体材料は、III−V属化合物半導体であることが好ましい。
これにより、高い強度のテラヘルツ波を発生することができる。
前記光源にて発生したパルス光が照射されることによりテラヘルツ波を発生する光伝導アンテナと、を備え、
前記光伝導アンテナは、第1導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第1導電層と、
前記第1導電型と異なる第2導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第2導電層と、
前記第1導電層と前記第2導電層との間に挟まれ、かつ前記第1導電層の半導体材料または前記第2導電層の半導体材料よりもキャリア濃度が低い半導体材料で構成された半導体層と、
前記第1導電層に電気的に接続する第1電極と、
前記第2導電層に電気的に接続する第2電極と、を備え、
前記第1導電層と前記半導体層と前記第2導電層との積層方向に垂直な法線を有する前記半導体層の面に、前記パルス光が入射することを特徴とする。
これにより、前記本発明の効果を有するテラヘルツ波発生装置を提供することができる。
前記光源および前記光伝導アンテナは、それぞれ、前記基板上に該基板と一体的に形成されたものであることが好ましい。
これにより、テラヘルツ波発生装置の小型化を図ることができる。また、光源と光伝導アンテナとの位置合わせを、その光源と光伝導アンテナとを基板上に形成する際に行うことができ、これによって、テラヘルツ波発生装置を容易に製造することができる。
前記テラヘルツ波発生部から出射し、対象物にて反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部と、を備え、
前記テラヘルツ波発生部は、パルス光を発生する光源と、
前記光源にて発生したパルス光が照射されることによりテラヘルツ波を発生する光伝導アンテナと、を備え、
前記光伝導アンテナは、第1導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第1導電層と、
前記第1導電型と異なる第2導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第2導電層と、
前記第1導電層と前記第2導電層との間に挟まれ、かつ前記第1導電層の半導体材料または前記第2導電層の半導体材料よりもキャリア濃度が低い半導体材料で構成された半導体層と、
前記第1導電層に電気的に接続する第1電極と、
前記第2導電層に電気的に接続する第2電極と、を備え、
前記第1導電層と前記半導体層と前記第2導電層との積層方向に垂直な法線を有する前記半導体層の面に、前記パルス光が入射することを特徴とする。
これにより、前記本発明の効果を有するカメラを提供することができる。
前記テラヘルツ波発生部から出射し、対象物を透過または反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部と、
前記テラヘルツ波検出部の検出結果に基づいて、前記対象物の画像を生成する画像形成部と、を備え、
前記テラヘルツ波発生部は、パルス光を発生する光源と、
前記光源にて発生したパルス光が照射されることによりテラヘルツ波を発生する光伝導アンテナと、を備え、
前記光伝導アンテナは、第1導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第1導電層と、
前記第1導電型と異なる第2導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第2導電層と、
前記第1導電層と前記第2導電層との間に挟まれ、かつ前記第1導電層の半導体材料または前記第2導電層の半導体材料よりもキャリア濃度が低い半導体材料で構成された半導体層と、
前記第1導電層に電気的に接続する第1電極と、
前記第2導電層に電気的に接続する第2電極と、を備え、
前記第1導電層と前記半導体層と前記第2導電層との積層方向に垂直な法線を有する前記半導体層の面に、前記パルス光が入射することを特徴とする。
これにより、前記本発明の効果を有するイメージング装置を提供することができる。
前記テラヘルツ波発生部から出射し、対象物を透過または反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部と、
前記テラヘルツ波検出部の検出結果に基づいて、前記対象物を計測する計測部と、を備え、
前記テラヘルツ波発生部は、パルス光を発生する光源と、
前記光源にて発生したパルス光が照射されることによりテラヘルツ波を発生する光伝導アンテナと、を備え、
前記光伝導アンテナは、第1導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第1導電層と、
前記第1導電型と異なる第2導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第2導電層と、
前記第1導電層と前記第2導電層との間に挟まれ、かつ前記第1導電層の半導体材料または前記第2導電層の半導体材料よりもキャリア濃度が低い半導体材料で構成された半導体層と、
前記第1導電層に電気的に接続する第1電極と、
前記第2導電層に電気的に接続する第2電極と、を備え、
前記第1導電層と前記半導体層と前記第2導電層との積層方向に垂直な法線を有する前記半導体層の面に、前記パルス光が入射することを特徴とする。
これにより、前記本発明の効果を有する計測装置を提供することができる。
<第1実施形態>
図1は、本発明のテラヘルツ波発生装置の第1実施形態を示す図である。この図1では、光伝導アンテナについては図2中のS−S線での断面図、光源装置についてはブロック図を示す。図2は、図1に示すテラヘルツ波発生装置の光伝導アンテナの平面図、図3は、図1に示すテラヘルツ波発生装置の光源装置の断面斜視図、図4は、図3中のA−A線での断面図、図5は、図3中のB−B線での断面図、図6は、図1に示すテラヘルツ波発生装置の光伝導アンテナにおけるi型半導体層の他の構成例を示す平面図である。なお、以下では、図1、図3〜5中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
図3〜図5に示すように、光源装置3は、本実施形態では、光パルスを発生する光パルス発生部4と、光パルス発生部4で発生した光パルスに対し、パルス圧縮を行う第1のパルス圧縮部5と、第1のパルス圧縮部5でパルス圧縮がなされた光パルスに対し、パルス圧縮を行う第2のパルス圧縮部7と、光パルスを増幅する増幅部6とを有している。
また、光源装置3から出射する光パルスの周波数は、後述する光伝導アンテナ2のi型半導体層24のバンドギャップに対応する周波数以上に設定される。
また、第1のパルス圧縮部5は、可飽和吸収に基づくパルス圧縮を行うものである。すなわち、第1のパルス圧縮部5は、可飽和吸収体を有しており、その可飽和吸収体により、光パルスを圧縮し、そのパルス幅を減少させる。
また、光源装置3の光パルス発生部4と、第1のパルス圧縮部5と、増幅部6と、第2のパルス圧縮部7とは、一体化、すなわち同一基板上に集積されている。
また、光源装置3の寸法は、特に限定されないが、例えば、1mm以上10mm以下×0.5mm以上5mm以下×0.1mm以上1mm以下とすることができる。
なお、本発明では、光源装置の構成は、前述した構成に限定されないことは、言うまでもない。
図1および図2に示すように、光伝導アンテナ2は、基板21と、基板21上に設けられた光伝導アンテナ本体20とを有している。
基板21としては、光伝導アンテナ本体20を支持できるものであれば、特に限定されず、例えば、各種の半導体材料で構成された半導体基板、各種の樹脂材料で構成された樹脂基板、各種のガラス材料で構成されたガラス基板等を用いることができるが、半導体基板が好ましい。また、基板21として半導体基板を用いる場合、その半導体材料としては、特に限定されず、各種のものを用いることができるが、III−V属化合物半導体が好ましい。また、III−V属化合物半導体としては、特に限定されず、例えば、GaAs、InP、InAs、InSb等が挙げられる。
この場合、基板21上に、n型半導体層22と、i型半導体層24と、p型半導体層23とが、基板21側からこの順序で積層されている(設けられている)。すなわち、基板21上には、n型半導体層22と、i型半導体層24と、p型半導体層23とが基板21側からこの順序で積層された積層体(pin構造)が形成されている。さらに換言すれば、i型半導体層24は、n型半導体層22と、p型半導体層23との間に挟まれて形成されている。
また、電極28は、絶縁層25上に設けられており、開口251を介して、n型半導体層22に接触し、そのn型半導体層22に電気的に接続されている。
なお、i型半導体層24は、その一部のみが幅Wが入射面241側から出射面242側に向って漸増してもよい。すなわち、i型半導体層24は、平面視で、幅Wが入射面241側から出射面242側に向って漸増する部位を有していればよい。
また、p型半導体層23は、p型(第2導電型)の不純物を含む半導体材料で構成されている。p型半導体層23のキャリア濃度は、1×1017/cm3以上であることが好ましく、1×1020/cm3以上であることがより好ましく、1×1020/cm3以上1×1025/cm3以下であることがさらに好ましい。なお、p型不純物としては、特に限定されず、例えば、Zn、Mg、C等が挙げられる。
また、i型半導体層24は、半導体材料で構成されている。このi型半導体層24を構成する半導体材料は、真性半導体であることが好ましいが、p型不純物やn型不純物を少量含んでいてもよい。換言すると、i型半導体層24は、n型不純物を含む場合は、n型半導体層22よりもキャリア濃度が低いといえ、また、p型不純物を含む場合は、p型半導体層23よりもキャリア濃度が低いといえる。なお、i型半導体層24は、n型不純物、p型不純物のいずれを含む場合でもn型半導体層22およびp型半導体層23よりもキャリア濃度が低いことが好ましい。
また、i型半導体層24の厚さd3は、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定されるものであるが、1μm以上4mm以下であることが好ましく、1μm以上10μm以下であることがより好ましい。
なお、p型半導体層23、n型半導体層22、i型半導体層24の半導体材料としては、それぞれ、特に限定されず、各種のものを用いることができるが、III−V属化合物半導体が好ましい。また、III−V属化合物半導体としては、特に限定されず、例えば、GaAs、InP、InAs、InSb等が挙げられる。
なお、電極28および29には、それぞれ、図示しないパッド、導線、コネクター等を介して電源装置18が電気的に接続され、電極28と電極29との間に、電極28側が正となるように、直流電圧が印加される。
テラヘルツ波発生装置1では、まず、光源装置3の光パルス発生部4で、光パルスを発生する。光パルス発生部4で発生した光パルスのパルス幅は、目標のパルス幅に比べて大きい。その光パルス発生部4で発生した光パルスは、導波路を通り、第1のパルス圧縮部5、増幅部6、第2のパルス圧縮部7をこの順序で順次通過する。
また、i型半導体層24で発生したテラヘルツ波がそのi型半導体層24により所定の方向に導かれ、これによって、指向性を有するテラヘルツ波を発生することができる。
なお、光伝導アンテナ2のi型半導体層24の形状は、前述したものには限定されず、その他、例えば、図6(a)〜図6(e)に示すもの等が挙げられる。
図6(d)に示すi型半導体層24では、i型半導体層24の入射面241は、湾曲した凹面(湾曲面)であり、出射面242は、平面である。平面視では、i型半導体層24の入射面241の形状は、円弧状(曲線状)をなし、出射面242の形状は、直線状をなしている。
図6(e)に示すi型半導体層24では、i型半導体層24の入射面241は、湾曲した凸面(湾曲面)であり、出射面242は、平面である。平面視では、i型半導体層24の入射面241の形状は、円弧状(曲線状)をなし、出射面242の形状は、直線状をなしている。
図7は、本発明のテラヘルツ波発生装置の第2実施形態を示す図である。この図7では、光伝導アンテナについては断面図、光源装置についてはブロック図を示す。なお、以下では、図7中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
以下、第2実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
また、p型半導体層23の寸法は、i型半導体層24よりも小さければ特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定されるものであるが、p型半導体層23の長さL2は、1μm以上2mm以下であることが好ましく、3μm以上30μm以下であることがより好ましい。また、L2/L1は、0.00033以上0.667以下であることが好ましく、0.001以上0.1以下であることがより好ましい。
このテラヘルツ波発生装置1によれば、前述した第1実施形態と同様の効果も得られる。
図8は、本発明のテラヘルツ波発生装置の第3実施形態を示す図である。この図8では、光伝導アンテナについては断面図、光源装置についてはブロック図を示す。なお、以下では、図8中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
以下、第3実施形態について、前述した第2実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
これにより、入射面241へ入射する光パルスの被覆層27での吸収を抑制しつつ、i型半導体層24を確実に封止することができる。
また、被覆層27の構成材料の比誘電率は、20以下であることが好ましく、2以上10以下であることがより好ましい。
このテラヘルツ波発生装置1によれば、前述した第2実施形態と同様の効果も得られる。
なお、この第3実施形態は、前記第1実施形態にも適用することができる。
図9は、本発明のテラヘルツ波発生装置の第4実施形態を示す図である。この図9では、光伝導アンテナについては断面図、光源装置についてはブロック図を示す。なお、以下では、図9中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
以下、第4実施形態について、前述した第3実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
これにより、テラヘルツ波は、誘電率のより高い物質中を進もうとする性質を有しているので、i型半導体層24で発生したテラヘルツ波がそのi型半導体層24の出射面242から確実に出射することができ、高い強度のテラヘルツ波を発生することができる。
これにより、i型半導体層24で発生したテラヘルツ波を出射面242からより確実に出射させることができる。
このような誘電体材料(高誘電率材料)としては、例えば、窒素添加ハフニウムアルミネート(比誘電率:20)、酸化ハフニウム(比誘電率:23)、酸化イットリウム(比誘電率:25)、酸化ランタン(比誘電率:27)、五酸化ニオブ(比誘電率:41)、二酸化チタン(ルチル)(比誘電率:80)、酸化チタン(比誘電率:160)等が挙げられる。
このテラヘルツ波発生装置1によれば、前述した第3実施形態と同様の効果も得られる。
なお、この第4実施形態は、前記第1実施形態にも適用することができる。
図10は、本発明のテラヘルツ波発生装置の第5実施形態を示す断面図である。なお、以下では、図10中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
以下、第5実施形態について、前述した第4実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
また、このテラヘルツ波発生装置1では、光源装置3と光伝導アンテナ2との位置合わせは、光源装置3と光伝導アンテナ2とを基板21上に形成する際に、同時に行われるため、プロセス誤差範囲内での高い精度の位置合わせを行なうことができる。このため、光源装置3と光伝導アンテナ2とを別々に製造し、それらを位置合わせしつつ基台上に設置する場合に比べて、テラヘルツ波発生装置1を容易に製造することができる。
また、このテラヘルツ波発生装置1によれば、前述した第4実施形態と同様の効果も得られる。
なお、この第5実施形態は、前記第1〜第3実施形態にも適用することができる。
図11は、本発明のイメージング装置の実施形態を示すブロック図、図12は、図11に示すイメージング装置のテラヘルツ波検出部を示す平面図、図13は、対象物のテラヘルツ帯でのスペクトルを示すグラフ、図14は、対象物の物質A、BおよびCの分布を示す画像の図である。
また、各画素16は、互いに異なる波長のテラヘルツ波を通過させる複数の領域、すなわち、通過させるテラヘルツ波の波長(以下、「通過波長」とも言う)が互いに異なる複数の領域を有している。なお、図示の構成では、各画素16は、第1の領域161、第2の領域162、第3の領域163および第4の領域164を有している。
まず、分光イメージングの対象となる対象物150が、3つの物質A、BおよびCで構成されているとする。イメージング装置100は、この対象物150の分光イメージングを行う。また、ここでは、一例として、テラヘルツ波検出部11は、対象物150を反射したテラヘルツ波を検出することとする。
また、第1の領域161の通過波長をλ1、第2の領域162の通過波長をλ2とし、対象物150で反射したテラヘルツ波の波長λ1の成分の強度をα1、波長λ2の成分の強度をα2としたとき、その強度α2と強度α1の差分(α2−α1)が、物質Aと物質Bと物質Cとで、互いに顕著に区別できるように、前記第1の領域161の通過波長λ1および第2の領域162の通過波長λ2が設定されている。
また、物質Bにおいては、強度α2と強度α1の差分(α2−α1)は、零となる。
また、物質Cにおいては、強度α2と強度α1の差分(α2−α1)は、負値となる。
なお、イメージング装置100の用途は、前記のものに限らず、例えば、人物に対してテラヘルツ波を照射し、その人物を透過または反射したテラヘルツ波を検出し、画像形成部12において処理を行うことにより、その人物が、拳銃、ナイフ、違法な薬物等を所持しているか否かを判別することもできる。
図15は、本発明の計測装置の実施形態を示すブロック図である。
以下、計測装置の実施形態について、前述したイメージング装置の実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については前述の実施形態と同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図15に示すように、計測装置200は、テラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生部9と、テラヘルツ波発生部9から出射し、対象物160を透過または反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部11と、テラヘルツ波検出部11の検出結果に基づいて、対象物160を計測する計測部13とを備えている。
計測装置200により、対象物160の分光計測を行う際は、まず、テラヘルツ波発生部9により、テラヘルツ波を発生し、そのテラヘルツ波を対象物160に照射する。そして、対象物160を透過または反射したテラヘルツ波をテラヘルツ波検出部11で検出する。この検出結果は、計測部13に送出される。なお、この対象物160へのテラヘルツ波の照射および対象物160を透過または反射したテラヘルツ波の検出は、対象物160の全体に対して行う。
計測部13においては、前記検出結果から、フィルター15の第1の領域161、第2の領域162、第3の領域163および第4の領域164を通過したテラヘルツ波のそれぞれの強度を把握し、対象物160の成分およびその分布の分析等を行う。
図16は、本発明のカメラの実施形態を示すブロック図である。また、図17に本発明のカメラの実施形態を示す概略斜視図を示す。
以下、カメラの実施形態について、前述したイメージング装置の実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については前述の実施形態と同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
カメラ300により、対象物170を撮像する際は、まず、テラヘルツ波発生部9により、テラヘルツ波を発生し、そのテラヘルツ波を対象物170に照射する。そして、対象物170にて反射したテラヘルツ波をレンズ320によってテラヘルツ波検出部11に収束(結像させて)検出する。この検出結果は、記憶部14に送出され、記憶される。なお、この対象物170へのテラヘルツ波の照射および対象物170にて反射したテラヘルツ波の検出は、対象物170の全体に対して行う。また、前記検出結果は、例えば、パーソナルコンピューター等の外部装置に送信することもできる。パーソナルコンピューターでは、前記検出結果に基づいて、各処理を行うことができる。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
また、前記実施形態では、第1導電層をn型半導体層とし、第2導電層をp型半導体層としたが、本発明では、これに限定されず、第1導電層をp型半導体層とし、第2導電層をn型半導体層としてもよい。
また、本発明では、光源装置において、光パルス発生部が別体になっていてもよい。
Claims (16)
- パルス光が照射されることによりテラヘルツ波を発生する光伝導アンテナであって、
第1導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第1導電層と、
前記第1導電型と異なる第2導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第2導電層と、
前記第1導電層と前記第2導電層との間に挟まれ、かつ前記第1導電層の半導体材料または前記第2導電層の半導体材料よりもキャリア濃度が低い半導体材料で構成された半導体層と、
前記第1導電層に電気的に接続する第1電極と、
前記第2導電層に電気的に接続する第2電極と、を備え、
前記第1導電層と前記半導体層と前記第2導電層との積層方向と交差する法線を有する前記半導体層の面に、前記パルス光が入射し、
前記半導体層は、前記積層方向から見たとき、前記半導体層の幅Wが前記半導体層の前記パルス光が入射する入射面から前記半導体層のテラヘルツ波が出射する出射面に向うに従って漸増する部位を有することを特徴とする光伝導アンテナ。 - 前記第2導電層は、前記積層方向と交差する法線を有する前記第2導電層の面と前記半導体層の前記入射面とが同一平面上に位置し、かつ、前記半導体層上の一部のみに設けられている請求項1に記載の光伝導アンテナ。
- パルス光が照射されることによりテラヘルツ波を発生する光伝導アンテナであって、
第1導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第1導電層と、
前記第1導電型と異なる第2導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第2導電層と、
前記第1導電層と前記第2導電層との間に挟まれ、かつ前記第1導電層の半導体材料または前記第2導電層の半導体材料よりもキャリア濃度が低い半導体材料で構成された半導体層と、
前記第1導電層に電気的に接続する第1電極と、
前記第2導電層に電気的に接続する第2電極と、を備え、
前記第1導電層と前記半導体層と前記第2導電層との積層方向と交差する法線を有する前記半導体層の面に、前記パルス光が入射し、
前記第2導電層は、前記積層方向と交差する法線を有する前記第2導電層の面と前記半導体層の前記パルス光が入射する入射面とが同一平面上に位置し、かつ、前記半導体層上の一部のみに設けられていることを特徴とする光伝導アンテナ。 - 前記半導体層は、長手形状をなしている請求項1ないし3のいずれかに記載の光伝導アンテナ。
- 前記積層方向と交差する法線を有する前記半導体層の面を覆う被覆層を有する請求項1ないし4のいずれかに記載の光伝導アンテナ。
- 前記半導体層のテラヘルツ波が出射する出射面に前記被覆層が設けられており、該出射面に設けられた前記被覆層の構成材料の比誘電率は、前記半導体層の前記半導体材料の比誘電率よりも高い請求項5に記載の光伝導アンテナ。
- 前記半導体層の半導体材料は、III−V属化合物半導体である請求項1ないし6のいずれかに記載の光伝導アンテナ。
- パルス光を発生する光源と、
前記光源にて発生したパルス光が照射されることによりテラヘルツ波を発生する光伝導アンテナと、を備え、
前記光伝導アンテナは、第1導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第1導電層と、
前記第1導電型と異なる第2導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第2導電層と、
前記第1導電層と前記第2導電層との間に挟まれ、かつ前記第1導電層の半導体材料または前記第2導電層の半導体材料よりもキャリア濃度が低い半導体材料で構成された半導体層と、
前記第1導電層に電気的に接続する第1電極と、
前記第2導電層に電気的に接続する第2電極と、を備え、
前記第1導電層と前記半導体層と前記第2導電層との積層方向と交差する法線を有する前記半導体層の面に、前記パルス光が入射し、
前記半導体層は、前記積層方向から見たとき、前記半導体層の幅Wが前記半導体層の前記パルス光が入射する入射面から前記半導体層のテラヘルツ波が出射する出射面に向うに従って漸増する部位を有することを特徴とするテラヘルツ波発生装置。 - パルス光を発生する光源と、
前記光源にて発生したパルス光が照射されることによりテラヘルツ波を発生する光伝導アンテナと、を備え、
前記光伝導アンテナは、第1導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第1導電層と、
前記第1導電型と異なる第2導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第2導電層と、
前記第1導電層と前記第2導電層との間に挟まれ、かつ前記第1導電層の半導体材料または前記第2導電層の半導体材料よりもキャリア濃度が低い半導体材料で構成された半導体層と、
前記第1導電層に電気的に接続する第1電極と、
前記第2導電層に電気的に接続する第2電極と、を備え、
前記第1導電層と前記半導体層と前記第2導電層との積層方向と交差する法線を有する前記半導体層の面に、前記パルス光が入射し、
前記第2導電層は、前記積層方向と交差する法線を有する前記第2導電層の面と前記半導体層の前記パルス光が入射する入射面とが同一平面上に位置し、かつ、前記半導体層上の一部のみに設けられていることを特徴とするテラヘルツ波発生装置。 - 基板を有し、
前記光源および前記光伝導アンテナは、それぞれ、前記基板上に該基板と一体的に形成されたものである請求項8または9に記載のテラヘルツ波発生装置。 - テラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生部と、
前記テラヘルツ波発生部から出射し、対象物にて反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部と、を備え、
前記テラヘルツ波発生部は、パルス光を発生する光源と、
前記光源にて発生したパルス光が照射されることによりテラヘルツ波を発生する光伝導アンテナと、を備え、
前記光伝導アンテナは、第1導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第1導電層と、
前記第1導電型と異なる第2導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第2導電層と、
前記第1導電層と前記第2導電層との間に挟まれ、かつ前記第1導電層の半導体材料または前記第2導電層の半導体材料よりもキャリア濃度が低い半導体材料で構成された半導体層と、
前記第1導電層に電気的に接続する第1電極と、
前記第2導電層に電気的に接続する第2電極と、を備え、
前記第1導電層と前記半導体層と前記第2導電層との積層方向と交差する法線を有する前記半導体層の面に、前記パルス光が入射し、
前記半導体層は、前記積層方向から見たとき、前記半導体層の幅Wが前記半導体層の前記パルス光が入射する入射面から前記半導体層のテラヘルツ波が出射する出射面に向うに従って漸増する部位を有することを特徴とするカメラ。 - テラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生部と、
前記テラヘルツ波発生部から出射し、対象物にて反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部と、を備え、
前記テラヘルツ波発生部は、パルス光を発生する光源と、
前記光源にて発生したパルス光が照射されることによりテラヘルツ波を発生する光伝導アンテナと、を備え、
前記光伝導アンテナは、第1導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第1導電層と、
前記第1導電型と異なる第2導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第2導電層と、
前記第1導電層と前記第2導電層との間に挟まれ、かつ前記第1導電層の半導体材料または前記第2導電層の半導体材料よりもキャリア濃度が低い半導体材料で構成された半導体層と、
前記第1導電層に電気的に接続する第1電極と、
前記第2導電層に電気的に接続する第2電極と、を備え、
前記第1導電層と前記半導体層と前記第2導電層との積層方向と交差する法線を有する前記半導体層の面に、前記パルス光が入射し、
前記第2導電層は、前記積層方向と交差する法線を有する前記第2導電層の面と前記半導体層の前記パルス光が入射する入射面とが同一平面上に位置し、かつ、前記半導体層上の一部のみに設けられていることを特徴とするカメラ。 - テラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生部と、
前記テラヘルツ波発生部から出射し、対象物を透過または反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部と、
前記テラヘルツ波検出部の検出結果に基づいて、前記対象物の画像を生成する画像形成部と、を備え、
前記テラヘルツ波発生部は、パルス光を発生する光源と、
前記光源にて発生したパルス光が照射されることによりテラヘルツ波を発生する光伝導アンテナと、を備え、
前記光伝導アンテナは、第1導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第1導電層と、
前記第1導電型と異なる第2導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第2導電層と、
前記第1導電層と前記第2導電層との間に挟まれ、かつ前記第1導電層の半導体材料または前記第2導電層の半導体材料よりもキャリア濃度が低い半導体材料で構成された半導体層と、
前記第1導電層に電気的に接続する第1電極と、
前記第2導電層に電気的に接続する第2電極と、を備え、
前記第1導電層と前記半導体層と前記第2導電層との積層方向と交差する法線を有する前記半導体層の面に、前記パルス光が入射し、
前記半導体層は、前記積層方向から見たとき、前記半導体層の幅Wが前記半導体層の前記パルス光が入射する入射面から前記半導体層のテラヘルツ波が出射する出射面に向うに従って漸増する部位を有することを特徴とするイメージング装置。 - テラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生部と、
前記テラヘルツ波発生部から出射し、対象物を透過または反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部と、
前記テラヘルツ波検出部の検出結果に基づいて、前記対象物の画像を生成する画像形成部と、を備え、
前記テラヘルツ波発生部は、パルス光を発生する光源と、
前記光源にて発生したパルス光が照射されることによりテラヘルツ波を発生する光伝導アンテナと、を備え、
前記光伝導アンテナは、第1導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第1導電層と、
前記第1導電型と異なる第2導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第2導電層と、
前記第1導電層と前記第2導電層との間に挟まれ、かつ前記第1導電層の半導体材料または前記第2導電層の半導体材料よりもキャリア濃度が低い半導体材料で構成された半導体層と、
前記第1導電層に電気的に接続する第1電極と、
前記第2導電層に電気的に接続する第2電極と、を備え、
前記第1導電層と前記半導体層と前記第2導電層との積層方向と交差する法線を有する前記半導体層の面に、前記パルス光が入射し、
前記第2導電層は、前記積層方向と交差する法線を有する前記第2導電層の面と前記半導体層の前記パルス光が入射する入射面とが同一平面上に位置し、かつ、前記半導体層上の一部のみに設けられていることを特徴とするイメージング装置。 - テラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生部と、
前記テラヘルツ波発生部から出射し、対象物を透過または反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部と、
前記テラヘルツ波検出部の検出結果に基づいて、前記対象物を計測する計測部と、を備え、
前記テラヘルツ波発生部は、パルス光を発生する光源と、
前記光源にて発生したパルス光が照射されることによりテラヘルツ波を発生する光伝導アンテナと、を備え、
前記光伝導アンテナは、第1導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第1導電層と、
前記第1導電型と異なる第2導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第2導電層と、
前記第1導電層と前記第2導電層との間に挟まれ、かつ前記第1導電層の半導体材料または前記第2導電層の半導体材料よりもキャリア濃度が低い半導体材料で構成された半導体層と、
前記第1導電層に電気的に接続する第1電極と、
前記第2導電層に電気的に接続する第2電極と、を備え、
前記第1導電層と前記半導体層と前記第2導電層との積層方向と交差する法線を有する前記半導体層の面に、前記パルス光が入射し、
前記半導体層は、前記積層方向から見たとき、前記半導体層の幅Wが前記半導体層の前記パルス光が入射する入射面から前記半導体層のテラヘルツ波が出射する出射面に向うに従って漸増する部位を有することを特徴とする計測装置。 - テラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生部と、
前記テラヘルツ波発生部から出射し、対象物を透過または反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部と、
前記テラヘルツ波検出部の検出結果に基づいて、前記対象物を計測する計測部と、を備え、
前記テラヘルツ波発生部は、パルス光を発生する光源と、
前記光源にて発生したパルス光が照射されることによりテラヘルツ波を発生する光伝導アンテナと、を備え、
前記光伝導アンテナは、第1導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第1導電層と、
前記第1導電型と異なる第2導電型の不純物を含む半導体材料で構成された第2導電層と、
前記第1導電層と前記第2導電層との間に挟まれ、かつ前記第1導電層の半導体材料または前記第2導電層の半導体材料よりもキャリア濃度が低い半導体材料で構成された半導体層と、
前記第1導電層に電気的に接続する第1電極と、
前記第2導電層に電気的に接続する第2電極と、を備え、
前記第1導電層と前記半導体層と前記第2導電層との積層方向と交差する法線を有する前記半導体層の面に、前記パルス光が入射し、
前記第2導電層は、前記積層方向と交差する法線を有する前記第2導電層の面と前記半導体層の前記パルス光が入射する入射面とが同一平面上に位置し、かつ、前記半導体層上の一部のみに設けられていることを特徴とする計測装置。
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