(57)【要約】【課題】電気的なノイズによる検出感度の低下を抑制したテラヘルツ波検出装置を提供する。【解決手段】本発明に係るテラヘルツ波検出装置１００は、テラヘルツ波を吸収して熱を発生させる吸収部６０と、吸収部６０にて発生した熱を電気信号に変換する変換部３０と、を含み、吸収部６０は、誘電体層６２と、誘電体層６２の一方の面６２ａに設けられ、かつ、互いに離間して所定の長さの周期で複数配列されている金属構造体６４と、誘電体層６２の他方の面６２ｂに設けられている金属層３６と、を有し、金属構造体６４の所定の長さの周期は、吸収部６０に吸収されるテラヘルツ波の波長よりも小さい。【選択図】図１
2014163674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テラヘルツ波を吸収して熱を発生させる吸収部と、
前記吸収部にて発生した熱を電気信号に変換する変換部と、
を含み、
前記吸収部は、
誘電体層と、
前記誘電体層の一方の面に設けられ、かつ、互いに離間して所定の長さの周期で複数配列されている金属構造体と、
前記誘電体層の他方の面に設けられている金属層と、
を有し、
前記金属構造体の前記所定の長さの周期は、前記吸収部に吸収される前記テラヘルツ波の波長よりも小さい、ことを特徴とするテラヘルツ波検出装置。
【請求項２】
前記金属構造体のシート抵抗および前記金属層のシート抵抗は、１０Ω／□以下である、ことを特徴とする請求項１に記載のテラヘルツ波検出装置。
【請求項３】
前記変換部は、焦電センサーである、ことを特徴とする請求項１または２に記載のテラヘルツ波検出装置。
【請求項４】
テラヘルツ波を吸収して熱を発生させ、かつ、メタマテリアルを含む吸収部と、
前記吸収部にて発生した熱を電気信号に変換する変換部と、
を含む、ことを特徴とするテラヘルツ波検出装置。
【請求項５】
テラヘルツを発生するテラヘルツ波発生部と、
前記テラヘルツ波発生部から出射され、対象物を透過した前記テラヘルツ波または対象物で反射された前記テラヘルツ波を検出する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のテラヘルツ波検出装置と、
前記テラヘルツ波検出装置の検出結果を記憶する記憶部と、
を含む、ことを特徴とするカメラ。
【請求項６】
テラヘルツを発生するテラヘルツ波発生部と、
前記テラヘルツ波発生部から出射され、対象物を透過した前記テラヘルツ波または対象物で反射された前記テラヘルツ波を検出する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のテラヘルツ波検出装置と、
前記テラヘルツ波検出装置の検出結果に基づいて、前記対象物の画像を生成する画像形成部と、
を含む、ことを特徴とするイメージング装置。
【請求項７】
テラヘルツを発生するテラヘルツ波発生部と、
前記テラヘルツ波発生部から出射され、対象物を透過した前記テラヘルツ波または対象物で反射された前記テラヘルツ波を検出する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のテラヘルツ波検出装置と、
前記テラヘルツ波検出装置の検出結果に基づいて、前記対象物を計測する計測部と、
を含む、ことを特徴とする計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テラヘルツ波検出装置、カメラ、イメージング装置、および計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、１００ＧＨｚ以上３０ＴＨｚ以下の周波数を有する電磁波であるテラヘルツ波が注目されている。テラヘルツ波は、例えば、イメージング、分光計測等の各種計測、非破壊検査等に用いることができる。
【０００３】
このようなテラヘルツ波を検出する検出装置として、特許文献１に示すように、抵抗体の抵抗値が温度によって変化するボロメーターを備えた検出装置が知られている。具体的には、特許文献１には、テラヘルツ波がアンテナ素子に照射されると、アンテナ素子で受信された電力がボロメーター（検出素子）に供給されてボロメーターの抵抗値が変化し、印加電流によりボロメーターの両端の電圧が変化することにより、テラヘルツ波の受信電力をボロメーターの検出電圧として出力することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４１６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のテラヘルツ波検出装置では、テラヘルツ波を検出するためにボロメーターに電流を印加しなければならず、これによりノイズが発生し、テラヘルツ波の検出感度が低下することがあった。
【０００６】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、電気的なノイズによる検出感度の低下を抑制したテラヘルツ波検出装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記のテラヘルツ波検出装置を含む、カメラ、イメージング装置、および計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るテラヘルツ波検出装置は、
テラヘルツ波を吸収して熱を発生させる吸収部と、
前記吸収部にて発生した熱を電気信号に変換する変換部と、
を含み、
前記吸収部は、
誘電体層と、
前記誘電体層の一方の面に設けられ、かつ、互いに離間して所定の長さの周期で複数配列されている金属構造体と、
前記誘電体層の他方の面に設けられている金属層と、
を有し、
前記金属構造体の前記所定の長さの周期は、前記吸収部に吸収される前記テラヘルツ波の波長よりも小さい。
【０００８】
このようなテラヘルツ波検出装置によれば、電気的なノイズによる検出感度の低下を抑制することができる。
【０００９】
本発明に係るテラヘルツ波検出装置において、
前記金属構造体のシート抵抗および前記金属層のシート抵抗は、１０Ω／□以下であってもよい。
【００１０】
このようなテラヘルツ波検出装置によれば、テラヘルツ波検出装置金属構造体の誘電体層との接触面、および金属層の誘電体層との接触面におけるテラヘルツ波の反射率を９０％以上にすることができる（詳細は後述）。そのため、金属構造体と金属層との間で、確実に、テラヘルツ波を多重反射させて共振現象を起こさせることができる。
【００１１】
本発明に係るテラヘルツ波検出装置において、
前記変換部は、焦電センサーであってもよい。
【００１２】
このようなテラヘルツ波検出装置によれば、電気的なノイズによる検出感度の低下を抑制することができる。
【００１３】
本発明に係るテラヘルツ波検出装置は、
テラヘルツ波を吸収して熱を発生させ、かつ、メタマテリアルを含む吸収部と、
前記吸収部にて発生した熱を電気信号に変換する変換部と、
を含む。
【００１４】
このようなテラヘルツ波検出装置によれば、電気的なノイズによる検出感度の低下を抑制することができる。
【００１５】
本発明に係るカメラは、
テラヘルツを発生するテラヘルツ波発生部と、
前記テラヘルツ波発生部から出射され、対象物を透過した前記テラヘルツ波または対象物で反射された前記テラヘルツ波を検出する本発明に係るテラヘルツ波検出装置と、
前記テラヘルツ波検出装置の検出結果を記憶する記憶部と、
を含む。
【００１６】
このようなカメラによれば、本発明に係るテラヘルツ波検出装置を含むので、電気的なノイズによる検出感度の低下を抑制することができる。
【００１７】
本発明に係るイメージング装置は、
テラヘルツを発生するテラヘルツ波発生部と、
前記テラヘルツ波発生部から出射され、対象物を透過した前記テラヘルツ波または対象物で反射された前記テラヘルツ波を検出する本発明に係るテラヘルツ波検出装置と、
前記テラヘルツ波検出装置の検出結果に基づいて、前記対象物の画像を生成する画像形成部と、
を含む。
【００１８】
このようなイメージング装置によれば、本発明に係るテラヘルツ波検出装置を含むので、電気的なノイズによる検出感度の低下を抑制することができる。
【００１９】
本発明に係る計測装置は、
テラヘルツを発生するテラヘルツ波発生部と、
前記テラヘルツ波発生部から出射され、対象物を透過した前記テラヘルツ波または対象物で反射された前記テラヘルツ波を検出する本発明に係るテラヘルツ波検出装置と、
前記テラヘルツ波検出装置の検出結果に基づいて、前記対象物を計測する計測部と、
を含む。
【００２０】
このような計測装置によれば、本発明に係るテラヘルツ波検出装置を含むので、電気的なノイズによる検出感度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置を模式的に示す断面図。
【図２】本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置を模式的に示す平面図。
【図３】本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置を模式的に示す平面図。
【図４】金属膜における反射を説明するための図。
【図５】シート抵抗と反射率との関係を示したグラフ。
【図６】本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図７】本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図８】本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図９】本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１０】本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１１】本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１２】本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１３】本実施形態の第１変形例に係るテラヘルツ波検出装置を模式的に示す平面図。
【図１４】本実施形態の第２変形例に係るテラヘルツ波検出装置を模式的に示す平面図。
【図１５】本実施形態の第３変形例に係るテラヘルツ波検出装置の金属構造体を模式的に示す平面図。
【図１６】本実施形態の第３変形例に係るテラヘルツ波検出装置の金属構造体を模式的に示す平面図。
【図１７】本実施形態の第３変形例に係るテラヘルツ波検出装置の金属構造体を模式的に示す平面図。
【図１８】本実施形態に係るイメージング装置を模式的に示すブロック図。
【図１９】本実施形態に係るイメージング装置のテラヘルツ波検出部を模式的に示す平面図。
【図２０】対象物のテラヘルツ帯でのスペクトルを示すグラフ。
【図２１】対象物の物質Ａ、Ｂ、およびＣの分布を示す画像の図。
【図２２】本実施形態に係る計測装置を模式的に示すブロック図。
【図２３】本実施形態に係るカメラを模式的に示すブロック図。
【図２４】本実施形態に係るカメラを模式的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２３】
１．  テラヘルツ波検出装置
まず、本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置１００のテラヘルツ波検出素子１０２を模式的に示す断面図である。図２は、本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置１００のテラヘルツ波検出素子１０２を模式的に示す平面図である。図３は、本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置１００を模式的に示す平面図である。なお、図１は、図２のＩ−Ｉ線断面図である。また、便宜上、図３では、テラヘルツ波検出素子１０２を簡略化して図示している。
【００２４】
テラヘルツ波検出装置１００は、図１〜図３に示すように、基板１０と、テラヘルツ波検出素子１０２と、を含む。テラヘルツ波検出素子１０２は、変換部３０と、吸収部６０と、を含む。さらに、テラヘルツ波検出素子１０２は、柱部１６，１８と、メンブレン２０と、配線層４０，４２と、コンタクト部４４，４６と、絶縁層５０と、を含むことができる。
【００２５】
基板１０の形状は、平板状である。基板１０は、支持基板３と、層間絶縁層４と、第１保護層６と、を有している。支持基板３の材質は、例えば、シリコンである。層間絶縁層４は、支持基板３上に設けられている。層間絶縁層４の材質は、例えば、酸化シリコンである。第１保護層６は、層間絶縁層４上に設けられている。第１保護層６の材質は、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ）である。第１保護層６は、後述する犠牲層７０をエッチングする際に、層間絶縁層４を保護することができる。
【００２６】
テラヘルツ波検出素子１０２は、基板１０上に設けられている。テラヘルツ波検出素子１０２は、複数設けられることができるが、その数は特に限定されない。図３に示す例では、テラヘルツ波検出素子１０２は、マトリックス状に配列されている。複数のテラヘルツ波検出素子１０２において、検出するテラヘルツ波の波長は、互いに同じであってもよいし、互いに異なってもよい。
【００２７】
柱部１６，１８は、基板１０上に設けられている。柱部１６，１８は、互いに離間している。柱部１６，１８の材質は、例えば、酸化シリコンである。柱部１６，１８は、メンブレン２０を支持することができる。なお、図３に示すように、基板１０上であって、複数のテラヘルツ波検出素子１０２の周囲に、枠部１９が設けられていてもよい。枠部１９の材質は、例えば、柱部１６，１８の材質と同じである。
【００２８】
メンブレン２０は、柱部１６，１８によって、基板１０の上方に支持されている。メンブレン２０は、例えば、二酸化シリコン、窒化シリコン、および二酸化シリコンの３層構造を有している。図示の例では、メンブレン２０の下には、第２保護層８が設けられている。第２保護層８の材質は、例えば、酸化アルミニウムである。第２保護層８は、後述する犠牲層７０をエッチングする際に、メンブレン２０を保護することができる。メンブレン２０は、支持部２２と、腕部２４ａ，２４ｂと、固定部２６ａ，２６ｂと、を有している。
【００２９】
支持部２２は、例えば、平板状の形状を有しており、図２に示す例では、支持部２２は、正方形の平面形状を有している。支持部２２は、変換部３０および吸収部６０を支持することができる。
【００３０】
第１腕部２４ａは、支持部２２と第１固定部２６ａとを連結している。第２腕部２４ｂは、支持部２２と第２固定部２６ｂとを連結している。腕部２４ａ，２４ｂは、図２に示すように、支持部２２の互いに対向する面２２ａ，２２ｂから、互いに反対方向に延出し、直角に曲がって、固定部２６ａ，２６ｂに至っている。
【００３１】
腕部２４ａ，２４ｂおよび支持部２２は、基板１０と離間して設けられている。これにより、変換部３０および吸収部６０を基板１０から熱的に分離することができる。したがって、複数のテラヘルツ波検出素子１０２間において、熱が伝達することを抑制することができる。
【００３２】
固定部２６ａ，２６ｂは、柱部１６，１８上に設けられている。具体的には、第１固定部２６ａは、第１柱部１６上に固定され、第２固定部２６ｂは、第２柱部１８上に固定されている。図２に示す例では、固定部２６ａ，２６ｂは、正方形の平面形状を有している。
【００３３】
変換部３０は、図１に示すように、支持部２２上に設けられている。変換部３０は、吸収部６０にて発生した熱を電気信号に変換することができる（詳細は後述）。変換部３０は、金属層３２と、焦電体層３４と、金属層３６と、を有している。
【００３４】
金属層３２は、支持部２２上に設けられている。金属層３２は、例えば、支持部２２側から順番に、イリジウム層、イリジウム酸化物層、および白金層を積層した３層構造を有している。
【００３５】
焦電体層３４は、金属層３２上に設けられている。焦電体層３４の材質は、焦電効果を発揮することができる誘電体である。具体的には、焦電体層３４の材質は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）である。焦電体層３４は、温度変化に応じて電気分極量の変化を生じることができる。
【００３６】
金属層３６は、焦電体層３４上に設けられている。金属層３６は、例えば、焦電体層３４側から順番に、白金層、イリジウム酸化物層、およびイリジウム層を積層した３層構造を有している。
【００３７】
なお、金属層３２，３６の材質は、上記の例に限定されず、例えば、金、銅、鉄、アルミニウム、亜鉛、クロム、鉛、チタンなどの金属や、ニクロムなどの合金であってもよい。金属層３２，３６の厚さは、例えば、１ｎｍ以上１μｍ以下である。
【００３８】
変換部３０では、焦電体層３４の焦電効果に応じて、金属層３２，３６に電流が流れる。すなわち、焦電体層３４の温度変化に応じて、焦電体層３４の電気分極量の変化分が、焦電流として金属層３２，３６に流れる。つまり、変換部３０は、焦電センサーである。このように、変換部３０は、温度変化を（より具体的は、吸収部６０にて発生した熱を）、電気信号に変換することができる。
【００３９】
第１配線層４０は、第１腕部２４ａ上に設けられている。第１配線層４０は、金属層３２および第１コンタクト部４４に接続されている。第１コンタクト部４４は、第１固定部２６ａ、第２保護層８、第１柱部１６、第１保護層６、および層間絶縁層４に形成された第１コンタクトホール１２に設けられている。
【００４０】
第２配線層４２は、第２腕部２４ｂ上および絶縁層５０上に設けられている。第２配線層４２は、金属層３６および第２コンタクト部４６に接続されている。第２コンタクト部４６は、第２固定部２６ｂ、第２保護層８、第２柱部１８、第１保護層６、および層間絶縁層４に形成された第２コンタクトホール１４に設けられている。
【００４１】
コンタクト部４４，４６は、例えば支持基板３上に設けられた図示せぬ回路部と電気的に接続されている。すなわち、金属層３２，３６は、回路部と電気的に接続されており、焦電体層３４の焦電効果に応じて金属層３２，３６に流れる電流（電気信号）は、回路部に至ることできる。回路部では、該電気信号からテラヘルツ波を検出することができる。
【００４２】
配線層４０，４２およびコンタクト部４４，４６の材質は、導電性であれば、特に限定されない。配線層４０，４２は、ワイヤーボンディングであってもよい。
【００４３】
絶縁層５０は、金属層３２上およびメンブレン２０上に設けられている。図示の例では、絶縁層５０は、金属層３２と第２配線層４２との間に設けられている。絶縁層５０の材質は、絶縁性であれば、特に限定されないが、例えば、酸化シリコンである。絶縁層５０は、金属層３２と第２配線層４２とを電気的に分離することができる。なお、絶縁層５０は、吸収部６０の誘電体層６２と一体的に形成されていてもよい。
【００４４】
吸収部６０は、変換部３０上に設けられている。吸収部６０では、テラヘルツ波を吸収して熱を発生させることができる（詳細は後述）。吸収部６０は、金属層３６と、誘電体層６２と、金属構造体６４と、を有している。
【００４５】
吸収部６０の金属層３６と、変換部３０の金属層３６とは、共通の金属層である。すなわち、金属層３６は、焦電体層３４の焦電効果に応じて電流が流れる金属層であり、かつ、金属構造体６４との間でテラヘルツ波を共振させるための金属層である。これにより、テラヘルツ波検出装置１００を構成する部材の削減が可能となり、低コスト化を図ることができる。
【００４６】
なお、図示はしないが、金属層３６は、吸収部６０および変換部３０において共通の金属層ではなくてもよい。すなわち、吸収部６０および変換部３０は、別々の金属層を有していてもよい。
【００４７】
誘電体層６２は、金属層３６上に設けられている。誘電体層６２の厚さは、例えば、１０ｎｍ以上１０μｍ以下である。誘電体層６２の比誘電率は、例えば、２以上１００以下である。誘電体層６２は、例えば、酸化チタン層、ポリイミド層、窒化シリコン層、酸化アルミニウム層、またはこれらの積層体である。
【００４８】
金属構造体６４は、誘電体層６２上に設けられている。金属構造体６４および金属層３６は、誘電体層６２を挟んでいる。すなわち、金属構造体６４は、誘電体層６２の一方の面（上面）６２ａに設けられて、金属層３６は、誘電体層６２の他方の面（下面）６２ｂに設けられている。
【００４９】
金属構造体６４は、図２に示すように平面視において（誘電体層６２および金属層３６の積層方向から見て）、第１方向ＡにピッチＰＡで、互いに離間して複数配列されている。ピッチＰＡは、吸収部６０において吸収するテラヘルツ波の波長よりも小さい。すなわち、第１方向Ａにおいて隣り合う金属構造体６４の間隔ＤＡ、および金属構造体６４の第１方向Ａの大きさＬＡは、吸収部６０において吸収するテラヘルツ波よりも小さい。
【００５０】
ここで、「ピッチ」とは、例えば、平面視において、隣り合う金属構造体６４のうち、一方の金属構造体６４の中心と、他方の金属構造体６４の中心と、の間の距離である。言い換えれば、所定の長さの周期で配置される複数の金属構造体６４における、この長さの周期である。すなわち、金属構造体６４は、互いに離間して所定の長さの周期で複数配列され、金属構造体６４の所定の長さの周期は、吸収部６０に吸収されるテラヘルツ波の波長よりも小さい。また、「第１方向」とは、例えば、平面視において、複数の金属構造体６４の中心を通る仮想直線に沿う方向のうち、隣り合う金属構造体６４の中心間の距離が最小となる仮想直線に沿う方向である。
【００５１】
金属構造体６４は、第１方向Ａと交差する（図２に示す例では直交する）第２方向ＢにピッチＰＢで、互いに離間して複数配列されている。ピッチＰＢは、吸収部６０において吸収するテラヘルツ波の波長よりも小さい。すなわち、第２方向Ｂにおいて隣り合う金属構造体６４の間隔ＤＢ、および金属構造体６４の第２方向Ｂの大きさＬＢは、吸収部６０において吸収するテラヘルツ波よりも小さい。
【００５２】
なお、ピッチＰＡおよびピッチＰＢだけではなく、平面視において、例えば第１方向Ａに対して４５°傾いた方向の金属構造体６４のピッチについても、吸収部６０において吸収するテラヘルツ波の波長よりも小さくてもよい。
【００５３】
金属構造体６４のピッチＰＡとピッチＰＢとは、図２に示すように、等しくてもよい。すなわち、金属構造体６４は、第１方向Ａおよび第２方向Ｂに等間隔でマトリックス状に配列されていてもよい。また、間隔ＤＡと間隔ＤＢとは、等しくてもよく、大きさＬＡと大きさＬＢとは、等しくてもよい。図２に示す例では、金属構造体６４は、第１方向Ａおよび第２方向Ｂと平行な辺を有する正方形である。間隔ＤＡ，ＤＢは、例えば、１μｍ以上１００μｍ以下である。大きさＬＡ，ＬＢは、例えば、１μｍ以上１００μｍ以下である。金属構造体６４の厚さは、例えば、１ｎｍ以上１μｍ以下である。金属構造体６４の材質は、例えば、金、銅、鉄、アルミニウム、亜鉛、クロム、鉛、チタンなどの金属や、ニクロムなどの合金である。
【００５４】
吸収部６０は、上述のような、金属層３６、誘電体層６２、およびメタマテリアルとなる金属構造体６４を含む。ここで、「メタマテリアル」とは、電磁波（テラヘルツ波）の波長に比べて十分に小さい単位構造（具体的には金属構造体６４）が周期的に配列されていて、電磁波に対して均質な媒質として振舞うように構成された人工物質のことである。メタマテリアルは、単位構造の構造・配置によって、自由にその物性値（誘電率・透磁率）を調整することができる。
【００５５】
吸収部６０では、テラヘルツ波を吸収して熱を発生させることができる。以下、その原理について説明する。
【００５６】
吸収部６０の金属構造体６４は、上述のように、第１方向Ａに、テラヘルツ波の波長よりも小さいピッチＰＡで、互いに離間して複数配列されている。そのため、吸収部６０にテラヘルツ波が照射された場合、例えば電界の振動方向が第１方向Ａであるテラヘルツ波の偏波は、金属構造体６４と金属層３６との間の誘電体層６２に侵入し、金属構造体６４と金属層３６との間で多重反射することができる。より具体的には、金属構造体６４の誘電体層６２との接触面と、金属層３６の誘電体層６２との接触面と、の間で多重反射して共振現象が起こり、定在波が生じる。共振するテラヘルツ波の周波数（共振周波数）は、金属構造体６４の形状や大きさによって適宜変更することができる。このように、テラヘルツ波検出装置１００では、吸収部６０内にテラヘルツ波を閉じ込めることができる。
【００５７】
吸収部６０内に閉じ込められたテラヘルツ波が、誘電体層６２を挟む金属構造体６４と金属層３６との間を多重反射することにより、誘電体層６２に誘電損失が生じ、これにより熱が発生する。また、金属構造体６４の誘電体層６２との接触面を構成する原子および電子、および金属層３６の誘電体層６２との接触面を構成する原子および電子が振動し、これにより熱が発生する。すなわち、吸収部６０は、テラヘルツ波を吸収して熱を発生させることができる。
【００５８】
吸収部６０において発生した熱は、変換部３０に伝わり、上記のように、変換部３０にて電気信号に変換される。このようにして、テラヘルツ波検出装置１００では、テラヘルツ波を電気信号として検出することができる。
【００５９】
なお、上記のように、第１方向Ａだけでなく、例えば、第２方向Ｂや第１方向Ａと４５°傾いた方向においても、金属構造体６４がテラヘルツ波の波長よりも小さいピッチＰＡで、複数配列されていることにより、偏波の方向に依存せずに、テラヘルツ波を金属構造体６４と金属層３６との間で多重反射させ、共振現象を生じさせることができる。
【００６０】
また、テラヘルツ波検出装置１００では、隣り合う金属構造体６４において、一方の金属構造体６４と金属層３６との間に生じた定在波と、他方の金属構造体６４と金属層３６との間に生じた定在波と、の間で電気的カップリングが生じる。これにより、吸収部６０におけるテラヘルツ波の吸収率を向上させることができる。また、吸収部６０におけるテラヘルツ波の吸収率は、金属構造体６４の形状や大きさによって適宜変更することができる。
【００６１】
また、テラヘルツ波検出装置１００では、金属構造体６４と金属層３６との間だけでなく、例えば、隣り合う金属構造体６４間においてもテラヘルツ波が多重反射し、共振現象が生じる。
【００６２】
吸収部６０において共振するテラヘルツ波の周波数（共振周波数）は、上記のように、金属構造体６４の形状や大きさによって適宜変更することができる。すなわち、金属構造体６４の形状や大きさを変えることにより、吸収部６０において吸収するテラヘルツ波の波長（検出するテラヘルツ波の波長）を選択することができる。例えば、図２に示す正方形の金属構造体６４の中心に開口部を形成することにより、吸収するテラヘルツ波の波長を変更することができる。
【００６３】
ここで、一辺の長さがＬとなる正方形の平面形状を有する金属構造体６４では、下記式（１）を満たすと、吸収部６０におけるテラヘルツ波の吸収率を向上させることができる。
【００６４】
【数１】
2014163674.tif 000003
【００６５】
ただし、λは、吸収するテラヘルツ波の波長であり、εｒは、誘電体層６２の比誘電率である。
【００６６】
吸収部６０を構成する金属構造体６４のシート抵抗および金属層３６のシート抵抗は、１０Ω／□以下であることが望ましい。これにより、金属構造体６４の誘電体層６２との接触面、および金属層３６の誘電体層６２との接触面におけるテラヘルツ波の反射率を９０％以上にすることができる。以下、その理由について説明する。
【００６７】
一般的に、複素屈折率ｎ´は、下記式（２）のように表すことができる。
【００６８】
【数２】
2014163674.tif 000004
【００６９】
ただし、ｎは、屈折率実部で、下記式（３）のように表すことができる。また、ｋは、屈折率虚部で、下記式（４）のように表すことができる。
【００７０】
【数３】
2014163674.tif 000005
【００７１】
【数４】
2014163674.tif 000006
【００７２】
ただし、ｃは光速であり、ωは角周波数（ω＝（２πｃ）／λ）であり、ε０は真空の誘電率であり、μ０は真空の透磁率である。
【００７３】
抵抗率ρは、下記式（５）のように表すことができる。
【００７４】
【数５】
2014163674.tif 000007
【００７５】
ただし、Ｒｓはシート抵抗であり、ｔは厚さである。
【００７６】
ここで、図４は、金属膜２における反射を説明するための図である。金属膜２は、図４に示すように、ｘ軸における位置０において第１表面２ａを有し、ｘ軸における位置ｄにおいて第２表面２ｂを有している。すなわち、金属膜２の厚さは、ｄである。金属膜２は、金属層３６または金属構造体６４に相当する。
【００７７】
図４に示すように、入射波ａ０は、第１表面２ａにおいて反射する反射波ｒ０と、第１表面２ａから金属膜２内を進行する波ａ１と、に分離する。波ａ１は、第２表面２ｂから金属膜２の外部に射出する透過波ｔ１と、第２表面２ｂにおいて反射して金属膜２内を進行する波ａ２と、に分離する。波ａ２は、第１表面２ａから金属膜２の外部に射出する反射波ｒ１と、第１表面２ａにおいて反射して金属膜２内を進行する波ａ３と、に分離する。以上のことを、ｍ回繰り返すモデルを想定する。
【００７８】
上記のようなモデルにおいて、反射波ｒ０における反射係数ｒ０（ｘ）は、下記式（６）のように表すことができる。また、反射波ｒｍ（ｍ≧１）における反射係数ｒｍ（ｘ）は、下記式（７）のように表すことができる。
【００７９】
【数６】
2014163674.tif 000008
【００８０】
【数７】
2014163674.tif 000009
【００８１】
ただし、ｋｃおよびｋは波数であり、ｋｃ＝（２πｎ´）／λ、ｋ＝（２πｎ）／λである。
【００８２】
反射係数の無限級数ｒａｌｌ（ｘ）は、下記式（８）のように表すことができる。
【００８３】
【数８】
2014163674.tif 000010
【００８４】
ｘ＝０における値を反射率Ｒは、下記式（９）のように表すことができる。
【００８５】
【数９】
2014163674.tif 000011
【００８６】
ただし、ｒ＊ａｌｌ（０）は、ｒａｌｌ（０）の複素共役である。
【００８７】
図５は、式（２）〜式（９）より算出した表面２ａにおける反射率Ｒと金属膜２のシート抵抗Ｒｓとの関係式を基に、シート抵抗と反射率との関係を示したグラフである。図５より、シート抵抗を１０Ω／□以下にすれば、反射率は、９０％以上となることがわかる。すなわち、金属構造体６４のシート抵抗および金属層３６のシート抵抗を１０Ω／□以下とすることにより、金属構造体６４の誘電体層６２との接触面、および金属層３６の誘電体層６２との接触面におけるテラヘルツ波の反射率を９０％以上にすることができる。表１に、シート抵抗が１０Ω／□となる、各金属の厚さを示す。表１に示した各金属の厚さ以上とすることにより、１０Ω／□以下のシート抵抗を得ることができる。
【００８８】
【表１】
2014163674.tif 000012
【００８９】
テラヘルツ波検出装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００９０】
テラヘルツ波検出装置１００によれば、テラヘルツ波を吸収して熱を発生させる吸収部６０と、吸収部６０にて発生した熱を電気信号に変換する変換部３０と、を含む。そのため、テラヘルツ波検出装置１００では、外部から電流や電圧を印加することなく、テラヘルツ波に起因する電気信号を検出することができるので、電流や電圧を印加することによるノイズが発生しない。したがって、テラヘルツ波検出装置１００は、電気的なノイズによる検出感度の低下を抑制でき、高い検出感度を有することができる。具体的には、テラヘルツ波検出装置１００は、上記のように、吸収部６０において、テラヘルツ波を閉じ込めることによりテラヘルツ波を吸収して熱を発生させ、変換部３０において、焦電体層３４の焦電効果により該熱を電気信号（焦電電流）に変換して、テラヘルツ波を検出することができる。
【００９１】
さらに、テラヘルツ波検出装置１００では、吸収部６０は、誘電体層６２と、誘電体層６２を挟む金属構造体６４および金属層３６と、を有し、金属構造体６４は、吸収するテラヘルツ波の波長よりも小さいピッチで、互いに離間して複数配列されている。すなわち、金属構造体６４は、互いに離間して所定の長さの周期で複数配列され、金属構造体６４の所定の長さの周期は、吸収部６０に吸収されるテラヘルツ波の波長よりも小さい。そのため、テラヘルツ波検出装置１００は、上記のように、吸収部６０において吸収するテラヘルツ波を、金属構造体６４と金属層３６との間で多重反射させ、共振現象を生じさせることができる。これにより、吸収部６０におけるテラヘルツ波の吸収率を向上させることができる。さらに、隣り合う金属構造体６４において、一方の金属構造体６４と金属層３６との間に生じた定在波と、他方の金属構造体６４と金属層３６との間に生じた定在波と、の間でカップリングが生じる。これにより、吸収部６０におけるテラヘルツ波の吸収率を向上させることができる。
【００９２】
以上により、テラヘルツ波検出装置１００は、電気的なノイズによる検出感度の低下を抑制でき、高い検出感度を有することができる。
【００９３】
テラヘルツ波検出装置１００によれば、金属構造体６４のシート抵抗および金属層３６のシート抵抗は、１０Ω／□以下である。これにより、上記のように、金属構造体６４の誘電体層６２との接触面、および金属層３６の誘電体層６２との接触面におけるテラヘルツ波の反射率を９０％以上にすることができる。そのため、金属構造体６４と金属層３６との間で、確実に、テラヘルツ波を多重反射させて共振現象を起こさせることができる。
【００９４】
２．  テラヘルツ波検出装置の製造方法
次に、本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図６〜図１２は、本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置１００の製造工程を模式的に示す断面図であって、図１に対応している。
【００９５】
図６に示すように、支持基板３上に、層間絶縁層４を形成する。層間絶縁層４は、例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成される。
【００９６】
次に、層間絶縁層４をパターニング（フォトリソグラフィーおよびエッチングによるパターニング）して、コンタクトホール１２ａ，１４ａを形成する。次に、コンタクトホール１２ａ，１４ａに、それぞれコンタクト部４４ａ，４６ａを形成する。コンタクト部４４ａ，４６ａは、例えば、めっき法、スパッタ法により形成される。
【００９７】
図７に示すように、層間絶縁層４上に、第１保護層６を形成する。第１保護層６は、例えば、ＣＶＤ法、スパッタ法により形成される。これにより、支持基板３、層間絶縁層４、および第１保護層６を有する基板１０を形成することができる。次に、第１保護層６上に犠牲層７０を形成する。犠牲層７０は、例えば、ＣＶＤ法により形成される。犠牲層７０材質は、例えば、酸化シリコンである。
【００９８】
次に、犠牲層７０および第１保護層６をパターニングして、コンタクトホール１２ｂ，１４ｂを形成する。コンタクトホール１２ｂ，１４ｂは、それぞれコンタクト部４４ａ，４６ａが露出するように形成される。次に、コンタクトホール１２ｂ，１４ｂに、それぞれコンタクト部４４ｂ，４６ｂを形成する。コンタクト部４４ｂ，４６ｂは、それぞれコンタクト部４４ａ，４６ａに接続されるように形成される。コンタクト部４４ｂ，４６ｂは、例えば、めっき法、スパッタ法により形成される。
【００９９】
図８に示すように、犠牲層７０上に第２保護層８を形成する。第２保護層８は、例えば、ＣＶＤ法、スパッタ法により形成される。次に、第２保護層８上に、メンブレン２０となるメンブレン２０ａを形成する。メンブレン２０ａは、例えば、ＣＶＤ法、スパッタ法により形成される。
【０１００】
次に、第２保護層８およびメンブレン２０ａをパターニングして、コンタクトホール１２ｃ，１４ｃを形成する。コンタクトホール１２ｃ，１４ｃは、それぞれコンタクト部４４ｂ，４６ｂが露出するように形成される。次に、コンタクトホール１２ｃ，１４ｃに、それぞれコンタクト部４４ｃ，４６ｃを形成する。コンタクト部４４ｃ，４６ｃは、それぞれコンタクト部４４ｂ，４６ｂに接続されるように形成される。コンタクト部４４ｃ，４６ｃは、例えば、めっき法、スパッタ法により形成される。
【０１０１】
以上の工程により、コンタクトホール１２ａ，１２ｂ，１２ｃからなる第１コンタクトホール１２、およびコンタクトホール１４ａ，１４ｂ，１４ｃからなる第２コンタクトホール１４を形成することができる。また、コンタクト部４４ａ，４４ｂ，４４ｃからなる第１コンタクト部４４、およびコンタクト部４６ａ，４６ｂ，４６ｃからなる第２コンタクト部４６を形成することができる。
【０１０２】
図９に示すように、メンブレン２０ａ上に、金属層３２、焦電体層３４、および金属層３６を、この順で形成する。これにより、変換部３０を形成することができる。金属層３２，３６は、例えば、スパッタ法による成膜、およびパターニングによって形成される。焦電体層３４は、例えば、スパッタ法やゾルゲル法による成膜、およびパターニングによって形成される。
【０１０３】
次に、金属層３２上およびメンブレン２０ａ上に、絶縁層５０を形成する。絶縁層５０は、例えば、スパッタ法やＣＶＤ法による成膜、およびパターニングによって形成される。
【０１０４】
図１０に示すように、メンブレン２０ａ上に第１配線層４０を形成して、金属層３２と第１コンタクト部４４とを電気的に接続する。さらに、メンブレン２０上および絶縁層５０上に第２配線層４２を形成して、金属層３６と第２コンタクト部４６とを電気的に接続する。配線層４０，４２は、例えば、めっき法、スパッタ法により形成される。
【０１０５】
図１１に示すように、金属層３６上に、誘電体層６２および金属構造体６４を、この順で形成する。これにより、吸収部６０を形成することができる。誘電体層６２は、例えば、ＣＶＤ法による成膜、およびパターニングによって形成される。金属構造体６４は、例えば、スパッタ法による成膜、およびパターニングによって形成される。なお、絶縁層５０を金属層３６上にも形成することにより、誘電体層６２と絶縁層５０とを一体的に形成することもできる。
【０１０６】
図１２に示すように、メンブレン２０ａおよび第２保護層８をパターニングする。これにより、支持部２２、腕部２４ａ，２４ｂ、および固定部２６ａ，２６ｂを有するメンブレン２０を形成することができる。
【０１０７】
図１に示すように、犠牲層７０を除去する。犠牲層７０の除去は、例えば、メンブレン２０をマスクとしたエッチングによって行う。これにより、柱部１６，１８を形成することができる。また、柱部１６，１８と同時に、枠部１９（図３参照）が形成されてもよい。
【０１０８】
以上の工程により、テラヘルツ波検出装置１００を製造することができる。
【０１０９】
３．  テラヘルツ波検出装置の変形例
３．１．  第１変形例
次に、本実施形態の第１変形例に係るテラヘルツ波検出装置について、図面を参照しながら説明する。図１３は、本実施形態の第１変形例に係るテラヘルツ波検出装置２００を模式的に示す平面図であって、図２に対応している。
【０１１０】
以下、本実施形態の第１変形例に係るテラヘルツ波検出装置２００において、本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。このことは、以下に示す本実施形態の第２変形例に係るテラヘルツ波検出装置２００においても同様である。
【０１１１】
テラヘルツ波検出装置１００では、図２に示すように、金属構造体６４は、正方形の平面形状を有していた。これに対し、テラヘルツ波検出装置２００では、図１３に示すように、金属構造体６４は、正六角形の平面形状を有している。テラヘルツ波検出装置２００の金属構造体６４は、平面視において、ハニカム構造に配列されている。これにより、金属構造体６４を、例えば密に配置することができる。
【０１１２】
テラヘルツ波検出装置２００では、金属構造体６４の第１方向ＡにおけるピッチＰＡと、第１方向Ａに対して６０°傾斜した第２方向ＢのピッチＰＢと、第１方向Ａに対して１２０°傾斜した第３方向ＣのピッチＰＣとは、等しい。そのため、テラヘルツ波検出装置２００によれば、テラヘルツ波検出装置１００に比べて、より偏波の方向に依存せずに、テラヘルツ波を検出することができる。
【０１１３】
３．２．  第２変形例
次に、本実施形態の第２変形例に係るテラヘルツ波検出装置について、図面を参照しながら説明する。図１４は、本実施形態の第２変形例に係るテラヘルツ波検出装置３００を模式的に示す平面図であって、図２に対応している。
【０１１４】
テラヘルツ波検出装置１００では、図２に示すように、金属構造体６４は、正方形の平面形状を有していた。これに対し、テラヘルツ波検出装置３００では、図１４に示すように、金属構造体６４は、正三角形の平面形状を有している。
【０１１５】
テラヘルツ波検出装置３００によれば、テラヘルツ波検出装置１００と同様に、高い検出感度を有することができる。
【０１１６】
３．３．  第３変形例
次に、本実施形態の第３変形例に係るテラヘルツ波検出装置について、図面を参照しながら説明する。図１５〜図１７は、本実施形態の第３変形例に係るテラヘルツ波検出装置の金属構造体６４を模式的に示す平面図である。以下、本実施形態の第３変形例に係るテラヘルツ波検出装置において、本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置１００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
【０１１７】
テラヘルツ波検出装置１００では、図２に示すように、金属構造体６４は、正方形の平面形状を有していたが、金属構造体６４は、これに限定されず、図１５〜図１７に示すように、様々な平面形状を有することができる。
【０１１８】
図１５に示す金属構造体６４は、２ｍ回対称（ただしｍ≧２）の平面形状を有している。図１５に示す金属構造体６４を含むテラヘルツ波検出装置は、図１６および図１７に示す金属構造体６４を含むテラヘルツ波検出装置に比べて、偏波の方向に依存せずに、テラヘルツ波を検出することができる。図１６および図１７に示す金属構造体６４を含むテラヘルツ波検出装置は、図１５に示す金属構造体６４を含むテラヘルツ波検出装置に比べて、特定の偏波方向のテラヘルツ波に対して高い吸収率を有することができる。
【０１１９】
４．  イメージング装置
次に、本実施形態に係るイメージング装置４００について、図面を参照しながら説明する。図１８は、本実施形態に係るイメージング装置４００を示すブロック図である。図１９は、本実施形態に係るイメージング装置４００のテラヘルツ波検出部４２０を模式的に示す平面図である。図２０は、対象物のテラヘルツ帯でのスペクトルを示すグラフである。図２１は、対象物の物質Ａ、Ｂ、およびＣの分布を示す画像の図である。
【０１２０】
イメージング装置４００は、図１８に示すように、テラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生部４１０と、テラヘルツ波発生部４１０から出射され、対象物Ｏを透過したテラヘルツ波または対象物Ｏで反射されたテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部４２０と、テラヘルツ波検出部４２０の検出結果に基づいて、対象物Ｏの画像、すなわち、画像データを生成する画像形成部４３０と、を含む。
【０１２１】
テラヘルツ波発生部４１０としては、例えば、量子カスケードレーザー、光伝導アンテナと短パルスレーザーとを用いた方式、非線形光学結晶を用いた差周波数発生方式を用いる。
【０１２２】
テラヘルツ波検出部４２０は、本発明に係るテラヘルツ波検出装置を含む。以下では、本発明に係るテラヘルツ波検出装置として、テラヘルツ波検出装置１００を含む例について説明する。
【０１２３】
テラヘルツ波検出部４２０は、図１９に示すように、複数の画素４２２を含む。図示の例では、画素４２２の形状は、正方形である。画素４２２は、マトリックス状に配置されている。画素４２２の数は、特に限定されない。画素４２２は、複数のテラヘルツ波検出装置１００により構成されている。各画素４２２を構成するテラヘルツ波検出装置１００の数は、特に限定されないが、図示の例では、画素４２２は、４つのテラヘルツ波検出装置１００（テラヘルツ波検出装置１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ）によって構成されている。
【０１２４】
テラヘルツ波検出装置１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄは、互いに異なる波長のテラヘルツ波を選択的に検出することができる。具体的には、テラヘルツ波検出装置１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄにおいて金属構造体６４の形状および大きさの少なくとも一方は、異なっており、これにより、テラヘルツ波検出装置１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄは、互いに異なる波長のテラヘルツ波を吸収することができる。すなわち、各画素４２２において、４つの波長のテラヘルツ波を検出することができる。
【０１２５】
次に、イメージング装置４００の使用例について説明する。
【０１２６】
まず、分光イメージングの対象となる対象物Ｏが、３つの物質Ａ、Ｂ、およびＣで構成されているとする。イメージング装置４００は、この対象物Ｏの分光イメージングを行う。また、ここでは、一例として、テラヘルツ波検出部４２０は、対象物Ｏで反射されたテラヘルツ波を検出することとする。
【０１２７】
また、テラヘルツ波検出部４２０の各画素４２２においては、テラヘルツ波検出装置１００ａおよびテラヘルツ波検出装置１００ｂを使用する。テラヘルツ波検出装置１００ａにおいて検出される波長（吸収される波長）をλ１、テラヘルツ波検出装置１００ｂにおいて検出される波長（吸収される波長）をλ２とし、対象物Ｏで反射されたテラヘルツ波の波長λ１の成分の強度をα１、波長λ２の成分の強度をα２としたとき、その強度α２と強度α１の差分（α２−α１）が、物質Ａと物質Ｂと物質Ｃとで、互いに顕著に区別できるように、テラヘルツ波検出装置１００ａにおいて検出される波長λ１、およびテラヘルツ波検出装置１００ｂで検出される波長λ２が設定されている。
【０１２８】
図２０に示すように、物質Ａにおいては、対象物Ｏで反射したテラヘルツ波の波長λ２の成分の強度α２と波長λ１の成分の強度α１との差分（α２−α１）は、正値となる。また、物質Ｂにおいては、強度α２と強度α１との差分（α２−α１）は、零となる。また、物質Ｃにおいては、強度α２と強度α１との差分（α２−α１）は、負値となる。
【０１２９】
イメージング装置４００により、対象物Ｏの分光イメージングを行う際は、まず、テラヘルツ波発生部４１０により、テラヘルツ波を発生し、そのテラヘルツ波を対象物Ｏに照射する。そして、対象物Ｏで反射されたテラヘルツ波をテラヘルツ波検出部４２０で、α１およびα２として検出する。この検出結果は、画像形成部４３０に送出される。なお、この対象物Ｏへのテラヘルツ波の照射および対象物Ｏで反射したテラヘルツ波の検出は、対象物Ｏの全体に対して行う。
【０１３０】
画像形成部４３０においては、前記検出結果に基づいて、テラヘルツ波検出装置１００ｂにおいて検出されたテラヘルツ波の波長λ２の成分の強度α２と、テラヘルツ波検出装置１００ａにおいて検出されたテラヘルツ波の波長λ１の成分の強度α１と、の差分（α２−α１）を求める。そして、対象物Ｏのうち、前記差分が正値となる部位を物質Ａ、前記差分が零となる部位を物質Ｂ、前記差分が負値となる部位を物質Ｃと判断し、特定する。
【０１３１】
また、画像形成部４３０では、図２１に示すように、対象物Ｏの物質Ａ、Ｂ、およびＣの分布を示す画像の画像データを作成する。この画像データは、画像形成部４３０から図示しないモニターに送出され、そのモニターにおいて、対象物Ｏの物質Ａ、Ｂ、およびＣの分布を示す画像が表示される。この場合、例えば、対象物Ｏの物質Ａの分布する領域は黒色、物質Ｂの分布する領域は灰色、物質Ｃの分布する領域は白色に色分けして表示される。このイメージング装置４００では、以上のように、対象物Ｏを構成する各物質の同定と、その各部質の分布測定とを同時に行うことができる。
【０１３２】
なお、イメージング装置４００の用途は、上記のものに限らず、例えば、人物に対してテラヘルツ波を照射し、その人物を透過または反射したテラヘルツ波を検出し、画像形成部４３０において処理を行うことにより、その人物が、拳銃、ナイフ、違法な薬物等を所持しているか否かを判別することもできる。
【０１３３】
イメージング装置４００によれば、テラヘルツ波検出装置１００を含むため、高い検出感度を有することができる。
【０１３４】
５．  計測装置
次に、本実施形態に係る計測装置５００について、図面を参照しながら説明する。図２２は、本実施形態に係る計測装置５００を示すブロック図である。
【０１３５】
以下、本実施形態に係る計測装置５００において、本実施形態に係るイメージング装置４００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。このことは、以下に示す本実施形態に係るカメラ６００においても同様である。
【０１３６】
計測装置５００は、図２２に示すように、テラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生部４１０と、テラヘルツ波発生部４１０から出射され、対象物Ｏを透過するテラヘルツ波または対象物Ｏで反射されたテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部４２０と、テラヘルツ波検出部４２０の検出結果に基づいて、対象物Ｏを計測する計測部５１０と、を含む。
【０１３７】
次に、計測装置５００の使用例について説明する。計測装置５００により、対象物Ｏの分光計測を行う際は、まず、テラヘルツ波発生部４１０により、テラヘルツ波を発生させ、そのテラヘルツ波を対象物Ｏに照射する。そして、対象物Ｏを透過したテラヘルツ波または対象物Ｏで反射されたテラヘルツ波をテラヘルツ波検出部４２０で検出する。この検出結果は、計測部５１０に送出される。なお、この対象物Ｏへのテラヘルツ波の照射および対象物Ｏを透過したテラヘルツ波または対象物Ｏで反射されたテラヘルツ波の検出は、対象物Ｏの全体に対して行う。
【０１３８】
計測部５１０においては、前記検出結果から、各画素４２２を構成するテラヘルツ波検出装置１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄにおいて検出されたテラヘルツ波のそれぞれの強度を把握し、対象物Ｏの成分およびその分布の分析等を行う。
【０１３９】
計測装置５００は、テラヘルツ波検出装置１００を含むため、高い検出感度を有することができる。
【０１４０】
６．  カメラ
次に、本実施形態に係るカメラ６００について、図面を参照しながら説明する。図２３は、本実施形態に係るカメラ６００を示すブロック図である。図２４は、本実施形態に係るカメラ６００を模式的に示す斜視図である。
【０１４１】
カメラ６００は、図２３および図２４に示すように、テラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生部４１０と、テラヘルツ波発生部４１０から出射され、対象物Ｏで反射されたテラヘルツ波または対象物Ｏを透過したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出部４２０と、テラヘルツ波検出部４２０の検出結果を記憶する記憶部６１０と、を含む。そして、これらの各部４１０，４２０，６１０は、カメラ６００の筐体６２０に収められている。また、カメラ６００は、対象物Ｏで反射したテラヘルツ波をテラヘルツ波検出部４２０に収束（結像）させるレンズ（光学系）６３０と、テラヘルツ波発生部４１０で発生したテラヘルツ波を筐体６２０の外部へ出射させるための窓部６４０と、を備える。レンズ６３０や窓部６４０は、テラヘルツ波を透過・屈折させるシリコン、石英、ポリエチレンなどの部材によって構成されている。なお、窓部６４０は、スリットのように単に開口が設けられている構成としてもよい。
【０１４２】
次に、カメラ６００の使用例について説明する。カメラ６００により、対象物Ｏを撮像する際は、まず、テラヘルツ波発生部４１０により、テラヘルツ波を発生させ、そのテラヘルツ波を対象物Ｏに照射する。そして、対象物Ｏで反射されたテラヘルツ波をレンズ６３０によってテラヘルツ波検出部４２０に収束（結像させて）検出する。この検出結果は、記憶部６１０に送出され、記憶される。なお、この対象物Ｏへのテラヘルツ波の照射および対象物Ｏで反射されたテラヘルツ波の検出は、対象物Ｏの全体に対して行う。また、前記検出結果は、例えば、パーソナルコンピューター等の外部装置に送信することもできる。パーソナルコンピューターでは、前記検出結果に基づいて、各処理を行うことができる。
【０１４３】
カメラ６００は、テラヘルツ波検出装置１００を含むため、高い検出感度を有することができる。
【０１４４】
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【０１４５】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１４６】
２…金属膜、２ａ…第１表面、２ｂ…第２表面、３…支持基板、４…層間絶縁層、６…第１保護層、８…第２保護層、１０…基板、１２…第１コンタクトホール、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…コンタクトホール、１４…第２コンタクトホール、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…コンタクトホール、１６…第１柱部、１８…第２柱部、１９…枠部、２０…メンブレン、２２…支持部、２２ａ，２２ｂ…面、２４ａ…第１腕部、２４ｂ…第２腕部、２６ａ…第１固定部、２６ｂ…第２固定部、３０…変換部、３２…金属層、３４…焦電体層、３６…金属層、４０…第１配線、４２…第２配線、４４…第１コンタクト部、４４ａ，４４ｂ，４４ｃ…コンタクト部、４６…第２コンタクト部、４６ａ，４６ｂ，４６ｃ…コンタクト部、５０…絶縁層、６０…吸収部、６２…誘電体層、６２ａ…上面、６２ｂ…下面、６４…金属構造体、７０…犠牲層、１００…テラヘルツ波検出装置、１０２…テラヘルツ波検出素子、２００，３００…テラヘルツ波検出装置、４００…イメージング装置、４１０…テラヘルツ波発生部、４２０…テラヘルツ波検出部、４２２…画素、４３０…画像形成部、５００…計測装置、５１０…計測部、６００…カメラ、６１０…記憶部、６２０…筐体、６３０…レンズ、６４０…窓部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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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１５】
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【図１６】
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【図１７】
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