元件的制作方法

本发明涉及用于太赫兹波(terahertzwave)的振荡或检测的元件。

背景技术

其中天线被集成在负阻(negativeresistance)元件中的振荡器作为在从毫米波段至太赫兹波段(高于或等于30ghz并且低于或等于30thz)的频域中生成电磁波(在下文中，将称作“太赫兹波”)的电流注入型光源而存在。具体地，存在可以振荡太赫兹波的元件，在该元件中，与负阻元件相对应的双势垒型共振隧穿二极管(rtd：共振隧穿二极管)和微带天线被集成在相同的基板上。

ptl1描述了在天线被集成在多个负阻元件中的振荡器中，多个负阻元件相互被锁定处于正相位或负相位以提高太赫兹波的振荡输出。

在某些情况下，在使用负阻元件的元件中可能发生由包括用于调整负阻元件的偏置电压的电源以及布线的偏置电路引起的寄生振荡。寄生振荡是指不同于期望频率的低频侧的频段中的寄生振荡并且降低了期望频率的振荡输出。

ptl2描述了其中从负阻元件到构成低阻抗电路的分流电阻的距离被设定为高于频率flc＝1/2π√lc的等效波长的1/4的配置。

应当注意，在频率flc中，布线结构的带状导体的电感被设定为l，并且微带天线的电容被设定为c。根据ptl2中描述的配置，当增大电感l以减小共振频率flc时，增大频率flc处的电阻损耗以降低由馈电结构引起的寄生振荡。

引用列表

专利文献

ptl1：日本专利公开no.2013-168928

ptl2：日本专利公开no.2014-14072

非专利文献

npl1：jpn.j.appl.phys.，vol.47，no.6，4375(2008)

npl2：j.appl.phys.，vol.103，124514(2008)

npl3：j.infraredmilliterahzwaves，(2014)，35，p.425-431

npl4：ieeej.sel.top.quantumelectron，19(2013)8500108。

技术实现要素：

技术问题

根据ptl2的配置，有可能使用诸如贴片天线之类的微带天线来减少振荡器中的寄生振荡。然而，因为这是低阻抗电路被布置在带状线外侧的配置，存在可能发生由布线结构引起的相对高的频段(高于3ghz)中的寄生振荡的担忧。

另外，ptl1没有描述抑制由馈电结构等引起的寄生振荡的方法。

考虑到上述问题，与相关技术相比，本发明旨在提供可以减少高频段中的寄生振荡的元件。

问题的解决方案

作为本发明一方面的元件是用于太赫兹波的振荡或检测的元件，元件包括：共振单元，共振单元包括第一导体、第二导体、被布置在第一导体与第二导体之间的电介质、以及相互并联地连接在第一导体与第二导体之间的第一负阻元件和第二负阻元件；将偏置电压供应到第一负阻元件和第二负阻元件中的每个的偏置电路；以及将偏置电路连接到共振单元的线路，元件的特征在于元件以如下方式被配置，即第一负阻元件与第二负阻元件之间的正相位中的相互注入锁定(mutualinjectionlocking)不稳定并且第一负阻元件与第二负阻元件之间的逆相位中的相互注入锁定变得稳定。

本发明的有利效果

根据作为本发明的一个方面的元件，与相关技术相比，有可能减少高频段中的寄生振荡。

附图说明

[图1]图1是用于描述根据实施例的元件的配置的说明图。

[图2]图2是用于描述根据实施例的元件的配置的说明图。

[图3]图3是用于描述根据示例1的元件的导纳(admittance)特性的说明图。

[图4]图4是用于描述根据示例1的元件的特性的说明图。

[图5]图5是用于描述根据示例1的元件的特性的说明图。

[图6]图6是用于描述根据示例2的元件的配置的说明图。

[图7]图7是用于描述根据示例3的元件的配置的说明图。

[图8]图8是用于描述根据示例3的元件的特性的说明图。

具体实施方式

(实施例)

将通过使用图1来描述根据本实施例的元件100。

元件100是以振荡频率fthz振荡电磁波的振荡元件(振荡器)。图1(a)是例示了根据本实施例的元件100的外观的透视图，并且图1(b)是其a-a截面视图的示意图。

应当注意，元件100在下文将被称作“振荡器100”。

首先，将描述振荡器100的配置。振荡器100包括共振单元(天线)108、线路103和偏置电路120。天线108包括上导体(第一导体)102、第二导体105、被布置在上导体102与第二导体105之间的电介质104、以及电连接在上导体102与第二导体105之间的两个负阻元件101a和101b。第二导体105和电介质104也被布置在天线108的周围区域中。两个负阻元件101a和101b中的一个被称作第一负阻元件101a，并且另一个被称作第二负阻元件101b。

其中电介质104由与天线108中的上导体102和第二导体105相对应的两个导体夹着的配置是使用具有有限长度的微带线等的微带共振器。根据本实施例，与一种类型的微带共振器相对应的贴片天线用作太赫兹波的共振器。

天线108是其中集成了具有太赫兹波的电磁波增益的两个负阻元件101a和101b以及太赫兹波段中的共振器的有源天线。第一负阻元件101a和第二负阻元件101b均是这样的元件：在该元件中，在电流-电压特性中出现电流随着电压增大而减小的区域，即，具有负阻的区域(差分负阻区域)。第一负阻元件101a和第二负阻元件101b相互电并联并且电连接在上导体102与第二导体105之间。

另外，第一负阻元件101a的增益和第二负阻元件101b的增益期望地相等。

在本文中，“增益相等”意思是第一负阻元件101a的增益在第二负阻元件101b的增益的0.5倍或更高与1.5倍或更低的范围内，并且在例如与用于半导体处理技术的处理精度的标准相对应的±10％的范围内充分接受。

作为第一负阻元件101a和第二负阻元件101b，具体地，优选使用诸如rtd、esaki二极管、gunn二极管或者使一个端子终接的晶体管之类的高频元件。

另外，可以使用tunnett二极管、impatt二极管、异质结双极晶体管(hbt)、化合物半导体电子fet、高电子迁移率晶体管(hemt)等。

另外，也可以使用利用超导体的josephson元件的差分负阻。

根据本实施例，将描述使用与在太赫兹波段中工作的代表性的差分负阻元件相对应的共振隧穿二极管(rtd：共振隧穿二极管)作为两个负阻元件101a和101b的情况作为示例。

应当注意，由第一负阻元件101a振荡的电磁波的频段优选地与由第二负阻元件101b振荡的电磁波的频段的至少部分重叠，并且更优选地相匹配。

天线108是所生成的电磁波共振的共振单元并且具有作为共振器和辐射器的作用。由于这个原因，当电介质中的电磁波的有效波长被设定为λ时，天线108被设定为使得与天线108的贴片导体相对应的上导体102的a-a方向(共振方向)上的宽度变成λ/2共振器。

在本文中，本说明书中的“电介质”是介电性质优于导电性质的物质并且是关于直流电压表现为不导电的绝缘体或高值电阻器的材料。典型地，电阻率为1kω·m或者更高的材料是优选的。具体的示例包括树脂、塑料、陶瓷、氧化硅、氮化硅等。

偏置电路120将偏置电压供应到两个负阻元件101a和101b中的每个。偏置电路120包括与两个负阻元件101a和101b中的每个并联连接的电阻110以及与电阻110并联连接的电容109，电源112和布线111。布线111在图1中例示为电感，因为必定伴随着寄生电感组件。

电源112供应驱动负阻元件101a和101b所需的电流并且调整偏置电压。偏置电压典型地选自两个负阻元件101a和101b中的每个的差分负阻区域。

偏置电路120经由线路103连接到天线108并且将电力供应到负阻元件101a和101b。根据本实施例的线路103是微带线。即，线路103具有包括两个导体和被布置在两个导体之间的电介质104的配置。

偏置电路120中的电阻110和电容109抑制由偏置电路120引起的相对低频率的共振频率fsp(fsp<flc<fthz，典型地，从dc至10ghz的频段)处的寄生振荡。

在本文中，频率flc表示由包括线路103的电感l以及两个负阻元件101a和101b的天线108的电容c引起的lc共振的频率。下面将描述这个的细节。

等于或一定程度上低于各负阻元件101a和101b的差分负阻区域中的差分负阻的总计的绝对值的值优选地被选择作为电阻110的值。电阻110被布置在与负阻元件101a和101b中的每个相距距离d2的位置。在电阻110外侧的偏置电路优选地在高于或者等于4×d2的波长段中采取从负阻元件101a和101b的角度看的低阻抗，即，当负阻元件101a和101b的差分负阻的绝对值被设定为基准时的低电阻。换言之，从负阻元件101a和101b的观点在低于或等于fsp(fsp<flc<fthz)的波长段中，电阻110优选地设定为采取低阻抗。

关于电容109，等于或一定程度上低于两个相应的负阻元件101a和101b的差分负阻的总计的绝对值的值优选地被选择作为电容109的阻抗。通常，电容109优选地具有大电容，并且根据本实施例，设定大约几十pf。电容109变成直接连接到与线路103相对应的微带线的去耦电容，并且例如，可以使用其中天线108和基板(未例示)放置在一起的mim(金属-绝缘体-金属)结构。

由于天线108的结构，将包括电阻110和电容109的偏置电路120直接连接到天线108而不干扰振荡频率fthz处的共振电场并不容易。由于这个原因，为了将偏置电压供给到负阻元件101a和101b中的每个，偏置电路120和天线108需要经由与馈电线路相对应的线路103连接。因此，线路103被布置在比偏置电路120更接近负阻元件101a和101b的位置。

由于这个原因，在相关技术的元件中，在某些情况下可能发生由于由线路的电感l以及负阻元件和天线的电容c引起的频率flc(flc≈1/{2π√(lc))处的lc共振而导致的寄生振荡。特别地，因为诸如贴片天线之类的微带天线具有其中电介质由两个导体夹着的结构，并且生成由于结构导致的电容c，上述寄生共振的减小变成问题。

寄生振荡的频率flc在振荡器100中主要由负阻元件101a和101b中的每个的电容、线路103的长度和宽度、天线108的面积(例如，上导体102的面积)、电介质104的厚度、线路103和电阻110的布置和结构等确定。典型地，频率flc被设定在几ghz或更高与500ghz或更低之间的范围内。例如，当线路103的长度被设定为d1并且负阻元件101a和101b与电阻110之间的距离被设定为d2时，频率flc附近的频段按波长换算是高于或等于4×d1并且低于或等于4×d2的波长段。

线路103的宽度优选地是到如下程度的尺寸，即，使得天线108中的共振电场不受干扰，并且优选地为例如λthz/10或者更低。

在本文中，λthz是在振荡频率fthz处太赫兹波的波长。

另外，线路103优选地被布置在位于天线108中的在振荡频率fthz处的太赫兹波的电场的节点(node)并且在节点的位置处连接到天线108。当以这种方式执行布置时，线路103具有在振荡频率fthz附近的频段中阻抗高于负阻元件101a和101b中的每个的差分负阻的绝对值的配置。由于这个原因，有可能减少线路103对于天线108中的振荡频率fthz处的电场的影响

在本文中，“位于天线108中的在振荡频率fthz处的太赫兹波的电场的节点”是指实质上充当位于天线108中的在振荡频率fthz处的太赫兹波的电场的节点的区域。具体地，这是位于天线108中的在振荡频率fthz处的太赫兹波的电场强度比位于天线108中的在振荡频率fthz处的太赫兹波的最大电场强度低大约一个数量级的区域。更期望地，位于天线108中的在振荡频率fthz处的太赫兹波的电场强度变得低于或等于位于天线108中的在振荡频率fthz处的太赫兹波的最大电场强度的1/e²(e表示自然对数的底)的位置是优选的。

在本文中，将更详细地描述根据本实施例的振荡器100的振荡条件。通常，其中集成了天线和差分负阻元件的有源天线的振荡频率被确定为全并联共振电路的共振频率，在全并联共振电路中天线和差分负阻元件的电抗相互组合。具体地，根据npl1中描述的rtd振荡器的等效电路，关于其中rtd和天线的导纳相互组合的共振电路来确定振荡频率fthz。具体地，关于其中rtd和天线的导纳相互组合的共振电路，确定满足表达式(2)的振幅条件和表达式(3)的相位条件这两个条件的频率作为振荡频率fthz。

应当注意，y11表示当从第一负阻元件101a看时包括天线108的整个配置的导纳，并且yrtd表示与差分负阻元件相对应的第一负阻元件101a或第二负阻元件101b的导纳。

在本文中，整个配置是指构成振荡器100的所有构件，诸如天线108、线路103和偏置电路120。即，re(y11)表示当从第一负阻元件101a看时包括天线108的整个结构的导纳的实部，并且im(y11)表示当从第一负阻元件101a看时包括天线108的整个结构的导纳的虚部。

另外，re(yrtd)表示第一负阻元件101a或第二负阻元件101b的导纳的实部，并且im(yrtd)表示第一负阻元件101a或第二负阻元件101b的导纳的虚部。re[yrtd]具有负值。

re(yrtd)+re(y11)≤0(2)

im(yrtd)+im(y11)＝0(3)

根据本实施例的天线108是至少包括与第一负阻元件101a和第二负阻元件101b相对应的两个或更多个负阻元件的集成天线。在上述情况下，如图2中所例示的，天线108可以看作第一天线单元108a被集成的第一负阻元件101a与第二负阻元件101b被集成的第二天线单元108b之间的耦合由耦合部107耦合到彼此。在这种情况下，第一天线单元108a、第二天线单元108b和耦合部107沿着天线108中的太赫兹波的共振方向对齐和布置。

即，天线108看作其中第一天线单元108a和第二天线单元108b由耦合部107耦合到彼此的集成天线，并且可以考虑振荡器100的振荡条件。具体地，当考虑在npl2中公开的其中两个个体rtd振荡器被耦合到彼此的配置中以相互方式进行注入锁定(相互注入锁定)时，确定振荡频率fthz。

在本文中，相互注入锁定意指多个自激振荡器全部通过相互作用由于拉入锁定(pull-inlocking)而振荡。

在本文中，为了近似，假设第一负阻元件101a的导纳等于第二负阻元件101b的导纳。此时，产生正相位中的相互注入锁定和逆相位中的相互注入锁定这两种振荡模式。正相位中的相互注入锁定的振荡模式(偶模式)的振荡条件由表达式(4)和表达式(5)表示，并且逆相位中的相互注入锁定的振荡模式(奇模式)的振荡条件由表达式(6)和表达式(7)表示。

正相位(偶模式)：频率f＝feven

yeven＝y11+y12+yrtdre(yeven)≤0(4)

im(yeven)＝0(5)

逆相位(奇模式)：f＝fodd

yodd＝y11-y12+yrtdre(yodd)≤0(6)

im(yodd)＝0(7)

其中y12表示负阻元件101a与负阻元件101b之间的互导纳。

例如，如图1(b)中所例示的，天线108可以看作其中第一天线单元108a和第二天线单元108b由耦合部107通过与强耦合相对应的dc耦合而耦合的配置。第一天线单元108a和第二天线单元108b具有贴片天线的结构。

应当注意，本说明书中的“强耦合”可以由第一天线单元与第二天线单元之间的耦合系数k的实部re(k)定义。即，本说明书中的“强耦合”意指re(k)的绝对值变得高于1/3。根据本实施例，第一天线单元108a和第二天线单元108b被耦合到彼此，使得re(k)的绝对值变得高于1/3。

具体地，第一天线单元108a包括第一导体层102a、第二导体105、电介质104以及连接在第一导体层102a与第二导体105之间的第一负阻元件101a。第一天线单元108a是其中电介质104被布置在第一导体层102a与第二导体105之间的贴片天线。

另外，第二天线单元108b包括第二导体层102b、第二导体105、电介质104以及连接在第二导体层102b与第二导体105之间的第二负阻元件101b。第二天线单元108b是其中电介质104被布置在第二导体层102b与第二导体105之间的贴片天线。

耦合部107包括第三导体层102c、第二导体105以及被布置在第三导体层102c与第二导体105之间的电介质104。

在上导体102中，第一导体层102a和第二导体层102b通过第三导体层102c相互连接。即，第三导体层102c是将第一导体层102a连接到第二导体层102b的连接部。第一导体层102a和第二导体层102b对齐并且布置在电介质104上，而不相互重叠。

在本文中，第二导体105是接地导体，并且根据本实施例，第一天线单元108a、第二天线单元108b和耦合部107使用了共同的导体层。然而，配置不局限于此，例如，可以通过对于第一天线单元108a、第二天线单元108b和耦合部107使用不同的导体层来配置第二导体105。

另外，根据本实施例，第一天线单元108a、第二天线单元108b和耦合部107使用电介质104作为共同的电介质层。然而，配置不局限于此，例如，也可以通过使用不同的电介质来配置第一天线单元108a、第二天线单元108b和耦合部107。根据本实施例的配置采取其中上导体102通过与连接部相对应的第三导体层102c连接第一导体层102a和第二导体层102b的配置。

当穿过耦合部107并且与上导体102和第二导体105的层压方向垂直的平面被设定为基准时，第二天线单元108b优选地具有镜像对称结构。即，在第一天线单元108a被设定为共振器的情况下，当辐射端之一被设定为轴123时，第二天线单元优选地具有在轴123处反转的镜像对称结构。

在本文中，辐射端是指在贴片天线的共振频率的电磁场中的共振方向上天线的两端。辐射端是贴片天线的共振频率处的电磁场的电流最小化、电压最大化并且电波被辐射的部分。

应当注意，第一天线单元108a和第二天线单元108b不一定需要完全地镜像对称，并且处于认为是镜像对称的范围内可能就足够了。例如，在将第一天线单元108a和第二天线单元108b设定为镜像对称的同时执行设计的情况下，在指示设计阶段期望的特性的范围内实际创建的那些也看作镜像对称。

第一天线单元108a和第二天线单元108b通过布置在轴123处的耦合部107电耦合以构成天线108。此时，采用其中第一负阻元件101a和第二负阻元件101b相互并联连接的配置。

应当注意，将第一天线单元108a电耦合到第二天线单元108b的方法包括dc耦合或者ac耦合，并且根据本实施例，第一天线单元108a与第二天线单元108b之间的dc耦合由耦合部107实现。在这种情况下，第一天线单元108a的第一导体层102a、第二天线单元108b的第二导体层102b、以及耦合部107的第三导体层(连接部)102c整体地形成为单个导体层。

应当注意，下面将描述由耦合部107执行第一天线单元108a与第二天线单元108b之间的ac耦合的情况。

图1中公开的根据本实施例的振荡器100的配置对应于dc耦合，并且第一天线单元108a、第二天线单元108b和耦合部107在与a-a方向正交的水平方向上的各自的宽度也相同。即，其中天线单元108a和108b由耦合部107电耦合的天线与其中电介质104由上导体102和第二导体105夹着的贴片天线与负阻元件101a和101b集成在一起的天线108基本上相同。

当考虑在上述两个rtd振荡器耦合到彼此的配置中实现相互注入锁定的条件时，产生正相位和逆相位的两种振荡模式。图2(a)例示了正相位中的相互注入锁定的振荡模式(在下文中，称作“正相位模式”)的概念图，并且图2(b)例示了逆相位中的相互注入锁定的振荡模式(在下文中，称作“逆相位模式”)的概念图。

另外，图3例示了振荡器100的导纳特性。

如图2(a)中所例示的，在正相位模式的情况下，在频率feven处位于元件中的电磁波以相位差0或2π注入到负阻元件101a和101b的每个中。因此，第一负阻元件101a的相位与第二负阻元件101b的相位之间的相位差变成0或2π，并且共振频率的电磁场的量值和极性变得基本上相同。同样从图3的分析结果中可知，因为满足由天线108的电容c和线路103的电感l所引起的频率flc处的lc共振中基于正相位中的锁定的振荡条件，频率feven＝flc处的寄生振荡发生在正相位模式中。在这种情况下，lc共振的节点(node)出现在线路103与偏置电路120之间的连接部附近。

另一方面，如图2(b)中所例示的，在逆相位模式的情况下，位于元件中的电磁波在频率fodd处以相位差π注入到负阻元件101a和101b的每个中。因此，在共振频率处第一负阻元件101a的电磁场的极性和第二负阻元件101b的电磁场的极性相反。这种电磁场分布与天线108中不包括负阻元件101a和101b的贴片天线的共振频率处的电磁场分布基本上匹配。

应当注意，在本说明书中“第一负阻元件101a和第二负阻元件101b处于逆相位中”是指第一负阻元件101a与第二负阻元件101b之间的相位差变成与实现完全逆相位的相位差π相距±π/8或更低的范围。即，在本说明书中“第一负阻元件101a和第二负阻元件101b处于逆相位中”被具体地定义为第一负阻元件101a与第二负阻元件101b之间的相位差高于或等于7π/8并且低于或等于9π/8。

如同样在图3的导纳特性中显然的，因为在逆相位模式的情况下在由贴片天线的λ/2的共振频率调控的期望频率fthz处满足振荡条件，所以发生fodd＝fthz处的太赫兹波的振荡。定性地，因为在逆相位的情况下各个负阻元件101a和101b的电磁场的极性反转，贴片天线的电容c抵消，并且不生成lc共振点也是可想象的。

在这种情况下，由λ/2的共振频率调控的期望频率fthz的电磁场的节点(node)在第一导体102中穿过天线108的第一导体102的重心的中心线附近。

应当注意，在本说明书中“中心线”是指第一导体102中穿过第一导体102的重心并且还与电磁波的共振方向以及第一导体102和第二导体105的层压方向垂直的直线。

在与本实施例中描述的强耦合相对应的dc耦合的示例中，在最大极限地缩小耦合部107的尺寸的情况下，在频率fthz处的电磁场的节点(node)与轴123相互匹配。因此，同样可能提到，第二天线单元108b具有镜像对称结构，同时在天线108的λ/2的共振频率的电磁波位于天线108中的情况下，第一天线单元108a在电磁场分布的节点(node)处反转。

另外，第一天线单元108a和第二天线单元108b由耦合部107电耦合以构成天线108。耦合部107被布置在位于天线108中的天线108的λ/2的共振频率的电磁波的电磁场分布的节点(node)处。

本实施例的目的在于在包括有多个负阻元件电连接的天线的振荡元件中，当在微带天线中集成了负阻元件时，由与具体问题相对应的线路的电感所引起的寄生振荡的减少。

根据相关技术，在包括天线以及串联连接到天线并且相互并联连接的多个负阻元件的振荡器中，多个负阻元件中的每个被布置在来自各个负阻元件的电磁波的相位相互变成正相位或逆相位的位置。然而，在相关技术的具有上述配置的振荡器中，在如上所述天线108被认为是两个天线单元耦合到彼此的阵列天线的情况下，存在可能产生正相位和逆相位这两种振荡模式的担忧。通常，低频率趋于更加稳定并且容易振荡，并且当低频侧的正相位稳定以被锁定时，存在发生基于lc共振的低频振荡或多振荡从而减少振荡输出的担忧。

在本文中，逆相位中的振荡模式稳定时的状态意指在存在大量共振点的系统中基于除了逆相位中的共振频率处的模式振荡之外的模式的振荡得到抑制并且可以获得逆相位中的共振频率处的基本上单模振荡。具体地，这意味着，在除了逆相位中的振荡模式之外的模式中的振荡的电磁波的电场强度变得比在逆相位中的共振频率处已经发生模式振荡的太赫兹波的最大电场强度低大约一个数量级或者更低。期望地，除了逆相位中的振荡模式之外的振荡模式中的电磁波的电场强度变得低于或等于逆相位中的振荡频率的太赫兹波的最大电场强度的1/e²(e表示自然对数的底)。

相反，根据本实施例的振荡器100被配置为使得正相位模式不稳定并且使得逆相位模式稳定，从而减少由寄生振荡导致的低频率处的电磁波的振荡。

根据npl2，用于使得其中多个rtd振荡器耦合到彼此的天线阵列中相互注入锁定中的正相位不稳定的条件是在正相位中的频率feven处满足条件(8)

re(k)＝-re(y12)×[g-re(y11)]-1<-1/3(8)。

在本文中，k表示第一天线单元108a与第二天线单元108b之间的耦合系数。g表示负阻元件101a和101b的增益之一并且与re(yrtd)的绝对值(|re(yrtd)|)相匹配。

当这变换之后，振荡器100优选地满足表达式(1)。当满足表达式(1)时，正相位模式被使得不稳定，并且有可能使得逆相位模式稳定。

[数学1]

图4例示了关于振荡器100的耦合系数k的分析结果。

应当注意，将在示例1中描述振荡器100的详细配置。

图4是在正相位模式的情况(以f＝feven＝flc执行振荡的情况)和逆相位模式的情况(以f＝fodd＝fthz执行振荡的情况)下，分析耦合系数re(k)的频率特性的示例。通过改变与负阻元件101a和101b相对应的rtd的台面的直径(台面直径)来执行分析，d2指示在台面直径为2μm的情况下的结果，d3指示在台面直径为3μm的情况下的结果，并且d4指示在台面直径为4μm的情况下的结果。

在本文中，因为rtd的台面的面积(诸如二极管的面积或者异质结平面的面积)依赖于台面直径，台面直径是用于控制注入功率和二极管电容的设计参数并且对于增益g和振荡频率f有贡献。

从图4中，因为当台面直径增大时g变高，所以re(k)<-1/3不满足，并且因为不满足表达式(1)，所以正相位稳定。由于这个原因，f＝feven＝flc处的电磁波振荡。另一方面，当台面直径被设定为小于3μm时，re(k)<-1/3满足，并且满足表达式(1)，使得正相位不稳定。由于这个原因，获得了在逆相位中与高频率相对应的f＝fodd＝fthz处的振荡。

以这种方式，在提供有多个负阻元件101a和101b的天线108中，通过调整负阻元件101a和101b的台面直径，选择性地使得正相位(feven＝flc)不稳定，并且可以使得逆相位(fodd＝fthz)稳定。

如根据本实施例所描述的，通过rtd的台面直径控制增益g变成一种有效的手段。

在天线108中，下面的配置作为选择性地使得在f＝feven＝flc处正相位中的锁定不稳定(即，满足表达式(1))的配置是优选的。

首先，增大第一天线单元108a和第二天线单元108b的两个相互天线单元之间的耦合系数y12。为了此目的，如在本实施例中那样，耦合优选地由强耦合的dc耦合实现。正是这样。然而应当注意，因为在强耦合的情况下发生多模式的风险高，为了抑制它，当穿过耦合部107并且与层压方向平行的平面被设定为基准时，第一天线单元108a和第二天线单元108b优选地采取镜像对称的结构。

应当注意，第一天线单元108a和第二天线单元108b可以通过ac耦合而耦合到彼此。同样在上述情况下，如图6中所例示，耦合系数y12相对高的强耦合以及多模式得到抑制的镜像对称结构是优选的。

作为使得正相位不稳定的方法，增加天线108的负载(即，re(y11))的结构也是优选的。

应当注意，在这种情况下，使得在逆相位中稳定的f＝fodd＝fthz满足振荡条件的这种结构也是必要条件。

图5例示了在第一负阻元件101a和第二负阻元件101b的馈电位置中的每个馈电位置处改变输入阻抗以调整天线108的负载的情况下，耦合系数re(k)的分析结果。

在本文中，off代表负阻元件101a和101b的馈电位置，x被设定为在a-a方向(共振方向)上从天线108的第一导体102的重心到辐射端的距离，l被设定为天线108的共振器长度，并且off＝x/l成立。

应当注意，图5是在下面将描述的示例1中的振荡器100中，rtd的台面直径为3μm的情况下，关于耦合系数re(k)的分析的结果。

因为示例1中的振荡器100具有l＝200μm，负阻元件101a和101b在off40的情况下被布置在x＝80μm的位置。在这种情况下，因为re(k)>-1/3成立，正相位稳定，并且由于在feven＝flc处正相位中的锁定而发生lc振荡。另一方面，负阻元件101a和101b的位置随着它转向off30和off20而进一步接近贴片天线的中心，并且因为满足re(k)<-1/3的条件，正相位不稳定，使得发生逆相位中的锁定以获得fodd＝fthz的振荡。

以这种方式，当改变负阻元件101a和101b的输入阻抗以调整天线108的负载时，可以通过调整re(k)的re(y11)来执行对于稳定的选择。

另外，也可以通过由天线108外部的结构调整re(y11)来执行对于稳定的选择。例如，当从负阻元件101a和101b看的线路103的阻抗被设计为低以调整feven＝flc处的re(y11)时，表达式(1)得到满足，并且也有可能选择正相位模式中的不稳定。在这种情况下，随着线路103的低阻抗结构越靠近负阻元件101a和101b以及天线108，正相位模式中的不稳定越有效。具体地，在与负阻元件101a和101b相距低于或等于λthz的距离处的布置是优选的。

应当注意，λthz表示振荡频率fthz的太赫兹波的波长。

本实施例可以作为天线108而应用，只要这是可以产生由像微带天线这样的电容c和由直接连接到天线108的馈电线路引起的电感l所引起的频率flc处的振荡的结构。例如，可以使用诸如通用的偶极天线、缝隙天线、贴片天线、cassegrain天线或者抛物面天线之类的平面天线或者固态天线作为天线108。即使在上述各种天线的情况下，当由于集成天线的结构而生成的电容c和基于馈电结构而生成的电感l所引起的振荡变成问题时，也可以使用本实施例。

根据本实施例的振荡器100抑制了在包括贴片天线的微带型振荡器中发生由与问题相对应的布线结构所引起的寄生振荡。具体地，在包括提供有两个或更多个负阻元件的天线108的振荡器中，采用其中选择性地使得正相位不稳定并且使得逆相位模式中的相互注入锁定稳定的配置。当采用上述配置时，由天线108的电容和偏置馈电线路的电感所引起的lc共振减少。

通过这种配置，根据本实施例的振荡器100，有可能减少或抑制在高于或等于dc并且低于fthz的频域中的相对高频率处的寄生振荡。结果，可以更加稳定地获得振荡器100的期望振荡频率fthz处的太赫兹波。

当可以稳定地获得振荡频率fthz处的太赫兹波时，可以以甚至更高的输出在微带型振荡器中获得期望的振荡频率fthz处的太赫兹波。具体地，因为可以抑制频率振荡或多振荡，在期望的振荡频率fthz处使振荡输出增加一个数量级或更高变得有可能。

(示例1)

根据本示例，将描述根据实施例的振荡器100的配置。本示例中的振荡器100是以振荡频率fthz＝0.42thz进行振荡的振荡元件。

根据本示例，使用共振隧穿二极管(rtd)作为负阻元件101a和101b。在下文中，在某些情况下，第一负阻元件101a可以称作第一rtd101a并且第二负阻元件101b可以称作第二rtd101b。本示例中使用的第一rtd101a和第二rtd101b是通过伴随inp基板(未例示)上的基于ingaas/inalas和ingaas/alas的多量子阱结构以及基于n-ingaas的电接触层而配置的。

例如，使用三势垒结构作为多量子阱结构。更具体地，这是由alas(1.3nm)/ingaas(7.6nm)/inalas(2.6nm)/ingaas(5.6nm)/alas(1.3nm)的半导体多层膜层结构而配置的。其中，ingaas是阱层，并且晶格匹配的inalas和不相干的alas是势垒层。这些层被设定为没有故意地执行载流子掺杂的非掺杂层。

上述多量子阱结构由电子浓度为2×10¹⁸cm^-3的基于n-ingaas的电接触层夹着。在上述电接触层之间的结构的电流电压i(v)特性中，峰值电流密度为280ka/cm²，并且它变成从大约0.7v到大约0.9v的差分负阻区域。例如，在第一rtd101a为大约的台面结构的情况下，获得10ma的峰值电流和-20ω的差分负阻。

天线108包括上导体(贴片导体)102、包括与接地导体相对应的第二导体105和电介质104的贴片天线、第一rtd101a和第二rtd101b。天线108包括正方形的贴片天线，其中上导体102的一个边为200μm。3μm厚的bcb(苯并环丁烯，由dow化学公司制造，εr＝2.4)和0.1μm厚的氮化硅被布置作为上导体102与第二导体105之间的电介质104。

直径为2μm的第一rtd101a和第二rtd101b连接在上导体102与第二导体105之间。第一rtd101a被布置在上导体中沿共振方向从上导体102的重心偏移80μm的位置处。

另外，第二rtd101b被布置沿共振方向从上导体102的重心偏移-80μm的位置。即，当穿过上导体102的重心并且还垂直于共振方向和层压方向的直线(中心线)被设定为轴时，第一rtd101a和第二rtd101b被布置在轴对称位置处。换言之，当中心线被设定为上导体102中的轴时，第二rtd101b被布置在相对于第一rtd101a被布置的位置的轴对称位置。

应当注意，第一rtd101a和第二rtd101b不一定需要处于完全轴对称位置，并且可以认为是轴对称的范围就足够了。例如，在第一rtd101a和第二rtd101b被布置在轴对称位置同时的执行设计的情况下，指示设计阶段中期望的特性的范围内的那些可以看作是轴对称的。

贴片天线的单一共振频率是大约0.48thz。根据本示例的共振器100具有图2中例示的导纳特性，并且存在正相位模式和逆相位模式这两种锁定模式。当考虑与负阻元件相对应的第一rtd101a和第二rtd101b的电抗时，在逆相位中执行相互注入锁定的情况下，振荡器100的振荡频率(共振频率)fthz变成大约0.42thz。

应当注意，在根据本示例的结构的情况下，如也在图4中所例示的，当rtd101a和101b的台面直径低于或等于2.5μm时，使得正相位不稳定，并且在逆相位中执行相互注入锁定。

另外，在根据本示例的结构的情况下，如也在图5中所例示的，在rtd台面的直径为3μm的情况下，当off＝30％或更低(即，x＝60μm或更低)时，表达式(1)得到满足，并且当使得正相位模式不稳定并且使得逆相位模式稳定时，在逆相位中执行相互注入锁定。

上导体102连接到与线路103相对应的微带线。通过这种配置，天线108经由线路103连接到电容109。当采用上述配置时，线路103将偏置电路120连接到天线108。线路103的宽度(共振方向上的长度)为大约6μm，并且垂直于共振方向和层压方向的方向上的长度为大约100μm。

电容109是mim电容，并且根据本示例，电容的量值是100pf。电阻110是分流电阻，并且集成了用于设定5ω的铋结构，使得电阻110取低于第一rtd101a和第二rtd101b的组合负阻的绝对值的值。包括引线接合(wirebonding)的布线111连接到电容109，并且电源112调整第一rtd101a和第二rtd101b的偏置电压。在本结构中，在由与线路103相对应的微带线的电感l和集成天线108的电容c形成的lc共振的频率flc处，当在正相位模式中振荡时的共振频率变成大约0.05thz。

上导体102在振荡频率fthz(＝0.42thz)的位于天线108中的高频电场的节点处连接到线路103，并且抑制与线路103的共振电场和振荡频率fthz处的太赫兹波的干扰。

如下制备根据本示例的振荡器100。首先，通过分子束外延(mbe)法、金属有机物汽相外延(movpe)法等在inp基板上执行下面层的外延生长。即，在inp基板上顺序地执行基于n-inp/n-ingaas和ingaas/inalas的共振隧穿二极管(rtd)101a和101b的外延生长。在选择n型导电基板作为inp基板的情况下，从n-ingaas执行外延生长。

接下来，以圆弧台面形状执行第一rtd101a和第二rtd101b的蚀刻，使得直径变成2μm。基于eb(电子束)光刻和icp(电感耦合等离子体)的干法蚀刻用作蚀刻。也可以使用光学光刻。随后，通过剥离(lift-off)法在蚀刻后的表面上形成用作接地导体的第二导体105。在整个表面上形成0.1μm氮化硅膜，作为rtd101a和101b的侧壁保护膜。

此外，通过使用旋涂法和干法蚀刻执行与电介质104相对应的基于bcb的嵌入，并且通过剥离法形成ti/pd/au的上导体102、线路103的上导体层以及mim电容109的上导体层。最终，通过剥离法在与电阻110相对应的部分形成bi图案以在第二导体105和电容109的上部连接电极，并且通过引线接合等使布线111和电源112相互连接，使得可以形成振荡器100。从偏置电路120执行到振荡器100的电力供应，并且当施加与差分负阻区域相对应的偏置电压以供应偏置电流时，这作为振荡器而操作。

根据本实施例的振荡器100抑制了在包括贴片天线等的微带型振荡器中发生由与问题相对应的布线结构所引起的寄生振荡。具体地，在包括提供有两个或更多个负阻元件的天线108的振荡器中，采用其中选择性地使得正相位不稳定并且使得逆相位模式中的相互注入锁定稳定的配置。当采用上述配置时，由天线108的电容和偏置馈电线路的电感所引起的lc共振减少。

通过这种配置，根据本实施例的振荡器100，有可能减少或者抑制高于dc且低于fthz的频域中的相对高频率的寄生振荡。结果，可以更加稳定地获得振荡器100的振荡频率fthz处的太赫兹波。

当可以稳定地获得振荡频率fthz处的太赫兹波时，可以以甚至更高的输出在微带型振荡器中获得期望的振荡频率fthz处的太赫兹波。具体地，因为可以抑制频率振荡或多振荡，期望的振荡频率fthz处的振荡输出增加一个数量级或更高变得有可能。

(示例2)

将参考图6描述根据本示例的振荡器200。图6(a)是用于描述振荡器200的配置的透视图，并且图6(b)是其b-b截面视图。

应当注意，与实施例和示例1相同的配置在图6中被分配相同的参考符号，并且将省略详细描述。

振荡器200是以振荡频率fthz＝0.42thz振荡的振荡元件。同样根据本示例，负阻元件101a和101b以与示例1相同的方式使用共振隧穿二极管(rtd)并且将在这里被描述为第一rtd101a和第二rtd101b。振荡器200是提供有天线(共振单元)208的太赫兹波的振荡元件，天线208具有其中第一天线单元108a与第二天线单元108b之间的ac耦合由耦合部207实现的配置。

第一天线单元108a是贴片天线并且具有其中电介质104和第一rtd101a由第一导体层102a和与接地导体相对应的第二导体105夹着的结构。第二天线单元108b是贴片天线并且具有其中电介质104和第二rtd101b由第二导体层102b和与接地导体相对应的第二导体105夹着的结构。

第一天线单元108a是矩形贴片天线，其中第一导体层102a为200μm×98μm，并且第一rtd101a嵌入在沿共振方向距离第一导体层102a的长边的一端(即，辐射端)20μm的位置。第二天线单元108b是矩形贴片天线，其中第二导体层102b为200μm×98μm，并且第二rtd101b嵌入在沿共振方向距离第二导体102b的长边的一端(即，辐射端)20μm的位置。

第二天线单元108b具有镜像对称结构，其中在耦合部207被设定为轴时发生反转。耦合部207被布置在包括中心线的位置并且被布置为使得耦合部207的中心位置与中心线相匹配。即，第二天线单元108b具有镜像对称结构，其中第一天线单元108a相对于穿过天线208的重心的中心线而反转。因此，第一rtd101a被布置在沿共振方向从天线208的重心偏移80μm的位置。

另外，第二rtd101b被布置在沿共振方向从天线208的重心偏移-80μm的位置。

在第一天线单元108a的第一导体层102a与第二天线单元108b的第二导体层102b之间存在4μm的间隙，并且没有直接连接没有电气地建立在dc中。与示例1中类似地，3μm厚的bcb(苯并环丁烯，由dow化学公司制造，εr＝2.4)被布置作为电介质104。

第一天线单元108a与第二天线单元108b之间的ac耦合由耦合部207实现。具体地，天线208的第一导体(上导体)102包括第一导体层102a、第二导体层102b以及将第一导体层102a连接到第二导体层102b的连接部。根据本示例，连接部是耦合部207。

耦合部207包括包含ti/au＝5/100nm的上导体218和包含100nm氮化硅膜的电介质层217。电介质层217和上导体218被布置在第一导体层102a和第二导体层102b上。耦合部207具有其中电介质层217由上导体218以及第一导体层102a和第二导体层102b夹着的电容结构，并且第一天线单元108a通过与强耦合相对应的ac耦合而耦合到第二天线单元108b以构成天线208。

另外，根据本示例的振荡器200被配置为满足表达式(1)。正相位和逆相位这两种锁定模式也类似地存在于振荡器200中。当考虑第一rtd101a和电抗和第二rtd101b的电抗时，在逆相位中执行相互注入锁定的情况下，振荡器200的振荡频率(共振频率)fthz变成大约0.42thz。

应当注意，当在根据本示例的结构的情况下也采用满足表达式(1)的配置时，通过平台直径和rtd的布置使得正相位不稳定，并且在逆相位模式中发生振荡，即，可以在逆相位中执行相互注入锁定。

第一导体层102a连接到与第一线路203a相对应的微带线，并且第二导体102b连接到与第二线路203b相对应的微带线。通过这种配置，第一天线单元108a和第二天线单元108b连接到偏置电路220。第一线路203a和第二线路203b具有大约6μm的宽度和大约100μm的长度，并且第一线路203a与第二线路203b之间的间隙为4μm。除此之外，偏置电路220的配置与示例1相同。

根据本示例的振荡器200，当在包括布置有多个负阻元件的天线的振荡元件中使得逆相位中的锁定稳定时，负阻元件，有可能减少由馈电结构产生的在相对高频率处的寄生振荡。结果，可以更加稳定地获得振荡器200的期望的振荡频率fthz处的太赫兹波。因为稳定地获得振荡频率fthz处的太赫兹波，微带型振荡器中期望的振荡频率fthz处的太赫兹波的振荡输出增加是有可能的。

(示例3)

将参考图7和图8描述根据本示例的振荡器300。

图7(a)是用于描述振荡器300的配置的透视图，并且图7(b)是其c-c截面视图。图8是用于描述振荡器300的特性的说明图。振荡器300提出使用根据实施例和示例1描述的振荡器100实现太赫兹波光源所需要的更加具体的配置。将省略与上述各实施例和各示例相同的配置和结构的详细描述。

振荡器300是其中集成了以振荡频率fthz＝0.5thz振荡的半导体振荡元件的半导体器件。同样根据本示例，如示例1中类似地，使用共振隧穿二极管(rtd)作为负阻元件。在下文中，两个负阻元件将被描述为第一rtd301a和第二rtd301b。

在本示例中使用的第一rtd301a和第二rtd301b由在inp基板上形成的ingaas/alas膜等组成的双势垒结构的rtd构成。与npl3中公开的双势垒rtd基本上相同的配置用作第一rtd301a和第二rtdrtd301b的半导体异质结构的配置。关于第一rtd301a和第二rtd301b的电流电压特性，根据测量值，峰值电流密度是9ma/um²，并且每单位面积的差分负电导是26ms/um²。根据本示例的第一rtd301a和第二rtd301b的台面结构的直径是1μm，并且差分负阻的量值为每个二极管大约-50ω。

天线308包括被布置在inp基板317的上侧(前表面侧)上的贴片导体302、被布置在基板侧并且也接地的接地导体305、被布置在贴片导体302与接地导体305之间的电介质、第一rtd301a和第二rtd301b。具有低电阻率的au薄膜(300nm厚)用作贴片导体302和接地导体305。天线308是正方形贴片天线，其中贴片导体302的边是170um，并且天线的共振器长度(l)变成l＝170um。

由5.5μm厚的bcb(苯并环丁烯，由dow化学公司制造，εr＝2.4)和0.5μm厚的氮化硅层316(εr＝7)形成的电介质304被布置作为贴片导体302与接地导体305之间的电介质。贴片导体302连接到第一rtd301a和第二rtd301b的阳极侧。

另外，第一rtd301a和第二rtd301b的阴极侧经由分别掺杂成n型的由inp(磷化铟)形成的接线柱315a和315b连接到接地导体305。

第一rtd301a和第二rtd301b被布置在沿共振方向从贴片导体302的中心分别偏移x和-x的位置。第一rtd301a和第二rtd301b的位置均由偏移＝100*x/l代表。当高频率从rtd馈送到贴片天线时的输入阻抗被确定。当穿过贴片导体302的中心并且还垂直于共振方向和层压方向的直线(中心线)被设定为轴时，第一rtd301a和第二rtd301b被布置在轴对称位置。

贴片导体302经由微带线303连接到mim电容结构309(mim：金属绝缘体金属)。微带线303具有其中包括氮化硅层316的电介质由连接到贴片导体302的导体303和接地导体305夹着的结构。关于微带线303，宽度(共振方向上的长度)被设定为大约6um，并且垂直于共振方向和层压方向的垂直方向上的长度被设定为大约85μm。

另外，mim电容结构309是其中包括氮化硅层316的电介质由导体318和接地导体305夹着的结构，并且对应于确保高于或等于20pf的电容的配置。具有低电阻率的au薄膜(1000nm厚)用作微带线303以及mim电容结构309的导体318。

mim电容结构309经由由铋薄膜形成的分流电阻310连接到阴极电极319。为了使分流电阻取低于第一rtd301a和第二rtd301b的组合负阻的绝对值的值，分流电阻取大约15ω的铋薄膜(200um×100um×0.5um厚)的电阻结构被集成在基板317上。阴极电极319连接到接地导体305并且具有与接地导体相同的电势。

基板317已经在电源基板320上经历焊盘接合(diebonding)。具有低电阻率的au薄膜(1000nm厚)用作阴极电极319的导体。阴极电极319由包括引线接合的布线311b连接到电源312的接地。

另外，mim电容结构309还充当阳极电极，导体318和电源312经由包括引线接合的布线311a连接到阳极电极。第一rtd301a和第二rtd301b的偏置电压和偏置电流由电源312调整以获得期望的振荡特性。

图8例示了振荡器300的振荡频率和振荡功率的偏移依赖性分析结果，其中第一rtd301a和第二rtd301b的台面直径为1um。虽然仅根据本示例的贴片天线的共振频率为大约0.5thz，如上所述，由于第一rtd301a和第二rtd301b的电抗，逆相位中的锁定模式中的振荡频率变成大约0.4至0.5thz。

另外，正相位中(基于微带线303的电感和天线308的电容的共振)锁定模式中的振荡频率几乎不具有偏移依赖性并且估计为大约0.1thz(未例示)。

在本文中，npl4中公开的分析方法被用于振荡输出的分析，并且在表达式(6)和(7)中例示的逆相位(奇模式)的振荡条件下，从天线和rtd的导纳中计算频率和功率。

从图8中，在根据本示例的结构的情况下，通过将偏移调整为在12％或更高与40％或更低之间来获得逆相位中的模式锁定振荡，并且有可能任意地将振荡频率调整为在0.4thz或更高与0.5thz或更低之间，以及振荡功率为在0mw或更高与0.2mw或更低之间。

应当注意，在本示例的配置的情况下，因为当第一rtd301a和第二rtd301b的台面直径为1.5μm或更低时，在偏移＝12％或更高的结构中使得正相位不稳定，获得图8中例示的特性。

另一方面，因为在第一rtd301a和第二rtd302b的各自的台面直径被设定为高于或等于2μm的情况下，使得正相位模式稳定，出现由于频率振荡(0.1thz)、多模振荡导致的功率减小(<0.01mw)以及辐射效率的减小。以这种方式，根据本示例的振荡器，与相关技术相比，可以更加稳定地获得振荡频率fthz处的太赫兹波。通过这种配置，可以以甚至更高的输出在微带型振荡器中获得期望的振荡频率fthz处的太赫兹波。具体地，因为可以减少频率振荡或多振荡，期望的振荡频率fthz处的振荡输出增加一个数量级或更高变得有可能。

在上文中，已经描述本发明的优选实施例，但是本发明不局限于这些实施例，并且可以在主旨范围内进行各种修改和更改。

例如，根据上述各自示例，作为第一rtd101a和第二rtd101b，已经描述了包括在inp基板上生长的n-inp/n-ingaas和ingaas/inalas的共振隧穿二极管。然而，共振隧穿二极管不局限于这些结构和材料系统，并且甚至在结构和材料的其他组合中可以提供根据本发明的振荡元件。例如，也可以使用具有双势垒量子阱结构的共振隧穿二极管，或者也可以使用具有三势垒量子阱或更多势垒量子阱的共振隧穿二极管。

另外，下面的各个组合可以用作材料。

·在gaas基板上形成gaas/algaas和gaas/alas以及ingaas/gaas/alas

·在inp基板上形成ingaas/algaassb

·在inas基板上形成的inas/alassb和inas/alsb

·在si基板上形成的sige/sige

可以根据期望的频率等适当地选择上述结构和材料。

另外，上述实施例和示例是在假设载流子是电子的情况下描述的，但是不局限于此，并且实施例和示例也可以使用正空穴(空穴)。

另外，可以根据用途选择用于基板或电介质的材料，并且可以使用诸如硅、砷化镓、砷化铟或磷化镓之类的半导体、玻璃、陶瓷、特氟龙(注册商标)或者诸如对苯二甲酸乙二醇酯之类的树脂。

此外，根据上述实施例和示例，正方形贴片被用作太赫兹波的振荡器，但是振荡器的形状不局限于此，并且例如，也可以使用具有使用诸如矩形或三角形之类的多边形形状、圆形形状、椭圆形形状等的贴片导体的结构的振荡器等。

另外，集成在振荡器中的差分负阻元件的数量不局限于1，并且可以使用包括多个差分负阻元件的振荡器。线路的数量也不局限于1，并且也可以采用提供多条线路的配置。

在上述实施例和示例中描述的振荡元件也可以用作检测太赫兹波的检测元件。例如，通过使用rtd101a和101b的电流电压特性中伴随着电压变化的电流非线性发生的区域，元素100也可以作为太赫兹波的检测器而操作。

另外，太赫兹波的振荡或者检测也可以通过使用在上述实施例和示例中描述的振荡元件来执行。

本发明不局限于上述实施例，并且可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种修改和更改。因此，伴随下面的权利要求书以公开本发明的范围。

本申请要求于2016年4月28日提交的日本专利申请no.2016-091581和于2017年4月11日提交的no.2017-078410的权益，这些申请的全部内容通过引用并入于此。