专利名称：太赫兹波产生装置、相机、成像装置和测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及太赫兹波产生装置、相机、成像装置和测量装置。
背景技术：
近年来，具有IOOGHz以上、30THz以下的频率的电磁波即太赫兹波受到关注。太赫兹波例如能够用于成像、分光测量等的各测量、无损检测等。产生该太赫兹波的太赫兹波产生装置具备产生具有近P秒(数百f秒)左右的脉冲宽度的光脉冲(脉冲光)的光源装置、和通过被照射由光源装置产生的光脉冲而产生太赫兹波的天线(例如参照专利文献I)。另外，在现有的太赫兹波产生装置中，从一个光源装置向天线的一对电极的电极间照射光脉冲。
但是，在上述现有的太赫兹波产生装置中，具有如下的缺点，即只能产生具有一定的频率分布的太赫兹波。专利文献I :日本特开2006 - 10319号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够调整太赫兹波的频率分布的太赫兹波产生装置、相机、成像装置以及测量装置。上述的目的通过下述的本发明来实现。本发明的太赫兹波产生装置的特征在于，具备产生脉冲光的第I光源和第2光源；和天线，其被由上述第I光源和上述第2光源产生的脉冲光照射而产生太赫兹波，上述天线具有隔着间隔而对置配置的一对电极，上述第I光源和上述第2光源被构成为，相互错开时刻来对上述一对电极间照射脉冲光。由此，能够容易且可靠地调整太赫兹波的频率分布。在本发明的太赫兹波产生装置中，优选上述脉冲光的照射时刻的错开量小于该脉冲光的脉冲宽度。由此，能够容易且可靠地调整太赫兹波的频率分布。在本发明的太赫兹波产生装置中，优选上述第I光源和上述第2光源分别是半导体激光器。由此，能够提供小型且简易的太赫兹波产生装置。在本发明的太赫兹波产生装置中，优选上述第I光源和上述第2光源被一体化。由此，能够实现太赫兹波产生装置的小型化。本发明的太赫兹波产生装置的特征在于，具备产生脉冲光的第I光源、第2光源、第3光源和第4光源；和天线，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光源产生的脉冲光照射而产生太赫兹波，上述天线具有隔着间隔而对置配置的第I 一对电极和第2 —对电极，上述第I光源和上述第2光源被构成为，相互错开时刻来对上述第
I一对电极间照射脉冲光，上述第3光源和上述第4光源被构成为，相互错开时刻来对上述第2 —对电极间照射脉冲光,从上述第I光源发出的脉冲光和从上述第2光源发出的脉冲光中的至少一个、与从上述第3光源发出的脉冲光和从上述第4光源发出的脉冲光中的至少一个的相位不同。由此，能够容易且可靠地调整太赫兹波的频率分布，还能够变更太赫兹波的射出方向。在本发明的太赫兹波产生装置中，优选为，对上述第I 一对电极间照射的脉冲光的照射时刻的错开量小于该脉冲光的脉冲宽度，对上述第2 —对电极间照射的脉冲光的照射时刻的错开量小于该脉冲光的脉冲宽度。由此，能够容易且可靠地调整太赫兹波的频率分布。在本发明的太赫兹波产生装置中，优选为，从上述第I光源发出的脉冲光以及从上述第2光源发出的脉冲光、和从上述第3光源发出的脉冲光以及从上述第4光源发出的 脉冲光的相位互不相同的脉冲光彼此的错开量小于该脉冲光的脉冲宽度。由此，能够容易且可靠地变更太赫兹波的射出方向。在本发明的太赫兹波产生装置中，优选为上述第I光源、上述第2光源、上述第3光源和上述第4光源分别是半导体激光器。由此，能够提供小型且简易的太赫兹波产生装置。在本发明的太赫兹波产生装置中，优选为上述第I光源、上述第2光源、上述第3光源和上述第4光源被一体化。由此，能够实现太赫兹波产生装置的小型化。在本发明的太赫兹波产生装置中，优选为上述第I 一对电极中的一个与上述第2一对电极中的一个电连接。由此，能够提供简易的太赫兹波产生装置。本发明的相机的特征在于，具备产生太赫兹波的太赫兹波产生装置；和太赫兹波检测装置，其对从上述太赫兹波产生装置射出、并透过对象物或被对象物反射的太赫兹波进行检测，上述太赫兹波产生装置具备产生脉冲光的第I光源以及第2光源；和天线，其被由上述第I光源和上述第2光源产生的脉冲光照射而产生太赫兹波，上述天线具有隔着间隔而对置配置的一对电极，上述第I光源和上述第2电源被构成为，相互错开时刻来对上述一对电极间照射脉冲光。由此，能够提供具有上述本发明的效果的相机。本发明的成像装置的特征在于，具备产生太赫兹波的太赫兹波产生装置；太赫兹波检测装置，其对从上述太赫兹波产生装置射出、并透过对象物或被对象物反射的太赫兹波进行检测；和图像形成部，其根据上述太赫兹波检测装置的检测结果来生成上述对象物的图像，上述太赫兹波产生装置具备产生脉冲光的第I光源以及第2光源；和天线，其被由上述第I光源和上述第2光源产生的脉冲光照射而产生太赫兹波，上述天线具有隔着间隔而对置配置的一对电极，上述第I光源和上述第2光源被构成为，相互错开时刻来对上述一对电极间照射脉冲光。由此，能够提供具有上述本发明的效果的成像装置。本发明的测量装置的特征在于，具备产生太赫兹波的太赫兹波产生装置；太赫兹波检测装置，其对从上述太赫兹波产生装置射出、并透过对象物或被对象物反射的太赫兹波进行检测；和测量部，其根据上述太赫兹波检测装置的检测结果来对上述对象物进行测量，上述太赫兹波产生装置具备产生脉冲光的第I光源以及第2光源；和天线，其被由上述第I光源和上述第2光源产生的脉冲光照射而产生太赫兹波，上述天线具有隔着间隔而对置配置的一对电极，上述第I光源和上述第2光源被构成为，相互错开时刻来对上述一对电极间照射脉冲光。由此，能够提供具有上述本发明的效果的测量装置。
图I是示意性地表示本发明的太赫兹波产生装置的第I实施方式的立体图。图2是图I所示的太赫兹波产生装置的光源装置的截面立体图。图3是图2中的A — A线的截面图。 图4是图2中的B — B线的截面图。图5是示意性表示本发明的太赫兹波产生装置的第2实施方式的立体图。图6是图5所示的太赫兹波产生装置的光源装置的截面立体图。图7是示意性地表示本发明的太赫兹波产生装置的第3实施方式的立体图。图8是示意性地表示本发明的太赫兹波产生装置的第4实施方式中的光源单元的俯视图。图9是示意性地表示本发明的太赫兹波产生装置的第5实施方式中的光源装置的俯视图。图10是示意性地表示本发明的太赫兹波产生装置的第6实施方式中的光源装置的俯视图。图11是表示本发明的成像装置的实施方式的框图。图12是表示图11所示的成像装置的太赫兹波检测装置的俯视图。图13是表示对象物的太赫兹频带中的频谱的图表。图14是表示对象物的物质A、B和C的分布的图像的图。图15是表示本发明的测量装置的实施方式的框图。图16是表示本发明的相机的实施方式的框图。
具体实施例方式下面根据附图所示的优选实施方式来详细说明本发明的太赫兹波产生装置、相机、成像装置以及测量装置。第I实施方式图I是示意性地表示本发明的太赫兹波产生装置的第I实施方式的立体图，图2是图I所示的太赫兹波产生装置的光源装置的截面立体图，图3是图2中的A — A线的截面图，图4是图2中的B — B线的截面图。另外，在图I中，放大表示了由虚线包围的部分。如图I所示那样，太赫兹波产生装置I具备基板181 ;设置在基板181上的装载(sub-mount)基板182 ;光源单元10，其设置于装载基板182，且具有并排设置的2个光源装置3a和3b，并且产生出射的时刻、即相位不同的2个光脉冲(脉冲光)；和天线2，其设置于基板181上，且通过被照射由光源单元10产生的光脉冲而产生太赫兹波。另外，对各光源装置3a、3b产生的光脉冲的形状不分别进行特别限定，作为观察I个光脉冲时的形状，例如可列举I个波的形状、矩形等。另外，由光源装置3a构成第I光源，由光源装置3b构成第2光源。天线2在本实施方式中是光电导偶极天线(PCA)，其具有基板21，该基板21是半导体基板；和一对电极22，其设置于基板21上，且隔着间隔23对置配置。在一对电极22的电极间，连接有未图示的电压源，由该电压源施加规定的电压，当在该一对电极22的电极之间照射光脉冲(脉冲光)时，天线2产生太赫兹波。另外，所谓太赫兹波指的是频率在IOOGHz以上30THz以下的电磁波，尤其是指300GHz以上3THz以下的电磁波。基板21的形状在图示的构成中从俯视角度来看为四边形。另外，基板21的形状不限于四边形，也可以列举其他的例如圆形、椭圆形、三角形、五角形、六边形等。另外，一对电极22的电极间距离d没有特别的限定，其可根据诸多条件而被适当设定，但优选在Ium以上10 μ m以下。
另外，一对电极22的宽度w没有特别的限定，其可根据诸多条件而被适当设定，但优选在Iym以上10 μ m以下。另外，天线2的尺寸没有特别的限定，其可根据诸多条件而被适当设定，但优选是100 μ m以上IOmm以下X 100 μ m以上IOmm以下。另外，光源单元10的射出光脉冲的部分与天线2之间的距离L没有特别的限定，其可根据诸多条件而被适当设定，但优选是在O. 5 μ m以上50mm以下。这里，在该太赫兹波产生装置I中，从光源单元10的光源装置3a、3b分别向公用的一对电极22的电极间照射光脉冲。并且，通过光源单元10，相互错开时刻、即相互错开相位来向公用的一对电极22的电极间照射光脉冲。由此，在一对电极22的电极之间，以不错开光脉冲的照射时刻的情况、仅从光源装置3 a、3 b中的一个照射光脉冲的情况为基准，变更由天线2产生的太赫兹波的频率分布。即，能够调整天线2产生的太赫兹波的频率分布。另外，太赫兹波的频率分布能够例如以将图表的横轴设为太赫兹波的频率，将纵轴设为太赫兹波的电场强度的情况下的该图表来表示。在此情况下，例如能够通过在一对电极22的电极间错开光脉冲的照射时亥lj，使得将不错开光脉冲的照射时刻时成为山形的表示太赫兹波的频率分布的上述图表，变成波形。另外，光脉冲的照射时刻的错开量没有特别的限定，其可根据产生的太赫兹波的目标频率分布、诸多条件来适当设定，但优选为小于光脉冲的脉冲宽度。具体而言，光脉冲的照射时刻的错开量优选在光脉冲的脉冲宽度的1%以上50%以下，更优选在3%以上40%以下。另外，光脉冲的脉冲宽度指的是，例如在观察到I个光脉冲时的形状为I个波的形状的情况下为光脉冲的一半宽度，另外，在观察到I个光脉冲时的形状为矩形的情况下为光脉冲的全部宽度。另外，当将由光源装置3a产生的光脉冲的强度的峰值(波高)设为α 1，将由光源装置3b产生的I个光脉冲的强度的峰值设为α 2时，其比值α 1/α 2没有特别的限定，其可根据产生的太赫兹波的目标频率分布、诸多条件来适当设定，但优选在I以上10以下，更优选在I以上5以下。另外，通过调整上述光脉冲的照射时刻的错开量，或者调整照射时刻的错开量和α I/ α 2，能够调整太赫兹波的频率分布。上述情况可通过下述构成来得以实现，即、针对太赫兹波产生装置1，预先通过实验求出表示照射时刻的错开量与太赫兹波的频率分布之间的关系的运算式或表等检量线、或者表示照射时刻的错开量以及α 1/α 2与太赫兹波的频率分布之间的关系的运算式或表等检量线，将其存储于太赫兹波产生装置I的未图示的存储部中，并在需要时对其进行读取并使用。接着，对光源单元10进行说明。光源单元10具有作为第I光源的光源装置3a和作为第2光源的光源装置3b。由于光源装置3a和光源装置3b相同，所以下面以光源装置3a为代表进行说明。如图2 图4所示那样，光源装置3a在本实施方式中，具有产生光脉冲的光脉冲产生部4、对由光脉冲产生部4产生的光脉冲进行脉冲压缩的第I脉冲压缩部5、对 由第I脉冲压缩部5进行了脉冲压缩后的光脉冲进行脉冲压缩的第2脉冲压缩部7、和对光脉冲进行放大的放大部6。放大部6设置在第I脉冲压缩部5的前段、或者第I脉冲压缩部5与第2脉冲压缩部7之间，而在图示的构成中，放大部6设置在第I脉冲压缩部5与第2脉冲压缩部7之间。由此，由第I脉冲压缩部5进行了脉冲压缩后的光脉冲被放大部6放大，由放大部6进行了放大的光脉冲由第2脉冲压缩部7进行脉冲压缩。另外，从光源装置3a射出的光脉冲的脉冲宽度(一半宽度)没有特别的限定，但优选在IOf秒以上800f秒以下。另外，光脉冲产生部4例如可采用DBR激光器、DFB激光器、模式同步激光器等所谓的半导体激光器。由该光脉冲产生部4产生的光脉冲的脉冲宽度没有特别的限定，但优选在Ip秒以上IOOp秒以下。另外，第I脉冲压缩部5进行基于可饱和吸收的脉冲压缩。即、第I脉冲压缩部5具有可饱和吸收体，通过该可饱和吸收体来压缩光脉冲，并使其脉冲宽度减小。另外，第2脉冲压缩部7进行基于群速度色散补偿的脉冲压缩。即、第2脉冲压缩部7具有群速度色散补偿介质、在本实施方式中为耦合波导路结构，通过该耦合波导路结构来压缩光脉冲，并使其脉冲宽度减小。另外，光源装置3a的光脉冲产生部4、第I脉冲压缩部5、放大部6、第2脉冲压缩部7被一体化,即被集成在同一基板上。具体而言，光源装置3a具有是半导体基板的基板31 ;设置于基板31上的包覆层32 ;设置于包覆层32上的活性层33 ;设置于活性层33上的波导路构成工序用蚀刻终止层34 ;设置于波导路构成工序用蚀刻终止层34上的包覆层35 ;设置于包覆层35上的接触层36 ;设置于波导路构成工序用蚀刻终止层34上的绝缘层37 ;设置于基板31表面的包覆层32侧的电极38 ;设置于接触层36以及绝缘层37的表面的包覆层35侧的电极391、392、393,394和395。另外，光脉冲产生部4的波导路构成工序用蚀刻终止层34和包覆层35之间设置有衍射栅30。另外，波导路构成工序用蚀刻终止层并不限于设置在活性层的上方，例如也可以设置于包覆层中。另外，各部的构成材料没有特别限定，作为一例，作为基板31、接触层36，例如可分别列举GaAs等。另外，作为包覆层32、35、波导路构成工序用蚀刻终止层34、衍射栅30，例如可分别列举AlGaAs等。另外，作为活性层33，例如可列举利用了被称为多量子阱的量子效果的构成等。具体而言，作为活性层33，例如可列举被称为分布折射率型多量子阱的构造，该分布折射率型多量子阱的构造由交错地分别设置多个阱层(GaAs阱层)和阻挡层(AlGaAs阻挡层)而形成的多量子阱等来构成。另外，在图示的构成中，光源装置3a中的波导路由包覆层32、活性层33、波导路构成工序用蚀刻终止层34、包覆层35构成。另外，包覆层35仅在波导路的上部设置成与该波导路对应的形状。另外，包覆层35通过利用蚀刻除去不需要的部分而形成。另外，根据制造方法的不同，也可以省略波导路构成工序用蚀刻终止层34。另外，包覆层35和接触层36各设置2个。其中一个包覆层35和接触层36构成光脉冲产生部4、第I脉冲压缩部5、放大部6和第2脉冲压缩部7的一部分，且连续地被设置，另一个包覆层35和接触层36构成第2脉冲压缩部7的一部分。S卩、在第2脉冲压缩部7中设置有一对包覆层35和一对接触层36。
另外，电极391以与光脉冲产生部4的包覆层35对应的方式设置，另外，电极392以与第I脉冲压缩部5的包覆层35对应的方式设置，另外，电极393以与放大部6的包覆层35对应的方式设置，另外，电极394和395分别以与第2脉冲压缩部7的2个包覆层35对应的方式设置。另外，电极38是光脉冲产生部4、第I脉冲压缩部5、放大部6和第2脉冲压缩部7的公用电极。并且，由电极38和电极391构成光脉冲产生部4的一对电极，另夕卜，由电极38和电极392构成第I脉冲压缩部5的一对电极，另外，由电极38和电极393构成放大部6的一对电极,另外，由电极38和电极394、电极38和电极395构成第2脉冲压缩部7的2对电极。另外，光源装置3a的整体形状在图示的构成中形成为立方体，但显然并非仅限与此。另夕卜，光源装置3a的尺寸没有特别限定，例如能够设为Imm以上IOmm以下X0. 5mm以上5_以下X0. 1mm以上1_以下。接着，对太赫兹波产生装置I的作用进行说明。在太赫兹波产生装置I中，首先由光源单元10的光源装置3a、3b的光脉冲产生部4分别产生光脉冲。下面以I个光源装置3a为代表进行说明。由光脉冲产生部4产生的光脉冲的脉冲宽度与目标脉冲宽度相比较大。由该光脉冲产生部4产生的光脉冲通过波导路，并以第I脉冲压缩部5、放大部6、第2脉冲压缩部7的顺序依次通过上述各部。首先，在第I脉冲压缩部5中，对光脉冲进行基于可饱和吸收的脉冲压缩，光脉冲的脉冲宽度减少。接着，在放大部6中光脉冲被放大。最后，在第2脉冲压缩部7中，对光脉冲进行基于群速度色散补偿的脉冲压缩，光脉冲的脉冲宽度进一步减少。由此，目标脉冲宽度的光脉冲产生，并从第2脉冲压缩部7射出。此时，从光源装置3a、3b相互错开时刻(相位)来射出光脉冲。从光源装置3a、3b射出的光脉冲分别相互错开时刻(相位)而向天线2的一对电极22的电极间照射，从而在该天线2中产生太赫兹波。如上述那样，通过调整光脉冲的照射时刻的错开量，能够调整太赫兹波的频率分布。如以上说明的那样，根据该太赫兹波产生装置1，能够容易且可靠地调整太赫兹波的频率分布。
另外，由于各光源装置3a、3b具有第I脉冲压缩部5、放大部6和第2脉冲压缩部7，所以能够在实现光源装置3a、3b的小型化、甚至是太赫兹波产生装置I的小型化的同时，产生所希望的波峰和脉冲宽度的光脉冲，由此，能够可靠地产生所希望的太赫兹波。另外，通过改变光源装置3a、3b的驱动信号的时刻，能够容易地改变光源装置3a、3b的发光时刻来照射天线2。即、无需为了改变照射天线2的光脉冲的时刻而设置延迟元件等的追加构成，能够实现简单的构 成。另外，光源元件10的光源装置的数量不限于2个，也可以是3个以上。另外，天线2的一对电极22的数量不限于I个，也可以是2个以上。第2实施方式图5是示意性地表示本发明的太赫兹波产生装置的第2实施方式的立体图。图6是图5所示的太赫兹波产生装置的光源装置的截面立体图。另外，在图5中，以虚线表示单位单元8a、8b的相互的边界。下面围绕与上述第I实施方式的不同点来说明第2实施方式，对于同样的事项省略其说明。如图5和图6所示那样，在第2实施方式的太赫兹波产生装置I中，光源单元10具备具有光脉冲产生部4、第I脉冲压缩部5、放大部6、第2脉冲压缩部7的第I光源即单位单元8a和作为第2光源的单位单元8b，上述的单位单元8a、8b被并排设置，并被一体化，即被阵列化。由此，能够实现光源单元10的小型化，并由此能够实现太赫兹波产生装置I的小型化。另外，各单位单元8a、8b分别对应于上述第I实施方式中的光源装置3a、3b。另外，该第2实施方式也能够适用于后述的第4实施方式、第5实施方式和第6实施方式。第3实施方式图7是示意性地表示本发明的太赫兹波产生装置的第3实施方式的立体图。另外，在图7中，以虚线表示单位单元8a、8b、8c、8d的相互的边界。下面围绕与上述的实施方式的不同点来说明第3实施方式，对于同样的事项省略其说明。如图7所示那样，在第2实施方式的太赫兹波产生装置I中，光源单元10具备作为第I光源的单位单元8a、作为第2光源的单位单元8b、作为第3光源的单位单元8c和作为第4光源的单位单元8d，上述的单位单元8a、8b、8c、8d被一体化，即被阵列化。由此，能够实现光源单元10的小型化，并由此能够实现太赫兹波产生装置I的小型化。另外，各单位单元8a、8b分别对应于上述第2实施方式中的单位单元8a、8b,另外,单位单元8c、8d分别与单位单元8a、8b相同。另外，单位单元8a、8b被并排设置，单位单元8c、8d分别位于单位单元8a、8b的下方并被并排设置。天线2具有基板21，是半导体基板；设置于基板21上、隔着间隔23对置配置的第I 一对电极即一对电极22a ;和隔着间隔23对置配置的第2 —对电极即一对电极22b。在一对电极22a的电极间、一对电极22b的电极间,分别施加规定的电压，当对该一对电极22a的电极间、一对电极22b的电极间照射光脉冲时，天线2产生太赫兹波。此时,在本实施方式中，一对电极22a、一对电极22b中一侧的电极、即一侧的电极22a,22b彼此利用导电体24电连接，另一侧的电极、即另一侧的电极22a、22b彼此利用导电体24电连接。并且，上述一侧的电极、即一侧的电极22a、22b彼此，或者另一侧的电极、即另一侧的电极22a、22b彼此被施加同一电压。S卩、一侧的电极22a、22b与另一侧的电极22a、22b之间连接有未图示的电压源，利用该电压源来施加规定的电压。另外，也可以分别在一对电极22a的电极间、一对电极22b的电极间独立地连接电压源，由此对各电极间独立地施加电压。另外，电极22a、22b的间距p没有特别限定，其可根据诸多条件来适当设定，但优选为10 μ m以上1_以下。这里，在该太赫兹波产生装置I中，从光源单元10的单位单元8a、8b分别对公用的一对电极22a的电极间照射光脉冲。并且，通过光源单元10，相互错开时刻、即相互错开相位来对公用的一对电极22a的电极间照射光脉冲。由此，在一对电极22a的电极间，以不错开光脉冲的照射时刻的情况、仅从单位单元8a、8b中的一个照射光脉冲的情况为基准， 变更由天线2产生的太赫兹波的频率分布。即、能够调整由天线2产生的太赫兹波的频率分布。同样，从光源单元10的单位单元8c、8d分别对公用的一对电极22b的电极间照射光脉冲。并且，通过光源单元10，相互错开时刻、即相互错开相位来对公用的一对电极22b的电极间照射光脉冲。由此，在一对电极22b的电极间，以不错开光脉冲的照射时刻的情况、仅从单位单元8c、8d中的一个照射光脉冲的情况为基准，变更由天线2产生的太赫兹波的频率分布。即，能够调整由天线2产生的太赫兹波的频率分布。另外，通过调整一对电极22a的电极间的光脉冲的照射时刻的错开量、一对电极22b的电极间的光脉冲的照射时刻的错开量，或者通过调整一对电极22a的电极间的光脉冲的照射时刻的错开量、一对电极22b的电极间的光脉冲的照射时刻的错开量、各α I/α 2，能够调整太赫兹波的频率分布。上述情况能够通过下述构成来实现，即、针对太赫兹波产生装置1，预先通过实验求出表示各照射时刻的错开量与太赫兹波的频率分布之间的关系的运算式或表等的检量线，或者表示各照射时刻的错开量以及各α 1/α 2与太赫兹波的频率分布之间的关系的运算式或表等的检量线，将其存储于太赫兹波产生装置I的未图示的存储部中，并在需要时对其读取并使用。另外，在该太赫兹波产生装置I中，通过光源单元10，相互错开时刻、即相互错开相位来对一对电极22a的电极间、一对电极22b的电极间照射光脉冲。S卩、由单位单兀8a发出的光脉冲和由单位单元8b发出的光脉冲中的至少一个，与由单位单元8c发出的光脉冲和由单位单元8d发出的光脉冲中的至少一个的相位不同。在本实施方式中，由单位单元8a发出的光脉冲与由单位单元8c发出的光脉冲的相位不同，另外，由单位单元8b发出的光脉冲与由单位单元8d发出的光脉冲的相位不同。由此，在一对电极22a的电极间、和一对电极22b的电极间，产生相位相互不同的太赫兹波，这些太赫兹波被合成，并且以不错开上述光脉冲的照射时刻的情况为基准来变更由天线2产生的太赫兹波的射出方向。S卩、能够调整由天线2产生的太赫兹波的射出方向。另外，由单位单元8a发出并照射于一对电极22a的电极间的光脉冲与由单位单元8c发出并照射于一对电极22b的电极间的光脉冲的错开量，和由单位单元Sb发出并照射于一对电极22a的电极间的光脉冲与由单位单兀8d发出并照射于一对电极22b的电极间的光脉冲的错开量，都没有被特别限定，其可根据产生的太赫兹波的目标射出方向或诸多条件而被适当设定，但优选小于光脉冲的脉冲宽度。具体而言，光脉冲的照射时刻的错开量优选在光脉冲的脉冲宽度的1%以上50%以下，更优选在3%以上40%以下。另外，通过调整一对电极22a的电极间和一对电极22b的电极间的光脉冲的照射时刻的错开量，可调整太赫兹波的射出方向。上述情况可由下述构成来实现，S卩、针对太赫兹波产生装置1，预先通过实验求出表示照射时刻的错开量与太赫兹波的射出方向之间的关系的运算式或表等的检量线，将其存储于太赫兹波产生装置I的未图示的存储部中，并在需要时对其读取并使用。如以上说明那样，根据该太赫兹波成像装置1，能够调整太赫兹波的频率分布，还能够变更太赫兹波的射出方向。另外，光源单元10的单位单元(光源装置)的数量不限于4个，也可以是5个以上。 另外，天线2的一对电极22的数量不限于2个，也可以是3个以上。另外，该第3实施方式也能够适用于后述的第4实施方式、第5实施方式和第6实施方式。第4实施方式图8是示意性地表示本发明的太赫兹波产生装置的第4实施方式中的光源装置的俯视图。另外，在图8中，以虚线表示波导路91，并分别以虚线包围表示第I脉冲压缩部5、放大部6和第2脉冲压缩部7。下面围绕与上述的实施方式的不同点对第4实施方式进行说明，对于同样的事项省略其说明。如图8所示那样，在第4实施方式的太赫兹波产生装置I的光源装置3a中，波导路91被交替地折弯多次。即，波导路91形成为锯齿形。另外，第I脉冲压缩部5位于图8中的下侧，另外，放大部6位于图8中上侧。并且，在第I脉冲压缩部5和放大部6中，波导路91分别被折弯多次。另外，在光脉冲产生部4与第I脉冲压缩部5的边界部、放大部6与第2脉冲压缩部7的边界部，波导路91分别被折弯I次。另外，光源装置3a在波导路91的折弯部分具有反射光脉冲的反射膜92。该反射膜92分别设置于光源装置的一对侧面。利用该反射膜92，能够反射光脉冲以使得该光脉冲沿着波导路91进入。另外，在光源装置3a的光脉冲的射出部93中没有设置反射膜92。另外，在射出部93中也可以设置防反射膜(未图示)。根据该太赫兹波成像装置1，由于光源装置3a的波导路91被折弯多次，所以能够增大光路长、即波导路91的直线距离，由此能够缩短光源装置3a的长度，从而能够实现小型化。第5实施方式图9是示意性地表示本发明的太赫兹波产生装置的第5实施方式中的光源装置的俯视图。另外，在图9中，以虚线表示波导路，另外，分别以虚线包围表示第I脉冲压缩部5、放大部6和第2脉冲压缩部7。下面围绕与上述的实施方式的不同点对第5实施方式进行说明，对于同样的事项，省略其说明。如图9所示那样，在第4实施方式的太赫兹波产生装置I的光源装置3a中，波导路91被交替地折弯3次，在放大部6中，波导路91仅折弯I次。另外，在将放大部6设置在第I脉冲压缩部5的前段的情况下，在第I脉冲压缩部5中，波导路91仅折弯I次。第6实施方式图10是示意性地表示本发明的太赫兹波产生装置的第6实施方式中的光源装置的俯视图。另外，在图10中，以虚线表示波导路，另外，分别以虚线包围表示第I脉冲压缩部5、放大部6和第2脉冲压缩部7。下面，围绕与上述的实施方式的不同点对第6实施方式进行说明，对于同样的事项省略其说明。 如图10所示那样，在第6实施方式的太赫兹波产生装置I的光源装置3a中，省略了反射膜92。另外，波导路91的折弯部分中的图10所示的角度Θ被设定为临界角以上。由此，不必在波导路91的折弯部分设置反射膜92，就能够反射光脉冲，能够简化结构。另外，在光源装置3a的光脉冲的射出部93设置有防反射膜94。由此，能够从射出部93射出光脉冲。另外，该第6实施方式也能够适用于上述第4实施方式。成像装置的实施方式图11是表示本发明的成像装置的实施方式的框图。图12是表示图11所示的成像装置的太赫兹波检测装置的俯视图。如图11所示那样，成像装置100具备产生太赫兹波的太赫兹波产生装置I ;对从太赫兹波产生装置I射出并透过对象物150或被对象物150反射的太赫兹波进行检测的太赫兹波检测装置11 ;以及根据太赫兹波检测装置11的检测结果来生成对象物150的图像、即图像数据的图像形成部12。作为太赫兹波产生装置1，在本实施方式中，使用上述第I实施方式 第6实施方式中的任意一种。另外，作为太赫兹波检测装置11，例如使用具备使目的波长的太赫兹波通过的滤波器15和将通过了滤波器15的上述目的波长的太赫兹波变换成热量而进行检测的检测部17的装置。另外，作为检测部17，例如使用将太赫兹波变换为热量而进行检测的装置、即能够将太赫兹波变换为热量并检测该太赫兹波的能量(强度)的装置。作为这样的检测部，例如列举热电传感器、辐射热测量计等。另外，作为太赫兹波检测装置11，当然不限于上述的构成。另外，滤波器15具有2维配置的多个像素(单位滤波器的一部分)16。即，各像素16被配置为矩阵状。另外，各像素16具有使波长相互不同的太赫兹波通过的多个区域、即通过的太赫兹波的波长(以下也称为“通过波长”)相互不同的多个区域。另外，在图示的构成中，各像素16具有第I区域161、第2区域162、第3区域163和第4区域164。另外，检测部17具有分别与滤波器15的各像素16的第I区域161、第2区域162、第3区域163、第4区域164对应设置的第I单位检测部171、第2单位检测部172、第3单位检测部173和第4单位检测部174。各第I单位检测部171、各第2单位检测部172、各第3单位检测部173和各第4单位检测部174将分别通过了各像素16的第I区域161、第2区域162、第3区域163和第4区域164的太赫兹波变换成热量进行检测。由此，在各像素16的每个像素中，能够分别可靠地检测4个目的波长的太赫兹波。接着，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和C构成。成像装置100进行该对象物150的分光成像。另外，在此，作为一例，太赫兹波检测装置11检测被对象物150反射的太赫兹波。图13是表示对象物150的太赫兹频带中的频谱的图表。在太赫兹波检测装置11的滤波器15的各像素16中，使用第I区域161和第2区 域 162。另外，在将第I区域161的通过波长设为λ 1，将第2区域162的通过波长设为λ 2,将由对象物150反射的太赫兹波的波长λ I的分量的强度设为α I,将波长λ 2的分量的强度设为α 2时，合理地设定上述第I区域161的通过波长λ I和第2区域162的通过波长λ 2，以使得该强度α 2和强度α I的差值(α 2 — α I)在物质Α、物质B和物质C上能够被相互明显地区分。如图13所示那样，在物质Α，由对象物150反射的太赫兹波的波长λ 2的分量的强度α 2与波长λ I的分量的强度α I的差值(α 2 — α I)为正值。另外，在物质B，强度α 2与强度α I的差值(α 2 — α I)为零。另外,在物质C，强度α 2与强度α I的差值(α 2 — α I)为负值。通过成像装置100，在进行对象物150的分光成像时，首先，利用太赫兹波产生装置I来产生太赫兹波，并使该太赫兹波照射对象物150。并且，利用太赫兹波检测装置11，将由对象物150反射的太赫兹波作为al和α 2进行检测。其检测结果被送往图像形成部12。另外,对该对象物150的太赫兹波的照射和被对象物150反射的太赫兹波的检测是针对对象物150的整体进行的。此时，对上述对象物150的太赫兹波的照射是利用光源单元10，相互错开时刻来对各一对电极22间照射光脉冲，并变更该光脉冲的照射时刻的错开量，由此变更太赫兹波的射出方向来进行的。在图像形成部12中，根据上述检测结果，求出通过了滤波器15的第2区域162的太赫兹波的波长λ 2的分量的强度α 2、和通过了第I区域161的太赫兹波的波长λ I的分量的强度α I的差值(α 2 — α I)。并且，在对象物150中，将上述差值为正值的部位判断确定为物质Α，将上述差值为零的部位判断确定为物质B，将上述差值为负值的部位判断确定为物质C。另外，在图像形成部12中，如图14所示那样，作成表示对象物150的物质Α、B和C的分布的图像的图像数据。该图像数据从图像形成部12发送到未图示的显示器，在该显示器上，显示表示对象物150的物质Α、Β和C的分布的图像。此时，例如以不同的颜色来显示，即、将对象物150的物质A分布的区域显示为黑色，将物质B分布的区域显示为灰色，将物质C分布的区域显示为白色。在该成像装置100中，如上所述，能够同时进行构成对象物150的各物质的同定和该各物质的分布测定。
另外，成像装置100的用途不限于上述内容，例如也可以用于以下处理，即、对人物照射太赫兹波，检测透过该人物或被反射的太赫兹波，并在图像形成部12中进行处理，由此判别该人物是否持有枪、刀、违禁药物等。测量装置的实施方式图15是表示本发明的测量装置的实施方式的框图。下面围绕与上述的成像装置的实施方式的不同点来说明测量装置的实施方式，对于同样的事项省略其说明。如图15所示那样，测量装置200具备产生太赫兹波的太赫兹波产生装置I ;对从太赫兹波产生装置射出、并透过对象物150或者被对象物150反射的太赫兹波进行检测的太赫兹波检测装置11 ;和根据太赫兹波检测装置11的检测结果来测量对象物160的测量部13。 接着，对测量装置200的使用例进行说明。在利用测量装置200进行对象物160的分光测量时，首先，利用太赫兹波产生装置I产生太赫兹波，并使该太赫兹波照射对象物160。并且，利用太赫兹波检测装置11检测透过对象物160或被反射的太赫兹波。该检测结果被发送到测量部13。另外，对该对象物160的太赫兹波的照射和透过对象物160或被反射的太赫兹波的检测是针对对象物160的整体进行的。此时，对上述对象物160的太赫兹波的照射是利用光源单元10，相互错开时刻来对各一对电极22间照射光脉冲，并变更该光脉冲的照射时刻的错开量，由此变更太赫兹波的射出方向来进行的。在测量部13中，根据上述检测结果，把握通过了滤波器15的第I区域161、第2区域162、第3区域163和第4区域164的太赫兹波的各自的强度，并进行对象物160的成分以及其分布的分析。相机的实施方式图16是表不本发明的相机的实施方式的框图。下面围绕与上述的成像装置的实施方式的不同点来说明相机的实施方式，对于同样的事项省略其说明。如图16所示那样，相机300具备产生太赫兹波的太赫兹波产生装置I ;和对从太赫兹波产生装置I射出、并透过对象物170或者被反射的太赫兹波进行检测的太赫兹波检测装置11。接着，对相机300的使用例进行说明。在利用相机300对对象物170摄像时，首先，利用太赫兹波产生装置I产生太赫兹波，并使该太赫兹波照射对象物170。并且，利用太赫兹波检测装置11检测透过对象物170或者被反射的太赫兹波。该检测结果被发送到存储部14中并被存储。另外，对该对象物170的太赫兹波的照射和透过对象物170或被反射的太赫兹波的检测是针对对象物170的整体进行的。此时，对上述对象物170的太赫兹波的照射是利用光源单元10，相互错开时刻来对各一对电极22间照射光脉冲，并变更该光脉冲的照射时刻的错开量，由此变更太赫兹波的射出方向来进行的。另外，上述检测结果例如也能够被发送到个人计算机等外部装置。在个人计算机中，能够根据上述检测结果来进行各处理。以上根据图示的实施方式说明了本发明的太赫兹波产生装置、相机、成像装置和测量装置，但本发明不限于此，各部的构成可以置换成具有同样功能的任意的构成。另外，也可以对本发明追加其他任意的构成物。另外，本发明也可以是对上述各实施方式中任意的2个以上的构成(特征)进行组合而得的发明。另外，在本发明中，在光源装置(光源单元)中，光脉冲产生部也可以独立设置。附图标记说明I…太赫兹波产生装置；2…天线；21…基板；22、22a、22b···电极；23···间隔；24···导电体；3a、3b…光源装置；30…衍射栅；31…基板；32、35…包覆层；33…活性层；34…波导路构成工序用蚀刻终止层；36…接触层；37…绝缘层；38、39广395···电极；4…光脉冲产生部；5…第I脉冲压缩部；6…放大部；7…第2脉冲压缩部；8a、8b、8c、8d…单位单元；91···波导路；92…反射膜；93…射出部；94…防反射膜；10…光源单兀；11…太赫兹波检测装置；12…图像形成部；13···测量部；14···存储部；15…滤波器；16···像素；161···第I区域；162… 第2区域；163…第3区域;164…第4区域;17…检测部;171…第I单位检测部;172…第
2单位检测部；173…第3单位检测部；174…第4单位检测部；181···基板；182…装载基板；100…成像装置;150、160、170...对象物;200…测量装置;300…相机。
权利要求
1.一种太赫兹波产生装置，其特征在于，具备 第I光源和第2光源,产生脉冲光；和 天线，被由所述第I光源和所述第2光源产生的脉冲光照射而产生太赫兹波， 所述天线具有隔着间隔而对置配置的一对电极， 所述第I光源和所述第2光源被构成为，相互错开时刻来对所述一对电极间照射脉冲光。
2.根据权利要求I所述的太赫兹波产生装置，其特征在于， 所述脉冲光的照射时刻的错开量小于该脉冲光的脉冲宽度。
3.根据权利要求I或2所述的太赫兹波产生装置，其特征在于， 所述第I光源和所述第2光源分别是半导体激光器。
4.根据权利要求I 3中的任意一项所述的太赫兹波产生装置，其特征在于， 所述第I光源和所述第2光源被一体化。
5.一种太赫兹波产生装置，其特征在于，具备 第I光源、第2光源、第3光源和第4光源,产生脉冲光；和 天线，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光源产生的脉冲光照射而产生太赫兹波， 所述天线具有隔着间隔而对置配置的第I一对电极和第2 —对电极， 所述第I光源和所述第2光源被构成为，相互错开时刻来对所述第I 一对电极间照射脉冲光， 所述第3光源和所述第4光源被构成为，相互错开时刻来对所述第2 —对电极间照射脉冲光， 从所述第I光源发出的脉冲光和从所述第2光源发出的脉冲光中的至少一个、与从所述第3光源发出的脉冲光和从所述第4光源发出的脉冲光中的至少一个的相位不同。
6.根据权利要求5所述的太赫兹波产生装置，其特征在于， 对所述第I一对电极间照射的脉冲光的照射时刻的错开量小于该脉冲光的脉冲宽度，对所述第2 —对电极间照射的脉冲光的照射时刻的错开量小于该脉冲光的脉冲宽度。
7.根据权利要求5或6所述的太赫兹波产生装置，其特征在于， 从所述第I光源发出的脉冲光以及从所述第2光源发出的脉冲光、和从所述第3光源发出的脉冲光以及从所述第4光源发出的脉冲光的相位互不相同的脉冲光彼此的错开量小于该脉冲光的脉冲宽度。
8.根据权利要求5 7中的任意一项所述的太赫兹波产生装置，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光源分别是半导体激光器。
9.根据权利要求5 8中的任意一项所述的太赫兹波产生装置，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光源被一体化。
10.根据权利要求5 9中的任意一项所述的太赫兹波产生装置，其特征在于， 所述第I一对电极中的一个与所述第2 —对电极中的一个电连接。
11.一种相机，其特征在于，具备 太赫兹波产生装置，产生太赫兹波；和 太赫兹波检测装置，对从所述太赫兹波产生装置射出、并透过对象物或被对象物反射的太赫兹波进行检测， 所述太赫兹波产生装置具备第I光源以及第2光源，产生脉冲光；和天线，被由所述第I光源和所述第2光源产生的脉冲光照射而产生太赫兹波， 所述天线具有隔着间隔而对置配置的一对电极， 所述第I光源和所述第2光源被构成为，相互错开时刻来对所述一对电极间照射脉冲光。
12.—种成像装置，其特征在于，具备 太赫兹波产生装置，产生太赫兹波； 太赫兹波检测装置，对从所述太赫兹波产生装置射出、并透过对象物或被对象物反射的太赫兹波进行检测；和 图像形成部，根据所述太赫兹波检测装置的检测结果来生成所述对象物的图像，所述太赫兹波产生装置具备 第I光源以及第2光源，产生脉冲光；和天线，被由所述第I光源和所述第2光源产生的脉冲光照射而产生太赫兹波， 所述天线具有隔着间隔而对置配置的一对电极， 所述第I光源和所述第2光源被构成为，相互错开时刻来对所述一对电极间照射脉冲光。
13.—种测量装置，其特征在于，具备 太赫兹波产生装置，产生太赫兹波； 太赫兹波检测装置，对从所述太赫兹波产生装置射出、并透过对象物或被对象物反射的太赫兹波进行检测；和 测量部，根据所述太赫兹波检测装置的检测结果来对所述对象物进行测量， 所述太赫兹波产生装置具备 第I光源以及第2光源，产生脉冲光；和天线，被由所述第I光源和所述第2光源产生的脉冲光照射而产生太赫兹波， 所述天线具有隔着间隔而对置配置的一对电极， 所述第I光源和所述第2光源被构成为，相互错开时刻来对上述一对电极间照射脉冲光。
全文摘要
本发明涉及太赫兹波产生装置、相机、成像装置和测量装置。该太赫兹波产生装置的特征在于，具备产生脉冲光的第1光源和第2光源；和天线，其被由上述第1光源和上述第2光源产生的脉冲光照射从而产生太赫兹波，上述天线具有隔着间隔而对置配置的一对电极，上述第1光源和上述第2光源被构成为，相互错开时刻来对上述一对电极间照射脉冲光。
文档编号H01S1/02GK102842839SQ20121021099
公开日2012年12月26日 申请日期2012年6月20日 优先权日2011年6月24日
发明者富冈纮斗 申请人:精工爱普生株式会社