太赫茲波產生裝置、光源裝置、攝像機及成像裝置的製作方法
2023-04-23 13:48:16
專利名稱：太赫茲波產生裝置、光源裝置、攝像機及成像裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及太赫茲波產生裝置、光源裝置、攝像機、成像裝置及測量裝置。
背景技術：
近年來，作為具有IOOGHz以上且30THz以下的頻率的電磁波的太赫茲波備受矚目。太赫茲波，例如可以用於成像、分光測量等各種測量、非破壞檢查等。產生該太赫茲波的太赫茲波產生裝置具有產生具有亞皮秒(數百f秒)程度的脈衝寬度的光脈衝的光源裝置；以及通過照射由光源裝置所產生的光脈衝而產生太赫茲波的天線。作為產生亞皮秒程度的脈衝寬度的光脈衝的光源裝置，使用飛秒光纖雷射器、鈦藍寶石雷射器等。但是，若使用飛秒光纖雷射器、鈦藍寶石雷射器等，則會產生大型化，因此為了實現小型化，使用產生比目標脈衝寬度大的脈衝寬度的光脈衝的光脈衝產生裝置、以及對該光脈衝產生裝置所產生的光脈衝進行脈衝壓縮的脈衝壓縮裝置，還採用產生目標脈衝寬度的光脈衝的方法。作為該脈衝壓縮的方法存在使用可飽和吸收體的方法(例如，參照專利文獻I)。但是，在使用上述可飽和吸收體的方法中，為了得到期望脈衝寬度的光脈衝，需要使光脈衝通過多個可飽和吸收體，存在使光源裝置的長度變得非常長這樣的問題。而且，作為其他的脈衝壓縮的方法存在使用群速度色散補償介質的方法(例如，參照專利文獻2)。但是，在僅使用上述群速度色散補償介質的方法中，無法得到期望的脈衝寬度的光脈衝。專利文獻I :日本專利第3328881號公報專利文獻2 :日本專利第3014039號公報
發明內容
本發明的目的在於提供一種能夠使光源裝置變小，能夠實現裝置整體的小型化的太赫茲波產生裝置、攝像機、成像裝置及測量裝置。這樣的目的通過下述的本發明來實現。本發明的太赫茲波產生裝置具備光源裝置，其射出光脈衝；以及天線，其被照射從上述光源裝置射出的光脈衝而產生太赫茲波，上述光源裝置具有光脈衝產生部，其產生光脈衝；第一脈衝壓縮部，其對上述光脈衝產生部所產生的光脈衝進行基於可飽和吸收的脈衝壓縮；第二脈衝壓縮部，其對由上述第一脈衝壓縮部進行了脈衝壓縮的光脈衝，進行基於群速度色散補償的脈衝壓縮；放大部，其被設置於上述第一脈衝壓縮部的前段、或被設置於上述第一脈衝壓縮、部和上述第二脈衝壓縮部之間，用於對光脈衝進行放大。根據這樣，由於光源裝置具有放大部、第一脈衝壓縮部及第二脈衝壓縮部，所以不僅能夠實現小型化，而且能夠產生期望的脈衝高度、且期望的脈衝寬度的光脈衝，由此，能夠可靠地產生期望的太赫茲波。在本發明的太赫茲波產生裝置中，優 選上述第一脈衝壓縮部或上述放大部具有折彎了至少一次的波導。由此，能夠進一步實現小型化。 在本發明的太赫茲波產生裝置中，優選上述光源裝置在上述波導的折彎部分處具有反射光脈衝的反射膜。由此，能夠沿波導可靠地反射光脈衝。在本發明的太赫茲波產生裝置中，優選上述光源裝置具備多個單位單元，該單位單元具有上述光脈衝產生部、上述第一脈衝壓縮部、上述第二脈衝壓縮部及上述放大部。根據這樣，通過將從各單位單元射出的光脈衝照射到天線共用的一對電極的電極之間，能夠產生高輸出的太赫茲波。本發明的攝像機具有太赫茲波產生裝置，其射出太赫茲波；太赫茲波檢測裝置，其檢測從上述太赫茲波產生裝置射出的、透過對象物或被對象物反射的太赫茲波，上述太赫茲波產生裝置具備光源裝置，其射出光脈衝；以及天線，其被照射從上述光源裝置射出的光脈衝而產生太赫茲波，上述光源裝置具有光脈衝產生部，其產生光脈衝；第一脈衝壓縮部，其對上述光脈衝產生部所產生的光脈衝，進行基於可飽和吸收的脈衝壓縮；第二脈衝壓縮部，其對由上述第一脈衝壓縮部進行了脈衝壓縮的光脈衝，進行基於群速度色散補償的脈衝壓縮；放大部，其被設置於上述第一脈衝壓縮部的前段、或被設置於上述第一脈衝壓縮部和上述第二脈衝壓縮部之間，用於對光脈衝進行放大。根據這樣，能夠提供具有上述本發明的效果的攝像機。本發明的成像裝置具備太赫茲波產生裝置，其射出太赫茲波；太赫茲波檢測裝置，其檢測從上述太赫茲波產生裝置射出的、透過對象物或被對象物反射的太赫茲波；圖像生成部，其基於上述太赫茲波檢測裝置的檢測結果，生成上述對象物的圖像，上述太赫茲波產生裝置具備光源裝置，其射出光脈衝；以及天線，其被照射從上述光源裝置射出的光脈衝而產生太赫茲波，上述光源裝置具有光脈衝產生部，其產生光脈衝；第一脈衝壓縮部，其對上述光脈衝產生部所產生的光脈衝，進行基於可飽和吸收的脈衝壓縮；第二脈衝壓縮部，其對由上述第一脈衝壓縮部進行了脈衝壓縮的光脈衝，進行基於群速度色散補償的脈衝壓縮；放大部，其被設置於上述第一脈衝壓縮部的前段、或被設置於上述第一脈衝壓縮部和上述第二脈衝壓縮部之間，用於對光脈衝進行放大。根據這樣，能夠提供具有上述本發明的效果的成像裝置。本發明的測量裝置具備太赫茲波產生裝置，其射出太赫茲波；太赫茲波檢測裝置，其檢測從上述太赫茲波產生裝置射出的、透過對象物或被對象物反射的太赫茲波；以及測量部，其基於上述太赫茲波檢測裝置的檢測結果，測量上述對象物，上述太赫茲波產生裝置具備光源裝置，其射出光脈衝；以及天線，其被照射從上述光源裝置射出的光脈衝而產生太赫茲波，上述光源裝置具有光脈衝產生部，其產生光脈衝；第一脈衝壓縮部，其對上述光脈衝產生部所產生的光脈衝，進行基於可飽和吸收的脈衝壓縮；第二脈衝壓縮部，其對由上述第一脈衝壓縮部進行了脈衝壓縮的光脈衝，進行基於群速度色散補償的脈衝壓縮；放大部，其被設置於上述第一脈衝壓縮部的前段、或被設置於上述第一脈衝壓縮部和上述第二脈衝壓縮部之間，用於對光脈衝進行放大。根據這樣，能夠提供具有上述本發明的效果的測量裝置。
圖I是示意性地表示本發明的太赫茲波產生裝置的第一實施方式的圖。圖2是圖I所示的太赫茲波產生裝置的光源裝置的剖面立體圖。
圖3是圖2中的A-A線的剖面圖。圖4是圖2中的B-B線的剖面圖。圖5是表示本發明的太赫茲波產生裝置的第二實施方式中的光源裝置的剖面立體圖。圖6是示意性地表示本發明的太赫茲波產生裝置的第三實施方式中的光源裝置的俯視圖。圖7是示意性地表示本發明的太赫茲波產生裝置的第四實施方式中的光源裝置的俯視圖。圖8是示意性地表示本發明的太赫茲波產生裝置的第五實施方式中的光源裝置的俯視圖。圖9是表示本發明的成像裝置的實施方式的框圖。圖10是表示圖9所示的成像裝置的太赫茲波檢測裝置的俯視圖。圖11是表示對象物的太赫茲頻帶的頻譜的曲線。圖12是表示對象物的物質A、B及C的分布的圖像的圖。圖13是表示本發明的測量裝置的實施方式的框圖。圖14是表示本發明的攝像機的實施方式的框圖。
具體實施例方式以下根據附圖所示的優選實施方式對本發明的太赫茲波產生裝置、攝像機、成像裝置及測量裝置進行詳細的說明。圖I是示意性地表示本發明的太赫茲波產生裝置的第一實施方式的圖，圖2是圖I所示的太赫茲波產生裝置的光源裝置的剖面立體圖，圖3是圖2中的A-A線的剖面圖，圖4是圖2中的B-B線的剖面圖。如圖I所示，太赫茲波產生裝置I具有光源裝置3，其產生光脈衝；天線2，其被照射由光源裝置3所產生的光脈衝而產生太赫茲波。在本實施方式中，天線2是偶極形狀光傳導天線(PCA)，具有作為半導體基板的基板21 ;設置於半導體基板21上、隔著間隙23對置配置的一對電極22。若對該電極22之間照射光脈衝，則天線2產生太赫茲波。另外，太赫茲波是指頻率在IOOGHz以上且30THz以下的電磁波,特別是指300GHz以上且3THz以下的電磁波。而且，一對電極22的電極間距離雖未特別限定，根據各種條件可以適當設定，但優選是Ium以上10 Ii m以下。如圖2 圖4所示，光源裝置3具有光脈衝產生部4，其產生光脈衝；第一脈衝壓縮部5，其對光脈衝產生部4所產生的光脈衝進行脈衝壓縮；第二脈衝壓縮部7，其對被第一脈衝壓縮部5進行了脈衝壓縮的光脈衝進行脈衝壓縮；放大部6，其對光脈衝進行放大。放大部6被設置於第一脈衝壓縮部5的前段、或被設置於第一脈衝壓縮部5和第二脈衝壓縮部7之間，但在圖示的構成中放大部6被設置於第一脈衝壓縮部5和第二脈衝壓縮部7之間。由此，由第一脈衝壓縮部5進行了脈衝壓縮的光脈衝通過放大部6被放大，由放大部6放大後的光脈衝通過第二脈衝壓縮部7進行脈衝壓縮。
而且，從光源裝置3射出的光脈衝的脈衝寬度(半值寬度)沒有特別限定，但優選是10飛秒以上且800飛秒以下。而且，光脈衝產生部4能夠使用例如DBR雷射器、DFB雷射器、鎖模(mode locking)雷射器等。由該光脈衝產生部4所產生的光脈衝的脈衝寬度沒有特別限定，但優選是IP秒以上且100P秒以下。而且，第一脈衝壓縮部5是進行基於可飽和吸收的脈衝壓縮的。即、第一脈衝壓縮部5具有可飽和吸收體，通過該可飽和吸收體壓縮光脈衝，並使該脈衝寬度減少。而且，第二脈衝壓縮部7是進行基於群速度色散補償的脈衝壓縮的壓縮部。即、第二脈衝壓縮部7具有群速度色散補償介質，在本實施方式中具有耦合波導構造，通過該耦合波導構造，壓縮光脈衝，並使該脈衝寬度減少。而且，光源裝置3的光脈衝產生部4、第一脈衝壓縮部5、放大部6、第二脈衝壓縮部7是一體化的、即集成在同一基板上。具體而言，光源裝置3具有作為半導體基板的基板31 ;設置於基板31上的包層32 ;設置於包層32上的活性層33 ;設置於活性層33上的波導構成工藝用蝕刻停止層34 ;設置于波導構成工藝用蝕刻停止層34上的包層35 ;設置於包層35上的接觸層36 ;設置于波導構成工藝用蝕刻停止層36上的絕緣層37 ;設置於基板31的表面的包層32側的電極38 ；設置於接觸層36及絕緣層37的表面的包層35側的電極391、392、393、394及395。而且，在第二脈衝壓縮部7的波導構成工藝用蝕刻停止層34和包層35之間設置有衍射光柵30。另外，並不限定於將波導構成工藝用蝕刻停止層設置於緊挨著活性層的上面，例如，也可設置於包層的中間。另外，各部的構成材料並沒有特別限定，但作為一例例舉了基板31、接觸層36例如分別是GaAs等。而且，作為包層32、35、波導構成工藝用蝕刻停止層36、衍射光柵30分別例舉了例如AlGaAs等。而且，作為活性層33例舉了例如使用稱為多重量子阱的量子效應的構成等。具體而言，作為活性層33例舉了例如，由交替設置多個阱層(GaAs阱層)和阻擋層(AlGaAs阻擋層)而成的多重量子阱等構成的稱為分布折射率型多重量子阱的構成
坐寸o而且，在圖示的構成中，光源裝置3中的波導由包層32、活性層33、波導構成工藝用蝕刻停止層34、包層35構成。而且，包層35僅在波導的上部，並設置為與該波導對應的形狀。而且，包層35通過蝕刻除去不需要的部分而形成。另外，根據製造方法的不同也可省略波導構成工藝用蝕刻停止層34。而且，包層35及接觸層36分別設置有兩個。一方的包層35及接觸層36構成光脈衝產生部4、第一脈衝壓縮部5、放大部6、第二脈衝壓縮部7的一部分，並連續地設置，另一方的包層35及接觸層36構成第二脈衝壓縮部7的一部分。即、在第二脈衝壓縮部7上設置有一對的包層35和一對的接觸層36。而且，電極391被設置為與光脈衝產生部4的包層35對應，而且，電極392被設置為與第一脈衝壓縮部5的包層35對應，而且，電極393設置為與放大部6的包層35對應， 而且，電極394及395被設置為分別與第二脈衝壓縮部7的兩個包層35對應。另外，電極38是光脈衝產生部4、第一脈衝壓縮部5、放大部6及第二脈衝壓縮部7的共公電極。並且，由電極38和電極391構成光脈衝產生部4的一對電極,而且，由電極38和電極392構成第一脈衝壓縮部5的一對電極，而且，由電極38和電極393構成放大部6的一對電極，而且，由電極38和電極394、電極38和電極395構成第二脈衝壓縮部7的兩對的電極。另外，光源裝置3的整體形狀在圖示的構成中成為長方體，但毋庸置疑並不限於此。而且，對光源裝置3的尺寸沒有特別限定，例如，能夠設定為Imm以上且IOmm以下X0. 5mm以上且5mm以下X0. Imm以上且Imm以下。接著，說明太赫茲波產生裝置I的作用。在太赫茲波產生裝置I中，首先，由光源裝置3的光脈衝產生部4產生光脈衝。該光脈衝的脈衝寬度比目標脈衝寬度大。由光脈衝產生部4所產生的光脈衝通過波導、以第一脈衝壓縮部5、放大部6、第二脈衝壓縮部7這樣的順序順次通過它們。首先，由第一脈衝壓縮部5對光脈衝進行基於可飽和吸收的脈衝壓縮，並減少光脈衝的脈衝寬度。接著，由放大部6對光脈衝進行放大。最後，由第二脈衝壓縮部7對光脈衝進行基於群速度色散補償的脈衝壓縮，並進一步減少光脈衝的脈衝寬度。這樣，產生目標脈衝寬度的光脈衝，並從第二脈衝壓縮部7射出。從光源裝置3射出的光脈衝照射於天線2的電極22之間，由該天線2產生太赫茲波。如以上說明那樣，根據該太赫茲波產生裝置1，由於光源裝置3具有第一脈衝壓縮部5、放大部6及第二脈衝壓縮部7，所以能夠實現光源裝置3的小型化、進而實現太赫茲波產生裝置I的小型化，並且能夠產生期望的脈衝高度、且期望的脈衝寬度的光脈衝，由此，能夠可靠地產生期望的太赫茲波。圖5是表示本發明的太赫茲波產生裝置的第二實施方式中的光源裝置的剖面立體圖。以下對第二實施方式以與上述第一實施方式不同點為中心進行說明，對相同的事項省略其說明。如圖5所示，在第二實施方式的太赫茲波產生裝置I中，光源裝置3具備多個單位單元8，該單位單元8具有光脈衝產生部4、第一脈衝壓縮部5、放大部6、第二脈衝壓縮部7，並列設置這些單位單元8，即進行陣列化。各單位單元8分別對應上述第一實施方式中的光源裝置3。單位單元8的數量在圖示的構成中是四個，但並不限定於此，可以是兩個、三個或五個以上。而且，構成為從各單位單元8射出的光脈衝照射天線共用的一對電極22的電極之間。由此，能夠產生高輸出的太赫茲波。而且，準備多個該太赫茲波產生裝置I，通過合成由各太赫茲波產生裝置I所產生的太赫茲波，能夠得到更高輸出的太赫茲波。另外，準備多個將天線和光源裝置一對一地對應的太赫茲波產生裝置，為了合成各太赫茲波產生裝置所產生的太赫茲波而得到高輸出的太赫茲波，需要準備多個太赫茲波產生裝置，併合成由該多個太赫茲波產生裝置所產生的太赫茲波，因此太赫茲波的合成是非常困難的。與此相對，在本實施方式的太赫茲波產生裝置I中，光源裝置3進行了陣列化，從一個太赫茲波產生裝置I產生的太赫茲波的輸出較高，因此，為了得到高輸出的太赫 茲波而使用的太赫茲波產生裝置I的數量也可以比較少，因此能夠容易且可靠地進行太赫茲波的合成。另外，該第二實施方式也可以應用於後述的第三實施方式、第四實施方式及第五實施方式。圖6是示意性地表示本發明的太赫茲波產生裝置的第三實施方式中的光源裝置的俯視圖。另外，在圖6中，用虛線表示波導91，而且，分別用虛線框起來表示第一脈衝壓縮部5、放大部6及第二脈衝壓縮部7。以下對第三實施方式以與上述的第一實施方式不同點為中心進行說明，對相同的事項省略其說明。如圖6所示，在第三實施方式的太赫茲波產生裝置I的光源裝置3中，波導91被多次、交替地折彎。即、波導91形成為鋸齒狀。而且，第一脈衝壓縮部5位於圖6中的下側，而且，放大部6位於圖6中的上側。並且，在第一脈衝壓縮部5及放大部6中，波導91分別被多次折彎。而且，在光脈衝產生部4與第一脈衝壓縮部5的邊界部和放大部6與第二脈衝壓縮部7的邊界部中，波導91分別被
折彎一次。而且，光源裝置3在波導91的折彎部分具有反射光脈衝的反射膜92。該反射膜92分別設置於光源裝置的一對側面。通過該反射膜92，可以以光脈衝沿著波導91傳播的方式反射該光脈衝。另外，在光源裝置3的光脈衝的射出部93中未設置反射膜92。而且，也可在射出部93設置反射防止膜(未圖示)。根據該太赫茲波產生裝置I，光源裝置3的波導91被多次折彎，因此，能夠使光路長變長、即波導91的直線距離變長，由此，能夠縮短光源裝置3的長度，可以進一步實現小型化。〈第四實施方式〉圖7是表示本發明的太赫茲波產生裝置的第四實施方式中的光源裝置的俯視圖。另外，在圖7中，以虛線表示波導，而且，分別用虛線框起來表示第一脈衝壓縮部5、放大部6及第二脈衝壓縮部7。以下，對第四實施方式以與上述的第三實施方式的不同點為中心進行說明，對相同的事項省略其說明。如圖7所示，在第四實施方式的太赫茲波產生裝置I的光源裝置3中，波導91被交替地折彎三次，在放大部6中波導91僅被折彎一次。另外，在將放大部6設置於第一脈衝壓縮部5的前段的情況下，在第一脈衝壓縮部5中，波導91僅被折彎一次。圖8是示意性表示本發明的太赫茲波產生裝置的第五實施方式 中的光源裝置的俯視圖。另外，在圖8中，以虛線表示波導，而且，分別用虛線框起來表示第一脈衝壓縮部5、放大部6及第二脈衝壓縮部7。以下，對第五實施方式以與上述第四實施方式的不同點為中心進行說明，對相同的事項省略其說明。如圖8所示，在第五實施方式的太赫茲波產生裝置I的光源裝置中，省略了反射膜92。而且，波導91的折彎部分中的圖8所示的角度0被設定為臨界角以上。由此，在波導91的折彎部分不設置反射膜92也能夠反射光脈衝，可以使構造簡單化。而且，在光源裝置3的光脈衝的射出部93設置反射防止膜94。由此，可以從射出部93射出光脈衝。另外，該第五實施方式也可以應用於上述第三實施方式。圖9是表示本發明的成像裝置的實施方式的框圖。圖10是表示圖9所示的成像裝置的太赫茲波檢測裝置的俯視圖。如圖9所示，成像裝置100具備太赫茲波產生裝置1，其產生太赫茲波；太赫茲波檢測裝置11，其檢測從太赫茲波產生裝置I射出的、透過對象物150或被對象物150反射的太赫茲波；圖像生成部12，其基於太赫茲波檢測裝置11的檢測結果，生成對象物150的圖像即圖像數據。作為太赫茲波產生置1，在本實施方式中使用上述第一實施方式 第五實施方式中的任一個。而且，作為太赫茲波檢測裝置11例如使用如下的太赫茲波檢測裝置，例如具備濾波器15，其通過目的波長的太赫茲波；檢測部17，其將通過了濾波器15的上述目的波長的太赫茲波變換為熱來進行檢測。而且，作為檢測部17例如使用將太赫茲波變換為熱而進行檢測的部件、即將太赫茲波變換為熱、並能夠檢測出該太赫茲波的能量(強度)的部件。作為這樣的檢測部例如例舉熱電傳感器、測輻射熱計等。另外，作為太赫茲波檢測裝置11毋庸置疑並不限定於上述構成的部件。而且，濾波器15具有配置為二維的多個像素(單位濾波器一部分)16。即、各像素16被配置為矩陣狀。而且，各像素16具有使相互不同波長的太赫茲波通過的多個區域，S卩、具有通過的太赫茲波的波長(以下、稱為「通過波長」)相互不同的多個區域。另外，在圖示的構成中，各像素16具有第一區域161、第二區域162、第三區域163及第四區域164。而且，檢測部17具有與濾波器15的各像素16的第一區域161、第二區域162、第三區域163及第四區域164對應地分別設置的第一單位檢測部171、第二單位檢測部172、第三單位檢測部173及第四單位檢測部174。各第一單位檢測部171、各第二單位檢測部172、各第三單位檢測部173及各第四單位檢測部174分別將通過各像素16的第一區域161、第二區域162、第三區域163及第四區域164的太赫茲波變換為熱而進行檢測。由此，可以分別可靠地檢測出各像素16的各自中的四個目的波長的太赫茲波。接著，說明成像裝置100的使用例。首先，成為分光成像的對象的對象物150由三個的物質A、B及C構成。成像裝置100進行該對象物150的分光成像。而且，這裡，作為一例，太赫茲波檢測裝置I檢測出對象物150反射的太赫茲波。圖11是表示對象物150的太赫茲頻帶的頻譜的曲線。 在太赫茲波檢測裝置I的濾波器15的各像素16中，使用第一區域161及第二區域 162。而且，在將第一區域161的通過波長設為入I、將第二區域162的通過波長設為入2,將對象物150所反射的太赫茲波的波長\ I的成分的強度設為a I、波長\ 2的成分的強度設為a 2時，設定上述第一區域161的通過波長\ I及第二區域162的通過波長入2，以使該強度a 2和強度a I之差(a 2- a I)在物質A和物質B和物質C中能夠彼此顯著地區別。如圖11所示，在物質A中，對象物150反射的太赫茲波的波長\ 2的成分的強度a 2和波長\ I的成分的強度a I之差(a 2- a I)為正值。而且，在物質B中，強度a 2和強度a I之差(a 2_ a I)為零。而且,在物質C中，強度a 2和強度a I之差(a 2_a 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產生太赫茲波，將該太赫茲波照射到對象物150。然後，由太赫茲波檢測裝置11檢測被對象物150反射的太赫茲波。該檢測結果被發送給圖像生成部12。另外，對該對象物150進行的太赫茲波的照射及被對象物150所反射的太赫茲波的檢測針對對象物150的整體來進行。在圖像生成部12中，基於上述檢測結果，求出通過了濾波器15的第二區域162的太赫茲波的波長、2的成分的強度a 2與通過了第一區域161的太赫茲波的波長\ I的成分的強度a I之差(a 2-a I)。然後，判定並確定對象物150中的、上述差為正值的部位為物質A、上述差為零的部位為物質B、上述差為負值的部位為物質C。而且，在圖像生成部12中，如圖12所示，生成表示對象物150的物質A、B及C的分布的圖像的圖像數據。該圖像數據被從圖像生成部12發送到未圖示的監視器，在該監視器中顯示表示對象物150的物質A、B及C的分布的圖像。此時,例如,將對象物150的物質A的分布區域設為黑色、物質B的分布區域設為灰色、物質C的分布區域設為白色來進行顏色區分地顯示。在該成像裝置100中，如上所述，可以同時進行構成對象物150的各物質的鑑定以及該各部物質的分布測定。另外，成像裝置100的用途不限於上述的用途，例如，通過對人照射太赫茲波、並檢測透過此人或被此人反射的太赫茲波、在圖像生成部12中進行處理，能夠判定此人是否攜帶手槍、刀、違法藥物。〈測量裝置的實施方式〉圖13是表示本發明的測量裝置的實施方式的框圖。以下，對測量裝置的實施方式以與上述成像裝置的實施方式的不同點為中心進行說明，對相同的事項省略其說明。如圖13所示，測量裝置200具備太赫茲波產生裝置I，其產生太赫茲波；太赫茲波檢測裝置11，其檢測從太赫茲波產生裝置I射出的、透過對象物160或被對象物160反射的太赫茲波；測量部13，其基於太赫茲波檢測裝置11的檢測結果來測量對象物160。接著，說明測量裝置200的使用例。
在藉助測量裝置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，對對象物160照射該太赫茲波。然後，由太赫茲波檢測裝置11檢測出透過對象物160或被對象物160反射的太赫茲波。該檢測結果被發送到測量部13。另外，對該對象物160進行的太赫茲波的照射及對透過對象物160或被對象物160反射的太赫茲波的檢測針對對象物160的整體來進行。在測量部13中，根據上述檢測結果，掌握通過了濾波器15的第一區域161、第二區域162、第三區域163及第四區域164的太赫茲波的各自的強度，並進行對象物160的成分及其分布的分析等。圖14是表示本發明的攝像機的實施方式的框圖。以下，對攝像機的實施方式以與上述成像裝置的實施方式的不同點為中心進行說明，對相同的事項省略其說明。如圖14所示，攝像機300具備太赫茲波產生裝置I，其產生太赫茲波；太赫茲波檢測裝置11，其檢測從太赫茲波產生裝置I射出的、透過對象物170或被對象物170反射的太赫茲波。接著，說明攝像機300的使用例。在利用攝像機300對對象物170進行攝像時，首先，利用太赫茲波產生裝置I產生太赫茲波，對對象物170照射該太赫茲波。然後，由太赫茲波檢測裝置11檢測出透過對象物170或被對象物170反射的太赫茲波。該檢測結果被發送到存儲部14並被存儲。另外，對該對象物170進行的太赫茲波的照射及對透過對象物170或被對象物170反射的太赫茲波的檢測針對對象物170的整體來進行。而且，上述檢測結果例如可以發送給個人計算機等外部裝置。可以在個人計算機中基於上述檢測結果進行各種處理。以上，基於圖示的實施方式，對本發明的太赫茲波產生裝置、攝像機、成像裝置及測量裝置進行了說明，但本發明並不限定於此，各部分的構成可以替換為具有相同功能的任意的構成。而且，在本發明中還可以添加其他任意的構成物。而且，本發明也可組合上述各實施方式中的、任意的兩個以上的構成(特徵)。另外，在本發明中的光源裝置3中，也可另外單獨地設置光脈衝產生部。附圖標記說明I...太赫茲波產生裝置2...天線21...基板22...電極23...間隙3...光源裝置30...衍射光柵31...基板32、35...包層33...活性層34...波導構成工藝用蝕刻停止層36...接觸層37...絕緣層38、391 395...電極、4. . 光脈衝產生部5...第一脈衝壓縮部6...放大7...第二脈衝壓縮部8...單位單元91...波導
92...反射膜93...射出部94...反射防止膜11...太赫茲波檢測裝置12...圖像生成部13.測量部14...存儲部15...濾波器16...像素161...第一區域162...第二區域163...第三區域164...第四區域17...檢測部171...第一單位檢測部172...第 二單位檢測部173...第三單位檢測部174...第四單位檢測部100...成像裝置150、
160.170...對象物200...測量裝置300...攝像機。
權利要求
1.一種太赫茲波產生裝置，其特徵在於，具備 光源裝置，其射出光脈衝； 天線，其被照射從上述光源裝置射出的光脈衝而產生太赫茲波， 上述光源裝置具有 光脈衝產生部，其產生光脈衝； 第一脈衝壓縮部，其對上述光脈衝產生部所產生的光脈衝進行基於可飽和吸收的脈衝壓縮； 第二脈衝壓縮部，其對由上述第一脈衝壓縮部進行了脈衝壓縮的光脈衝，進行基於群速度色散補償的脈衝壓縮；及 放大部，其被設置於上述第一脈衝壓縮部和上述第二脈衝壓縮部之間，用於對從上述第一脈衝壓縮部射出的光脈衝進行放大。
2.根據權利要求I所述的太赫茲波產生裝置，其特徵在於， 上述第一脈衝壓縮部具有折彎至少一次的波導。
3.根據權利要求2所述的太赫茲波產生裝置，其特徵在於， 上述第一脈衝壓縮部在上述波導的折彎部分具有反射光脈衝的反射膜。
4.根據權利要求I至3中任一項所述的太赫茲波產生裝置，其特徵在於， 上述放大部具有折彎至少一次的波導。
5.根據權利要求4所述的太赫茲波產生裝置，其特徵在於， 上述放大部在上述波導的折彎部分具有反射光脈衝的反射膜。
6.根據權利要求I至5中任一項所述的太赫茲波產生裝置，其特徵在於， 上述光源裝置具備多個單位單元，該單位單元具有上述光脈衝產生部、上述第一脈衝壓縮部、上述第二脈衝壓縮部和上述放大部。
7.一種太赫茲波產生裝置，其特徵在於，具備 光源裝置，其射出光脈衝； 天線，其被照射從上述光源裝置射出的光脈衝而產生太赫茲波， 上述光源裝置具有 光脈衝產生部，其產生光脈衝； 第一脈衝壓縮部，其對上述光脈衝產生部所產生的光脈衝進行基於可飽和吸收的脈衝壓縮； 第二脈衝壓縮部，其對由上述第一脈衝壓縮部進行了脈衝壓縮的光脈衝，進行基於群速度色散補償的脈衝壓縮；及 放大部，其被設置於上述光脈衝產生部和上述第一脈衝壓縮部之間，用於對上述光脈衝產生部所產生的光脈衝進行放大。
8.根據權利要求7所述的太赫茲波產生裝置，其特徵在於， 上述第一脈衝壓縮部具有折彎至少一次的波導。
9.根據權利要求8所述的太赫茲波產生裝置，其特徵在於， 上述第一脈衝壓縮部在上述波導的折彎部分具有反射光脈衝的反射膜。
10.根據權利要求7至9中任一項所述的太赫茲波產生裝置，其特徵在於， 上述放大部具有折彎至少一次的波導。
11.根據權利要求10所述的太赫茲波產生裝置，其特徵在於， 上述放大部在上述波導的折彎部分具有反射光脈衝的反射膜。
12.根據權利要求7至11中任一項所述的太赫茲波產生裝置，其特徵在於， 上述光源裝置具備多個單位單元，該單位單元具有上述光脈衝產生部、上述第一脈衝壓縮部、上述第二脈衝壓縮部和上述放大部。
13.一種光源裝置，其特徵在於，具有 光脈衝產生部，其產生光脈衝； 第一脈衝壓縮部，其對上述光脈衝產生部所產生的光脈衝進行基於可飽和吸收的脈衝壓縮； 第二脈衝壓縮部，其對由上述第一脈衝壓縮部進行了脈衝壓縮的光脈衝，進行基於群速度色散補償的脈衝壓縮；及 放大部，其被設置於上述第一脈衝壓縮部和上述第二脈衝壓縮部之間，用於對從上述第一脈衝壓縮部射出的光脈衝進行放大。
14.根據權利要求13所述的光源裝置，其特徵在於， 上述第一脈衝壓縮部具有折彎至少一次的波導。
15.根據權利要求14所述的光源裝置，其特徵在於， 上述第一脈衝壓縮部在上述波導的折彎部分具有反射光脈衝的反射膜。
16.根據權利要求13至15中任一項所述的光源裝置，其特徵在於， 上述放大部具有折彎至少一次的波導。
17.根據權利要求16所述的光源裝置，其特徵在於， 上述放大部在上述波導的折彎部分具有反射光脈衝的反射膜。
18.根據權利要求13至17中任一項所述的光源裝置，其特徵在於， 具備多個單位單元，該單位單元具有上述光脈衝產生部、上述第一脈衝壓縮部、上述第二脈衝壓縮部和上述放大部。
19.一種光源裝置，其特徵在於，具備 光脈衝產生部，其產生光脈衝； 第一脈衝壓縮部，其對上述光脈衝產生部所產生的光脈衝進行基於可飽和吸收的脈衝壓縮； 第二脈衝壓縮部，其對由上述第一脈衝壓縮部進行了脈衝壓縮的光脈衝，進行基於群速度色散補償的脈衝壓縮；及 放大部，其被設置於上述光脈衝產生部和上述第一脈衝壓縮部之間，對上述光脈衝產生部所產生的光脈衝進行放大。
20.根據權利要求19所述的光源裝置，其特徵在於， 上述第一脈衝壓縮部具有折彎至少一次的波導。
21.根據權利要求20所述的光源裝置，其特徵在於， 上述第一脈衝壓縮部在上述波導的折彎部分具有反射光脈衝的反射膜。
22.根據權利要求19至21中任一項所述的光源裝置，其特徵在於， 上述放大部具有折彎至少一次的波導。
23.根據權利要求22所述的光源裝置，其特徵在於，上述放大部在上述波導的折彎部分具有反射光脈衝的反射膜。
24.根據權利要求19至23中任一項所述的光源裝置，其特徵在於， 具備多個單位單元，該單位單元具有上述光脈衝產生部、上述第一脈衝壓縮部、上述第二脈衝壓縮部和上述放大部。
25.一種攝像機，其特徵在於，具備 太赫茲波產生裝置，其射出太赫茲波； 太赫茲波檢測裝置，其檢測從上述太赫茲波產生裝置射出的、透過對象物或被對象物反射的太赫茲波， 上述太赫茲波產生裝置具有 光源裝置，其射出光脈衝； 天線，其被照射從上述光源裝置射出的光脈衝而產生太赫茲波， 上述光源裝置具有 光脈衝產生部，其產生光脈衝； 第一脈衝壓縮部，其對上述光脈衝產生部所產生的光脈衝進行基於可飽和吸收的脈衝壓縮； 第二脈衝壓縮部，其對由上述第一脈衝壓縮部進行了脈衝壓縮的光脈衝，進行基於群速度色散補償的脈衝壓縮；及 放大部，其被設置於上述第一脈衝壓縮部和上述第二脈衝壓縮部之間，對從上述第一脈衝壓縮部射出的光脈衝進行放大。
26.一種攝像機，其特徵在於，具備 太赫茲波產生裝置，其射出太赫茲波； 太赫茲波檢測裝置，其檢測從上述太赫茲波產生裝置射出的、透過對象物或被對象物反射的太赫茲波， 上述太赫茲波產生裝置具有 光源裝置，其射出光脈衝； 天線，其被照射從上述光源裝置射出的光脈衝而產生太赫茲波， 上述光源裝置具有光脈衝產生部，其產生光脈衝； 第一脈衝壓縮部，其對上述光脈衝產生部所產生的光脈衝進行基於可飽和吸收的脈衝壓縮； 第二脈衝壓縮部，其對由上述第一脈衝壓縮部進行了脈衝壓縮的光脈衝，進行基於群速度色散補償的脈衝壓縮；及 放大部，其被設置於上述光脈衝產生部和上述第一脈衝壓縮部之間，用於對上述光脈衝產生部所產生的光脈衝進行放大。
27.一種成像裝置，其特徵在於，具備 太赫茲波產生裝置，其射出太赫茲波； 太赫茲波檢測裝置，其檢測從上述太赫茲波產生裝置射出的、透過對象物或被對象物反射的太赫茲波， 圖像生成部，其基於上述太赫茲波檢測裝置的檢測結果，生成上述對象物的圖像， 上述太赫茲波產生裝置具有光源裝置，其射出光脈衝； 天線，其被照射從上述光源裝置射出的光脈衝而產生太赫茲波， 上述光源裝置具有 光脈衝產生部，其產生光脈衝； 第一脈衝壓縮部，其對上述光脈衝產生部所產生的光脈衝進行基於可飽和吸收的脈衝壓縮； 第二脈衝壓縮部，其對由上述第一脈衝壓縮部進行了脈衝壓縮的光脈衝，進行基於群速度色散補償的脈衝壓縮；及 放大部，其被設置於上述第一脈衝壓縮部和上述第二脈衝壓縮部之間，用於對從上述第一脈衝壓縮部射出的光脈衝進行放大。
28.—種成像裝置，其特徵在於，具備 太赫茲波產生裝置，其射出太赫茲波； 太赫茲波檢測裝置，其檢測從上述太赫茲波產生裝置射出的、透過對象物或被對象物反射的太赫茲波， 圖像生成部，其基於上述太赫茲波檢測裝置的檢測結果，生成上述對象物的圖像， 上述太赫茲波產生裝置具有 光源裝置，其射出光脈衝； 天線，其被照射從上述光源裝置射出的光脈衝而產生太赫茲波， 上述光源裝置具有 光脈衝產生部，其產生光脈衝； 第一脈衝壓縮部，其對上述光脈衝產生部所產生的光脈衝進行基於可飽和吸收的脈衝壓縮； 第二脈衝壓縮部，其對由上述第一脈衝壓縮部進行了脈衝壓縮的光脈衝，進行基於群速度色散補償的脈衝壓縮；及 放大部，其被設置於上述光脈衝產生部和上述第一脈衝壓縮部之間，對由上述光脈衝產生部所產生的光脈衝進行放大。
29.一種測量裝置，其特徵在於，具備 太赫茲波產生裝置，其射出太赫茲波； 太赫茲波檢測裝置，其檢測從上述太赫茲波產生裝置射出的、透過對象物或被對象物反射的太赫茲波， 測量部，其基於上述太赫茲波檢測裝置的檢測結果，測量上述對象物， 上述太赫茲波產生裝置具有 光源裝置，其射出光脈衝； 天線，其被照射從上述光源裝置射出的光脈衝而產生太赫茲波， 上述光源裝置具有 光脈衝產生部，其產生光脈衝； 第一脈衝壓縮部，其對上述光脈衝產生部所產生的光脈衝進行基於可飽和吸收的脈衝壓縮； 第二脈衝壓縮部，其對由上述第一脈衝壓縮部進行了脈衝壓縮的光脈衝，進行基於群速度色散補償的脈衝壓縮；及 放大部，其被設置於上述第一脈衝壓縮部和上述第二脈衝壓縮部之間，對從上述第一脈衝壓縮部射出的光脈衝進行放大。
30.一種測量裝置，其特徵在於，具備 太赫茲波產生裝置，其射出太赫茲波； 太赫茲波檢測裝置，其檢測從上述太赫茲波產生裝置射出的、透過對象物或被對象物反射的太赫茲波， 測量部，其基於上述太赫茲波檢測裝置的檢測結果，測量上述對象物， 上述太赫茲波產生裝置具有 光源裝置，其射出光脈衝； 天線，其被照射從上述光源裝置射出的光脈衝而產生太赫茲波， 上述光源裝置具有 光脈衝產生部，其產生光脈衝； 第一脈衝壓縮部，其對上述光脈衝產生部所產生的光脈衝進行基於可飽和吸收的脈衝壓縮； 第二脈衝壓縮部，其對由上述第一脈衝壓縮部進行了脈衝壓縮的光脈衝，進行基於群速度色散補償的脈衝壓縮；及 放大部，其被設置於上述光脈衝產生部和上述第一脈衝壓縮部之間，對由上述光脈衝產生部所產生的光脈衝進行放大。
全文摘要
本發明涉及太赫茲波產生裝置、光源裝置、攝像機及成像裝置。該太赫茲波產生裝置具備光源裝置，其射出光脈衝；天線，其被照射從上述光源裝置射出的光脈衝而產生太赫茲波，上述光源裝置具有光脈衝產生部，其產生光脈衝；第一脈衝壓縮部，其對上述光脈衝產生部所產生的光脈衝進行基於可飽和吸收的脈衝壓縮；第二脈衝壓縮部，其對由上述第一脈衝壓縮部進行了脈衝壓縮的光脈衝，進行基於群速度色散補償的脈衝壓縮；放大部，其被設置於上述第一脈衝壓縮部和上述第二脈衝壓縮部之間，用於對從上述第一脈衝壓縮部射出的光脈衝進行放大。
文檔編號H01S1/02GK102684041SQ20121006421
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月12日 優先權日2011年3月18日
發明者中山人司 申請人:精工愛普生株式會社