(57)【要約】【課題】テラヘルツ波計測装置のサイズ及びコストの増大を抑制しながら、テラヘルツ波を発生する発生素子の冷却又は放熱を促進する。【手段】テラヘルツ波計測装置（１００）は、第１レーザ光（ＬＢ１）が照射されることで、テラヘルツ波（ＴＨｚ）を発生する発生手段（１１０）と、第２レーザ光（ＬＢ２）が照射されることで、計測対象物に対して照射されたテラヘルツ波を検出する検出手段（１３０）と、第１レーザ光の光路長と第２レーザ光の光路長との間に所望の光路長差を付与する遅延手段（１２０）と、検出手段がテラヘルツ波を検出する検出期間であって且つ遅延手段が付与する光路長差に応じて定まる検出期間に発生手段が発生するテラヘルツ波の光強度と比較して、検出期間以外の期間である非検出期間に発生手段が発生するテラヘルツ波の光強度を減少させる制御手段（１４３）とを備える【選択図】図１
2014106127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１レーザ光が照射されることで、テラヘルツ波を発生する発生手段と、
第２レーザ光が照射されることで、前記発生手段から計測対象物に対して照射された前記テラヘルツ波を検出する検出手段と、
前記第１レーザ光の光路長と前記第２レーザ光の光路長との間の光路長差を調整する調整手段と、
前記検出手段が前記テラヘルツ波を検出する検出期間であって且つ前記調整手段が調整する前記光路長差に応じて定まる検出期間に前記発生手段が発生する前記テラヘルツ波の光強度と比較して、前記検出期間以外の期間である非検出期間に前記発生手段が発生する前記テラヘルツ波の光強度を減少させる制御手段と
を備えることを特徴とするテラヘルツ波計測装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記非検出期間には、前記発生手段に前記テラヘルツ波を発生させないことを特徴とする請求項１に記載のテラヘルツ波計測装置。
【請求項３】
前記発生手段は、間にギャップ部を挟み込むと共にバイアス電圧が印加される２つの導電部を備えており、
前記制御手段は、前記検出期間に印加される前記バイアス電圧と比較して、前記非検出期間に印加される前記バイアス電圧を減少させることを特徴とする請求項１に記載のテラヘルツ波計測装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記検出期間に前記発生手段に照射される前記第１レーザ光の光強度と比較して、前記非検出期間に前記発生手段に照射される前記第１レーザ光の光強度を減少させることを特徴とする請求項１又は３に記載のテラヘルツ波計測装置。
【請求項５】
駆動電流に応じて前記第１レーザ光を発生する光源手段を更に備えており、
前記制御手段は、前記検出期間における前記駆動電流と比較して、前記非検出期間における前記駆動電流を減少させることを特徴とする請求項４に記載のテラヘルツ波計測装置。
【請求項６】
前記発生手段に向かう前記第１レーザ光の光路上に配置されると共に、前記第１レーザ光の一部又は全部の伝搬を遮断する遮断手段を更に備えており、
前記制御手段は、前記検出期間における前記遮断手段による前記第１レーザ光の遮断量と比較して、前記非検出期間における前記遮断手段による前記第１レーザ光の遮断量を増加させることを特徴とする請求項４又は５に記載のテラヘルツ波計測装置。
【請求項７】
前記発生手段は、間にギャップ部を挟み込むと共にバイアス電圧が印加される２つの導電部を備えており、
前記制御手段は、前記非検出期間に印加される前記バイアス電圧をゼロに設定することを特徴とする請求項２に記載のテラヘルツ波計測装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記非検出期間には、前記発生手段に照射される前記第１レーザ光の光強度をゼロに設定することを特徴とする請求項２又は７に記載のテラヘルツ波計測装置。
【請求項９】
駆動電流に応じて前記第１レーザ光を発生する光源手段を更に備えており、
前記制御手段は、前記非検出期間には、前記駆動電流をゼロに設定することを特徴とする請求項８に記載のテラヘルツ波計測装置。
【請求項１０】
前記発生手段に向かう前記第１レーザ光の光路上に配置されると共に、前記第１レーザ光の一部又は全部の伝搬を遮断する遮断手段を更に備えており、
前記制御手段は、前記非検出期間には、前記遮断手段に前記第１レーザ光の全部の伝搬を遮断させることを特徴とする請求項８又は９に記載のテラヘルツ波計測装置。
【請求項１１】
前記検出期間は、前記調整手段が前記光路長差の変動率が線形に変化するように前記光路長を調整している期間を含む期間であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のテラヘルツ波計測装置。
【請求項１２】
第１レーザ光が照射されることで、テラヘルツ波を発生する発生手段と、
第２レーザ光が照射されることで、前記発生手段から計測対象物に対して照射された前記テラヘルツ波を検出する検出手段と、
前記第１レーザ光の光路長と前記第２レーザ光の光路長との間の光路長差を調整する調整手段と
を備えるテラヘルツ波計測装置におけるテラヘルツ波計測方法であって、
前記検出手段が前記テラヘルツ波を検出する検出期間であって且つ前記調整手段が調整する前記光路長差に応じて定まる検出期間以外の期間である非検出期間を設定する設定工程と、
前記検出期間に前記発生手段が発生する前記テラヘルツ波の光強度と比較して、前記非検出期間に前記発生手段が発生する前記テラヘルツ波の光強度を減少させる制御工程と
を備えることを特徴とするテラヘルツ波計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばテラヘルツ波を用いて計測対象物の特性を分析するテラヘルツ波計測装置及び方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
テラヘルツ波計測装置として、テラヘルツ時間領域分光法（Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ  Ｔｉｍｅ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を利用する装置が知られている。テラヘルツ波計測装置は、以下の手順で、計測対象物の特性を分析する。まず、超短パルスレーザ光（例えば、フェムト秒パルスレーザ光）を分岐することで得られる一のレーザ光であるポンプ光（言い換えれば、励起光）が、バイアス電圧が印加されているテラヘルツ波発生素子に照射される。その結果、テラヘルツ波発生素子は、テラヘルツ波を発生する。テラヘルツ波発生素子が発生したテラヘルツ波は、計測対象物に照射される。計測対象物に照射されたテラヘルツ波は、計測対象物からの反射光又は透過光として、超短パルスレーザ光を分岐することで得られる他のレーザ光であって且つポンプ光に対する光学的な遅延（つまり、光路長差）が付与されたプローブ光（言い換えれば、励起光）が照射されているテラヘルツ波検出素子に照射される。その結果、テラヘルツ波検出素子は、計測対象物で反射又は透過したテラヘルツ波の強度に応じた電流信号を検出する。当該検出されたテラヘルツ波（つまり、時間領域のテラヘルツ波であり、電流信号）をフーリエ変換することで、当該テラヘルツ波のスペクトル（つまり、振幅及び位相の周波数応答特性）等が取得される。その結果、当該テラヘルツ波のスペクトルを解析することで、計測対象物の特性が分析される。
【０００３】
ところで、テラヘルツ波発生素子を相対的に長時間使用し続けると、テラヘルツ波発生素子が備える２つの導電素子（例えば、ダイポールアンテナ）間のギャップ部に流れる電流が急激に増加してしまうという技術的課題が発生する（例えば、特許文献１参照）。このような技術的課題が発生する一つの原因としては、例えば、テラヘルツ波発生素子内で熱的に励起されたキャリアの増加があげられる。このような技術的課題を解決するために、特許文献１には、テラヘルツ波発生素子を冷却する冷却機構又はテラヘルツ波発生素子の放熱を促進する放熱機構を採用することで、テラヘルツ波発生素子が備える２つの導電素子間のギャップに流れる電流の急激な増加を抑制する技術が開示されている。
【０００４】
その他、本発明に関連する文献として、特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２２７６６号公報
【特許文献２】特開２００８−１２２３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、冷却機構又は放熱機構という新たな物理的構造物が必要になってくる。従って、テラヘルツ波計測装置のサイズ及びコストの増大につながるという技術的課題が新たに生ずる。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、テラヘルツ波計測装置のサイズ及びコストの増大を抑制しながら、テラヘルツ波を発生する発生素子の冷却又は放熱を促進することを可能とならしめるテラヘルツ波計測装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するテラヘルツ波計測装置は、第１レーザ光が照射されることで、テラヘルツ波を発生する発生手段と、第２レーザ光が照射されることで、前記発生手段から計測対象物に対して照射された前記テラヘルツ波を検出する検出手段と、前記第１レーザ光の光路長と前記第２レーザ光の光路長との間の光路長差を調整する調整手段と、前記検出手段が前記テラヘルツ波を検出する検出期間であって且つ前記調整手段が調整する前記光路長差に応じて定まる検出期間に前記発生手段が発生する前記テラヘルツ波の光強度と比較して、前記検出期間以外の期間である非検出期間に前記発生手段が発生する前記テラヘルツ波の光強度を減少させる制御手段とを備える。
【０００９】
上記課題を解決するテラヘルツ波計測方法は、第１レーザ光が照射されることで、テラヘルツ波を発生する発生手段と、第２レーザ光が照射されることで、前記発生手段から計測対象物に対して照射された前記テラヘルツ波を検出する検出手段と、前記第１レーザ光の光路長と前記第２レーザ光の光路長との間の光路長差を調整する調整手段とを備えるテラヘルツ波計測装置におけるテラヘルツ波計測方法であって、前記検出手段が前記テラヘルツ波を検出する検出期間であって且つ前記調整手段が調整する前記光路長差に応じて定まる検出期間以外の期間である非検出期間を設定する設定工程と、前記検出期間に前記発生手段が発生する前記テラヘルツ波の光強度と比較して、前記非検出期間に前記発生手段が発生する前記テラヘルツ波の光強度を減少させる制御工程とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施例のテラヘルツ波計測装置の構成を示すブロック図である。
【図２】テラヘルツ波発生素子及びテラヘルツ波検出素子の夫々の構成を示す斜視図である。
【図３】第１実施例のテラヘルツ波計測装置によるテラヘルツ波の光強度の調整動作の流れを示すフローチャートである。
【図４】図３に示す調整動作が行われた場合に観測される測定区間信号及びバイアス電圧の波形を、光遅延器によって設定されたポンプ光の光路とプローブ光の光路との間の光路長差と共に示すグラフである。
【図５】バイアス電圧が直流電圧である状況下で図３に示す調整動作が行われた場合に観測される測定区間信号及びバイアス電圧の波形を、光遅延器によって設定されたポンプ光の光路とプローブ光の光路との間の光路長差と共に示すグラフである。
【図６】第２実施例のテラヘルツ波計測装置が備える光遅延器の構成を示す平面図である。
【図７】第２実施例のテラヘルツ波計測装置が図３に示す調整動作を行った場合に観測される測定区間信号及びバイアス電圧の波形を、光遅延器によって設定されたポンプ光の光路とプローブ光の光路との間の光路長差と共に示すグラフである。
【図８】第３実施例のテラヘルツ波計測装置の構成を示すブロック図である。
【図９】第３実施例のテラヘルツ波計測装置によるテラヘルツ波の光強度の調整動作の流れを示すフローチャートである。
【図１０】図９に示す調整動作が行われた場合に観測される測定区間信号駆動電流及びパルスレーザ光の平均光強度の波形を、光遅延器によって設定されたポンプ光の光路とプローブ光の光路との間の光路長差と共に示すグラフである。
【図１１】第４実施例のテラヘルツ波計測装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】第４実施例のテラヘルツ波計測装置によるテラヘルツ波の光強度の調整動作の流れを示すフローチャートである。
【図１３】図１２に示す調整動作が行われた場合に観測される測定区間信号駆動電流及びポンプ光の平均光強度の波形を、光遅延器によって設定されたポンプ光の光路とプローブ光の光路との間の光路長差と共に示すグラフである。
【図１４】第５実施例のテラヘルツ波計測装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】第５実施例のテラヘルツ波計測装置によるテラヘルツ波の光強度の調整動作の流れを示すフローチャートである。
【図１６】図１５に示す調整動作が行われた場合に観測される測定区間信号、バイアス電圧駆動電流及びパルスレーザ光の平均光強度の波形を、光遅延器によって設定されたポンプ光の光路とプローブ光の光路との間の光路長差と共に示すグラフである。
【図１７】第６実施例のテラヘルツ波計測装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】第６実施例のテラヘルツ波計測装置によるテラヘルツ波の光強度の調整動作の流れを示すフローチャートである。
【図１９】図１８に示す調整動作が行われた場合に観測される測定区間信号及びバイアス電圧の波形を、光遅延器によって設定されたポンプ光の光路とプローブ光の光路との間の光路長差と共に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、テラヘルツ波計測装置及び方法の実施形態について順に説明する。
【００１２】
（テラヘルツ波計測装置の実施形態）
＜１＞
本実施形態のテラヘルツ波計測装置は、第１レーザ光が照射されることで、テラヘルツ波を発生する発生手段と、第２レーザ光が照射されることで、前記発生手段から計測対象物に対して照射された前記テラヘルツ波を検出する検出手段と、前記第１レーザ光の光路長と前記第２レーザ光の光路長との間の光路長差を調整する調整手段と、前記検出手段が前記テラヘルツ波を検出する検出期間であって且つ前記調整手段が調整する前記光路長差に応じて定まる検出期間に前記発生手段が発生する前記テラヘルツ波の光強度と比較して、前記検出期間以外の期間である非検出期間に前記発生手段が発生する前記テラヘルツ波の光強度を減少させる制御手段とを備える。
【００１３】
本実施形態のテラヘルツ波計測装置によれば、発生手段、検出手段及び調整手段の動作により、テラヘルツ時間領域分光法（Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ  Ｔｉｍｅ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて、測定対象物に照射されたテラヘルツ波が検出される。検出されたテラヘルツ波は、測定対象物の特性の分析に利用される。尚、テラヘルツ時間領域分光法を用いたテラヘルツ波の検出方法自体は、既存の検出方法を用いてもよい。以下、テラヘルツ時間領域分光法を用いたテラヘルツ波の検出方法の概略について、簡単に説明する。
【００１４】
具体的には、発生手段は、当該発生手段に第１レーザ光が励起光（例えば、ポンプ光）として照射されることで、テラヘルツ波を発生させる。発生手段が発生したテラヘルツ波は、測定対象物に照射される。
【００１５】
検出手段は、当該検出手段に第２レーザ光が励起光（例えば、プローブ光）として照射されることで、測定対象物によって反射された又は測定対象物を透過したテラヘルツ波を検出する。
【００１６】
このとき、調整手段は、第１レーザ光の光路と第２レーザ光の光路との間の光路長差を調整する。言い換えれば、調整手段は、第１レーザ光の光路と第２レーザ光の光路との間の光路長差を、所望値に設定する。光路長差を調整するために、調整手段は、例えば、第１レーザ光の光路長及び第２レーザ光の光路長のうちの少なくとも一方を調整してもよい。このような光路長差の調整は、サブピコ秒というオーダーで現れるテラヘルツ波の波形を好適に検出するために行われる。
【００１７】
本実施形態では特に、制御手段は、発生手段が発生するテラヘルツ波の光強度を調整する。具体的には、制御手段は、検出期間に発生手段が発生するテラヘルツ波の光強度が、非検出期間に発生手段が発生するテラヘルツ波の光強度と異なるように、発生手段が発生するテラヘルツ波の光強度を調整する。より具体的には、制御手段は、検出期間に発生手段が発生するテラヘルツ波の光強度と比較して、非検出期間に発生手段が発生するテラヘルツ波の光強度が減少する（言い換えれば、小さくなる）ように、発生手段が発生するテラヘルツ波の光強度を調整する。
【００１８】
ここで、「検出期間」は、検出手段がテラヘルツ波を検出する期間を意味する。このような検出期間は、典型的には、検出手段がテラヘルツ波を精度よく検出することができる期間と一致するように設定されることが好ましい。或いは、このような検出期間は、典型的には、検出手段がテラヘルツ波を検出するべきである期間と一致するように設定されることが好ましい。或いは、このような検出期間は、典型的には、検出手段がテラヘルツ波を検出することが好ましい期間と一致するように設定されることが好ましい。
【００１９】
一方で、「非検出期間」は、検出期間以外の期間（つまり、検出期間がテラヘルツ波を検出しない期間）を意味する。このような非検出期間は、典型的には、検出手段がテラヘルツ波を精度よく検出することができない期間と一致するように設定されることが好ましい。或いは、このような非検出期間は、典型的には、検出手段がテラヘルツ波を検出するべきでない期間と一致するように設定されることが好ましい。或いは、このような非検出期間は、典型的には、検出手段がテラヘルツ波を検出することが好ましくない期間と一致するように設定されることが好ましい。
【００２０】
特に、本実施形態では、テラヘルツ波の検出タイミング又は検出精度に影響を与え得る光路長差（つまり、調整手段が調整する光路長差）に応じて、検出期間が定められる。尚、検出期間以外の期間が非検出期間であることを考慮すれば、テラヘルツ波の検出タイミングを規定する光路長差に応じて、非検出期間が定められるとも言える。
【００２１】
ここで、非検出期間には、発生手段は、相対的に光強度が小さいテラヘルツ波を発生する。このため、非検出期間には、相対的に光強度が大きいテラヘルツ波を発生している検出期間と比較して、テラヘルツ波の発生に伴う発生手段の発熱が抑制される。言い換えれば、非検出期間には、検出期間と比較して、発生手段の冷却又は放熱が促進される。従って、非検出期間には、検出期間と比較して、発生手段内で熱的に励起されたキャリアの増加が抑制される。このため、本実施形態では、テラヘルツ波の光強度が固定されている（言い換えれば、意図的に又は積極的に減少することがない）比較例のテラヘルツ波計測装置と比較して、発生手段内を流れる電流（例えば、後に図面を用いて詳述するように、発生手段が備える２つの導電部間のギャップに流れる電流）の急激な増加を抑制することができる。
【００２２】
その一方で、検出期間には、発生手段は、相対的に光強度が大きいテラヘルツ波を発生する。つまり、テラヘルツ波を用いた測定対象物の特性の分析に影響を与えかねないテラヘルツ波の光強度の減少は、検出手段がテラヘルツ波を検出しない非検出期間に行われる。従って、非検出期間にテラヘルツ波の光強度が減少したとしても、テラヘルツ波を用いた測定対象物の特性の分析が好適に行われることに変わりはない。
【００２３】
更には、本実施形態では、冷却機構又は放熱機構という新たな物理的構造物を用いることなく、テラヘルツ波の発生に伴う発生手段の発熱が抑制される。従って、テラヘルツ波計測装置のサイズ及びコストの増大を抑制しながら、発生手段の冷却又は放熱が促進される。
【００２４】
＜２＞
本実施形態のテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記制御手段は、前記非検出期間には、前記発生手段に前記テラヘルツ波を発生させない。
【００２５】
この態様によれば、制御手段は、発生手段が発生するテラヘルツ波の光強度を、当該光強度がゼロになるまで減少させることができる。従って、この態様では、発生手段が発生するテラヘルツ波の光強度を、当該光強度がゼロよりも大きな値になるまで減少させる態様と比較して、テラヘルツ波の発生に伴う発生手段の発熱がより一層抑制される。このため、発生手段内を流れる電流（例えば、後に図面を用いて詳述するように、発生手段が備える２つの導電部間のギャップに流れる電流）の急激な増加をより一層抑制することができる。
【００２６】
＜３＞
本実施形態のテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記発生手段は、間にギャップ部を挟み込むと共にバイアス電圧が印加される２つの導電部を備えており、前記制御手段は、前記検出期間に印加される前記バイアス電圧と比較して、前記非検出期間に印加される前記バイアス電圧を減少させる。
【００２７】
この態様によれば、制御手段は、発生手段に印加されるバイアス電圧を減少させることで、発生手段が発生するテラヘルツ波の光強度を比較的容易に且つ好適に減少させることができる。
【００２８】
＜４＞
本実施形態のテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記制御手段は、前記検出期間に前記発生手段に照射される前記第１レーザ光の光強度と比較して、前記非検出期間に前記発生手段に照射される前記第１レーザ光の光強度を減少させる。
【００２９】
この態様によれば、制御手段は、発生手段に照射される第１レーザ光の光強度（例えば、平均光強度）を減少させることで、発生手段が発生するテラヘルツ波の光強度を比較的容易に且つ好適に減少させることができる。
【００３０】
＜５＞
上述の如く発生手段に照射される第１レーザ光の光強度を減少させるテラヘルツ波計測装置の態様では、駆動電流に応じて前記第１レーザ光を発生する光源手段を更に備えており、前記制御手段は、前記検出期間における前記駆動電流と比較して、前記非検出期間における前記駆動電流を減少させる。
【００３１】
この態様によれば、制御手段は、第１レーザ光を発生するために光源手段に出力される駆動電流を減少させることで、発生手段に照射される第１レーザ光の光強度を比較的容易に且つ好適に減少させることができる。
【００３２】
＜６＞
上述の如く発生手段に照射される第１レーザ光の光強度を減少させるテラヘルツ波計測装置の態様では、前記発生手段に向かう前記第１レーザ光の光路上に配置されると共に、前記第１レーザ光の一部又は全部の伝搬を遮断する遮断手段を更に備えており、前記制御手段は、前記検出期間における前記遮断手段による前記第１レーザ光の遮断量と比較して、前記非検出期間における前記遮断手段による前記第１レーザ光の遮断量を増加させる。
【００３３】
この態様によれば、制御手段は、光源手段から発生手段に向かう途中の光路上での第１レーザ光の遮断量を増加させる（言い換えれば、透過量を減少させる）ことで、発生手段に照射される第１レーザ光の光強度を比較的容易に且つ好適に減少させることができる。
【００３４】
＜７＞
上述の如く非検出期間に発生手段にテラヘルツ波を発生させないテラヘルツ波計測装置の態様では、前記発生手段は、間にギャップ部を挟み込むと共にバイアス電圧が印加される２つの導電部を備えており、前記制御手段は、前記非検出期間に印加される前記バイアス電圧をゼロに設定する。
【００３５】
この態様によれば、制御手段は、発生手段に印加されるバイアス電圧をゼロに設定することで、発生手段がテラヘルツ波を発生しない状態を比較的容易に且つ好適に実現することができる。
【００３６】
＜８＞
上述の如く非検出期間に発生手段にテラヘルツ波を発生させないテラヘルツ波計測装置の態様では、前記制御手段は、前記非検出期間には、前記発生手段に照射される前記第１レーザ光の光強度をゼロに設定する。
【００３７】
この態様によれば、制御手段は、発生手段に照射される第１レーザ光の光強度をゼロに設定することで、発生手段がテラヘルツ波を発生しない状態を比較的容易に且つ好適に実現することができる。
【００３８】
＜９＞
上述の如く発生手段に照射される第１レーザ光の光強度をゼロに設定するテラヘルツ波計測装置の態様では、駆動電流に応じて前記第１レーザ光を発生する光源手段を更に備えており、前記制御手段は、前記非検出期間には、前記駆動電流をゼロに設定する。
【００３９】
この態様によれば、制御手段は、第１レーザ光を発生するために光源手段に出力される駆動電流をゼロに設定することで、発生手段に照射される第１レーザ光の光強度を比較的容易に且つ好適にゼロに設定することができる。
【００４０】
＜１０＞
上述の如く発生手段に照射される第１レーザ光の光強度をゼロに設定するテラヘルツ波計測装置の態様では、前記発生手段に向かう前記第１レーザ光の光路上に配置されると共に、前記第１レーザ光の一部又は全部の伝搬を遮断する遮断手段を更に備えており、前記制御手段は、前記非検出期間には、前記遮断手段に前記第１レーザ光の全部の伝搬を遮断させる。
【００４１】
この態様によれば、制御手段は、光源手段から発生手段に向かう途中の光路上において第１レーザ光の全部を遮断させる（言い換えれば、透過量をゼロに設定する）ことで、発生手段に照射される第１レーザ光の光強度を比較的容易に且つ好適にゼロに設定することができる。
【００４２】
＜１１＞
本実施形態のテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記検出期間は、前記遅延手段が付与する前記光路長差が線形に変化する期間を含む期間である。
【００４３】
この態様によれば、このような検出期間には、相対的に光強度が大きいテラヘルツ波を発生手段が発生するがゆえに、テラヘルツ波を用いた測定対象物の特性の分析が好適に行われる。一方で、このような検出期間以外の非検出期間には、発生手段の冷却又は放熱が促進される。
【００４４】
（テラヘルツ波計測方法の実施形態）
＜１２＞
本実施形態のテラヘルツ波計測方法は、第１レーザ光が励起光として照射されることで、テラヘルツ波を発生する発生手段と、第２レーザ光が励起光として照射されることで、前記発生手段から計測対象物に対して照射された前記テラヘルツ波を検出する検出手段と、前記第１レーザ光の光路長と前記第２レーザ光の光路長との間の光路長差を調整する調整手段とを備えるテラヘルツ波計測装置におけるテラヘルツ波計測方法であって、前記検出手段が前記テラヘルツ波を検出する検出期間であって且つ前記調整手段が調整する前記光路長差に応じて定まる検出期間以外の期間である非検出期間を設定する設定工程と、前記検出期間に前記発生手段が発生する前記テラヘルツ波の光強度と比較して、前記非検出期間に前記発生手段が発生する前記テラヘルツ波の光強度を減少させる制御工程とを備える。
【００４５】
本実施形態のテラヘルツ波計測方法によれば、上述した本実施形態のテラヘルツ波計測装置が享受することができる各種効果と同様の効果を好適に享受することができる。
【００４６】
尚、上述した本実施形態のテラヘルツ波計測装置が取り得る各種態様に対応して、本実施形態のテラヘルツ波計測方法もまた各種態様をとってもよい。
【００４７】
本実施形態のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施例から更に明らかにされる。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態のテラヘルツ波計測装置は、発生手段と、検出手段と、遅延手段と、制御手段とを備える。本実施形態のテラヘルツ波計測方法は、設定工程と、制御工程とを備える。従って、テラヘルツ波計測装置のサイズ及びコストの増大を抑制しながら、テラヘルツ波を発生する発生手段の冷却又は放熱を促進することができる。
【実施例】
【００４９】
以下、図面を参照しながら、実施例について説明する。
【００５０】
（１）第１実施例
初めに、図１から図５を参照しながら、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００について説明する。
【００５１】
（１−１）テラヘルツ波計測装置の構成
初めに、図１を参照しながら、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００の構成について説明する。図１は、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００の構成を示すブロック図である。
【００５２】
図１に示すように、テラヘルツ波計測装置１００は、テラヘルツ波ＴＨｚを測定対象物に照射すると共に、測定対象物を透過した又は測定対象物から反射したテラヘルツ波ＴＨｚ（つまり、測定対象物に照射されたテラヘルツ波ＴＨｚ）を検出する。
【００５３】
テラヘルツ波ＴＨｚは、１テラヘルツ（１ＴＨｚ＝１０１２Ｈｚ）前後の周波数領域（つまり、テラヘルツ領域）に属する電磁波である。テラヘルツ領域は、光の直進性と電磁波の透過性を兼ね備えた周波数領域である。テラヘルツ領域は、様々な物質が固有の吸収スペクトルを有する周波数領域である。従って、テラヘルツ波計測装置１００は、測定対象物に照射されたテラヘルツ波ＴＨｚの周波数スペクトルを解析することで、測定対象物の特性を分析することができる。
【００５４】
測定対象物に照射されたテラヘルツ波ＴＨｚの周波数スペクトルを取得するために、テラヘルツ波計測装置１００は、テラヘルツ時間領域分光法（Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ  Ｔｉｍｅ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を採用している。テラヘルツ時間領域分光法は、テラヘルツ波ＴＨｚを測定対象物に照射すると共に、測定対象物を透過した又は測定対象物から反射したテラヘルツ波ＴＨｚの時間波形をフーリエ変換することで、当該テラヘルツ波の周波数スペクトル（つまり、周波数毎の振幅及び位相）を取得する方法である。
【００５５】
ここで、テラヘルツ波ＴＨｚの周期は、サブピコ秒のオーダーの周期であるがゆえに、当該テラヘルツ波ＴＨｚの時間波形を直接的に検出することが技術的に困難である。そこで、テラヘルツ波計測装置１００は、時間遅延走査に基づくポンプ・プローブ法を採用する、テラヘルツ波ＴＨｚの時間波形を間接的に検出する。
【００５６】
図１に示すように、このようなテラヘルツ時間領域分光法及びポンプ・プローブ法を採用するテラヘルツ波計測装置１００は、「光源手段」の一具体例であるパルスレーザ装置１０１と、「発生手段」の一具体例であるテラヘルツ波発生素子１１０と、ビームスプリッタ１６１と、反射鏡１６２と、反射鏡１６３と、「遅延手段」の一具体例である光遅延器１２０と、「検出手段」の一具体例であるテラヘルツ波検出素子１３０と、バイアス電圧生成部１４１と、測定区間信号生成部１４２と、「制御手段」の一具体例であるテラヘルツ波発生制御部１４３と、Ｉ−Ｖ（電流−電圧）変換部１４４と、演算処理部１５０とを備えている。
【００５７】
パルスレーザ装置１０１は、当該パルスレーザ装置１０１に入力される駆動電流に応じた光強度を有するサブピコ秒オーダー又はフェムト秒オーダーのパルスレーザ光ＬＢを生成する。パルスレーザ装置１０１が生成したパルスレーザ光ＬＢは、不図示の導光路（例えば、光ファイバ等）を介して、ビームスプリッタ１６１に入射する。
【００５８】
ビームスプリッタ１６１は、パルスレーザ光ＬＢを、「第１レーザ光」の一具体例であるポンプ光ＬＢ１と「第２レーザ光」の一具体例であるプローブ光ＬＢ２とに分岐する。ポンプ光ＬＢ１は、不図示の導光路を介して、テラヘルツ波発生素子１１０に入射する。一方で、プローブ光ＬＢ２は、不図示の導光路及び反射鏡１６２を介して、光遅延器１２０に入射する。
【００５９】
光遅延器１２０は、ポンプ光ＬＢ１の光路長とプローブ光ＬＢ２の光路長との間の差分（つまり、光路長差）を調整する。具体的には、光遅延器１２０は、プローブ光ＬＢ２の光路長を調整することで、ポンプ光ＬＢ１の光路長とプローブ光ＬＢ２の光路長との間の光路長差を調整する。尚、ポンプ光ＬＢ１の光路長とプローブ光ＬＢ２の光路長との間の光路長差を調整することで、ポンプ光ＬＢ１がテラヘルツ波発生素子１１０に入射するタイミング（或いは、テラヘルツ波発生素子１１０から出射するテラヘルツ波ＴＨｚがテラヘルツ検出素子１３０に入射するタイミング）と、プローブ光ＬＢ２がテラヘルツ波検出素子１３０に入射するタイミングとの間の相対的なずれ量を調整することができる。例えば、光遅延器１２０によってプローブ光ＬＢ２の光路が０．３ミリメートル（但し、空気中での光路長）だけ長くなると、プローブ光ＬＢ２がテラヘルツ波検出素子１３０に入射するタイミングが１ピコ秒だけ遅くなる。この場合、テラヘルツ波検出素子１３０がテラヘルツ波ＴＨｚを検出するタイミングが、１ピコ秒だけ遅くなる。テラヘルツ波検出素子１３０に対して同一の波形を有するテラヘルツ波ＴＨｚが数十ＭＨｚ程度の間隔で繰り返し入射することを考慮すれば、テラヘルツ波検出素子１３０がテラヘルツ波ＴＨｚを検出するタイミングを徐々にずらすことで、テラヘルツ検出素子１３０は、テラヘルツ波ＴＨｚの時間波形を間接的に検出することができる。
【００６０】
但し、光遅延器１２０は、プローブ光ＬＢ２の光路長に加えて又は代えて、ポンプ光ＬＢ１の光路長を調整することで、ポンプ光ＬＢ１の光路長とプローブ光ＬＢ２の光路長との間の光路長差を調整してもよい。この場合、光遅延器１２０は、ビームスプリッタ１１１とテラヘルツ波発生素子１１０との間のポンプ光ＬＢ１の光路上に配置されることが好ましい。
【００６１】
プローブ光ＬＢ２の光路長を調整するために、光遅延器１２０は、再帰反射鏡１２１と、送りネジ機構１２２と、モータ１２３とを備えている。
【００６２】
再帰反射鏡１２１は、当該再帰反射鏡１２１に入射してくるプローブ光ＬＢ２を再帰反射する。つまり、再帰反射鏡１２１は、当該再帰反射鏡１２１に入射してくるプローブ光ＬＢ２を、当該プローブ光ＬＢ２の入射方向と平行な方向に向けて反射する。第１実施例では、再帰反射鏡１２１は、９０度の角度で交わる第１反射面１２１ａと第２反射面１２１ｂとを備えている。第１反射面１２１ａは、再帰反射鏡１２１に入射してくるプローブ光ＬＢ２を、第２反射面１２１ｂに向けて反射する。第２反射面１２１ｂは、第１反射面１２１ａから第２反射面１２１ｂに入射してくるプローブ光ＬＢ２を、再帰反射鏡１２０の外部（例えば、反射鏡１６３）に向けて反射する。
【００６３】
再帰反射鏡１２１は、送りネジ機構１２２に嵌合する送り溝を備えている。その結果、再帰反射鏡１２１は、モータ１２３の駆動による送りネジ機構１２２の回転に合わせて、プローブ光ＬＢ２の光路（具体的には、再帰反射光１２１に入射する時点でのプローブ光ＬＢ２の光路であって、図１中の上下方向）に沿って移動する。再帰反射鏡１２１の移動により、プローブ光ＬＢ２の光路長が調整される。
【００６４】
尚、再帰反射鏡１２１の移動は、演算処理部１５０の制御の下で行われる。つまり、演算処理部１５０は、モータ１２３の駆動量を指定する制御信号をモータ１２３に出力することで、モータ１２３の動作を制御する。
【００６５】
光遅延器１２０から出射したプローブ光ＬＢ２は、不図示の導光路及び反射鏡１６３を介して、テラヘルツ波検出素子１３０に入射する。
【００６６】
ここで、図２を参照しながら、ポンプ光ＬＢ１が照射されるテラヘルツ波発生素子１１０及びプローブ光ＬＢ２が照射されるテラヘルツ検出素子１３０について更に詳細に説明する。図２は、テラヘルツ波発生素子１１０及びテラヘルツ波検出素子１３０の夫々の構成を示す斜視図である。尚、図２に示すテラヘルツ波発生素子１１０及びテラヘルツ波検出素子１３０の構成はあくまで一例であり、図２に示す構成とは異なる構成を有する光伝導アンテナ又は光伝導スイッチが、テラヘルツ波発生素子１１０及びテラヘルツ波検出素子１３０として用いられてもよい。
【００６７】
図２（ａ）に示すように、テラヘルツ波発生素子１１０は、基板１１１と、「導電部」の一具体例であるアンテナ（言い換えれば、伝送線路）１１２と、「導電部」の一具体例であるアンテナ（言い換えれば、伝送線路）１１３とを備えている。
【００６８】
基板１１１は、例えば、ＧａＡｓ（Ｇａｌｌｉｕｍ  Ａｒｓｅｎｉｄｅ）基板等の半導体基板である。アンテナ１１２及びアンテナ１１３の夫々は、長手方向に延在する形状を有するモノポールアンテナである。アンテナ１１２及びアンテナ１１３は、短手方向に沿って並列するように基板１１１上に配置される。アンテナ１１２とアンテナ１１３との間には、数マイクロメートル程度のギャップ（つまり、間隙）１１４が確保される。従って、アンテナ１１２及びアンテナ１１３全体として、ダイポールアンテナを構成する。
【００６９】
ギャップ１１４には、アンテナ１１２及びアンテナ１１３並びにテラヘルツ波発生制御部１４３を介して、バイアス電圧生成部１４１から出力されるバイアス電圧が印加されている。有効なバイアス電圧（例えば、０Ｖでないバイアス電圧）がギャップ１１４に印加されている状態でポンプ光ＬＢ１がギャップ１１４に照射されると、テラヘルツ波発生素子１１０には、ポンプ光ＬＢ１による光励起によってキャリアが発生する。その結果、テラヘルツ波発生素子１１０には、発生したキャリアに応じたサブピコ秒オーダーの又はフェムト秒オーダーのパルス状の電流信号が発生する。その結果、テラヘルツ波発生素子１１０には、当該パルス状の電流信号に起因したテラヘルツ波ＴＨｚが発生する。
【００７０】
図２（ｂ）に示すように、テラヘルツ波検出素子１３０もまた、テラヘルツ波発生素子１１０と同様の構成を有している。つまり、テラヘルツ波検出素子１３０は、基板１３１と、「導電部」の一具体例であるアンテナ（言い換えれば、伝送線路）１３２と、「導電部」の一具体例であるアンテナ（言い換えれば、伝送線路）１３３とを備えている。基板１３１、アンテナ１３２及びアンテナ１３３は、夫々、基板１１１、アンテナ１１２及びアンテナ１１３と同様の構成を有している。
【００７１】
プローブ光ＬＢ２がギャップ１３４に照射されると、テラヘルツ検出素子１３０には、プローブ光ＬＢ２による光励起によってキャリアが発生する。プローブ光ＬＢ２がギャップ１３４に照射されている状態でテラヘルツ検出素子１３０にテラヘルツ波ＴＨｚが照射されると、ギャップ１３４には、テラヘルツ波ＴＨｚの光強度に応じた信号強度を有する電流信号が発生する。当該電流信号は、アンテナ１３２及びアンテナ１３３を介して、Ｉ−Ｖ変換部１４４に出力される。
【００７２】
再び図１において、テラヘルツ波発生素子１１０から出射したテラヘルツ波ＴＨｚは、不図示の光学系（例えば、レンズ等）を介して、測定対象物に照射される。測定対象物に照射されたテラヘルツ波ＴＨｚは、測定対象物からの反射光又は透過光として、不図示の光学系（例えば、レンズ等）を介して、テラヘルツ波検出素子１３０に入射する。その結果、テラヘルツ波検出素子１３０からは、テラヘルツ波ＴＨｚの光強度に応じた信号強度を有する電流信号が出力される。
【００７３】
テラヘルツ波検出素子１３０から出力される電流信号は、Ｉ―Ｖ変換部１４４によって、電圧信号に変換される。その後、演算処理部１５０は、電圧信号に対して、バイアス電圧を参照信号とする同期検波を行う。その結果、演算処理部１５０は、テラヘルツ波ＴＨｚのサンプル値を検出する。その後、ポンプ光ＬＢ１の光路長とプローブ光ＬＢ２の光路長との間の光路長差を適宜調整しながら同様の動作が繰り返されることで、演算処理部１５０は、テラヘルツ波形の時間波形を検出することができる。合わせて、演算処理部１５０は、検出されたテラヘルツ波形の時間波形をフーリエ変換することで、当該テラヘルツ波の周波数スペクトル（つまり、周波数毎の振幅及び位相）を取得してもよい。更に、演算処理部１５０は、テラヘルツ波の周波数スペクトルを解析することで、測定対象物の特性を分析してもよい。
【００７４】
ここで、テラヘルツ波発生素子１１０が長時間継続してテラヘルツ波ＴＨｚを出射し続けると、テラヘルツ波発生素子１１０のギャップ１１４に流れる電流が過度に又は急激に大きくなってしまうという技術的問題が生ずる。ギャップ１１４に流れる電流が過度に又は急激に大きくなる原因の一つとして、テラヘルツ波発生素子１１０内で熱的に励起されたキャリアの増加があげられる。従って、第１実施例では、テラヘルツ波発生制御部１４３は、テラヘルツ波発生素子１１０における発熱を抑制するために、テラヘルツ波発生素子１２０が発生するテラヘルツ波ＴＨｚの光強度を適宜調整する。特に、第１実施例では、テラヘルツ波発生制御部１４３は、バイアス電圧生成部１４１が生成するバイアス電圧を調整することで、テラヘルツ波発生素子１２０が発生するテラヘルツ波ＴＨｚの光強度を適宜調整する。
【００７５】
加えて、第１実施例では、テラヘルツ波発生制御部１４３は、測定区間信号生成部１４２が生成する測定区間信号に応じて、テラヘルツ波発生素子１２０が発生するテラヘルツ波ＴＨｚの光強度を適宜調整する。測定区間信号生成部１４２は、演算処理部１５０の制御の下で、テラヘルツ波検出素子１３０がテラヘルツ波ＴＨｚを検出する期間中にハイレベル（或いは、第１レベル）になる一方でテラヘルツ波検出素子１３０がテラヘルツ波ＴＨｚを検出しない期間中にローレベル（或いは、第１レベルとは異なる第２レベル）になる測定区間信号を生成する。テラヘルツ波発生制御部１４３は、測定区間信号がハイレベルとなる期間中におけるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度よりも、測定区間信号がローレベルとなる期間中におけるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度が小さくなるように、テラヘルツ波発生素子１２０が発生するテラヘルツ波ＴＨｚの光強度を適宜調整する。
【００７６】
以下、このようなテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整（第１実施例では、バイアス電圧の調整によるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整）の態様について更に説明を進める。
【００７７】
尚、上述の説明では、バイアス電圧生成部１４１、測定区間信号生成部１４２及びテラヘルツ波発生制御部１４３が、ＣＰＵである演算処理部１５０から独立した構成要件（例えば、ハードウェア回路）として構成されている。しかしながら、バイアス電圧生成部１４１、測定区間信号生成部１４２及びテラヘルツ波発生制御部１４３は、ＣＰＵである演算処理部１５０の内部にコンピュータプログラムによって実現される論理的な処理ブロックであってもよい。
【００７８】
（１−２）テラヘルツ波計測装置によるテラヘルツ波の光強度の調整動作
続いて、図３から図４を参照しながら、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００によるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整動作について説明を進める。図３は、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００によるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整動作の流れを示すフローチャートである。図４は、図３に示す調整動作が行われた場合に観測される測定区間信号及びバイアス電圧の波形を、光遅延器１２０によって設定されたポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差と共に示すグラフである。
【００７９】
図３に示すように、測定区間信号生成部１４２は、現在時刻が、テラヘルツ検出素子１３０がテラヘルツ波ＴＨｚの検出を行う測定期間に含まれる時刻であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。言い換えれば、測定区間信号生成部１４２は、現在時刻が、テラヘルツ検出素子１３０がテラヘルツ波ＴＨｚの検出を行わない非測定期間に含まれない時刻であるか否かを判定する。
【００８０】
第１実施例では、測定期間は、光遅延器１２０によって設定されたポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差に応じて規定される。また、非測定期間は、測定期間以外の期間である。
【００８１】
一例として、例えば、ポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差が線形に変化している期間が測定期間となる例について、図４を参照しながら説明する。ポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差を調整する際には、再帰反射鏡１２１は、加減速を繰り返しながら移動する。その結果、図４の１段目のグラフに示すように、再帰反射鏡１２１の移動速度が固定された期間（例えば、時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間及び時刻ｔ３から時刻ｔ４の間の期間）と再帰反射鏡１２１の移動速度が変化する期間（例えば、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間及び時刻ｔ４から時刻ｔ５の間の期間）とが交互に現れることになる。従って、図４の２段目のグラフに示すように、ポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差が線形に変化する期間（例えば、時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間及び時刻ｔ３から時刻ｔ４の間の期間）と、ポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差が非線形に変化する期間（例えば、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間及び時刻ｔ４から時刻ｔ５の間の期間）とが交互に現れることになる。ポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差が線形に変化する期間は、ポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差が非線形に変化する期間と比較して、テラヘルツ波検出素子１３０はテラヘルツ波ＴＨｚを検出しやすい。従って、例えば、ポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差が線形に変化する期間が、測定期間として用いられてもよい。一方で、ポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差が非線形に変化する期間が、非測定期間として用いられてもよい。
【００８２】
但し、ポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差が非線形に変化する期間であっても、当該期間の一部又は全部が、測定期間として用いられてもよい。
【００８３】
尚、演算処理部１５０から測定区間信号生成部１４２に対して、ポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差が線形に変化する期間を直接的に示す制御情報が通知されてもよい。或いは、演算処理部１５０から測定区間信号生成部１４２に対して、ポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差が線形に変化する期間を間接的に示す制御情報（例えば、モータ１２３の駆動量等）が通知されてもよい。いずれにせよ、測定区間信号生成部１４２は、演算処理部１５０から通知される情報を参照することで、ポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差が線形に変化する期間を比較的容易に認識することができる。
【００８４】
再び図３において、ステップＳ１１の判定の結果、現在時刻が、テラヘルツ検出素子１３０がテラヘルツ波ＴＨｚの検出を行う測定期間に含まれる時刻であると判定される場合には（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、測定区間信号生成部１４２は、図４の３段目のグラフに示すように、測定区間信号の信号レベルを、ハイレベルに設定する（ステップＳ１２）。測定区間信号生成部１４２は、生成した測定区間信号を、適宜、テラヘルツ波発生制御部１４３に対して出力する。
【００８５】
ハイレベルの測定区間信号が入力されたテラヘルツ波発生制御部１４３は、バイアス電圧生成部１４１から出力されるバイアス電圧（以降、バイアス電圧生成部１４１から出力されるバイアス電圧を、適宜“基準電圧”と称する）に対して所定の係数Ａ（但し、Ａは１以上の実数）を乗算することで得られる電圧を、バイアス電圧としてテラヘルツ波発生素子１１０に出力する（ステップＳ１３）。
【００８６】
他方で、ステップＳ１１の判定の結果、現在時刻が、テラヘルツ検出素子１３０がテラヘルツ波ＴＨｚの検出を行う非測定期間に含まれる時刻であると判定される場合には（ステップＳ１１：Ｎｏ）、測定区間信号生成部１４２は、図４の３段目のグラフに示すように、測定区間信号の信号レベルを、ローレベルに設定する（ステップＳ１４）。測定区間信号生成部１４２は、生成した測定区間信号を、適宜、テラヘルツ波発生制御部１４３に対して出力する。
【００８７】
ローレベルの測定区間信号が入力されたテラヘルツ波発生制御部１４３は、バイアス電圧生成部１４１から出力される基準電圧に対して所定の係数Ｂ（但し、Ｂは０以上であって且つ１未満の実数）を乗算することで得られる電圧を、バイアス電圧としてテラヘルツ波発生素子１１０に出力する（ステップＳ１５）。つまり、第１実施例では、非測定期間中にテラヘルツ波発生素子１１０に対して出力されるバイアス電圧は、測定期間中にテラヘルツ波発生素子１１０に対して出力されるバイアス電圧よりも小さくなっている。言い換えれば、第１実施例では、測定期間中にテラヘルツ波発生素子１１０に対して出力されるバイアス電圧と比較して、非測定期間中にテラヘルツ波発生素子１１０に対して出力されるバイアス電圧が減少している。
【００８８】
以上の動作が、テラヘルツ波計測装置１００によるテラヘルツ波ＴＨｚの検出動作が終了するまで繰り返し行われる（ステップＳ１６）。
【００８９】
ここで、バイアス電圧について、図４を参照しながら更に詳細に説明する。図４の４段目のグラフに示すように、バイアス電圧生成部１４１が交流電圧であるバイアス電圧を生成する場合を例にあげる。
【００９０】
ここで、所定の係数Ａ＝１であり且つ所定の係数Ｂ＝０．５であるとすると、図４の５段目のグラフに示すように、測定期間には、バイアス電圧生成部１４１が生成したバイアス電圧がそのままテラヘルツ波発生素子１１０に対して出力される。その一方で、図４の５段目のグラフに示すように、非測定期間には、バイアス電圧生成部１４１が生成したバイアス電圧の電圧値が半分に減少された上でテラヘルツ波発生素子１１０に対して出力される。
【００９１】
或いは、所定の係数Ａ＝１であり且つ所定の係数Ｂ＝０であるとすると、図４の５段目のグラフに示すように、測定期間には、バイアス電圧生成部１４１が生成したバイアス電圧がそのままテラヘルツ波発生素子１１０に対して出力される。その一方で、図４の６段目のグラフに示すように、非測定期間には、バイアス電圧がテラヘルツ波発生素子１１０に対して出力されない。
【００９２】
以上説明したように、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００では、非測定期間にテラヘルツ波発生素子１１０に対して出力されるバイアス電圧は、測定期間にテラヘルツ波発生素子１１０に対して出力されるバイアス電圧よりも小さい。このため、非測定期間にテラヘルツ波発生素子１１０から出射されるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度は、測定期間にテラヘルツ波発生素子１１０から出射されるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度よりも小さくなる。このため、非測定期間には、相対的に光強度が大きいテラヘルツ波ＴＨｚを出射している測定期間と比較して、テラヘルツ波ＴＨｚの出射に伴うテラヘルツ波発生素子１１０の発熱が抑制される。言い換えれば、非測定期間には、測定期間と比較して、テラヘルツ波発生素子１１０の冷却又は放熱が促進される。従って、非測定期間には、測定期間と比較して、テラヘルツ波発生素子１１０内で熱的に励起されたキャリアの増加が抑制される。このため、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００は、テラヘルツ波ＴＨｚの光強度が意図的に減少することがない比較例のテラヘルツ波計測装置と比較して、テラヘルツ波発生素子１１０のギャップ１１４を流れる電流の急激な増加を抑制することができる。
【００９３】
その一方で、測定期間には、テラヘルツ波発生素子１１０は、相対的に光強度が大きいテラヘルツ波ＴＨｚを出射する。つまり、テラヘルツ波ＴＨｚを用いた測定対象物の特性の分析に影響を与えかねないテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の減少は、テラヘルツ検出素子１３０がテラヘルツ波ＴＨｚを検出しない非測定期間に行われる。従って、非測定期間にテラヘルツ波ＴＨｚの光強度が小さくなったとしても、テラヘルツ波ＴＨｚを用いた測定対象物の特性の分析が好適に行われることに変わりはない。
【００９４】
更には、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００では、冷却機構又は放熱機構という新たな物理的構造物を用いることなく、テラヘルツ波ＴＨｚの発生に伴うテラヘルツ波発生素子１１０の発熱が抑制される。従って、テラヘルツ波計測装置１００のサイズ及びコストの増大を抑制しながら、テラヘルツ波発生素子１１０の冷却又は放熱が促進される。
【００９５】
尚、上述の説明では、バイアス電圧が交流電圧である例を用いて説明を進めた。しかしながら、バイアス電圧は直流電圧であってもよい。以下、図５を参照しながら、バイアス電圧が直流電圧である場合のバイアス電圧の波形について説明する。図５は、バイアス電圧が直流電圧である状況下で図３に示す調整動作が行われた場合に観測される測定区間信号及びバイアス電圧の波形を、光遅延器１２０によって設定されたポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差と共に示すグラフである。
【００９６】
図５の３段目のグラフに示すように、測定区間信号生成部１４２は、バイアス電圧が直流電圧である場合であっても、バイアス電圧が交流電圧である場合と同様に、測定区間信号を生成する。
【００９７】
また、図５の４段目のグラフに示すように、バイアス電圧生成部１４１が、直流電圧であるバイアス電圧を生成するとする。このようなバイアス電圧に対して所定の係数Ａ＝１であり且つ所定の係数Ｂ＝０．５である調整動作が行われると、テラヘルツ波発生素子１１０には、図５の５段目のグラフに示すバイアス電圧が出力される。或いは、所定の係数Ａ＝１であり且つ所定の係数Ｂ＝０である調整動作が行われると、テラヘルツ波発生素子１１０には、図５の６段目のグラフに示すバイアス電圧が出力される。
【００９８】
従って、バイアス電圧が直流電圧である場合であっても、バイアス電圧が交流電圧である場合に享受される効果と同様の効果が好適に享受される。
【００９９】
尚、バイアス電圧が直流電圧である場合には、演算処理部１５０における同期検波が行われなくともよい。言い換えれば、演算処理部１５０が同期検波を行わない場合には、バイアス電圧が直流電圧でもよいがゆえに、図５に示す態様でバイアス電圧の調整が行われてもよい。
【０１００】
（２）第２実施例
続いて、図６及び図７を参照しながら、第２実施例のテラヘルツ波計測装置２００について説明する。図６は、第２実施例のテラヘルツ波計測装置２００が備える光遅延器２２０の構成を示す平面図である。図７は、第２実施例のテラヘルツ波計測装置２００が図３に示す調整動作を行った場合に観測される測定区間信号及びバイアス電圧の波形を、光遅延器２２０によって設定されたポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差と共に示すグラフである。
【０１０１】
尚、第２実施例のテラヘルツ波計測装置２００は、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００と比較して、光遅延器２２０の構成が異なるという点において異なっている。第２実施例のテラヘルツ波計測装置２００のその他の構成要素は、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００のその他の構成要素と同一である。従って、以下では、光遅延器２００に着目した説明を進める。
【０１０２】
図６に示すように、第２実施例の光遅延器２２０は、不図示のモータ１２３の動作により回転可能な回転基板２２１と、複数の（図６では、４つの）再帰反射鏡１２１を備えている。複数の再帰反射鏡１２１は、回転基板２２１の回転軸を中心とする円Ｃ上に、等間隔に配置されている。従って、複数の再帰反射鏡１２１の夫々は、回転基板２２１の回転に伴って、円Ｃ上を周回する。
【０１０３】
このような光遅延器２２０を備えるテラヘルツ波計測装置２００では、例えば、図７の１段目のグラフに示すように、ポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差が変化している期間が測定期間となってもよい。言い換えれば、ポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差が変化していない期間が非測定期間となってもよい。
【０１０４】
ここで、第２実施例のテラヘルツ波計測装置２００は、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００と同様に、図３に示す態様でテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整動作を行う。つまり、第２実施例のテラヘルツ波計測装置２００が備える測定区間信号生成部１４２は、図７の２段目のグラフに示す測定区間信号を生成する（図３のステップＳ１２及びステップＳ１４）。更に、第２実施例のテラヘルツ波計測装置２００が備えるテラヘルツ波発生制御部１４３は、図７の２段目のグラフに示す測定区間信号に基づいて、図７の４段目又は５段目のグラフに示すバイアス電圧をテラヘルツ波発生素子１１０に出力する（図３のステップＳ１３又はステップＳ１５）。
【０１０５】
このような第２実施例のテラヘルツ波計測装置２００であっても、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００が享受することができる効果と同様の効果を好適に享受することができる。加えて、第２実施例では、第１実施例と比較して、図７の２段目のグラフに示すように、測定区間信号がローレベルになる期間が相対的に長くなる。従って、第２実施例では、第１実施例と比較して、テラヘルツ波ＴＨｚの出射に伴うテラヘルツ波発生素子１１０の発熱がより一層抑制される。言い換えれば、第２実施例では、第１実施例と比較して、テラヘルツ波発生素子１１０の冷却又は放熱がより一層促進される。このため、第２実施例では、第１実施例と比較して、テラヘルツ波発生素子１１０のギャップ１１４を流れる電流の急激な増加をより一層抑制することができる。
【０１０６】
尚、以下に説明する第３実施例から第６実施例においても、光遅延器１２０に加えて又は代えて、第２実施例の光遅延器２２０が用いられてもよい。
【０１０７】
（３）第３実施例
続いて、図８から図１０を参照しながら、第３実施例のテラヘルツ波計測装置３００について説明する。尚、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００と同一の構成及び動作については、同一の参照符号及びステップ番号を付することで、それらの詳細な説明を省略する。
【０１０８】
（３−１）テラヘルツ波計測装置の構成
初めに、図８を参照しながら、第３実施例のテラヘルツ波計測装置３００の構成について説明する。図８は、第３実施例のテラヘルツ波計測装置３００の構成を示すブロック図である。
【０１０９】
図８に示すように、第３実施例のテラヘルツ波計測装置３００は、テラヘルツ波発生制御部３４３の配置位置及び動作が第１実施例のテラヘルツ波発生制御部１４３の配置位置及び動作と異なるという点において、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００と異なる。第３実施例のテラヘルツ波計測装置３００のその他の構成は、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００のその他の構成と同一であってもよい。
【０１１０】
具体的には、第３実施例では、テラヘルツ波発生制御部３４３は、パルスレーザ装置１０１に出力される駆動電流を測定区間信号に基づいて調整することで、テラヘルツ波発生素子１２０が発生するテラヘルツ波ＴＨｚの光強度を適宜調整する。更に、第３実施例では、バイアス電圧生成部１４１は、テラヘルツ波発生制御部３４３を介することなく、バイアス電圧をテラヘルツ発生素子１１０に出力する。つまり、テラヘルツ発生素子１１０には、バイアス電圧生成部１４１が生成したバイアス電圧が調整されることなく（言い換えれば、バイアス電圧生成部１４１が生成したバイアス電圧がそのまま）出力される。
【０１１１】
以下、このようなテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整（第３実施例では、駆動電流の調整によるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整）の態様について更に説明を進める。
【０１１２】
（３−２）テラヘルツ波計測装置によるテラヘルツ波の光強度の調整動作
続いて、図９から図１０を参照しながら、第３実施例のテラヘルツ波計測装置３００によるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整動作について説明を進める。図９は、第３実施例のテラヘルツ波計測装置３００によるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整動作の流れを示すフローチャートである。図１０は、図９に示す調整動作が行われた場合に観測される測定区間信号、駆動電流及びパルスレーザ光ＬＢの平均光強度の波形を、光遅延器１２０によって設定されたポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差と共に示すグラフである。
【０１１３】
図９に示すように、第３実施例においても、第１実施例と同様に、測定区間信号生成部１４２は、測定区間信号を生成する（ステップＳ１１、ステップＳ１２及びステップＳ１４）。
【０１１４】
その後、ハイレベルの測定区間信号が入力されたテラヘルツ波発生制御部１４３は、基準電流に対して所定の係数Ｃ（但し、Ｃは１以上の実数）を乗算することで得られる電流を、駆動電流としてパルスレーザ装置１０１に出力する（ステップＳ３３）。
【０１１５】
一方で、ローレベルの測定区間信号が入力されたテラヘルツ波発生制御部１４３は、基準電流に対して所定の係数Ｄ（但し、Ｄは０以上であって且つ１未満の実数）を乗算することで得られる電流を、駆動電流としてパルスレーザ装置１０１に出力する（ステップＳ３５）。つまり、第３実施例では、非測定期間中にパルスレーザ装置１０１に対して出力される駆動電流は、測定期間中にパルスレーザ装置１０１に対して出力される駆動電流よりも小さくなっている。言い換えれば、第３実施例では、測定期間中にパルスレーザ装置１０１に対して出力される駆動電流と比較して、非測定期間中にパルスレーザ装置１０１に対して出力される駆動電流が減少している。
【０１１６】
以上の動作が、テラヘルツ波計測装置１００によるテラヘルツ波ＴＨｚの検出動作が終了するまで繰り返し行われる（ステップＳ１６）。
【０１１７】
ここで、駆動電流及びパルスレーザ光ＬＢの平均光強度について、図１０を参照しながら更に詳細に説明する。
【０１１８】
図１０の４段目のグラフに示す基準電流（例えば、直流電流）に対して所定の係数Ｃ＝１であり且つ所定の係数Ｄ＝０．５である調整動作が行われるとする。この場合、図１０の５段目のグラフに示すように、測定期間には、相対的に大きな（言い換えれば、非測定期間における駆動電流よりも大きな）駆動電流がパルスレーザ装置１０１に対して出力される。その結果、図１０の６段目のグラフに示すように、測定期間には、パルスレーザ装置１０１は、相対的に大きな（言い換えれば、非測定期間に生成されるパルスレーザ光ＬＢの平均光強度よりも大きな）平均光強度を有するパルスレーザ光ＬＢを生成する。その一方で、図１０の５段目のグラフに示すように、非測定期間には、相対的に小さな（言い換えれば、測定期間における駆動電流よりも小さな）駆動電流がパルスレーザ装置１０１に対して出力される。その結果、図１０の６段目のグラフに示すように、非測定期間には、パルスレーザ装置１０１は、相対的に小さな（言い換えれば、測定期間に生成されるパルスレーザ光ＬＢの平均光強度よりも小さな）平均光強度を有するパルスレーザ光ＬＢを生成する。
【０１１９】
或いは、図１０の４段目のグラフに示す基準電流（例えば、直流電流）に対して所定の係数Ｃ＝１であり且つ所定の係数Ｄ＝０である調整動作が行われるとする。この場合、図１０の７段目のグラフに示すように、測定期間には、基準電流と一致する駆動電流がパルスレーザ装置１０１に対して出力される。その結果、図１０の８段目のグラフに示すように、測定期間には、パルスレーザ装置１０１は、基準電流に応じた平均光強度を有するパルスレーザ光ＬＢを生成する。その一方で、図１０の７段目のグラフに示すように、非測定期間には、駆動電流がパルスレーザ装置１０１に対して出力されることはない。その結果、図１０の６段目のグラフに示すように、非測定期間には、パルスレーザ装置１０１は、パルスレーザ光ＬＢを生成しない。
【０１２０】
以上説明したように、第３実施例のテラヘルツ波計測装置３００では、非測定期間にパルスレーザ装置１０１に対して出力される駆動電流は、測定期間にパルスレーザ装置１０１に対して出力される駆動電流よりも小さくなっている。従って、非測定期間にパルスレーザ装置１０１が出力するパルスレーザ光ＬＢの平均光強度は、測定期間にパルスレーザ装置１０１が出力するパルスレーザ光ＬＢの平均光強度よりも小さくなる。従って、非測定期間にテラヘルツ波発生素子１１０に照射されるポンプ光ＬＢ１の光強度もまた、測定期間にテラヘルツ波発生素子１１０に照射されるポンプ光ＬＢ１の光強度よりも小さくなる。このため、非測定期間にテラヘルツ波発生素子１１０から出射されるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度は、測定期間にテラヘルツ波発生素子１１０から出射されるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度よりも小さくなる。このため、第３実施例のテラヘルツ波計測装置３００であっても、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００が享受することができる効果と同様の効果を好適に享受することができる。
【０１２１】
（４）第４実施例
続いて、図１１から図１３を参照しながら、第４実施例のテラヘルツ波計測装置４００について説明する。尚、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００と同一の構成及び動作については、同一の参照符号及びステップ番号を付することで、それらの詳細な説明を省略する。
【０１２２】
（４−１）テラヘルツ波計測装置の構成
初めに、図１１を参照しながら、第４実施例のテラヘルツ波計測装置４００の構成について説明する。図１１は、第４実施例のテラヘルツ波計測装置４００の構成を示すブロック図である。
【０１２３】
図１１に示すように、第４実施例のテラヘルツ波計測装置４００は、テラヘルツ波発生制御部４４３の配置位置及び動作が第１実施例のテラヘルツ波発生制御部１４３の配置位置及び動作と異なるという点において、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００と異なる。加えて、第４実施例のテラヘルツ波計測装置４００は、ビームスプリッタ１６１とテラヘルツ波発生素子１１０との間の光路（つまり、ポンプ光ＬＢ１の光路）上に光シャッタ４０１を備えているという点において、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００と異なる。第４実施例のテラヘルツ波計測装置４００のその他の構成は、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００のその他の構成と同一であってもよい。
【０１２４】
光シャッタ４０１は、当該光シャッタ４０１によって遮断されるポンプ光ＬＢ１の光量を調整可能なシャッタである。言い換えれば、光シャッタ４０１は、当該光シャッタ４０１を透過するポンプ光ＬＢ１の光量を調整可能なシャッタである。このような光シャッタ４０１として、例えば、メカニカルシャッタや液晶シャッタ等が一例としてあげられる。
【０１２５】
第４実施例では、テラヘルツ波発生制御部４４３は、光シャッタ４０１によるポンプ光ＬＢ１の遮断量を測定区間信号に基づいて調整することで、テラヘルツ波発生素子１２０が発生するテラヘルツ波ＴＨｚの光強度を適宜調整する。更に、第４実施例では、バイアス電圧生成部１４１は、テラヘルツ波発生制御部３４３を介することなく、バイアス電圧をテラヘルツ発生素子１１０に出力する。つまり、テラヘルツ発生素子１１０には、バイアス電圧生成部１４１が生成したバイアス電圧が調整されることなく（言い換えれば、バイアス電圧生成部１４１が生成したバイアス電圧がそのまま）出力される。
【０１２６】
以下、このようなテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整（第４実施例では、ポンプ光ＬＢ１の遮断量の調整によるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整）の態様について更に説明を進める。
【０１２７】
（４−２）テラヘルツ波計測装置によるテラヘルツ波の光強度の調整動作
続いて、図１２から図１３を参照しながら、第４実施例のテラヘルツ波計測装置４００によるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整動作について説明を進める。図１２は、第４実施例のテラヘルツ波計測装置４００によるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整動作の流れを示すフローチャートである。図１３は、図１２に示す調整動作が行われた場合に観測される測定区間信号及びポンプ光ＬＢ１の平均光強度の波形を、光遅延器１２０によって設定されたポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差と共に示すグラフである。
【０１２８】
図１２に示すように、第４実施例においても、第１実施例と同様に、測定区間信号生成部１４２は、測定区間信号を生成する（ステップＳ１１、ステップＳ１２及びステップＳ１４）。
【０１２９】
その後、ハイレベルの測定区間信号が入力されたテラヘルツ波発生制御部１４３は、光シャッタ４０１の遮断量をＥに設定する（ステップＳ４３）。一方で、ローレベルの測定区間信号が入力されたテラヘルツ波発生制御部１４３は、光シャッタ４０１の遮断量をＦ（但し、Ｆは、Ｅよりも多い遮断量）に設定する（ステップＳ４５）。つまり、第４実施例では、非測定期間中に光シャッタ４０１に遮断されるポンプ光ＬＢ１の光量は、測定期間中に光シャッタ４０１に遮断されるポンプ光ＬＢ１の光量よりも多くなっている。言い換えれば、第４実施例では、測定期間中に光シャッタ４０１に遮断されるポンプ光ＬＢ１の光量と比較して、非測定期間中に光シャッタ４０１に遮断されるポンプ光ＬＢ１の光量が増加している。
【０１３０】
以上の動作が、テラヘルツ波計測装置１００によるテラヘルツ波ＴＨｚの検出動作が終了するまで繰り返し行われる（ステップＳ１６）。
【０１３１】
ここで、ポンプ光ＬＢ１の平均光強度について、図１３を参照しながら更に詳細に説明する。
【０１３２】
図１３の４段目のグラフに示す光強度を有する（つまり、遮断前には一定の光強度を有する）ポンプ光ＬＢ１に対して、測定期間中の遮断量が０％であり且つ非測定期間中の遮断量が５０％である調整動作が行われるとする。つまり、測定期間中にはポンプ光ＬＢ１が遮断されることがない一方で非測定期間中にはポンプ光ＬＢ１の光量の半分が遮断される調整動作が行われるとする。この場合、図１３の５段目のグラフに示すように、測定期間には、テラヘルツ波発生素子１１０には、相対的に大きな（つまり、非測定期間に照射されるポンプ光ＬＢ１の光強度よりも大きな）光強度を有するポンプ光ＬＢ１が照射される。その一方で、図１３の５段目のグラフに示すように、非測定期間には、テラヘルツ波発生素子１１０には、相対的に小さな（つまり、測定期間に照射されるポンプ光ＬＢ１の光強度よりも小さな）光強度を有するポンプ光ＬＢ１が照射される。
【０１３３】
或いは、図１３の４段目のグラフに示す光強度を有する（つまり、遮断前には一定の光強度を有する）ポンプ光ＬＢ１に対して、測定期間中の遮断量が０％であり且つ非測定期間中の遮断量が１００％である調整動作が行われるとする。つまり、測定期間中にはポンプ光ＬＢ１が遮断されることがない一方で非測定期間中にはポンプ光ＬＢ１の光量の全てが遮断される調整動作が行われるとする。この場合、図１３の６段目のグラフに示すように、測定期間には、テラヘルツ波発生素子１１０には、ビームスプリッタ１６１で分岐されたポンプ光ＬＢ１がそのまま照射される。その一方で、図１３の６段目のグラフに示すように、非測定期間には、テラヘルツ波発生素子１１０には、ポンプ光ＬＢ１が照射されない。
【０１３４】
以上説明したように、第４実施例のテラヘルツ波計測装置４００では、非測定期間に光シャッタ４０１が遮断するポンプ光ＬＢ１の光量は、非測定期間に光シャッタ４０１が遮断するポンプ光ＬＢ１の光量よりも多くなっている。従って、非測定期間にテラヘルツ波発生素子１１０に照射されるポンプ光ＬＢ１の光強度は、測定期間にテラヘルツ波発生素子１１０に照射されるポンプ光ＬＢ１の光強度よりも小さくなる。このため、非測定期間にテラヘルツ波発生素子１１０から出射されるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度は、測定期間にテラヘルツ波発生素子１１０から出射されるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度よりも小さくなる。このため、第４実施例のテラヘルツ波計測装置４００であっても、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００が享受することができる効果と同様の効果を好適に享受することができる。
【０１３５】
（５）第５実施例
続いて、図１４から図１６を参照しながら、第５実施例のテラヘルツ波計測装置５００について説明する。尚、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００と同一の構成及び動作については、同一の参照符号及びステップ番号を付することで、それらの詳細な説明を省略する。
【０１３６】
（５−１）テラヘルツ波計測装置の構成
初めに、図１４を参照しながら、第５実施例のテラヘルツ波計測装置５００の構成について説明する。図１４は、第５実施例のテラヘルツ波計測装置５００の構成を示すブロック図である。
【０１３７】
図１４に示すように、第５実施例のテラヘルツ波計測装置５００は、テラヘルツ波発生制御部５４３が、テラヘルツ波発生素子１１０に出力されるバイアス電圧を測定区間信号に基づいて調整することに加えて、パルスレーザ光素子１０１に出力される駆動電流を測定区間信号に基づいて調整するという点において、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００と異なる。つまり、第５実施例のテラヘルツ波計測装置５００は、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００及び第３実施例のテラヘルツ波計測装置３００を組み合わせた構成を有している。第５実施例のテラヘルツ波計測装置５００のその他の構成は、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００及び第３実施例のテラヘルツ波計測装置３００のその他の構成と同一であってもよい。
【０１３８】
（５−２）テラヘルツ波計測装置によるテラヘルツ波の光強度の調整動作
続いて、図１５から図１６を参照しながら、第５実施例のテラヘルツ波計測装置５００によるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整動作について説明を進める。図１５は、第５実施例のテラヘルツ波計測装置５００によるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整動作の流れを示すフローチャートである。図１６は、図１５に示す調整動作が行われた場合に観測される測定区間信号、バイアス電圧、駆動電流及びパルスレーザ光ＬＢの平均光強度の波形を、光遅延器１２０によって設定されたポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差と共に示すグラフである。
【０１３９】
図１５に示すように、第５実施例においても、第１実施例と同様に、測定区間信号生成部１４２は、測定区間信号を生成する（ステップＳ１１、ステップＳ１２及びステップＳ１４）。
【０１４０】
その後、ハイレベルの測定区間信号が入力されたテラヘルツ波発生制御部５４３は、バイアス電圧生成部１４１から出力される基準電圧に対して所定の係数Ａ（但し、Ａは１以上の実数）を乗算することで得られる電圧を、バイアス電圧としてテラヘルツ波発生素子１１０に出力する（ステップＳ１３）。更に、ハイレベルの測定区間信号が入力されたテラヘルツ波発生制御部１４３は、基準電流に対して所定の係数Ｃ（但し、Ｃは１以上の実数）を乗算することで得られる電流を、駆動電流としてパルスレーザ装置１０１に出力する（ステップＳ３３）。
【０１４１】
一方で、ローレベルの測定区間信号が入力されたテラヘルツ波発生制御部１４３は、バイアス電圧生成部１４１から出力される基準電圧に対して所定の係数Ｂ（但し、Ｂは０以上であって且つ１未満の実数）を乗算することで得られる電圧を、バイアス電圧としてテラヘルツ波発生素子１１０に出力する（ステップＳ１５）。更に、ローレベルの測定区間信号が入力されたテラヘルツ波発生制御部１４３は、基準電流に対して所定の係数Ｄ（但し、Ｄは０以上であって且つ１未満の実数）を乗算することで得られる電流を、駆動電流としてパルスレーザ装置１０１に出力する（ステップＳ３５）。
【０１４２】
以上の動作が、テラヘルツ波計測装置１００によるテラヘルツ波ＴＨｚの検出動作が終了するまで繰り返し行われる（ステップＳ１６）。
【０１４３】
尚、第５実施例のテラヘルツ波計測装置５００によるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整動作が行われた場合には、バイアス電圧は、図１６の５段目のグラフに示す態様で調整される（但し、図１６の５段目のグラフは、所定の係数Ａ＝１であり且つ所定の係数Ｂ＝０である場合の例を示す）。尚、図１６に示すバイアス電圧の調整の態様は、図４の６段目のグラフに示す第１実施例でのバイアス電圧の調整の態様と同一である。また、駆動電流は、図１６の６段目のグラフに示す態様で調整される（但し、図１６の６段目のグラフは、所定の係数Ｃ＝１であり且つ所定の係数Ｄ＝０である場合の例を示す）。その結果、パルスレーザ装置１０１が生成するパルスレーザ光ＬＢの平均光強度は、図１６の７段目のグラフに示す態様で調整される。尚、図１６に示す駆動電流及びパルスレーザ光ＬＢの平均光強度の調整の態様は、図１０の７段目及び８段目のグラフに示す第３実施例での駆動電流及びパルスレーザ光ＬＢの平均光強度の調整の態様と同一である。
【０１４４】
このような第５実施例のテラヘルツ波計測装置５００であっても、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００や第３実施例のテラヘルツ波計測装置３００が享受することができる効果と同様の効果を好適に享受することができる。
【０１４５】
尚、第５実施例のテラヘルツ波計測装置５００は、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００及び第３実施例のテラヘルツ波計測装置３００の組み合わせに相当する。一方で、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００及び第４実施例のテラヘルツ波計測装置４００の組み合わせに相当するテラヘルツ波計測装置であっても、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００や第４実施例のテラヘルツ波計測装置４００が享受することができる効果と同様の効果を好適に享受することができる。或いは、第３実施例のテラヘルツ波計測装置１００及び第４実施例のテラヘルツ波計測装置４００の組み合わせに相当するテラヘルツ波計測装置であっても、第３実施例のテラヘルツ波計測装置３００や第４実施例のテラヘルツ波計測装置４００が享受することができる効果と同様の効果を好適に享受することができる。
【０１４６】
（６）第６実施例
続いて、図１７から図１９を参照しながら、第６実施例のテラヘルツ波計測装置６００について説明する。尚、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００と同一の構成及び動作については、同一の参照符号及びステップ番号を付することで、それらの詳細な説明を省略する。
【０１４７】
（６−１）テラヘルツ波計測装置の構成
初めに、図１７を参照しながら、第６実施例のテラヘルツ波計測装置６００の構成について説明する。図１７は、第６実施例のテラヘルツ波計測装置６００の構成を示すブロック図である。
【０１４８】
図１７に示すように、第６実施例のテラヘルツ波計測装置６００は、テラヘルツ波発生素子１１０と測定対象物との間にチョッパ６０１を備えているという点において、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００と異なる。第３実施例のテラヘルツ波計測装置３００のその他の構成は、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００のその他の構成と同一であってもよい。
【０１４９】
チョッパ６０１は、演算処理部１５０から出力されるチョッパ制御信号に応じて、テラヘルツ波発生素子１１０から出射したテラヘルツ波ＴＨｚの透過及び遮断を交互に且つ繰り返し行う。
【０１５０】
尚、第６実施例では、チョッパ６０１によってテラヘルツ波ＴＨｚが変調されるがゆえに、テラヘルツ波発生素子１１０に出力されるバイアス電圧は、直流電圧であってもよい（言い換えれば、交流電圧でなくともよい）。更に、第６実施例では、演算処理部１５０が同期検波を行う場合には、バイアス電圧に応じた信号を参照信号として用いることに加えて又は代えて、チョッパ制御信号（或いは、当該チョッパ制御信号に同期した信号）を参照信号として用いることが好ましい。
【０１５１】
（６−２）テラヘルツ波計測装置によるテラヘルツ波の光強度の調整動作
続いて、図１８から図１９を参照しながら、第６実施例のテラヘルツ波計測装置６００によるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整動作について説明を進める。図１８は、第６実施例のテラヘルツ波計測装置６００によるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整動作の流れを示すフローチャートである。図１９は、図１８に示す調整動作が行われた場合に観測される測定区間信号及びバイアス電圧の波形を、光遅延器１２０によって設定されたポンプ光ＬＢ１の光路とプローブ光ＬＢ２の光路との間の光路長差と共に示すグラフである。
【０１５２】
図１８に示すように、第６実施例では、第１実施例と同一の態様で、テラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整動作が行われる（ステップＳ１１からステップＳ１６）。従って、第６実施例のテラヘルツ波計測装置６００によるテラヘルツ波ＴＨｚの光強度の調整動作の説明は省略する。
【０１５３】
また、図１９に示すように、バイアス電圧もまた、第１実施例と同様の態様（図５に示す、バイアス電圧が直流電圧である場合の例参照）で調整される。尚、図１９の７段目のグラフには、チョッパ６０１で変調された後のテラヘルツ波ＴＨｚの波形が示されている。
【０１５４】
このような第６実施例のテラヘルツ波計測装置６００であっても、第１実施例のテラヘルツ波計測装置１００が享受することができる効果と同様の効果を好適に享受することができる。
【０１５５】
尚、上述した第２実施例から第５実施例においても、第６実施例に説明したチョッパ６０１が用いられてもよい。
【０１５６】
また、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うテラヘルツ波計測装置及び方法もまた本発明の技術思想に含まれる。
【符号の説明】
【０１５７】
１００、２００、３００、４００、５００、６００  テラヘルツ波計測装置
１０１  パルスレーザ装置
１１０  テラヘルツ波発生素子
１２０、２２０  光遅延器
１２１  再帰反射鏡
１２２  送りネジ機構
１２３  モータ
１３０  テラヘルツ波検出素子
１４１  バイアス電圧生成部
１４２  測定区間信号生成部
１４３、３４３、４４３、５４３  テラヘルツ波発生制御部
１４４  Ｉ−Ｖ変換部
１５０  演算処理部
１６１  ビームスプリッタ
１６２、１６３  反射鏡
４０１  光シャッタ
６０１  チョッパ
ＬＢ  パルスレーザ光
ＬＢ１  ポンプ光
ＬＢ２  プローブ光
ＴＨｚ  テラヘルツ波
【図１】
2014106127.tif 000003
【図２】
2014106127.tif 000004
【図３】
2014106127.tif 000005
【図４】
2014106127.tif 000006
【図５】
2014106127.tif 000007
【図６】
2014106127.tif 000008
【図７】
2014106127.tif 000009
【図８】
2014106127.tif 000010
【図９】
2014106127.tif 000011
【図１０】
2014106127.tif 000012
【図１１】
2014106127.tif 000013
【図１２】
2014106127.tif 000014
【図１３】
2014106127.tif 000015
【図１４】
2014106127.tif 000016
【図１５】
2014106127.tif 000017
【図１６】
2014106127.tif 000018
【図１７】
2014106127.tif 000019
【図１８】
2014106127.tif 000020
【図１９】
2014106127.tif 000021