(57)【要約】【課題】マイクロ波を均一に印加できると共に集光効率を良好にできるようにしたダイヤモンドセンサシステムを提供する。【解決手段】ループギャップ共振器８は、内面がループ状に構成されたループ板１０がマイクロ波帯にて誘導性を備えると共にループ板１０の少なくとも一部にギャップ１３ａを設けて構成されている。このため、ループギャップ共振器８は、ギャップ１３ａによりマイクロ波帯にて容量性を備え、誘導性及び容量性の特性に基づいて所定のマイクロ波帯領域にて共振性能を備える。ダイヤモンドセンサ７は、ループ板１０の内側に設置されているため、マイクロ波印加部５がループギャップ共振器８にマイクロ波を印加すると、当該マイクロ波帯領域にて共振することでダイヤモンドセンサ７にマイクロ波磁場を均一に印加できる。ダイヤモンドセンサ７は、マイクロ波が印加され励起光が照射されると蛍光を発光するが、この蛍光はループギャップ共振器８の内面に反射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面がループ状に構成されたループ板（１０；１１０；７１０ａ；８１０ａ；９１０；１０１０；１１１０ａ）がマイクロ波帯にて誘導性を備えると共に前記ループ板の少なくとも一部にギャップ（１３ａ；７１３ａ；８１３ａ；９１３ａ；１０１３ａ；１１１３ａ）を設けて構成されることで前記ギャップにより前記マイクロ波帯にて容量性を備え、前記誘導性及び前記容量性の特性に基づいて所定のマイクロ波帯領域にて共振性能を備えるループギャップ共振器（８；１０８；３０８；４０８；５０８；６０８；７０８；８０８；９０８；１００８；１１０８）と、
前記ループギャップ共振器にマイクロ波を印加するマイクロ波印加部（５）と、
励起光を発光する励起光源（６）と、
前記ループ板の内側に設置され前記マイクロ波が印加され前記励起光が照射されると蛍光を発光するダイヤモンドセンサ（７）と、
を備えるダイヤモンドセンサシステム。
【請求項２】
前記ループギャップ共振器（３０８；４０８）は、前記ループ板の内面に構成され、前記蛍光を反射する反射率、且つ、前記マイクロ波を導電するときの導電損が所定より低い低導電損の材料によりコーティングされた反射膜（２２）を備える請求項１記載のダイヤモンドセンサシステム。
【請求項３】
前記ループギャップ共振器は、前記ループ板が前記マイクロ波を導電するときの導電損が所定より低い低導電損の材料により構成されている請求項１記載のダイヤモンドセンサシステム。
【請求項４】
前記低導電損の材料は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、又はアルミニウム（Ａｌ）である請求項２または３記載のダイヤモンドセンサシステム。
【請求項５】
前記ループギャップ共振器の前記ループ板の内側に前記ダイヤモンドセンサを液浸するイマージョンオイル液（２３）をさらに設ける請求項１から４の何れか一項に記載のダイヤモンドセンサシステム。
【請求項６】
前記ループギャップ共振器の内側を通過した前記蛍光を受光する受光素子（４；５０４）をさらに備える請求項１から５の何れか一項に記載のダイヤモンドセンサシステム。
【請求項７】
前記ループギャップ共振器の内側を通過した光を集光する集光レンズ（３０）と、
前記集光レンズにより集光された光を受光する受光素子（６０４）とをさらに備える請求項１から５の何れか一項に記載のダイヤモンドセンサシステム。
【請求項８】
前記ループギャップ共振器の共振特性を変化させる可変容量ダイオード（Ｄ）をさらに備える請求項１から７の何れか一項に記載のダイヤモンドセンサシステム。
【請求項９】
前記マイクロ波印加部は、励振コイル（２１）による磁気結合を用いて前記マイクロ波を前記ダイヤモンドセンサに印加する請求項１から８の何れか一項に記載のダイヤモンドセンサシステム。
【請求項１０】
前記マイクロ波印加部は、容量結合を用いて前記マイクロ波を前記ダイヤモンドセンサに印加する請求項１から８の何れか一項に記載のダイヤモンドセンサシステム。
【請求項１１】
前記ギャップに連結する第２ギャップ（１３ｂ；１０１３ｂ；１１１３ｂ）を挟んで構成された容量部（１１；１０１１；１１１１）をさらに設ける請求項１から１０の何れか一項に記載のダイヤモンドセンサシステム。
【請求項１２】
前記マイクロ波印加部は、前記容量部（１１；１０１１）を通じて前記ループギャップ共振器に直接前記マイクロ波を印加する請求項１１記載のダイヤモンドセンサシステム。
【請求項１３】
前記ループギャップ共振器の前記ループ板（１０）の内面は、受光素子（４、６０４）に向けて開口径が大きくなるテーパ面を備える請求項１から１２の何れか一項に記載のダイヤモンドセンサシステム。
【請求項１４】
前記ループギャップ共振器の前記ループ板（１０）は、横断面が円形又は角形により構成される請求項１３記載のダイヤモンドセンサシステム。
【請求項１５】
前記ループギャップ共振器の前記ループ板（１１０）は、円筒形又は角筒形により構成される請求項１から１２の何れか一項に記載のダイヤモンドセンサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤモンドセンサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダイヤモンドセンサを用いた磁気計測装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１記載の技術は、ダイヤモンド結晶の窒素（Ｎ）−空孔（Ｖ）対を用いたダイヤモンドセンサを用い、ダイヤモンドセンサの表面或いは内面のいずれか一方に励起光を反射させる反射膜を形成したダイヤモンドセンサケースを備えている。そして、ダイヤモンドセンサケースに励起光を励起光源から照射し、ダイヤモンドセンサケースから発生する蛍光の強度を検出している。その他、非特許文献１には、ダイヤモンドセンサに対し、アンテナ、コイル、ワイヤにより磁場を印加する手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１４６１５８号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１７／０３４３６１８号明細書
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Sasaki.et.al, “Broadband,large-area microwae antenna for optically detected magnetic resonance of nitrogen-vacancy centers in diamond” ,REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 87,053904,2016
【非特許文献２】D.Le Sage.et.al, “Efficient photon detection from color centers in a diamond optical waveguide”, Physical Review. B85, 121202(R),2012
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、ダイヤモンドセンサは高感度、高密度、高配向の性能を備えるようになってきている。このダイヤモンドセンサは、ＮＶセンタを多く搭載する必要がある。このため、ダイヤモンドセンサを搭載する基板のサイズが大きくなってきており、ダイヤモンドセンサに磁界を均一に与えることが困難となっている。
【０００６】
例えば、非特許文献１の構成を用いて磁場の均一特性を計算すると、１−ΔＢ／Ｂｍａｘ＝１ｍｍ＾２あたり８３．３％と計算できるが均一性が悪い。また、非特許文献２では、このダイヤモンドセンサのＮＶ蛍光は、ダイヤモンド結晶中にて全反射する。このため、特に赤色光がダイヤモンド結晶の周縁から様々な方向に放射することが知られている。これが集光効率の悪化する要因となっている。さらに基板のサイズが大きくなれば、さらに集光効率が悪化してしまう。したがって基板にＮＶセンタを多く搭載しても、マイクロ波を均一に印加できず、且つ、集光効率が悪くなってしまう。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、マイクロ波を均一に印加できると共に集光効率を良好にできるようにしたダイヤモンドセンサシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、ループギャップ共振器と、マイクロ波印加部と、ダイヤモンドセンサとを備える。ループギャップ共振器は、内面がループ状に構成されたループ板がマイクロ波帯にて誘導性を備えると共にループ板の少なくとも一部にギャップを設けて構成されることでギャップによりマイクロ波帯にて容量性を備え、誘導性及び容量性の特性に基づいて所定のマイクロ波帯領域にて共振性能を備える。
【０００９】
ダイヤモンドセンサはループ板の内側に設置されているため、マイクロ波印加部がループギャップ共振器にマイクロ波を印加すると、当該マイクロ波帯領域にて共振することでダイヤモンドセンサにマイクロ波を均一に印加できる。ダイヤモンドセンサは、マイクロ波が印加され例えば緑光の励起光が照射されることにより赤い蛍光を発光するが、この蛍光は共振器の内面に反射することで効率的に集光できる。このため集光効率を良好にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係るダイヤモンドセンサシステムの構成図
【図２Ａ】ループギャップ共振器の構造を模式的に示す斜視図
【図２Ｂ】ループギャップ共振器の構造を模式的に示す上面図
【図２Ｃ】ループギャップ共振器の構造を模式的に示す正面図
【図２Ｄ】蛍光の放射状態を示す説明図
【図３】等価回路
【図４】ＮＶセンタの結晶構成図
【図５】原理説明図
【図６】赤色の蛍光強度のマイクロ波周波数依存性
【図７】共鳴周波数の磁界強度依存性
【図８Ａ】変形例に係るループギャップ共振器の構造を模式的に示す斜視図（その１）
【図８Ｂ】ループギャップ共振器の構造を模式的に示す斜視図（その２）
【図８Ｃ】ループギャップ共振器の構造を模式的に示す正面図
【図８Ｄ】蛍光の集光状態を示す説明図
【図９】第２実施形態に係るダイヤモンドセンサシステムの構成図
【図１０】ループギャップ共振器の周辺構造を基板の下面側から見た斜視図
【図１１】等価回路
【図１２】磁界強度の等高線を表す平面図
【図１３Ａ】ダイヤモンドセンサの設置条件の説明図（その１）
【図１３Ｂ】磁界強度の周波数特性（その１）
【図１３Ｃ】磁界強度の均一性（その１）
【図１４Ａ】ダイヤモンドセンサの設置条件の説明図（その２）
【図１４Ｂ】磁界強度の周波数特性（その２）
【図１４Ｃ】磁界強度の均一性（その２）
【図１５Ａ】ダイヤモンドセンサの設置条件の説明図（その３）
【図１５Ｂ】磁界強度の周波数特性（その３）
【図１５Ｃ】磁界強度の均一性（その３）
【図１６】内径差の定義説明図
【図１７】内径差に基づく磁界強度の周波数特性
【図１８】磁界強度の周波数特性（その４）
【図１９】磁界強度の周波数特性（その５）
【図２０】磁界強度の周波数特性（その６）
【図２１】磁界強度の均一性（その４）
【図２２】磁界強度の均一性（その５）
【図２３】磁界強度の均一性（その６）
【図２４】第３実施形態に係るダイヤモンドセンサシステムの構成図
【図２５】磁界強度の周波数特性（その７）
【図２６】磁界強度の均一性（その７）
【図２７】第４実施形態に係るダイヤモンドセンサシステムの構成図
【図２８】第５実施形態に係るダイヤモンドセンサシステムの構成図
【図２９】蛍光の集光状態を示す説明図
【図３０】第６実施形態に係るダイヤモンドセンサシステムの構成図
【図３１】蛍光の集光状態を示す説明図
【図３２】第７実施形態に係るループギャップ共振器の構造を示す横断面図（その１）
【図３３】ループギャップ共振器の構造を示す横断面図（その２）
【図３４】ループギャップ共振器の構造を示す横断面図（その３）
【図３５】ループギャップ共振器の構造を示す横断面図（その４）
【図３６】等価回路
【図３７】リターンロスの周波数特性
【図３８】第８実施形態に係るループギャップ共振器の構造を示す横断面図（その５）
【図３９】ループギャップ共振器の構造を示す正面図
【図４０】等価回路
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、ダイヤモンドセンサシステムの幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。以下において、例えば図１中の左右方向をＸ方向、上下方向をＺ方向とし、手前奥方向をＹ方向とした３次元直交座標系を用いて説明する。各実施形態において実質的に同一又は類似部分には同一符号を付して必要に応じて説明を省略し、各実施形態では特徴部分を中心に説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、ダイヤモンドセンサシステム１の構成図を示している。ダイヤモンドセンサシステム１は、制御回路２、信号処理回路３、受光素子４、マイクロ波印加部５、励起光源６、ダイヤモンドセンサ７、及び、ループギャップ共振器（以下、共振器と略す）８を主に備える。
【００１３】
図１には模式的に示しているが、制御回路２は、例えばマイクロコンピュータにより構成され、信号処理回路３及びマイクロ波印加部５を主体的に制御する。他方、ダイヤモンドセンサ７は、基板９上に搭載されており、この基板９には励起光源６が実装されている。この励起光源６は、例えば半導体レーザ又は発光ダイオードなどにより構成され、例えば４９０（ｎｍ）〜５６０（ｎｍ）の波長の励起光を出力する。この励起光源６は、制御回路２の励起光出力指示に基づいて励起光をダイヤモンドセンサ７に照射する。ダイヤモンドセンサ７のＸＹ方向外側周囲に位置して共振器８が設置されている。
【００１４】
本実施形態では、励起光源６はダイヤモンドセンサ７の下部に密着して配置されている。励起光源６はダイヤモンドセンサ７から離間して配置されていても良い。すなわちこの実施形態では、励起光源６は基板９に実装されている形態を示しているが、励起光源６が共振器８の外側に設置されており、光ファイバケーブルを用いてダイヤモンドセンサ７に向けて照射しても良い。すなわち、励起光源６は励起光をダイヤモンドセンサ７に対しどのように印加しても良い。
【００１５】
図２Ａは、共振器８の斜視図、図２Ｂは共振器８の上面図、図２Ｃは共振器８の正面図を示す。共振器８は、少なくとも内面がループ状（例えば、筒状（例えば円筒形、角筒形））に形成されたループ板１０を備えた導電板１２を用いて構成されている。
【００１６】
導電板１２は、例えば銅（Ｃｕ）による金属板により構成されている。導電板１２は、マイクロ波を導電するときの導電損が所定より低い低導電損の材料により構成されていることが望ましい。この低導電損の材料としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）を挙げることができる。
またループ板１０は、上面側から見て内面がループ状に構成されると共にその一部にギャップ１３ａを挟んで構成されている。このループ板１０の板厚は、蛍光（後述参照）及びの所定のマイクロ波周波数帯域（例えば２．８７ＧＨｚを含む周波数帯域）における表皮効果深さよりも厚く構成することが望ましい。
【００１７】
図２Ａ〜図２Ｄに示すように、このループ板１０の内面はテーパ面に構成されている。このテーパ面は、基板９の上面から上方向（Ｚ方向）に向けて開口径が拡大するように構成されている。ループ板１０は、その内面及び外面の横断面が円形に構成されている。このループ板１０の内面及び外面の横断面が角形に構成されていても良い。
【００１８】
導電板１２は、ギャップ１３ａを挟んだループ板１０の端部１０ａに容量部１１を構成する一対の金属板を連結して構成されている。容量部１１の一対の金属板は、前記ギャップ１３ａと同一の所定間隔を保持した第２ギャップ１３ｂを挟んで構成され、ギャップ１３ａ及び第２ギャップ１３ｂは連結するように構成されている。導電板１２のギャップ１３ａ及び第２ギャップ１３ｂには所定の誘電率特性を備えた誘電体１４が埋込まれており、これにより容量部１１が構成されている。
【００１９】
導電板１２（ループ板１０及び容量部１１の金属板）、及び、ギャップ１３ａ並びに第２ギャップ１３ｂは、マイクロ波帯（例えば２．８７（ＧＨｚ）を含む周波数帯域）にて誘導性を備えるように成型されると共に、ギャップ１３ａ及び第２ギャップ１３ｂによりマイクロ波帯にて容量性を備えるように成型されている。共振器８は、誘導性及び容量性の特性に基づいて所定のマイクロ波帯領域（例えば２．８７（ＧＨｚ）を含む周波数帯域）において共振性能を備える。
【００２０】
マイクロ波印加部５は差動信号源として機能し、制御回路２の制御に基づいて導電板１２にて構成される伝送線路にマイクロ波を直接印加すると、このマイクロ波はループ板１０を通じて当該ループ板１０のコイルの内側に設置されたダイヤモンドセンサ７に印加される。図３は、共振器８とマイクロ波印加部５による等価回路を示している。このとき、マイクロ波印加部５が出力するマイクロ波の周波数ｆ（ＧＨｚ）は、約２．８７ＧＨｚの所定周波数である。
【００２１】
このマイクロ波は、インダクタＬ１及び容量Ｃ１を用いて等価的に表現可能な共振器８に印加されることになる。共振周波数ｆｃは、１／｛２・π・ＳＱＲＴ（Ｌ１×Ｃ１）｝になり、インダクタＬ１又は容量Ｃ１の値を大きくすれば共振周波数ｆｃを小さくできる。ＳＱＲＴはルートを示す。
【００２２】
また前述したダイヤモンドセンサ７は、図１に示すように共振器８のループ板１０の内側に設置されている。ダイヤモンドセンサ７は、例えば直方体状又は立方体状などの所定形状に成型されており、その中心が例えば上又は下（Ｚ方向）から見てループ板１０のループ（円形）の中心位置に設置されている。
【００２３】
マイクロ波印加部５は共振器８にマイクロ波を印加するが、このとき励起光源６もまたダイヤモンドセンサ７に励起光を入射させる。ダイヤモンドセンサ７のＮＶ蛍光はダイヤモンドセンサ７の中のダイヤモンド結晶構造内で多重反射する。またこのダイヤモンドセンサ７には、外部から磁場（磁束密度Ｂ０）が印加される。ここで、この磁束密度Ｂ０の検出原理を説明する。
【００２４】
図４に示すように、ダイヤモンドセンサ７は、ダイヤモンド結晶構造の格子欠陥の空孔を利用したＮＶセンタ（Nitrogen-Vacancy center：ＮＶＣ：量子素子）２０を用いて構成される。このＮＶセンタ２０は、本来ダイヤモンド結晶構造の炭素（Ｃ）があるべき位置に窒素（Ｎ）を置換して構成されると共に、さらにその隣接位置に空孔（Ｖ）を設けた複合欠陥を備える。図５には、光検出磁気共鳴（Optically Detected Magnetic Resonance: ODMR）法による磁場検出原理を模式的に示している。
【００２５】
ＮＶセンタ２０が、中性電荷状態（ＮＶ０）から電子１個を捕獲すると電子捕獲状態（ＮＶ−）となる。すると、電子は磁気量子数ｍｓ＝−１、０、＋１の３重項状態を構成し、ＮＶセンタ２０には電子スピンがトラップされる。これによりＮＶセンタ２０は磁気的な性質を示す。
【００２６】
ｍｓ＝０の状態にて、マイクロ波印加部５が周波数（例えば、２．８７ＧＨｚ）のマイクロ波を照射することで、電子スピン共鳴（Electron Spin Resonance:ESR）により磁気量子数ｍｓ=±１の状態へ遷移が起きる。磁気量子数ｍｓ＝±１の状態の電子が緑色の励起光源６により励起されると、その電子の一部は無放射遷移により基底状態に戻る。他方、電子が磁気量子数ｍｓ＝０の状態にて緑色の励起光源６により励起された場合には赤色の蛍光を発することで磁気量子数ｍｓ＝０の基底状態に緩和される。
【００２７】
このため、図６に示すように、マイクロ波印加部５が、ダイヤモンドセンサ７へ入力させるマイクロ波を周波数掃引すると、赤色の蛍光強度の極小点を検出できる。この現象は、光検出磁気共鳴（Optically Detected Magnetic Resonance: ODMR）と称されている。このとき図７に示すように、ゼーマン効果により外部磁束密度Ｂ０の磁界に基づき分裂した複数のスペクトルにて蛍光強度の極小点を検出でき、これらの複数のスペクトルの周波数ｆ０−、ｆ０＋に基づいて外部磁束密度Ｂ０を検出できる。このように、ダイヤモンドセンサ７を用いることで、このＮＶセンタ２０のスピン３重項状態に基づいて磁束密度Ｂ０による物理量を計測できる。ダイヤモンドセンサ７の内部の電子スピンは数十ナノ立方メートル程度の局所領域に閉じ込められるため、微視的な磁場、その他にも電界、温度、歪を高精度で検出できる。
【００２８】
ＮＶセンタ２０は、１単位のナノスケールから巨視的サイズまで幅広く構成できる。本実施形態のダイヤモンドセンサ７は、ダイヤモンド結晶の内部に高密度にＮＶセンタ２０を生成した巨視的サイズのものであり、平板状に成型されている。ダイヤモンドセンサシステム１を高感度に実現するためには、アンサンブル技術を用いてバルク状にＮＶセンタ２０を構成すると良い。このとき、原子レベルで高配向性、高密度構成とすると共に、ダイヤモンドセンサ７の表面において光検出効率を向上することが望まれている。ＮＶセンタ２０が高配向、高密度のバルクで構成されると、ダイヤモンドセンサ７のサイズが大きくなりやすいが、この条件を満たしつつ集光効率、光検出効率を高めることが望ましい。
【００２９】
図２Ｄは、図２Ａ〜図２Ｃに示す共振器８の構造を用いたときのダイヤモンドセンサ７から出力される赤色の蛍光の様子を模式的に示している。励起光源６がダイヤモンドセンサ７に励起光を照射すると、ＮＶセンタ２０から出力された蛍光はダイヤモンドセンサ７のサイド面から外部に出力される。この蛍光は、図２Ｄに示すように共振器８のループ板１０の内面に反射され、図１に示すように共振器８の上部に設置された受光素子４に入射する。このとき、受光素子４は、共振器８の内側を通過した蛍光を受光することになる。
【００３０】
受光素子４は、例えば２次元イメージセンサを用いて構成され、共振器８のループ板１０の内側を通過した赤色の蛍光を受光する。この受光素子４は、その受光面がループ板１０の上端に位置するように設置されており、ループ板１０の内面と受光素子４の受光面とにより３次元的な閉鎖空間を構成する。受光素子４のイメージセンサは、その画素に赤色の蛍光を２次元的に入光し、この信号を信号処理回路３に出力する。信号処理回路３は、受光素子４の受光信号に基づいて所定の信号処理を行い制御回路２にその信号処理結果を出力する。これによりダイヤモンドセンサ７に印加されている外部磁束密度Ｂ０（∝磁場Ｈ０）を２次元的に計測できる。
【００３１】
前述したように、共振器８のループ板１０は、その内面がテーパ面に成型されているが、テーパ面は、図１、図２Ａ〜図２Ｃに示すように上方向（Ｚ方向）に向けてループ板１０の内側方向に湾曲するように構成されていても良い。また、この構造に代えて、テーパ面は上下左右の所定の斜め一方向に向けて傾斜面状に構成されていても良い。
【００３２】
また図８Ａ〜図８Ｃは、共振器８の変形例としての共振器１０８を示している。図８Ａ及び図８Ｂは共振器１０８の斜視図を模式的に示しており、図８Ｃは共振器１０８の正面図を示している。この共振器１０８は図８Ａから図８Ｃに示すように、ループ板１１０の内面が基板９の上面に対して垂直方向に構成されている。
【００３３】
図８Ｄは、ダイヤモンドセンサ７から発せられる赤色の蛍光の経路を示している。この図８Ｄに示すように、ループ板１１０の内面は蛍光の反射面となる。外部磁束密度Ｂ０の検出感度は蛍光の集光効率に依存する。このため、このループ板１１０の内面のテーパ角を適宜調整することで、ダイヤモンドセンサ７から様々な方向に放射される放射光の集光効率を高めることができる。この結果、磁束密度Ｂ０の検出感度を高めることができる。また後述の第６実施形態に示すように、必要に応じて、集光レンズ３０を用いて集光効率を高めるようにしても良い。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態によれば、ダイヤモンドセンサ７が、ループ板１０の内側に設置されているため、ループ板１０の集光作用によりダイヤモンドセンサ７から放出される蛍光を集光でき、集光効率を向上できる。しかも、共振器８、１０８が所定のマイクロ波帯領域にて共振する特性を備えるように構成できるため、マイクロ波印加部５が共振器８、１０８にマイクロ波を印加したときに磁界発生効率を高くできる。また、従来より大きなダイヤモンドセンサ７に磁界を印加する場合であっても、均一性を高めながら磁界を印加できる。この結果、ダイヤモンドセンサシステム１を高感度に構成できる。
共振器８は、第２ギャップ１３ｂを挟んで構成された容量部１１を備えているため、第２ギャップ１３ｂに基づく容量部１１の容量成分により共振周波数ｆｃの特性を調整できる。
【００３５】
（第２実施形態）
図９から図２３は、第２実施形態における説明図を示している。この第２実施形態では、マイクロ波印加部５が、磁気結合を用いてマイクロ波をダイヤモンドセンサ７に印加する形態を示す。
【００３６】
図９は、共振器８を備えたダイヤモンドセンサシステム２０１の全体構成を示し、図１０は基板９の下面側から見た共振器８の斜視図を模式的に示している。図１１は、共振器８及び励振コイル２１の磁気結合による等価回路を示している。
【００３７】
図９及び図１０に示すように、基板９の下面には金属による励振コイル２１が構成されている。励振コイル２１は、そのＸＹ方向面に開口を備え当該開口の中心部がループ板１０のＸＹ方向のループ中心位置に合わせて配置されている。励振コイル２１の開口面は基板９の下面に沿って構成されている。マイクロ波印加部５は、この励振コイル２１にマイクロ波を印加する。マイクロ波が励振コイル２１に印加されると、外部に磁界Ｈを発生させる。この磁界Ｈは、ダイヤモンドセンサ７の主面（ＸＹ面）に対し垂直方向（Ｚ方向）に発生する。
このとき、図１１に示すように、共振器８の誘導性（インダクタンスＬ１）と励振コイル２１（インダクタンスＬ２）とが相互誘導結合する。このため、前述実施形態と同様に、ダイヤモンドセンサ７が共振器８のループ板１０の内側に設置されることにより、ダイヤモンドセンサ７にマイクロ波を強く印加できる。
【００３８】
＜実験結果と技術的意義の説明＞
以下、発明者らにより行われた共振器８の実験結果に基づいて本実施形態に係る技術的意義を説明する。
図１２は、図１に示す共振器８の構成を用いたときに、ダイヤモンドセンサ７に印加される磁界強度｜Ｈ｜ｚ（Ａ／ｍ）の等高線を平面図により示している。この「｜Ｈ｜ｚ」はＺ方向の磁界強度を示している。この図１２に示すように、ダイヤモンドセンサ７に印加される磁界強度｜Ｈ｜ｚは、共振器８に近接した外側の角部７ａから内側の中心部７ｂに向けて徐々に低くなることが確認されている。
【００３９】
また発明者は、共振器８の内側に設置するダイヤモンドセンサ７の高さ位置を調整したときのＺ方向の磁界強度｜Ｈ｜ｚをシミュレーションにより求めている。図１３Ｂ〜図１３Ｃは、図１３Ａに条件を示すように、基板９の下部にダイヤモンドセンサ７を設置した場合の特性、図１４Ｂ〜図１４Ｃは、図１４Ａに示すように、基板９の表面上にダイヤモンドセンサ７を設置した場合の特性、図１５Ｂ〜図１５Ｃは、図１５Ａに示すように、基板９の上方で且つ共振器８の上端より下方にダイヤモンドセンサ７を設置したことを想定した場合の特性、をそれぞれ示している。
【００４０】
共振器８のループ板１０は、例えば外径３．８４（ｍｍ）、内径２．８４（ｍｍ）、高さ３（ｍｍ）の寸法に設定したものを想定した。ダイヤモンドセンサ７は、そのサイズがＸＹ方向に１（ｍｍ）×１（ｍｍ）四方の構造であることを想定した。容量部１１は、例えば導電板の金属厚４（μｍ）、誘電体の厚さ１２７（μｍ）、高さ３（ｍｍ）、長さ４（ｍｍ）に構成したものを想定した。このとき、誘電体１４の比誘電率＝２．０５とし、誘電損失＝０．０００４５とした。
【００４１】
図１３Ｂ、図１４Ｂ、図１５Ｂは、マイクロ波印加部５から共振器８に印加するマイクロ波の周波数を変化させたときに、ダイヤモンドセンサ７の中心部７ｂに印加されるＺ方向の磁界強度｜Ｈ｜ｚの周波数依存性を示している。これらの図１３Ｂ、図１４Ｂ、図１５Ｂに示すように、ダイヤモンドセンサ７が共振器８の内側に設置されていれば、その高さ位置をＺ方向に変化させたとしても、２．８（ＧＨｚ）近辺の周波数のマイクロ波を安定して印加できることがわかる。これらの図１３Ｂ、図１４Ｂ、図１５Ｂの特性を考慮すれば、共振器８は２．８（ＧＨｚ）近辺にて共振することで、当該周波数帯にて磁界発生効率を高くできることを把握できる。
【００４２】
また図１３Ｃ、図１４Ｃ、図１５Ｃは、実線の特性がＹ方向中心で且つＸ方向に測定位置を変化させたときの磁界強度｜Ｈ｜ｚの位置依存性を示しており、破線の特性がＸ方向中心で且つＹ方向に変化させたときの磁界強度｜Ｈ｜ｚの位置依存性を示している。すなわち、磁界強度｜Ｈ｜ｚの均一性を示している。
【００４３】
図１３Ｃ、図１４Ｃ、図１５Ｃに示すように、磁界強度｜Ｈ｜ｚの均一性は１−ΔＨ／Ｈｍａｘ＝９５．４％〜９８．９％と高い値が得られている。例えば、前述した非特許文献１の技術によれば、ダイヤモンドセンサ７の中心の１ｍｍ均一性を想定すると、磁束密度Ｂ（∝磁界強度｜Ｈ｜ｚ）の均一性は、１−ΔＢ／Ｂｍａｘ＝１−０．５／３＝８３．３％と求めることができる。
【００４４】
本実施形態に係る実験結果と非特許文献１の特性とを比較しても、本形態の構成における磁界強度｜Ｈ｜ｚの均一性が大幅に改善できていることを把握できる。共振器８が立体的に構成されているため、磁界の均一性を高められると考えられる。
【００４５】
さらに発明者は、図１６に示すように、ループ板１０の下端部の内径と上端部の内径との間の内径差Ｒに基づいて共振周波数ｆｃがどのように変化するか検証している。図１７は、内径差Ｒに基づく磁界強度｜Ｈ｜ｚの周波数特性を示している。
【００４６】
差Ｒは、ループ板１０の内面のテーパ角に依存して定められるもので、差Ｒが０であるときは、ループ板１０の内面が基板９に対して垂直方向に構成されている、すなわち共振器１０８の構造を用いていることを示している。差Ｒ＝０．２、０．５であるときには、ループ板１０の内面が所定のテーパ角で上方向に向かうに従って開口径が拡大するように構成されていることを示している。
【００４７】
この図１７に示すように、差Ｒ＝０のときには共振周波数ｆｃが高く、差Ｒが大きくなるにつれて共振周波数ｆｃが低周波数側にシフトすることがわかる。これは、差Ｒが大きくなるとインダクタンス成分が増加するためであり、共振周波数ｆｃを所定の周波数（２．８ＧＨｚ近辺）に調整するためには、このインダクタンス成分に合わせて容量成分を調整すれば良い。
【００４８】
基本的に、ループ板１０の寸法は、ダイヤモンドセンサ７のバルクサイズに合わせて内面の内径を決定しつつ、ループ板１０の内径及び高さによりインダクタンス成分を決定し、さらにループ板１０の高さを光学設計により決定すると良い。さらに、共振周波数ｆｃを所定の周波数（≒２．８ＧＨｚ）に同時に調整するため、容量部１１の長さを調整することで、ギャップ１３ａ、第２ギャップ１３ｂ及び誘電体１４に基づく容量成分を決定すると良い。このような生産方法を用いることで、共振器８、１０８の共振周波数ｆｃを所望の周波数に合わせて構成できる。
【００４９】
図１８から図２０は、励振コイル２１とループ板１０の下端部との距離を変化させたときの磁界強度｜Ｈ｜ｚの周波数依存性を示している。図１８は、ループ板１０の下端部からの励振コイル２１の離間距離を１（ｍｍ）と比較的大きくすることで磁気結合度を比較的小さくすることを想定した場合の磁界強度｜Ｈ｜ｚの周波数依存性を示している。また図１９は、ループ板１０の下端部からの励振コイル２１の離間距離を基板厚さ（例えば０．数（ｍｍ））とすることで磁気結合度を比較的中程度とした場合の磁界強度｜Ｈ｜ｚの周波数依存性を示している。
【００５０】
また図２０は、ループ板１０の下端部からの励振コイル２１の離間距離を０．１（ｍｍ）とすることで磁気結合度を大とした場合の磁界強度｜Ｈ｜ｚの周波数依存性を示している。このときのシミュレーション条件は、励振コイル２１を設置する基板９の厚さ＝０．８（ｍｍ）とし、励振コイル２１の外径を４．４６（ｍｍ）とし、内径を２．８４（ｍｍ）としている。このとき、基板９の比誘電率＝２．３、誘電損＝０．００１２としている。
【００５１】
また図１８から図２０の白抜き四角特性（以下、「白四角特性」と称す）は、ダイヤモンドセンサ７を共振器８の上下方向中心に配置したことを想定した場合のシミュレーション特性を示し、図１８から図２０の黒塗り四角特性（以下、「黒四角特性」と称す）は、ダイヤモンドセンサ７を励振コイル２１の上面に接触する位置に配置したことを想定した場合のシミュレーション特性を示している。すなわち、黒四角特性は、共振器８と励振コイル２１との間の離間距離が大きくなれば、この離間距離に合わせて共振器８とダイヤモンドセンサ７との間の離間距離も大きくなることを想定したシミュレーション結果である。
【００５２】
これらの図１８から図２０のシミュレーション結果に示すように、磁気結合が強ければ強いほど磁界強度｜Ｈ｜ｚの発生効率が小さいものの、周波数帯域幅ＢＷを広くできることがわかる。逆に、磁気結合が弱いときには周波数帯域幅は狭くなる。
【００５３】
また磁気結合が強いときには、磁界強度｜Ｈ｜ｚのダイヤモンドセンサ７の配置位置依存性を小さくできる。磁気結合が同じ場合には、ダイヤモンドセンサ７を励振コイル２１の上面よりも共振器８の中心に配置した方が磁界強度｜Ｈ｜ｚを強くできることを把握できる。磁界強度｜Ｈ｜ｚの発生効率と周波数帯域幅の広帯域性を両立することが望ましいが、磁界強度｜Ｈ｜ｚの発生効率と周波数帯域幅ＢＷの広帯域性を両立するには、磁気結合を中程度としダイヤモンドセンサ７を共振器８の中心部に配置すれば良い。
【００５４】
また図２１から図２３は、ダイヤモンドセンサ７を共振器８の中心に設置し、磁気結合度を小、中、大に変化させたときの磁界強度｜Ｈ｜ｚの均一性の評価結果を表している。これらの図２１から図２３に示すように、１ｍｍ×１ｍｍ寸法のダイヤモンドセンサ７の磁界強度｜Ｈ｜ｚの均一性＝１−Δ｜Ｈ｜ｚ／Ｈｍａｘを、概ね９９％とすることができることを把握でき、従来技術に比較して均一性を高められることを確認できた。
【００５５】
本実施形態によれば、励振コイル２１を用いて磁気結合によりマイクロ波をダイヤモンドセンサ７に印加している。このため、効率よくマイクロ波を印加でき、第１実施形態と同様の作用効果を得られる。
【００５６】
（第３実施形態）
図２４から図２６は、第３実施形態における説明図を示している。図２４は、ダイヤモンドセンサシステム３０１の全体構成図を示している。このダイヤモンドセンサシステム３０１は、共振器３０８を備えている。共振器３０８は、共振器８と同様の構成を備えると共に反射膜２２を備える。この反射膜２２は、赤色の蛍光の集光効率を向上するため、ループ板１０の内面にコーティングされることで構成されている。この反射膜２２は、ダイヤモンドセンサ７が放射する蛍光を反射する高い反射率の材料により構成される。また反射膜２２は、マイクロ波を導電するときの導電損が所定より低い低導電損の金属材料により構成される。このときの反射膜２２の膜厚は、少なくとも蛍光の周波数における表皮効果深さより厚く構成され、これにより蛍光を反射させることができる。
【００５７】
さらに、この反射膜２２の膜厚はマイクロ波の表皮効果深さより厚く構成されている。このときマイクロ波は、反射膜２２の表面に沿って伝導するため、前記の所定のマイクロ波帯領域にて低損失の材料により構成することが望ましい。このような低導電損の材料として、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、又はアルミニウム（Ａｌ）を用いることが望ましい。特に、反射膜２２が金（Ａｕ）により構成されている場合、蛍光の反射率を高くすることができ、集光時における反射損失を低減できる。
【００５８】
例えば、赤色の蛍光の波長を６８０（ｎｍ）とすれば、周波数は４．４×１０＾１４（Ｈｚ）となるため、この周波数に対応した表皮膜厚を３．６×１０＾（−９）（ｍ）と求めることができる。またマイクロ波の周波数を２．８７（ＧＨｚ）とすれば、この周波数に対応した表皮膜厚を１．４１×１０＾（−６）（ｍ）と算出できる。このため、これらの表皮膜厚よりも反射膜の膜厚を厚く構成することが望ましい。すると共振器３０８の外方に対するマイクロ波の漏れを低減でき、シールド効果を得ることができる。この場合、共振器３０８を構成するループ板１０は、蛍光の反射、マイクロ波の導電の何れにも寄与しないためどのような材料を用いて構成しても良い。例えば、共振器３０８を構成するループ板１０としては、第１実施形態に示したように銅（Ｃｕ）を用いて構成しても良い。
【００５９】
図２５は、アルミニウム（Ａｌ）により反射膜２２を構成した場合の磁界強度｜Ｈ｜ｚの周波数依存性について反射膜２２を構成していない場合と比較して示している。この図２５には「Ａｌ膜なし」の特性を白抜き四角により示しており、「Ａｌ膜あり」の特性を黒塗りダイヤにより示している。この図２５に示すように、反射膜２２を構成してもしなくても、共振周波数ｆｃは概ね変化しないことを確認した。また図２６は、磁束密度｜Ｂ｜の均一性を示している。図２６に示すように、１ｍｍ×１ｍｍ寸法のダイヤモンドセンサの磁束密度｜Ｂ｜の均一性＝１−Δ｜Ｂ｜／Ｂｍａｘを概ね９９％とすることができることを確認した。このため、前述実施形態と同様の作用効果を得られることを確認できた。
【００６０】
（第４実施形態）
図２７は、第４実施形態における説明図を示している。図２７は、ダイヤモンドセンサシステム４０１の全体構成図を示している。ダイヤモンドセンサシステム４０１は共振器４０８を備える。この図２７に示すように、この共振器４０８は、ループ板１０の内側に構成された反射膜２２の内側に液体２３を設けている。この液体２３は、ダイヤモンドセンサ７を液浸する高屈折率特性を備えるイマージョンオイル液による。この液体２３が、ループ板１０の内側に浸されると、この液体２３の誘電率の影響により共振器４０８の共振周波数が変化する。このため共振器４０８の共振周波数ｆｃの特性を前述実施形態に示したように調整することで各種特性をさらに良好にできる。
【００６１】
（第５実施形態）
図２８及び図２９は、第５実施形態における説明図を示している。図２８は、ダイヤモンドセンサシステム５０１の全体構成図を示している。ダイヤモンドセンサシステム５０１は共振器５０８を備える。共振器５０８は、説明の便宜上、符号を変更して示したが共振器８の構成と同様の構成である。
【００６２】
図２８に示すように、本実施形態においては、第１実施形態と比較して、受光素子５０４の受光面が共振器５０８のループ板１０の上端から所定幅Ｗだけダイヤモンドセンサ７に近接して配置されており、これによりループ板１０の内面と受光素子５０４の受光面とにより３次元的な閉鎖空間を構成する。図２９に蛍光の集光状態を模式的に示している。この図２９に示すように、第１実施形態に比較して、ダイヤモンドセンサ７が受光素子５０４に近接することになるため、集光効率をさらに高めることができる。
【００６３】
（第６実施形態）
図３０及び図３１は、第６実施形態における説明図を示している。図３０は、ダイヤモンドセンサシステム６０１の全体構成図を示している。ダイヤモンドセンサシステム６０１は、受光素子６０４、及び共振器６０８を備えると共に、集光レンズ３０を備えている。
【００６４】
図３０に示すように、集光レンズ３０がループ板１０の内側の例えば上端に位置して設置されており、受光素子６０４がの集光レンズ３０の上方に位置して設置されている。集光レンズ３０は例えば凸レンズによるものであり、受光素子６０４は、例えばフォトダイオードなどにより構成される。
【００６５】
図３１に蛍光の集光状態を模式的に示している。集光レンズ３０は、ダイヤモンドセンサ７から放射された蛍光を集光すると共にループ板１０の内面にて反射した蛍光を集光し、集光光を受光素子６０４に入射させる。これにより集光効率を高めることができる。しかも受光素子６０４を小型化できる。ダイヤモンドセンサ７はループ板１０の内側に設置されていれば良く、ループ板１０の上端ではなく当該ループ板１０の上端と下端との間の中央高さ位置に設置されていても良い。
【００６６】
（第７実施形態）
図３２から図３７は、第７実施形態における説明図を示している。図３２から図３５は、共振器７０８…１００８の横断面図をそれぞれ示している。これらの図３２から図３５は、共振器７０８…１００８を上面側（Ｚ方向）から示している。
図３２は共振器７０８の構造を示している。共振器７０８は、ループ板７１０ａと、導電板７１０ｂと、誘電体７１４と、可変容量ダイオードＤとを備える。
【００６７】
ループ板７１０ａの端部７１０ａａ間にはギャップ７１３ａが設けられている。また、導電板７１０ｂが、ループ板７１０ａの外側に離間すると共にギャップ７１３ａの配置位置の周辺に設置されている。ループ板７１０ａとこの導電板７１０ｂとの間には可変容量ダイオードＤが構成されている。この可変容量ダイオードＤは、制御回路２が導電板７０１ｂにバイアスを印加することにより容量値を変更可能にできる。このため、制御回路２が可変容量ダイオードＤの容量値を制御することで共振器７０８の共振周波数ｆｃを調整できる。
【００６８】
また図３３には別の共振器８０８の構造を示している。この共振器８０８は、ループ板８１０ａと、導電板８１０ｂと、誘電体８１４と、可変容量ダイオードＤとを備える。ループ板８１０ａの端部８１０ａａにはギャップ８１３ａが設けられている。また導電板８１０ｂが、ループ板８１０ａの内側に離間すると共にギャップ８１３ａの配置位置の周辺に設置されている。ループ板８１０ａとこの導電板８１０ｂとの間に可変容量ダイオードＤが構成されている。この場合も、制御回路２が可変容量ダイオードＤにバイアスを印加することにより容量値を制御することで共振器８０８の共振周波数ｆｃを調整できる。
【００６９】
また図３４には別の共振器９０８の構造を示している。この共振器９０８は、ループ板９１０と、誘電体９１４と、可変容量ダイオードＤとを備える。ループ板９１０の端部９１０ａにはギャップ９１３ａが設けられているが、このギャップ９１３ａに可変容量ダイオードＤを構成しても良い。この共振器９０８のように容量部１１を設けることなく構成しても良い。
【００７０】
さらに図３５には、別の共振器１００８の構造を示している。この共振器１００８は、ループ板１０１０と、容量部１０１１と、誘電体１０１４と、可変容量ダイオードＤとを備えている。容量部１０１１は、第２ギャップ１０１３ｂを挟んで一方向（図示Ｘ方向）に延設された一対の導電部を用いて構成されている。容量部１０１１は、これらの一対の導電部の第２ギャップ１０１３ｂの間に構成された誘電体１０１４を備える。マイクロ波印加部５は、容量部１０１１を通じて共振器１００８に直接マイクロ波を印加するように構成されている。
【００７１】
この図３５に示すように、容量部１０１１のギャップ１０１３ａ及び第２ギャップ１０１３ｂに可変容量ダイオードＤを構成しても良い。図３６は、共振器７０８の等価回路を示している。この共振器７０８は、可変容量ダイオードＤの容量性とループ板７１０ａの誘導性とにより共振特性を備えるようになる。制御回路２が可変容量ダイオードＤの容量性を制御できるため、図３７にリターンロス特性Ｓ１１を示すように共振周波数ｆｃを制御できる。なお、図３２〜図３５の構成では誘電体７１４、８１４、９１４、１０１４を設けた形態を説明したが、誘電体７１４、８１４、９１４、１０１４は必要に応じて設ければ良い。
【００７２】
本実施形態によれば、共振器７０８…１００８には可変容量ダイオードＤが設けられているため共振周波数ｆｃを変更できる。共振周波数ｆｃを調整できるため、磁界強度｜Ｈ｜ｚを所定のマイクロ波周波数領域にて極力均一にするように調整できる。これにより、制御回路２が共振周波数ｆｃを制御することで、ある所定のマイクロ波周波数帯域にて高感度に調整できる。しかも広い周波数帯域に対応できるようになる。
【００７３】
（第８実施形態）
図３８から図４０は、第８実施形態における説明図を示している。図３８、図３９は、共振器１１０８の構造を横断面図、正面図により示している。共振器１１０８は、ループ板１１１０ａと、容量部１１１１と、一対の導電板１１１０ｂ、１１１０ｃとを備える。ループ板１１１０ａ及び容量部１１１１のＹ方向両外方には導電板１１１０ｂ、１１１０ｃが一対に設置されている。マイクロ波印加部５は、これらの一対の導電板１１１０ｂ、１１１０ｃにはマイクロ波を印加する。これらの一対の導電板１１１０ｂ、１１１０ｃと容量部１１１１の導電部との間には誘電体１１１４ｂ、１１１４ｃがそれぞれ埋込まれている。このため、一対の導電板１１１０ｂ、１１１０ｃと容量部１１１１の導電部とは容量結合する。
【００７４】
図４０は等価回路を示している。この共振器１１０８は、ループ板１１１０ａの端部１１１０ａａ間のギャップ１１１３ａの容量成分と、容量部１１１１の導電部間の第２ギャップ１１１３ｂの容量成分とを合成した容量性Ｃ３と、ループ板１１１０ａ及び容量部１１１１の誘導性Ｌ３とによる共振特性を備える。
【００７５】
また容量部１１１１の導電部と導電板１１１０ｂとの間の容量性をＣ４ａとし、容量部１１１１の導電部と導電板１１１０ｃとの間の容量性をＣ４ｂとする。このとき、導電板１１１０ｂ、１１１０ｃが容量部１１１１の導電板のＹ方向両外方に位置して配置されているため、図４０に示すように直列に容量結合することになる。
【００７６】
図示は省略しているが、本実施形態においては、ループ板１１１０ａの内側にダイヤモンドセンサ７を設置する。このためマイクロ波印加部５は、容量結合を用いてマイクロ波をダイヤモンドセンサ７に印加できる。なお、直列に容量結合する形態を示しているが、並列に容量結合するように構成しても良い。本実施形態の構造でも前述実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００７７】
（他の実施形態）
前述実施形態に限定されるものではなく、例えば以下に示す変形又は拡張が可能である。
ループ板１０、１１０、７１０ａ、８１０ａ、９１０、１０１０、１１１０ａの内面は、その横断面（ＸＹ方向断面）が円形に構成されている形態を示したが、角形に構成されていても良い。ループ板１１０の内面は、円筒形に構成されている形態を示したが、角筒形に構成されていても良い。
【００７８】
前述した複数の実施形態の構成、機能を組み合わせても良い。前述実施形態の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も実施形態と見做すことが可能である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も実施形態と見做すことが可能である。
【００７９】
本開示は、前述した実施形態に準拠して記述したが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範畴や思想範囲に入るものである。
【符号の説明】
【００８０】
図面中、１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１はダイヤモンドセンサシステム、５はマイクロ波印加部、７はダイヤモンドセンサ、８、１０８、３０８、４０８、５０８、６０８、７０８、８０８、９０８、１００８、１１０８はループギャップ共振器（共振器）、１０、１１０、７１０ａ、８１０ａ、９１０、１０１０、１１１０ａはループ板、１３ａ、７１３ａ、８１３ａ、９１３ａ、１０１３ａ、１１１３ａはギャップ、１３ｂ、１０１３ｂ、１１１３ｂは第２ギャップを示す。
【図１】
2020038086.tif 000003
【図２Ａ】
2020038086.tif 000004
【図２Ｂ】
2020038086.tif 000005
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020038086.tif 000010
【図６】
2020038086.tif 000011
【図７】
2020038086.tif 000012
【図８Ａ】
2020038086.tif 000013
【図８Ｂ】
2020038086.tif 000014
【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【図１０】
2020038086.tif 000018
【図１１】
2020038086.tif 000019
【図１２】
2020038086.tif 000020
【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
2020038086.tif 000022
【図１３Ｃ】
2020038086.tif 000023
【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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