(57)【要約】【課題】  試料からのテラヘルツ光の偏光状態を正確に検出し、測定すること。【解決手段】  テラヘルツ光発生素子１０から発するテラヘルツパルス光Ｔ１は、試料Ｓを透過し、テラヘルツパルス光Ｔ２となってテラヘルツ光検出素子２０へ入射する。テラヘルツ光検出素子２０は、直交配置される一対のダイポール型アンテナ２１Ａ，２１Ｂを有し、テラヘルツパルス光Ｔ２が直交する偏光成分を有する場合でも偏光成分毎に検出する。検出データは、制御・演算処理部９で処理され、試料Ｓの電気的特性や不純物濃度などの測定値を得る。また、２次元駆動機構８により試料Ｓを２次元的に移動させ、試料Ｓ上の各点からの測定値を合成し、２次元画像としてイメージ化する。【選択図】  図１
2006170822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に偏光したテラヘルツ光を検出する第１のアンテナと、
前記第１の方向に直交する第２の方向に偏光したテラヘルツ光を検出する、前記第１のアンテナに直交する方向に配置される第２のアンテナとを有することを特徴とするテラヘルツ光検出器。
【請求項２】
請求項１に記載のテラヘルツ光検出器において、
前記第１のアンテナは、半導体基板上の光伝導膜の表面に所定の距離を置いて対向配置される２つの導電膜を有し、
前記第２のアンテナは、前記半導体基板上の光伝導膜の表面に所定の距離を置いて対向配置される２つの導電膜を有することを特徴とするテラヘルツ光検出器。
【請求項３】
請求項２に記載のテラヘルツ光検出器において、
前記第１のアンテナの２つの導電膜の対向方向と前記第２のアンテナの２つの導電膜の対向方向とが直交していることを特徴とするテラヘルツ光検出器。
【請求項４】
請求項３に記載のテラヘルツ光検出器において、
前記第１のアンテナの２つの導電膜間の距離と前記第２のアンテナの２つの導電膜間の距離とが等しいことを特徴とするテラヘルツ光検出器。
【請求項５】
第１のアンテナおよび前記第１のアンテナに直交する方向に配置される第２のアンテナへテラヘルツ光を照射し、
前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナにより前記テラヘルツ光を２つの直交する偏光成分毎に検出することを特徴とするテラヘルツ光検出方法。
【請求項６】
試料にテラヘルツ光を照射するテラヘルツ光照射手段と、
前記試料からのテラヘルツ光を検出する請求項１〜４のいずれか１項に記載のテラヘルツ光検出器と、
前記テラヘルツ光検出器からの検出信号を入力し、その検出信号を用いて前記試料の物性情報を演算する演算手段とを備えることを特徴とするテラヘルツ分光装置。
【請求項７】
試料にテラヘルツ光を照射するテラヘルツ光照射手段と、
前記試料からのテラヘルツ光を検出する請求項１〜４のいずれか１項に記載のテラヘルツ光検出器と、
前記試料に対するテラヘルツ光の照射位置を変えるために、前記試料を２次元的に移動させる移動機構と、
前記テラヘルツ光検出器からの検出信号を入力し、その検出信号を用いて前記試料の２次元物性情報を演算する演算手段とを備えることを特徴とするテラヘルツイメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テラヘルツ光検出器、テラヘルツ光検出方法およびテラヘルツイメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テラヘルツ光を利用する各種の測定装置では、概ね０．０１×１０１２〜１００×１０１２ヘルツ（０．０１〜１００ＴＨｚ）の周波数領域のテラヘルツパルス光を試料に照射して、試料を透過した透過光または試料から反射した反射光を検出することにより、試料の電気的特性や成分濃度などを測定する。従来、試料からのテラヘルツパルス光を検出する検出器として光スイッチ素子が知られている。この光スイッチ素子は、半導体基板上に光伝導膜を形成し、光伝導膜上に微小ダイポールアンテナからなる単一の光スイッチ部を設けた構造である。光スイッチ部にテラヘルツパルス光とともにプローブパルス光を照射すると、アンテナの向きと平行な偏光成分のテラヘルツパルス光を検出することができる。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ００／０７９２４８号公報（第１２頁、第２（Ｂ）図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
試料を透過した透過テラヘルツ光または試料から反射した反射テラヘルツ光は、一般に、偏光方向が直交する２つの偏光成分を有する可能性がある。特許文献１の光スイッチ素子は、アンテナの向きが１方向しか形成されていないので、アンテナの向きと直交する偏光成分の光は検出できない。従って、試料からのテラヘルツ光の偏光状態を正確に測定することができないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１による発明のテラヘルツ光検出器は、第１の方向に偏光したテラヘルツ光を検出する第１のアンテナと、第１の方向に直交する第２の方向に偏光したテラヘルツ光を検出する、第１のアンテナに直交する方向に配置される第２のアンテナとを有することを特徴とする。
請求項２による発明のテラヘルツ光検出器は、請求項１のテラヘルツ光検出器において、第１のアンテナは、半導体基板上の光伝導膜の表面に所定の距離を置いて対向配置される２つの導電膜を有し、第２のアンテナは、半導体基板上の光伝導膜の表面に所定の距離を置いて対向配置される２つの導電膜を有することを特徴とする。
請求項３による発明のテラヘルツ光検出器は、請求項２のテラヘルツ光検出器において、第１のアンテナの２つの導電膜の対向方向と第２のアンテナの２つの導電膜の対向方向とが直交していることが好ましい。
請求項４による発明のテラヘルツ光検出器は、請求項３のテラヘルツ光検出器において、第１のアンテナの２つの導電膜間の距離と第２のアンテナの２つの導電膜間の距離とが等しいことが好ましい。
請求項５による発明のテラヘルツ光検出方法は、第１のアンテナおよび第１のアンテナに直交する方向に配置される第２のアンテナへテラヘルツ光を照射し、第１のアンテナおよび第２のアンテナによりテラヘルツ光を２つの直交する偏光成分毎に検出することを特徴とする。
請求項６による発明のテラヘルツ分光装置は、試料にテラヘルツ光を照射するテラヘルツ光照射手段と、試料からのテラヘルツ光を検出する請求項１〜４のいずれかのテラヘルツ光検出器と、テラヘルツ光検出器からの検出信号を入力し、その検出信号を用いて試料の物性情報を演算する演算手段とを備えることを特徴とする。
請求項７による発明のテラヘルツイメージング装置は、試料にテラヘルツ光を照射するテラヘルツ光照射手段と、試料からのテラヘルツ光を検出する請求項１〜４のいずれかのテラヘルツ光検出器と、試料に対するテラヘルツ光の照射位置を変えるために、試料を２次元的に移動させる移動機構と、テラヘルツ光検出器からの検出信号を入力し、その検出信号を用いて試料の２次元物性情報を演算する演算手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、試料によるテラヘルツ光の偏光状態の変化を測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明によるテラヘルツイメージング装置の一実施の形態について図１〜５を参照しながら説明する。
図１に示すように、テラヘルツイメージング装置１００は、パルス光Ｌ１を放射するレーザ光源１と、パルス光Ｌ１をパルス光Ｌ２，Ｌ３に分割するビームスプリッタ２と、パルス光Ｌ２が照射されてテラヘルツパルス光Ｔ１を放射するテラヘルツ光発生素子１０と、試料Ｓを透過するテラヘルツパルス光Ｔ２を検出するテラヘルツ光検出素子２０とを備える。また、テラヘルツイメージング装置１００は、周知の時系列テラヘルツ光検出法によりテラヘルツ光を検出する目的でパルス光Ｌ３の光路長を変更する可動鏡５を備えるとともに、試料の二次元像を得るため試料Ｓを２次元移動させる２次元駆動機構８も備えている。さらに、テラヘルツイメージング装置１００は、テラヘルツ光検出素子２０の検出信号を受信する測定回路２５と、制御・演算処理部９とを備えている。制御・演算処理部９は、測定回路２５に接続され、測定回路２５で測定された光電流（検出信号）を用いて各種演算を行う。たとえば、その検出信号を用いて試料の２次元物性情報を演算する。演算結果はディスプレイ９ａで表示される。また、制御・演算処理部９は、可動鏡５をＡ方向に動かすリニア駆動機構６および２次元駆動機構８に接続され、リニア駆動機構６および２次元駆動機構８を制御する。
【０００８】
パルス光Ｌ１を放射するレーザ光源１として、例えば、フェムト秒パルスレーザが用いられる。パルス光Ｌ１は、中心波長が近赤外領域のうちの７８０〜８３０ｎｍ程度、繰り返し周期が数ｋＨｚから１００ＭＨｚのオーダー、パルス幅が１０〜１５０ｆｓ程度の直線偏光のパルス光である。
【０００９】
このようなテラヘルツイメージング装置１００により試料の二次元画像を得る動作について以下詳細に説明する。
【００１０】
レーザ光源１から放射されたパルス光Ｌ１は、ビームスプリッタ２で分割される。分割された一方のパルス光Ｌ２は、ポンプ光（励起光）としてテラヘルツ光発生素子１０に入射され、パルス光Ｌ２により励起されたテラヘルツ光発生素子１０からテラヘルツパルス光Ｔ１が発生する。なお、ビームスプリッタ２とテラヘルツ光発生素子１０との間に、集光レンズを配置してパルス光Ｌ２の光束を絞ってもよい。
【００１１】
テラヘルツパルス光Ｔ１は、０．０１×１０１２〜１００×１０１２ヘルツ（０．０１ＴＨｚ〜１００ＴＨｚ）の周波数領域に含まれる光であり、また、テラヘルツ光発生素子１０のアンテナの向きに沿って偏光した偏光光である。このテラヘルツパルス光Ｔ１は、曲面鏡３で反射し、集光されて試料Ｓの一点に入射する。
【００１２】
試料Ｓの一点を透過したテラヘルツパルス光Ｔ２は、試料Ｓの物性情報を含む光であり、曲面鏡４を経てテラヘルツ光検出素子２０へ到達する。テラヘルツ光検出素子２０にテラヘルツパルス光Ｔ２が入射すると、テラヘルツ光検出素子２０のアンテナ部に電場が生じ、この部分に以下で説明するようにプローブ光を照射すると、テラヘルツパルス光Ｔ２の電場強度に応じた光電流が流れる。光電流の電流値、すなわち電場強度の値から制御・演算処理部９で所定の理論式に基づいて演算することにより、試料の電気的特性や不純物濃度等が得られる。これらの測定値、二次元画像等は、必要に応じてディスプレイ９ａに表示する。なお、実際の測定では、上記のサンプル測定だけではなく、試料Ｓをテラヘルツパルス光Ｔ１の光路に配設しないで行うリファレンス測定も行い、サンプル測定とリファレンス測定の両方の測定結果から試料Ｓの物性値を得ている。
【００１３】
テラヘルツ光検出素子２０に入射するプローブ光は、ビームスプリッタ２で分割されたパルス光Ｌ３である。パルス光Ｌ３は、先ず図中矢印で示すＡ方向に移動可能な２枚もしくは３枚の反射鏡からなる可動鏡５に入射する。パルス光Ｌ３は、可動鏡５で反射した後、反射鏡７で光路が曲げられてテラヘルツ光検出素子２０に入射する。可動鏡５をリニア駆動機構６によってＡ方向に移動させることにより、可動鏡５の移動量に応じてパルス光Ｌ３の光路長を変化させることができる。この結果、パルス光Ｌ３がテラヘルツ光検出素子２０へ到達する時間が遅延する。このように、プローブ光としてのパルス光Ｌ３がテラヘルツ光検出素子２０へ到達する遅延時間を変更しながら、テラヘルツ光検出素子２０で検出されるテラヘルツパルス光Ｔ２の電場強度を測定することにより、時系列テラヘルツ分光が可能となる。
なお、可動鏡５をプローブ光（パルス光Ｌ３）の光路に入れる代わりにポンプ光（パルス光Ｌ２）の光路に挿入し、テラヘルツパルス光Ｔ１発生の時間遅延を行ってもよい。
【００１４】
図２を参照してテラヘルツ光発生素子１０について説明する。
テラヘルツ光発生素子１０は、例えば半絶縁性ＧａＡｓ基板で構成される半導体基板１３と、その半導体基板１３上に形成される例えばＧａＡｓやアモルファスシリコンの薄膜である光伝導膜１２と、その光伝導膜１２上に形成されアンテナとして機能する金属製の導電膜１１と、生成されたテラヘルツ光を効率良く外部に取り出すために半導体基板１３の光放射面側に接合される半球レンズ１４とを有する。半球レンズ１４は、例えば高抵抗シリコンから作製され、テラヘルツ光などの赤外光を透過させる。なお、半球レンズ１４の代わりに超半球レンズを用いてもよく、半球レンズと超半球レンズを代表するものとして半球レンズ１４と称する。
【００１５】
導電膜１１は、光伝導膜１２上にパターニング形成された金属膜であり、この実施の形態ではダイポール型アンテナ形状である。ダイポール型アンテナでは、２本の平行な伝送線路が狭いギャップを介して対向する部分がアンテナとして機能するアンテナ部である。図２に示されるように、ダイポール型アンテナパターンの導電膜１１に電源回路１５によりバイアス電圧Ｖｂを印加した状態で、パルス光Ｌ２を導電膜１１の形成面上の領域Ｂに照射すると、テラヘルツパルス光Ｔ１が発生する。領域Ｂは、ほぼアンテナ部のギャップを含む領域である。こうして発生したテラヘルツパルス光Ｔ１は、半球レンズ１４を透過して外部に放射される。
【００１６】
図３を参照してテラヘルツ光検出素子２０について説明する。
従来から知られているテラヘルツイメージング装置やテラヘルツ光分光装置では、テラヘルツ光検出素子とテラヘルツ光発生素子とは同一の素子を使用する。しかし、本発明によるテラヘルツ光検出素子２０は、例えば、試料を透過するなどして偏光状態が変化したテラヘルツ光に含まれるＸ方向の偏光成分とＹ方向の偏光成分のいずれをも精度良く測定する目的で異なる素子を使用する。すなわち、テラヘルツ光検出素子２０は、半導体基板２３と、半導体基板２３に形成された光伝導膜２２と、光伝導膜２２上に形成された一対のアンテナとして機能する金属製の導電膜２１と、半球レンズ２４とを有する。なお、半球レンズ２４の代わりに超半球レンズを用いてもよく、半球レンズと超半球レンズを代表するものとして半球レンズ２４と称する。
【００１７】
導電膜２１は、図３（ａ）に示すように、４つのＬ字型パターンとして形成され、これにより、アンテナの方向が互いに直交する一対のダイポール型アンテナ２１Ａ，２１Ｂを形成する。より詳細には、図３（ｂ）に示すように、ダイポール型アンテナ２１Ａは、２つのＬ字型パターンＡ１、Ａ２をテラヘルツ光入射領域Ｃを中心として点対称に配置し、その一対のＬ字型パターンＡ１、Ａ２がテラヘルツ光入射領域Ｃにおいて狭いギャップを介して対向する部分がアンテナとして機能する。同様に、ダイポール型アンテナ２１Ｂは、２つのＬ字型パターンＢ１、Ｂ２をテラヘルツ光入射領域Ｃを中心として点対称に配置し、その一対のＬ字型パターンＢ１、Ｂ２がテラヘルツ光入射領域Ｃにおいて狭いギャップを介して対向する部分がアンテナとして機能する。そして、各アンテナ部のギャップの方向がアンテナの向きである。すなわち、ダイポール型アンテナ２１Ａは、Ｘ方向がアンテナの向きであり、ダイポール型アンテナ２１Ｂは、Ｙ方向がアンテナの向きである。
【００１８】
図４も参照して一対のダイポール型アンテナ２１Ａ，２１Ｂによる光電流を測定する回路などについて説明する。図４は、本実施の形態によるテラヘルツ光検出素子２０と測定回路２５の構成を模式的に示す部分構成図である。ダイポール型アンテナ２１Ａの２本のＬ字型伝送線路であるＬ字型パターンＡ１、Ａ２は電流計２５ａに接続され、ダイポール型アンテナ２１Ｂの２本のＬ字型伝送線路であるＬ字型パターンＢ１、Ｂ２は電流計２５ｂに接続されている。ダイポール型アンテナ２１Ａのアンテナ部３１ａおよびダイポール型アンテナ２１Ｂのアンテナ部３１ｂは、互いにアンテナの向きが直交しており、いずれも領域Ｃをカバーする面積を有する。これにより、後述するように、試料Ｓを透過したテラヘルツパルス光Ｔ２がＸ方向に偏光した光であればダイポール型アンテナ２１Ａで検出され、テラヘルツパルス光Ｔ２がＹ方向に偏光した光であればダイポール型アンテナ２１Ｂで検出されることになる。すなわち、一対のダイポール型アンテナ２１Ａと２１Ｂは、テラヘルツパルス光Ｔ２に含まれる２つの直交する偏光成分に対応してテラヘルツパルス光Ｔ２を検出する。
【００１９】
例えば、アンテナ部３１ａ、３１ｂのギャップ長は５μｍであり、導電膜２１のパターン幅は４μｍ、パターンのアンテナ部の位置から折れ曲がる位置までの長さｄは１０〜２０μｍである。一般に、ギャップ長と導電膜２１のパターン幅は、領域Ｃの直径より若干狭く設定され、導電膜２１のパターン長さｄは、テラヘルツ光の検出すべき周波数帯域により設定される。特に、アンテナ部３１ａとアンテナ部３１ｂのギャップ長を等しくとることにより、Ｘ方向の偏光成分とＹ方向の偏光成分の両方の光を同一条件で検出することができる。すなわち、この実施の形態のテラヘルツ光検出素子２０では、一対のアンテナ部３１ａ、３１ｂのそれぞれは、一対の導電膜パターンＡ１，Ａ２からなる伝送線路と、一対の導電膜パターンＢ１，Ｂ２からなる伝送線路とを含み、各一対の伝送線路が所定のギャップ長で対向する向きが各アンテナの向きとなり、各一対のアンテナ部３１ａ、３１ｂの一対の伝送線路間のギャップ長が互いに等しくされている。
【００２０】
このように構成されるテラヘルツ光検出素子２０の作用を図３，図４を参照して説明する。図３に示すように、テラヘルツパルス光Ｔ２は、半球レンズ２４側からテラヘルツ光検出素子２０へ入射し、半球レンズ２４の屈折作用を受けて導電膜２１の形成面上の領域Ｃへ集光する。一方、プローブ光としてのパルス光Ｌ３も領域Ｃへ照射される。このとき、テラヘルツパルス光Ｔ２の偏光方向がアンテナの向きと一致していれば、テラヘルツパルス光Ｔ２の電場によって生じる光電流Ｉｍがアンテナに流れ、この電場強度に応じた光電流Ｉｍは測定回路２５により測定される。なお、図３では、簡略化のため、ダイポール型アンテナ２１Ａの２本のＬ字型伝送線路のみを測定回路２５ａに接続しているが、ダイポール型アンテナ２１Ｂの２本のＬ字型伝送線路も同様に測定回路２５ｂ（図４参照）に接続されている。
【００２１】
図２および図３を参照しながら、テラヘルツパルス光Ｔ１の偏光方向とテラヘルツパルス光Ｔ２の偏光方向との関係について説明する。ダイポール型アンテナ１１のアンテナの向きが図２のＸ方向に配置された場合は、Ｘ方向の偏光成分を有するテラヘルツパルス光Ｔ１を放射する。このＸ方向に偏光したテラヘルツパルス光Ｔ１が試料Ｓを透過して得られるテラヘルツパルス光Ｔ２がテラヘルツ光検出素子２０へ入射すると、アンテナの向きがＸ方向であるダイポール型アンテナ２１Ａにより、Ｘ方向に偏光したテラヘルツパルス光Ｔ２を検出できる。ダイポール型アンテナ２１Ｂは、アンテナの向きがＹ方向であるから、Ｘ方向に偏光したテラヘルツパルス光Ｔ２を検出せず、Ｙ方向の偏光成分を有するテラヘルツパルス光Ｔ２を検出する。このように、ダイポール型アンテナ１１のアンテナの向きとダイポール型アンテナ２１Ａのアンテナの向きとを揃えて設置すれば、Ｘ方向の偏光成分を有するテラヘルツパルス光Ｔ２を検出することができる。
【００２２】
しかし、実際のテラヘルツ分光測定やテラヘルツイメージングにおいては、試料Ｓを透過したテラヘルツパルス光Ｔ２がＸ方向の偏光成分を有する光のみであるとは限らない。例えば、試料ＳによってＸ方向の偏光成分とＹ方向の偏光成分の両方を有する旋光が生じた場合、ダイポール型アンテナ２１Ａだけではこの変化したＹ方向の偏光成分の光を検出できないので、Ｘ方向の偏光成分の変化が単に試料Ｓの吸収によるものなのか旋光によるものなのか区別できない。この点について図４を参照して説明する。
【００２３】
図４に示すように、本実施の形態では、１つのテラヘルツ光検出素子２０に一対のダイポール型アンテナ２１Ａ，２１Ｂ、言い換えれば、アンテナの向きが直交している一対のアンテナ部３１ａ、３１ｂを設けているので、テラヘルツパルス光Ｔ２がＸ方向の偏光成分を有していてもＹ方向の偏光成分を有していても検出可能であり、正確な検出データを得ることができる。また、アンテナ部３１ａ、３１ｂは、いずれもテラヘルツ光入射領域Ｃをカバーして配設されるので、テラヘルツパルス光Ｔ２のＸ方向の偏光成分もＹ方向の偏光成分も同時に検出できる。従来のダイポール型アンテナを１方向にしかもたないテラヘルツ光検出素子では、両方の偏光成分の光を検出するためにはテラヘルツ光検出素子を光軸廻りに回転する必要があったが、本実施の形態のテラヘルツ光検出素子２０では、回転する必要はなく、回転機構も不要である。
【００２４】
次に、本実施の形態によるテラヘルツイメージング装置により試料Ｓを２次元領域にわたって測定する動作について説明する。図１に示されるように、テラヘルツイメージング装置１００は、制御・演算処理部９によって駆動制御される２次元駆動機構８により試料Ｓを２次元的に移動させるので、テラヘルツパルス光Ｔ１が試料Ｓ上で２次元走査されることになる。従って、試料Ｓ上の走査領域の各点からのテラヘルツパルス光Ｔ２がテラヘルツ光検出素子２０により検出される。すなわち、測定回路２５ａ，２５ｂで測定される光電流Ｉｍが電気信号として制御・演算処理部９へ送出され、制御・演算処理部９で所定の理論式により演算され、その結果、試料Ｓの電気的特性や不純物濃度などの分布が測定される。これらの分布は、制御・演算処理部９で２次元画像として合成され、これらの画像がディスプレイ９ａに表示される。
【００２５】
本実施の形態によるテラヘルツイメージング装置１００は、上記の特徴を有するテラヘルツ光検出素子２０を備えているので、試料Ｓの電気的特性や不純物濃度などの正確な分布状態を２次元画像としてイメージ化できる。
【００２６】
図５は、本実施の形態によるテラヘルツ光検出素子２０と測定回路の組み合わせの変形例を模式的に示す部分構成図である。図５に示される構成が、図４の構成と異なる点は、測定回路２５Ａのみなので、テラヘルツ光検出素子２０については同じ構成部品には同一符号を付し、説明を省略する。
【００２７】
ダイポール型アンテナ２１Ａの２本のＬ字型伝送線路パターンＡ１，Ａ２が切換えスイッチ２６の端子Ｔａ１とＴａ２にそれぞれ接続され、ダイポール型アンテナ２１Ｂの２本のＬ字型伝送線路パターンＢ１，Ｂ２が端子Ｔｂ１とＴｂ２にそれぞれ接続されている。切換えスイッチ２６の端子Ｔｃ１とＴｃ２は、電流計２７に接続されている。端子Ｔａ１とＴｃ１を接続し、端子Ｔａ２とＴｃ２を接続することにより、アンテナ部３１ａがテラヘルツパルス光Ｔ２を検出可能な状態となり、端子Ｔｂ１とＴｃ１を接続し、端子Ｔｂ２とＴｃ２を接続することにより、アンテナ部３１ｂがテラヘルツパルス光Ｔ２を検出可能な状態となるので、１つの電流計２７でＸ方向の偏光成分の光による光電流もＹ方向の偏光成分の光による光電流も測定でき、本実施の形態によるテラヘルツ光検出素子２０と同じ作用効果を奏する。
【００２８】
以上では、図１〜４によりテラヘルツイメージング装置１００について説明したが、本発明はテラヘルツ分光装置にも適用できる。テラヘルツ分光装置は、テラヘルツイメージング装置１００から２次元駆動機構８を省略して構成することができる。
【００２９】
以上説明したように、本発明は、１つのテラヘルツ光検出素子（テラヘルツ光検出器）に一対のアンテナを設けたこと、すなわち、検出する偏光光に対応して互いにアンテナの向きが異なる一対のアンテナ部を設けたことを特徴とし、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に何ら限定されない。例えば、アンテナの向きが異なる一対のアンテナ部は、本実施の形態のテラヘルツ光検出素子２０のように位置的に重なり合っていてもよいし、位置的に離れていてもよい。たとえば、図６に示すようなテラヘルツ光検出素子２０Ａを用いてもよい。すなわち、Ｘ方向の偏光検出用アンテナ１２１ＡとＹ方向の偏光検出用アンテナ１２１Ｂを導電膜１２２上の異なる位置に独立に配置してもよい。図６において、１３１ａがＸ方向の偏光光を検出するアンテナ部であり、１３１ｂがＹ方向の偏光光を検出するアンテナ部である。
【００３０】
また、以上の説明では、試料を透過した透過テラヘルツ光を使用するテラヘルツ分光装置およびテラヘルツイメージング装置について説明したが、本発明は、試料から反射した反射テラヘルツ光を検出する装置にも適用できる。その反射光学系では、例えば、テラヘルツ光を試料表面に斜めに入射させ、試料から反射した反射テラヘルツ光を光検出器で受光できるように、試料の一方の表面側にテラヘルツ光発生素子１０とテラヘルツ光検出素子２０を配置する。
【００３１】
なお、レーザ光源１およびテラヘルツ光発生素子１０などがテラヘルツ光照射手段を、制御・演算処理部９が演算手段をそれぞれ構成する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態に係るテラヘルツイメージング装置の概略構成図である。
【図２】テラヘルツ光発生素子１０の構造を模式的に示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施の形態に係るテラヘルツ光検出素子２０の構造を模式的に示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すアンテナ部の拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るテラヘルツ光検出素子２０と測定回路２５の構成を模式的に示す部分構成図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るテラヘルツ光検出素子２０と測定回路の構成の変形例である。
【図６】本発明の実施の形態に係るテラヘルツ光検出素子２０の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１：レーザ光源
２：ビームスプリッタ
５：可動鏡
８：２次元駆動機構
９：制御・演算処理部
１０：テラヘルツ光発生素子
２０：テラヘルツ光検出素子
２１：導電膜
２１Ａ，２１Ｂ：ダイポール型アンテナ
２２：光伝導膜
２３：半導体基板
２４：半球レンズ
２５，２５Ａ：測定回路
３１ａ，３１ｂ：アンテナ部
１００：テラヘルツイメージング装置
Ｂ，Ｃ：領域
Ｌ１〜Ｌ３：パルス光
Ｓ：試料
Ｔ１，Ｔ２：テラヘルツパルス光
【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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