專利名稱：太赫茲波產生裝置、相機、成像裝置和測量裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及太赫茲波產生裝置、相機、成像裝置和測量裝置。
背景技術：
近年來，具有IOOGHz以上、30THz以下的頻率的電磁波即太赫茲波受到關注。太赫茲波例如能夠用于成像、分光測量等的各測量、無損檢測等。產生該太赫茲波的太赫茲波產生裝置具備產生具有近P秒(數百f秒)左右的脈沖寬度的光脈沖(脈沖光)的光源裝置、和通過被照射由光源裝置產生的光脈沖而產生太赫茲波的天線(例如參照專利文獻I)。另外，在現有的太赫茲波產生裝置中，從一個光源裝置向天線的一對電極的電極間照射光脈沖。
但是，在上述現有的太赫茲波產生裝置中，具有如下的缺點，即只能產生具有一定的頻率分布的太赫茲波。專利文獻I :日本特開2006 - 10319號公報

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠調整太赫茲波的頻率分布的太赫茲波產生裝置、相機、成像裝置以及測量裝置。上述的目的通過下述的本發(fā)明來實現。本發(fā)明的太赫茲波產生裝置的特征在于，具備產生脈沖光的第I光源和第2光源；和天線，其被由上述第I光源和上述第2光源產生的脈沖光照射而產生太赫茲波，上述天線具有隔著間隔而對置配置的一對電極，上述第I光源和上述第2光源被構成為，相互錯開時刻來對上述一對電極間照射脈沖光。由此，能夠容易且可靠地調整太赫茲波的頻率分布。在本發(fā)明的太赫茲波產生裝置中，優(yōu)選上述脈沖光的照射時刻的錯開量小于該脈沖光的脈沖寬度。由此，能夠容易且可靠地調整太赫茲波的頻率分布。在本發(fā)明的太赫茲波產生裝置中，優(yōu)選上述第I光源和上述第2光源分別是半導體激光器。由此，能夠提供小型且簡易的太赫茲波產生裝置。在本發(fā)明的太赫茲波產生裝置中，優(yōu)選上述第I光源和上述第2光源被一體化。由此，能夠實現太赫茲波產生裝置的小型化。本發(fā)明的太赫茲波產生裝置的特征在于，具備產生脈沖光的第I光源、第2光源、第3光源和第4光源；和天線，其被由上述第I光源、上述第2光源、上述第3光源和上述第4光源產生的脈沖光照射而產生太赫茲波，上述天線具有隔著間隔而對置配置的第I 一對電極和第2 —對電極，上述第I光源和上述第2光源被構成為，相互錯開時刻來對上述第
I一對電極間照射脈沖光，上述第3光源和上述第4光源被構成為，相互錯開時刻來對上述第2 —對電極間照射脈沖光,從上述第I光源發(fā)出的脈沖光和從上述第2光源發(fā)出的脈沖光中的至少一個、與從上述第3光源發(fā)出的脈沖光和從上述第4光源發(fā)出的脈沖光中的至少一個的相位不同。由此，能夠容易且可靠地調整太赫茲波的頻率分布，還能夠變更太赫茲波的射出方向。在本發(fā)明的太赫茲波產生裝置中，優(yōu)選為，對上述第I 一對電極間照射的脈沖光的照射時刻的錯開量小于該脈沖光的脈沖寬度，對上述第2 —對電極間照射的脈沖光的照射時刻的錯開量小于該脈沖光的脈沖寬度。由此，能夠容易且可靠地調整太赫茲波的頻率分布。在本發(fā)明的太赫茲波產生裝置中，優(yōu)選為，從上述第I光源發(fā)出的脈沖光以及從上述第2光源發(fā)出的脈沖光、和從上述第3光源發(fā)出的脈沖光以及從上述第4光源發(fā)出的 脈沖光的相位互不相同的脈沖光彼此的錯開量小于該脈沖光的脈沖寬度。由此，能夠容易且可靠地變更太赫茲波的射出方向。在本發(fā)明的太赫茲波產生裝置中，優(yōu)選為上述第I光源、上述第2光源、上述第3光源和上述第4光源分別是半導體激光器。由此，能夠提供小型且簡易的太赫茲波產生裝置。在本發(fā)明的太赫茲波產生裝置中，優(yōu)選為上述第I光源、上述第2光源、上述第3光源和上述第4光源被一體化。由此，能夠實現太赫茲波產生裝置的小型化。在本發(fā)明的太赫茲波產生裝置中，優(yōu)選為上述第I 一對電極中的一個與上述第2一對電極中的一個電連接。由此，能夠提供簡易的太赫茲波產生裝置。本發(fā)明的相機的特征在于，具備產生太赫茲波的太赫茲波產生裝置；和太赫茲波檢測裝置，其對從上述太赫茲波產生裝置射出、并透過對象物或被對象物反射的太赫茲波進行檢測，上述太赫茲波產生裝置具備產生脈沖光的第I光源以及第2光源；和天線，其被由上述第I光源和上述第2光源產生的脈沖光照射而產生太赫茲波，上述天線具有隔著間隔而對置配置的一對電極，上述第I光源和上述第2電源被構成為，相互錯開時刻來對上述一對電極間照射脈沖光。由此，能夠提供具有上述本發(fā)明的效果的相機。本發(fā)明的成像裝置的特征在于，具備產生太赫茲波的太赫茲波產生裝置；太赫茲波檢測裝置，其對從上述太赫茲波產生裝置射出、并透過對象物或被對象物反射的太赫茲波進行檢測；和圖像形成部，其根據上述太赫茲波檢測裝置的檢測結果來生成上述對象物的圖像，上述太赫茲波產生裝置具備產生脈沖光的第I光源以及第2光源；和天線，其被由上述第I光源和上述第2光源產生的脈沖光照射而產生太赫茲波，上述天線具有隔著間隔而對置配置的一對電極，上述第I光源和上述第2光源被構成為，相互錯開時刻來對上述一對電極間照射脈沖光。由此，能夠提供具有上述本發(fā)明的效果的成像裝置。本發(fā)明的測量裝置的特征在于，具備產生太赫茲波的太赫茲波產生裝置；太赫茲波檢測裝置，其對從上述太赫茲波產生裝置射出、并透過對象物或被對象物反射的太赫茲波進行檢測；和測量部，其根據上述太赫茲波檢測裝置的檢測結果來對上述對象物進行測量，上述太赫茲波產生裝置具備產生脈沖光的第I光源以及第2光源；和天線，其被由上述第I光源和上述第2光源產生的脈沖光照射而產生太赫茲波，上述天線具有隔著間隔而對置配置的一對電極，上述第I光源和上述第2光源被構成為，相互錯開時刻來對上述一對電極間照射脈沖光。由此，能夠提供具有上述本發(fā)明的效果的測量裝置。


圖I是示意性地表示本發(fā)明的太赫茲波產生裝置的第I實施方式的立體圖。圖2是圖I所示的太赫茲波產生裝置的光源裝置的截面立體圖。圖3是圖2中的A — A線的截面圖。 圖4是圖2中的B — B線的截面圖。圖5是示意性表示本發(fā)明的太赫茲波產生裝置的第2實施方式的立體圖。圖6是圖5所示的太赫茲波產生裝置的光源裝置的截面立體圖。圖7是示意性地表示本發(fā)明的太赫茲波產生裝置的第3實施方式的立體圖。圖8是示意性地表示本發(fā)明的太赫茲波產生裝置的第4實施方式中的光源單元的俯視圖。圖9是示意性地表示本發(fā)明的太赫茲波產生裝置的第5實施方式中的光源裝置的俯視圖。圖10是示意性地表示本發(fā)明的太赫茲波產生裝置的第6實施方式中的光源裝置的俯視圖。圖11是表示本發(fā)明的成像裝置的實施方式的框圖。圖12是表示圖11所示的成像裝置的太赫茲波檢測裝置的俯視圖。圖13是表示對象物的太赫茲頻帶中的頻譜的圖表。圖14是表示對象物的物質A、B和C的分布的圖像的圖。圖15是表示本發(fā)明的測量裝置的實施方式的框圖。圖16是表示本發(fā)明的相機的實施方式的框圖。
具體實施例方式下面根據附圖所示的優(yōu)選實施方式來詳細說明本發(fā)明的太赫茲波產生裝置、相機、成像裝置以及測量裝置。第I實施方式圖I是示意性地表示本發(fā)明的太赫茲波產生裝置的第I實施方式的立體圖，圖2是圖I所示的太赫茲波產生裝置的光源裝置的截面立體圖，圖3是圖2中的A — A線的截面圖，圖4是圖2中的B — B線的截面圖。另外，在圖I中，放大表示了由虛線包圍的部分。如圖I所示那樣，太赫茲波產生裝置I具備基板181 ;設置在基板181上的裝載(sub-mount)基板182 ;光源單元10，其設置于裝載基板182，且具有并排設置的2個光源裝置3a和3b，并且產生出射的時刻、即相位不同的2個光脈沖(脈沖光)；和天線2，其設置于基板181上，且通過被照射由光源單元10產生的光脈沖而產生太赫茲波。另外，對各光源裝置3a、3b產生的光脈沖的形狀不分別進行特別限定，作為觀察I個光脈沖時的形狀，例如可列舉I個波的形狀、矩形等。另外，由光源裝置3a構成第I光源，由光源裝置3b構成第2光源。天線2在本實施方式中是光電導偶極天線(PCA)，其具有基板21，該基板21是半導體基板；和一對電極22，其設置于基板21上，且隔著間隔23對置配置。在一對電極22的電極間，連接有未圖示的電壓源，由該電壓源施加規(guī)定的電壓，當在該一對電極22的電極之間照射光脈沖(脈沖光)時，天線2產生太赫茲波。另外，所謂太赫茲波指的是頻率在IOOGHz以上30THz以下的電磁波，尤其是指300GHz以上3THz以下的電磁波?；?1的形狀在圖示的構成中從俯視角度來看為四邊形。另外，基板21的形狀不限于四邊形，也可以列舉其他的例如圓形、橢圓形、三角形、五角形、六邊形等。另外，一對電極22的電極間距離d沒有特別的限定，其可根據諸多條件而被適當設定，但優(yōu)選在Ium以上10 μ m以下。
另外，一對電極22的寬度w沒有特別的限定，其可根據諸多條件而被適當設定，但優(yōu)選在Iym以上10 μ m以下。另外，天線2的尺寸沒有特別的限定，其可根據諸多條件而被適當設定，但優(yōu)選是100 μ m以上IOmm以下X 100 μ m以上IOmm以下。另外，光源單元10的射出光脈沖的部分與天線2之間的距離L沒有特別的限定，其可根據諸多條件而被適當設定，但優(yōu)選是在O. 5 μ m以上50mm以下。這里，在該太赫茲波產生裝置I中，從光源單元10的光源裝置3a、3b分別向公用的一對電極22的電極間照射光脈沖。并且，通過光源單元10，相互錯開時刻、即相互錯開相位來向公用的一對電極22的電極間照射光脈沖。由此，在一對電極22的電極之間，以不錯開光脈沖的照射時刻的情況、僅從光源裝置3 a、3 b中的一個照射光脈沖的情況為基準，變更由天線2產生的太赫茲波的頻率分布。即，能夠調整天線2產生的太赫茲波的頻率分布。另外，太赫茲波的頻率分布能夠例如以將圖表的橫軸設為太赫茲波的頻率，將縱軸設為太赫茲波的電場強度的情況下的該圖表來表示。在此情況下，例如能夠通過在一對電極22的電極間錯開光脈沖的照射時亥lj，使得將不錯開光脈沖的照射時刻時成為山形的表示太赫茲波的頻率分布的上述圖表，變成波形。另外，光脈沖的照射時刻的錯開量沒有特別的限定，其可根據產生的太赫茲波的目標頻率分布、諸多條件來適當設定，但優(yōu)選為小于光脈沖的脈沖寬度。具體而言，光脈沖的照射時刻的錯開量優(yōu)選在光脈沖的脈沖寬度的1%以上50%以下，更優(yōu)選在3%以上40%以下。另外，光脈沖的脈沖寬度指的是，例如在觀察到I個光脈沖時的形狀為I個波的形狀的情況下為光脈沖的一半寬度，另外，在觀察到I個光脈沖時的形狀為矩形的情況下為光脈沖的全部寬度。另外，當將由光源裝置3a產生的光脈沖的強度的峰值(波高)設為α 1，將由光源裝置3b產生的I個光脈沖的強度的峰值設為α 2時，其比值α 1/α 2沒有特別的限定，其可根據產生的太赫茲波的目標頻率分布、諸多條件來適當設定，但優(yōu)選在I以上10以下，更優(yōu)選在I以上5以下。另外，通過調整上述光脈沖的照射時刻的錯開量，或者調整照射時刻的錯開量和α I/ α 2，能夠調整太赫茲波的頻率分布。上述情況可通過下述構成來得以實現，即、針對太赫茲波產生裝置1，預先通過實驗求出表示照射時刻的錯開量與太赫茲波的頻率分布之間的關系的運算式或表等檢量線、或者表示照射時刻的錯開量以及α 1/α 2與太赫茲波的頻率分布之間的關系的運算式或表等檢量線，將其存儲于太赫茲波產生裝置I的未圖示的存儲部中，并在需要時對其進行讀取并使用。接著，對光源單元10進行說明。光源單元10具有作為第I光源的光源裝置3a和作為第2光源的光源裝置3b。由于光源裝置3a和光源裝置3b相同，所以下面以光源裝置3a為代表進行說明。如圖2 圖4所示那樣，光源裝置3a在本實施方式中，具有產生光脈沖的光脈沖產生部4、對由光脈沖產生部4產生的光脈沖進行脈沖壓縮的第I脈沖壓縮部5、對 由第I脈沖壓縮部5進行了脈沖壓縮后的光脈沖進行脈沖壓縮的第2脈沖壓縮部7、和對光脈沖進行放大的放大部6。放大部6設置在第I脈沖壓縮部5的前段、或者第I脈沖壓縮部5與第2脈沖壓縮部7之間，而在圖示的構成中，放大部6設置在第I脈沖壓縮部5與第2脈沖壓縮部7之間。由此，由第I脈沖壓縮部5進行了脈沖壓縮后的光脈沖被放大部6放大，由放大部6進行了放大的光脈沖由第2脈沖壓縮部7進行脈沖壓縮。另外，從光源裝置3a射出的光脈沖的脈沖寬度(一半寬度)沒有特別的限定，但優(yōu)選在IOf秒以上800f秒以下。另外，光脈沖產生部4例如可采用DBR激光器、DFB激光器、模式同步激光器等所謂的半導體激光器。由該光脈沖產生部4產生的光脈沖的脈沖寬度沒有特別的限定，但優(yōu)選在Ip秒以上IOOp秒以下。另外，第I脈沖壓縮部5進行基于可飽和吸收的脈沖壓縮。即、第I脈沖壓縮部5具有可飽和吸收體，通過該可飽和吸收體來壓縮光脈沖，并使其脈沖寬度減小。另外，第2脈沖壓縮部7進行基于群速度色散補償的脈沖壓縮。即、第2脈沖壓縮部7具有群速度色散補償介質、在本實施方式中為耦合波導路結構，通過該耦合波導路結構來壓縮光脈沖，并使其脈沖寬度減小。另外，光源裝置3a的光脈沖產生部4、第I脈沖壓縮部5、放大部6、第2脈沖壓縮部7被一體化,即被集成在同一基板上。具體而言，光源裝置3a具有是半導體基板的基板31 ;設置于基板31上的包覆層32 ;設置于包覆層32上的活性層33 ;設置于活性層33上的波導路構成工序用蝕刻終止層34 ;設置于波導路構成工序用蝕刻終止層34上的包覆層35 ;設置于包覆層35上的接觸層36 ;設置于波導路構成工序用蝕刻終止層34上的絕緣層37 ;設置于基板31表面的包覆層32側的電極38 ;設置于接觸層36以及絕緣層37的表面的包覆層35側的電極391、392、393,394和395。另外，光脈沖產生部4的波導路構成工序用蝕刻終止層34和包覆層35之間設置有衍射柵30。另外，波導路構成工序用蝕刻終止層并不限于設置在活性層的上方，例如也可以設置于包覆層中。另外，各部的構成材料沒有特別限定，作為一例，作為基板31、接觸層36，例如可分別列舉GaAs等。另外，作為包覆層32、35、波導路構成工序用蝕刻終止層34、衍射柵30，例如可分別列舉AlGaAs等。另外，作為活性層33，例如可列舉利用了被稱為多量子阱的量子效果的構成等。具體而言，作為活性層33，例如可列舉被稱為分布折射率型多量子阱的構造，該分布折射率型多量子阱的構造由交錯地分別設置多個阱層(GaAs阱層)和阻擋層(AlGaAs阻擋層)而形成的多量子阱等來構成。另外，在圖示的構成中，光源裝置3a中的波導路由包覆層32、活性層33、波導路構成工序用蝕刻終止層34、包覆層35構成。另外，包覆層35僅在波導路的上部設置成與該波導路對應的形狀。另外，包覆層35通過利用蝕刻除去不需要的部分而形成。另外，根據制造方法的不同，也可以省略波導路構成工序用蝕刻終止層34。另外，包覆層35和接觸層36各設置2個。其中一個包覆層35和接觸層36構成光脈沖產生部4、第I脈沖壓縮部5、放大部6和第2脈沖壓縮部7的一部分，且連續(xù)地被設置，另一個包覆層35和接觸層36構成第2脈沖壓縮部7的一部分。S卩、在第2脈沖壓縮部7中設置有一對包覆層35和一對接觸層36。
另外，電極391以與光脈沖產生部4的包覆層35對應的方式設置，另外，電極392以與第I脈沖壓縮部5的包覆層35對應的方式設置，另外，電極393以與放大部6的包覆層35對應的方式設置，另外，電極394和395分別以與第2脈沖壓縮部7的2個包覆層35對應的方式設置。另外，電極38是光脈沖產生部4、第I脈沖壓縮部5、放大部6和第2脈沖壓縮部7的公用電極。并且，由電極38和電極391構成光脈沖產生部4的一對電極，另夕卜，由電極38和電極392構成第I脈沖壓縮部5的一對電極，另外，由電極38和電極393構成放大部6的一對電極,另外，由電極38和電極394、電極38和電極395構成第2脈沖壓縮部7的2對電極。另外，光源裝置3a的整體形狀在圖示的構成中形成為立方體，但顯然并非僅限與此。另夕卜，光源裝置3a的尺寸沒有特別限定，例如能夠設為Imm以上IOmm以下X0. 5mm以上5_以下X0. 1mm以上1_以下。接著，對太赫茲波產生裝置I的作用進行說明。在太赫茲波產生裝置I中，首先由光源單元10的光源裝置3a、3b的光脈沖產生部4分別產生光脈沖。下面以I個光源裝置3a為代表進行說明。由光脈沖產生部4產生的光脈沖的脈沖寬度與目標脈沖寬度相比較大。由該光脈沖產生部4產生的光脈沖通過波導路，并以第I脈沖壓縮部5、放大部6、第2脈沖壓縮部7的順序依次通過上述各部。首先，在第I脈沖壓縮部5中，對光脈沖進行基于可飽和吸收的脈沖壓縮，光脈沖的脈沖寬度減少。接著，在放大部6中光脈沖被放大。最后，在第2脈沖壓縮部7中，對光脈沖進行基于群速度色散補償的脈沖壓縮，光脈沖的脈沖寬度進一步減少。由此，目標脈沖寬度的光脈沖產生，并從第2脈沖壓縮部7射出。此時，從光源裝置3a、3b相互錯開時刻(相位)來射出光脈沖。從光源裝置3a、3b射出的光脈沖分別相互錯開時刻(相位)而向天線2的一對電極22的電極間照射，從而在該天線2中產生太赫茲波。如上述那樣，通過調整光脈沖的照射時刻的錯開量，能夠調整太赫茲波的頻率分布。如以上說明的那樣，根據該太赫茲波產生裝置1，能夠容易且可靠地調整太赫茲波的頻率分布。
另外，由于各光源裝置3a、3b具有第I脈沖壓縮部5、放大部6和第2脈沖壓縮部7，所以能夠在實現光源裝置3a、3b的小型化、甚至是太赫茲波產生裝置I的小型化的同時，產生所希望的波峰和脈沖寬度的光脈沖，由此，能夠可靠地產生所希望的太赫茲波。另外，通過改變光源裝置3a、3b的驅動信號的時刻，能夠容易地改變光源裝置3a、3b的發(fā)光時刻來照射天線2。即、無需為了改變照射天線2的光脈沖的時刻而設置延遲元件等的追加構成，能夠實現簡單的構 成。另外，光源元件10的光源裝置的數量不限于2個，也可以是3個以上。另外，天線2的一對電極22的數量不限于I個，也可以是2個以上。第2實施方式圖5是示意性地表示本發(fā)明的太赫茲波產生裝置的第2實施方式的立體圖。圖6是圖5所示的太赫茲波產生裝置的光源裝置的截面立體圖。另外，在圖5中，以虛線表示單位單元8a、8b的相互的邊界。下面圍繞與上述第I實施方式的不同點來說明第2實施方式，對于同樣的事項省略其說明。如圖5和圖6所示那樣，在第2實施方式的太赫茲波產生裝置I中，光源單元10具備具有光脈沖產生部4、第I脈沖壓縮部5、放大部6、第2脈沖壓縮部7的第I光源即單位單元8a和作為第2光源的單位單元8b，上述的單位單元8a、8b被并排設置，并被一體化，即被陣列化。由此，能夠實現光源單元10的小型化，并由此能夠實現太赫茲波產生裝置I的小型化。另外，各單位單元8a、8b分別對應于上述第I實施方式中的光源裝置3a、3b。另外，該第2實施方式也能夠適用于后述的第4實施方式、第5實施方式和第6實施方式。第3實施方式圖7是示意性地表示本發(fā)明的太赫茲波產生裝置的第3實施方式的立體圖。另外，在圖7中，以虛線表示單位單元8a、8b、8c、8d的相互的邊界。下面圍繞與上述的實施方式的不同點來說明第3實施方式，對于同樣的事項省略其說明。如圖7所示那樣，在第2實施方式的太赫茲波產生裝置I中，光源單元10具備作為第I光源的單位單元8a、作為第2光源的單位單元8b、作為第3光源的單位單元8c和作為第4光源的單位單元8d，上述的單位單元8a、8b、8c、8d被一體化，即被陣列化。由此，能夠實現光源單元10的小型化，并由此能夠實現太赫茲波產生裝置I的小型化。另外，各單位單元8a、8b分別對應于上述第2實施方式中的單位單元8a、8b,另外,單位單元8c、8d分別與單位單元8a、8b相同。另外，單位單元8a、8b被并排設置，單位單元8c、8d分別位于單位單元8a、8b的下方并被并排設置。天線2具有基板21，是半導體基板；設置于基板21上、隔著間隔23對置配置的第I 一對電極即一對電極22a ;和隔著間隔23對置配置的第2 —對電極即一對電極22b。在一對電極22a的電極間、一對電極22b的電極間,分別施加規(guī)定的電壓，當對該一對電極22a的電極間、一對電極22b的電極間照射光脈沖時，天線2產生太赫茲波。此時,在本實施方式中，一對電極22a、一對電極22b中一側的電極、即一側的電極22a,22b彼此利用導電體24電連接，另一側的電極、即另一側的電極22a、22b彼此利用導電體24電連接。并且，上述一側的電極、即一側的電極22a、22b彼此，或者另一側的電極、即另一側的電極22a、22b彼此被施加同一電壓。S卩、一側的電極22a、22b與另一側的電極22a、22b之間連接有未圖示的電壓源，利用該電壓源來施加規(guī)定的電壓。另外，也可以分別在一對電極22a的電極間、一對電極22b的電極間獨立地連接電壓源，由此對各電極間獨立地施加電壓。另外，電極22a、22b的間距p沒有特別限定，其可根據諸多條件來適當設定，但優(yōu)選為10 μ m以上1_以下。這里，在該太赫茲波產生裝置I中，從光源單元10的單位單元8a、8b分別對公用的一對電極22a的電極間照射光脈沖。并且，通過光源單元10，相互錯開時刻、即相互錯開相位來對公用的一對電極22a的電極間照射光脈沖。由此，在一對電極22a的電極間，以不錯開光脈沖的照射時刻的情況、僅從單位單元8a、8b中的一個照射光脈沖的情況為基準， 變更由天線2產生的太赫茲波的頻率分布。即、能夠調整由天線2產生的太赫茲波的頻率分布。同樣，從光源單元10的單位單元8c、8d分別對公用的一對電極22b的電極間照射光脈沖。并且，通過光源單元10，相互錯開時刻、即相互錯開相位來對公用的一對電極22b的電極間照射光脈沖。由此，在一對電極22b的電極間，以不錯開光脈沖的照射時刻的情況、僅從單位單元8c、8d中的一個照射光脈沖的情況為基準，變更由天線2產生的太赫茲波的頻率分布。即，能夠調整由天線2產生的太赫茲波的頻率分布。另外，通過調整一對電極22a的電極間的光脈沖的照射時刻的錯開量、一對電極22b的電極間的光脈沖的照射時刻的錯開量，或者通過調整一對電極22a的電極間的光脈沖的照射時刻的錯開量、一對電極22b的電極間的光脈沖的照射時刻的錯開量、各α I/α 2，能夠調整太赫茲波的頻率分布。上述情況能夠通過下述構成來實現，即、針對太赫茲波產生裝置1，預先通過實驗求出表示各照射時刻的錯開量與太赫茲波的頻率分布之間的關系的運算式或表等的檢量線，或者表示各照射時刻的錯開量以及各α 1/α 2與太赫茲波的頻率分布之間的關系的運算式或表等的檢量線，將其存儲于太赫茲波產生裝置I的未圖示的存儲部中，并在需要時對其讀取并使用。另外，在該太赫茲波產生裝置I中，通過光源單元10，相互錯開時刻、即相互錯開相位來對一對電極22a的電極間、一對電極22b的電極間照射光脈沖。S卩、由單位單兀8a發(fā)出的光脈沖和由單位單元8b發(fā)出的光脈沖中的至少一個，與由單位單元8c發(fā)出的光脈沖和由單位單元8d發(fā)出的光脈沖中的至少一個的相位不同。在本實施方式中，由單位單元8a發(fā)出的光脈沖與由單位單元8c發(fā)出的光脈沖的相位不同，另外，由單位單元8b發(fā)出的光脈沖與由單位單元8d發(fā)出的光脈沖的相位不同。由此，在一對電極22a的電極間、和一對電極22b的電極間，產生相位相互不同的太赫茲波，這些太赫茲波被合成，并且以不錯開上述光脈沖的照射時刻的情況為基準來變更由天線2產生的太赫茲波的射出方向。S卩、能夠調整由天線2產生的太赫茲波的射出方向。另外，由單位單元8a發(fā)出并照射于一對電極22a的電極間的光脈沖與由單位單元8c發(fā)出并照射于一對電極22b的電極間的光脈沖的錯開量，和由單位單元Sb發(fā)出并照射于一對電極22a的電極間的光脈沖與由單位單兀8d發(fā)出并照射于一對電極22b的電極間的光脈沖的錯開量，都沒有被特別限定，其可根據產生的太赫茲波的目標射出方向或諸多條件而被適當設定，但優(yōu)選小于光脈沖的脈沖寬度。具體而言，光脈沖的照射時刻的錯開量優(yōu)選在光脈沖的脈沖寬度的1%以上50%以下，更優(yōu)選在3%以上40%以下。另外，通過調整一對電極22a的電極間和一對電極22b的電極間的光脈沖的照射時刻的錯開量，可調整太赫茲波的射出方向。上述情況可由下述構成來實現，S卩、針對太赫茲波產生裝置1，預先通過實驗求出表示照射時刻的錯開量與太赫茲波的射出方向之間的關系的運算式或表等的檢量線，將其存儲于太赫茲波產生裝置I的未圖示的存儲部中，并在需要時對其讀取并使用。如以上說明那樣，根據該太赫茲波成像裝置1，能夠調整太赫茲波的頻率分布，還能夠變更太赫茲波的射出方向。另外，光源單元10的單位單元(光源裝置)的數量不限于4個，也可以是5個以上。 另外，天線2的一對電極22的數量不限于2個，也可以是3個以上。另外，該第3實施方式也能夠適用于后述的第4實施方式、第5實施方式和第6實施方式。第4實施方式圖8是示意性地表示本發(fā)明的太赫茲波產生裝置的第4實施方式中的光源裝置的俯視圖。另外，在圖8中，以虛線表示波導路91，并分別以虛線包圍表示第I脈沖壓縮部5、放大部6和第2脈沖壓縮部7。下面圍繞與上述的實施方式的不同點對第4實施方式進行說明，對于同樣的事項省略其說明。如圖8所示那樣，在第4實施方式的太赫茲波產生裝置I的光源裝置3a中，波導路91被交替地折彎多次。即，波導路91形成為鋸齒形。另外，第I脈沖壓縮部5位于圖8中的下側，另外，放大部6位于圖8中上側。并且，在第I脈沖壓縮部5和放大部6中，波導路91分別被折彎多次。另外，在光脈沖產生部4與第I脈沖壓縮部5的邊界部、放大部6與第2脈沖壓縮部7的邊界部，波導路91分別被折彎I次。另外，光源裝置3a在波導路91的折彎部分具有反射光脈沖的反射膜92。該反射膜92分別設置于光源裝置的一對側面。利用該反射膜92，能夠反射光脈沖以使得該光脈沖沿著波導路91進入。另外，在光源裝置3a的光脈沖的射出部93中沒有設置反射膜92。另外，在射出部93中也可以設置防反射膜(未圖示)。根據該太赫茲波成像裝置1，由于光源裝置3a的波導路91被折彎多次，所以能夠增大光路長、即波導路91的直線距離，由此能夠縮短光源裝置3a的長度，從而能夠實現小型化。第5實施方式圖9是示意性地表示本發(fā)明的太赫茲波產生裝置的第5實施方式中的光源裝置的俯視圖。另外，在圖9中，以虛線表示波導路，另外，分別以虛線包圍表示第I脈沖壓縮部5、放大部6和第2脈沖壓縮部7。下面圍繞與上述的實施方式的不同點對第5實施方式進行說明，對于同樣的事項，省略其說明。如圖9所示那樣，在第4實施方式的太赫茲波產生裝置I的光源裝置3a中，波導路91被交替地折彎3次，在放大部6中，波導路91僅折彎I次。另外，在將放大部6設置在第I脈沖壓縮部5的前段的情況下，在第I脈沖壓縮部5中，波導路91僅折彎I次。第6實施方式圖10是示意性地表示本發(fā)明的太赫茲波產生裝置的第6實施方式中的光源裝置的俯視圖。另外，在圖10中，以虛線表示波導路，另外，分別以虛線包圍表示第I脈沖壓縮部5、放大部6和第2脈沖壓縮部7。下面，圍繞與上述的實施方式的不同點對第6實施方式進行說明，對于同樣的事項省略其說明。 如圖10所示那樣，在第6實施方式的太赫茲波產生裝置I的光源裝置3a中，省略了反射膜92。另外，波導路91的折彎部分中的圖10所示的角度Θ被設定為臨界角以上。由此，不必在波導路91的折彎部分設置反射膜92，就能夠反射光脈沖，能夠簡化結構。另外，在光源裝置3a的光脈沖的射出部93設置有防反射膜94。由此，能夠從射出部93射出光脈沖。另外，該第6實施方式也能夠適用于上述第4實施方式。成像裝置的實施方式圖11是表示本發(fā)明的成像裝置的實施方式的框圖。圖12是表示圖11所示的成像裝置的太赫茲波檢測裝置的俯視圖。如圖11所示那樣，成像裝置100具備產生太赫茲波的太赫茲波產生裝置I ;對從太赫茲波產生裝置I射出并透過對象物150或被對象物150反射的太赫茲波進行檢測的太赫茲波檢測裝置11 ;以及根據太赫茲波檢測裝置11的檢測結果來生成對象物150的圖像、即圖像數據的圖像形成部12。作為太赫茲波產生裝置1，在本實施方式中，使用上述第I實施方式 第6實施方式中的任意一種。另外，作為太赫茲波檢測裝置11，例如使用具備使目的波長的太赫茲波通過的濾波器15和將通過了濾波器15的上述目的波長的太赫茲波變換成熱量而進行檢測的檢測部17的裝置。另外，作為檢測部17，例如使用將太赫茲波變換為熱量而進行檢測的裝置、即能夠將太赫茲波變換為熱量并檢測該太赫茲波的能量(強度)的裝置。作為這樣的檢測部，例如列舉熱電傳感器、輻射熱測量計等。另外，作為太赫茲波檢測裝置11，當然不限于上述的構成。另外，濾波器15具有2維配置的多個像素(單位濾波器的一部分)16。即，各像素16被配置為矩陣狀。另外，各像素16具有使波長相互不同的太赫茲波通過的多個區(qū)域、即通過的太赫茲波的波長(以下也稱為“通過波長”)相互不同的多個區(qū)域。另外，在圖示的構成中，各像素16具有第I區(qū)域161、第2區(qū)域162、第3區(qū)域163和第4區(qū)域164。另外，檢測部17具有分別與濾波器15的各像素16的第I區(qū)域161、第2區(qū)域162、第3區(qū)域163、第4區(qū)域164對應設置的第I單位檢測部171、第2單位檢測部172、第3單位檢測部173和第4單位檢測部174。各第I單位檢測部171、各第2單位檢測部172、各第3單位檢測部173和各第4單位檢測部174將分別通過了各像素16的第I區(qū)域161、第2區(qū)域162、第3區(qū)域163和第4區(qū)域164的太赫茲波變換成熱量進行檢測。由此，在各像素16的每個像素中，能夠分別可靠地檢測4個目的波長的太赫茲波。接著，對成像裝置100的使用例進行說明。首先，成為分光成像的對象的對象物150由3個物質A、B和C構成。成像裝置100進行該對象物150的分光成像。另外，在此，作為一例，太赫茲波檢測裝置11檢測被對象物150反射的太赫茲波。圖13是表示對象物150的太赫茲頻帶中的頻譜的圖表。在太赫茲波檢測裝置11的濾波器15的各像素16中，使用第I區(qū)域161和第2區(qū) 域 162。另外，在將第I區(qū)域161的通過波長設為λ 1，將第2區(qū)域162的通過波長設為λ 2,將由對象物150反射的太赫茲波的波長λ I的分量的強度設為α I,將波長λ 2的分量的強度設為α 2時，合理地設定上述第I區(qū)域161的通過波長λ I和第2區(qū)域162的通過波長λ 2，以使得該強度α 2和強度α I的差值(α 2 — α I)在物質Α、物質B和物質C上能夠被相互明顯地區(qū)分。如圖13所示那樣，在物質Α，由對象物150反射的太赫茲波的波長λ 2的分量的強度α 2與波長λ I的分量的強度α I的差值(α 2 — α I)為正值。另外，在物質B，強度α 2與強度α I的差值(α 2 — α I)為零。另外,在物質C，強度α 2與強度α I的差值(α 2 — α I)為負值。通過成像裝置100，在進行對象物150的分光成像時，首先，利用太赫茲波產生裝置I來產生太赫茲波，并使該太赫茲波照射對象物150。并且，利用太赫茲波檢測裝置11，將由對象物150反射的太赫茲波作為al和α 2進行檢測。其檢測結果被送往圖像形成部12。另外,對該對象物150的太赫茲波的照射和被對象物150反射的太赫茲波的檢測是針對對象物150的整體進行的。此時，對上述對象物150的太赫茲波的照射是利用光源單元10，相互錯開時刻來對各一對電極22間照射光脈沖，并變更該光脈沖的照射時刻的錯開量，由此變更太赫茲波的射出方向來進行的。在圖像形成部12中，根據上述檢測結果，求出通過了濾波器15的第2區(qū)域162的太赫茲波的波長λ 2的分量的強度α 2、和通過了第I區(qū)域161的太赫茲波的波長λ I的分量的強度α I的差值(α 2 — α I)。并且，在對象物150中，將上述差值為正值的部位判斷確定為物質Α，將上述差值為零的部位判斷確定為物質B，將上述差值為負值的部位判斷確定為物質C。另外，在圖像形成部12中，如圖14所示那樣，作成表示對象物150的物質Α、B和C的分布的圖像的圖像數據。該圖像數據從圖像形成部12發(fā)送到未圖示的顯示器，在該顯示器上，顯示表示對象物150的物質Α、Β和C的分布的圖像。此時，例如以不同的顏色來顯示，即、將對象物150的物質A分布的區(qū)域顯示為黑色，將物質B分布的區(qū)域顯示為灰色，將物質C分布的區(qū)域顯示為白色。在該成像裝置100中，如上所述，能夠同時進行構成對象物150的各物質的同定和該各物質的分布測定。
另外，成像裝置100的用途不限于上述內容，例如也可以用于以下處理，即、對人物照射太赫茲波，檢測透過該人物或被反射的太赫茲波，并在圖像形成部12中進行處理，由此判別該人物是否持有槍、刀、違禁藥物等。測量裝置的實施方式圖15是表示本發(fā)明的測量裝置的實施方式的框圖。下面圍繞與上述的成像裝置的實施方式的不同點來說明測量裝置的實施方式，對于同樣的事項省略其說明。如圖15所示那樣，測量裝置200具備產生太赫茲波的太赫茲波產生裝置I ;對從太赫茲波產生裝置射出、并透過對象物150或者被對象物150反射的太赫茲波進行檢測的太赫茲波檢測裝置11 ;和根據太赫茲波檢測裝置11的檢測結果來測量對象物160的測量部13。 接著，對測量裝置200的使用例進行說明。在利用測量裝置200進行對象物160的分光測量時，首先，利用太赫茲波產生裝置I產生太赫茲波，并使該太赫茲波照射對象物160。并且，利用太赫茲波檢測裝置11檢測透過對象物160或被反射的太赫茲波。該檢測結果被發(fā)送到測量部13。另外，對該對象物160的太赫茲波的照射和透過對象物160或被反射的太赫茲波的檢測是針對對象物160的整體進行的。此時，對上述對象物160的太赫茲波的照射是利用光源單元10，相互錯開時刻來對各一對電極22間照射光脈沖，并變更該光脈沖的照射時刻的錯開量，由此變更太赫茲波的射出方向來進行的。在測量部13中，根據上述檢測結果，把握通過了濾波器15的第I區(qū)域161、第2區(qū)域162、第3區(qū)域163和第4區(qū)域164的太赫茲波的各自的強度，并進行對象物160的成分以及其分布的分析。相機的實施方式圖16是表不本發(fā)明的相機的實施方式的框圖。下面圍繞與上述的成像裝置的實施方式的不同點來說明相機的實施方式，對于同樣的事項省略其說明。如圖16所示那樣，相機300具備產生太赫茲波的太赫茲波產生裝置I ;和對從太赫茲波產生裝置I射出、并透過對象物170或者被反射的太赫茲波進行檢測的太赫茲波檢測裝置11。接著，對相機300的使用例進行說明。在利用相機300對對象物170攝像時，首先，利用太赫茲波產生裝置I產生太赫茲波，并使該太赫茲波照射對象物170。并且，利用太赫茲波檢測裝置11檢測透過對象物170或者被反射的太赫茲波。該檢測結果被發(fā)送到存儲部14中并被存儲。另外，對該對象物170的太赫茲波的照射和透過對象物170或被反射的太赫茲波的檢測是針對對象物170的整體進行的。此時，對上述對象物170的太赫茲波的照射是利用光源單元10，相互錯開時刻來對各一對電極22間照射光脈沖，并變更該光脈沖的照射時刻的錯開量，由此變更太赫茲波的射出方向來進行的。另外，上述檢測結果例如也能夠被發(fā)送到個人計算機等外部裝置。在個人計算機中，能夠根據上述檢測結果來進行各處理。以上根據圖示的實施方式說明了本發(fā)明的太赫茲波產生裝置、相機、成像裝置和測量裝置，但本發(fā)明不限于此，各部的構成可以置換成具有同樣功能的任意的構成。另外，也可以對本發(fā)明追加其他任意的構成物。另外，本發(fā)明也可以是對上述各實施方式中任意的2個以上的構成(特征)進行組合而得的發(fā)明。另外，在本發(fā)明中，在光源裝置(光源單元)中，光脈沖產生部也可以獨立設置。附圖標記說明I…太赫茲波產生裝置；2…天線；21…基板；22、22a、22b···電極；23···間隔；24···導電體；3a、3b…光源裝置；30…衍射柵；31…基板；32、35…包覆層；33…活性層；34…波導路構成工序用蝕刻終止層；36…接觸層；37…絕緣層；38、39廣395···電極；4…光脈沖產生部；5…第I脈沖壓縮部；6…放大部；7…第2脈沖壓縮部；8a、8b、8c、8d…單位單元；91···波導路；92…反射膜；93…射出部；94…防反射膜；10…光源單兀；11…太赫茲波檢測裝置；12…圖像形成部；13···測量部；14···存儲部；15…濾波器；16···像素；161···第I區(qū)域；162… 第2區(qū)域；163…第3區(qū)域;164…第4區(qū)域;17…檢測部;171…第I單位檢測部;172…第
2單位檢測部；173…第3單位檢測部；174…第4單位檢測部；181···基板；182…裝載基板；100…成像裝置;150、160、170...對象物;200…測量裝置;300…相機。
權利要求
1.一種太赫茲波產生裝置，其特征在于，具備 第I光源和第2光源,產生脈沖光；和 天線，被由所述第I光源和所述第2光源產生的脈沖光照射而產生太赫茲波， 所述天線具有隔著間隔而對置配置的一對電極， 所述第I光源和所述第2光源被構成為，相互錯開時刻來對所述一對電極間照射脈沖光。
2.根據權利要求I所述的太赫茲波產生裝置，其特征在于， 所述脈沖光的照射時刻的錯開量小于該脈沖光的脈沖寬度。
3.根據權利要求I或2所述的太赫茲波產生裝置，其特征在于， 所述第I光源和所述第2光源分別是半導體激光器。
4.根據權利要求I 3中的任意一項所述的太赫茲波產生裝置，其特征在于， 所述第I光源和所述第2光源被一體化。
5.一種太赫茲波產生裝置，其特征在于，具備 第I光源、第2光源、第3光源和第4光源,產生脈沖光；和 天線，被由所述第I光源、所述第2光源、所述第3光源和所述第4光源產生的脈沖光照射而產生太赫茲波， 所述天線具有隔著間隔而對置配置的第I一對電極和第2 —對電極， 所述第I光源和所述第2光源被構成為，相互錯開時刻來對所述第I 一對電極間照射脈沖光， 所述第3光源和所述第4光源被構成為，相互錯開時刻來對所述第2 —對電極間照射脈沖光， 從所述第I光源發(fā)出的脈沖光和從所述第2光源發(fā)出的脈沖光中的至少一個、與從所述第3光源發(fā)出的脈沖光和從所述第4光源發(fā)出的脈沖光中的至少一個的相位不同。
6.根據權利要求5所述的太赫茲波產生裝置，其特征在于， 對所述第I一對電極間照射的脈沖光的照射時刻的錯開量小于該脈沖光的脈沖寬度，對所述第2 —對電極間照射的脈沖光的照射時刻的錯開量小于該脈沖光的脈沖寬度。
7.根據權利要求5或6所述的太赫茲波產生裝置，其特征在于， 從所述第I光源發(fā)出的脈沖光以及從所述第2光源發(fā)出的脈沖光、和從所述第3光源發(fā)出的脈沖光以及從所述第4光源發(fā)出的脈沖光的相位互不相同的脈沖光彼此的錯開量小于該脈沖光的脈沖寬度。
8.根據權利要求5 7中的任意一項所述的太赫茲波產生裝置，其特征在于， 所述第I光源、所述第2光源、所述第3光源和所述第4光源分別是半導體激光器。
9.根據權利要求5 8中的任意一項所述的太赫茲波產生裝置，其特征在于， 所述第I光源、所述第2光源、所述第3光源和所述第4光源被一體化。
10.根據權利要求5 9中的任意一項所述的太赫茲波產生裝置，其特征在于， 所述第I一對電極中的一個與所述第2 —對電極中的一個電連接。
11.一種相機，其特征在于，具備 太赫茲波產生裝置，產生太赫茲波；和 太赫茲波檢測裝置，對從所述太赫茲波產生裝置射出、并透過對象物或被對象物反射的太赫茲波進行檢測， 所述太赫茲波產生裝置具備第I光源以及第2光源，產生脈沖光；和天線，被由所述第I光源和所述第2光源產生的脈沖光照射而產生太赫茲波， 所述天線具有隔著間隔而對置配置的一對電極， 所述第I光源和所述第2光源被構成為，相互錯開時刻來對所述一對電極間照射脈沖光。
12.—種成像裝置，其特征在于，具備 太赫茲波產生裝置，產生太赫茲波； 太赫茲波檢測裝置，對從所述太赫茲波產生裝置射出、并透過對象物或被對象物反射的太赫茲波進行檢測；和 圖像形成部，根據所述太赫茲波檢測裝置的檢測結果來生成所述對象物的圖像，所述太赫茲波產生裝置具備 第I光源以及第2光源，產生脈沖光；和天線，被由所述第I光源和所述第2光源產生的脈沖光照射而產生太赫茲波， 所述天線具有隔著間隔而對置配置的一對電極， 所述第I光源和所述第2光源被構成為，相互錯開時刻來對所述一對電極間照射脈沖光。
13.—種測量裝置，其特征在于，具備 太赫茲波產生裝置，產生太赫茲波； 太赫茲波檢測裝置，對從所述太赫茲波產生裝置射出、并透過對象物或被對象物反射的太赫茲波進行檢測；和 測量部，根據所述太赫茲波檢測裝置的檢測結果來對所述對象物進行測量， 所述太赫茲波產生裝置具備 第I光源以及第2光源，產生脈沖光；和天線，被由所述第I光源和所述第2光源產生的脈沖光照射而產生太赫茲波， 所述天線具有隔著間隔而對置配置的一對電極， 所述第I光源和所述第2光源被構成為，相互錯開時刻來對上述一對電極間照射脈沖光。
全文摘要
本發(fā)明涉及太赫茲波產生裝置、相機、成像裝置和測量裝置。該太赫茲波產生裝置的特征在于，具備產生脈沖光的第1光源和第2光源；和天線，其被由上述第1光源和上述第2光源產生的脈沖光照射從而產生太赫茲波，上述天線具有隔著間隔而對置配置的一對電極，上述第1光源和上述第2光源被構成為，相互錯開時刻來對上述一對電極間照射脈沖光。
文檔編號H01S1/02GK102842839SQ20121021099
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權日2011年6月24日
發(fā)明者富岡纮斗 申請人:精工愛普生株式會社