【手続補正書】
【提出日】平成28年3月29日(2016.3.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の遠赤外光を発生する波長可変遠赤外光源と、
前記遠赤外光を試料上の線状の領域に照射する照明光学系と、
前記試料の像を形成する遠赤外光結像光学系と、
前記遠赤外光結像光学系の像面付近に配置され、前記試料からの第２の遠赤外光をポンプ光を用いて近赤外光に変換する検出用非線形光学結晶と、
像を検出するアレイセンサと、
前記検出用非線形光学結晶から射出される光を前記アレイセンサ上に導く検出光学系と
、
前記試料を搭載し少なくとも一方向に移動させることが可能なステージと、を有する遠赤外撮像装置
【請求項２】
請求項１に記載の遠赤外撮像装置において、
前記波長可変遠赤外光源は、波長の異なる２本のレーザ光を非線形光学結晶に入射させて前記第１の遠赤外光を発生させる遠赤外撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の遠赤外撮像装置において、
前記照明光学系は、前記波長可変遠赤外光源によって形成される線状の発光領域を前記線状の領域に結像させる結像光学系である遠赤外撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の遠赤外撮像装置において、
前記照明光学系はアフォーカル光学系である遠赤外撮像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の遠赤外撮像装置において、
前記遠赤外結像光学系は、試料側がテレセントリックな片側テレセントリック結像光学系、または両側テレセントリックな結像光学系である遠赤外撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の遠赤外撮像装置において、
前記検出用非線形光学結晶における前記ポンプ光が入射する面は前記第２の遠赤外光の光軸と実質的に平行である遠赤外撮像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の遠赤外撮像装置において、
前記検出光学系は、前記線状の領域に沿った第１の断面内では前記検出用非線形光学結晶の射出面付近を前記アレイセンサに結像させる遠赤外撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の遠赤外撮像装置において、
前記第１の断面内では前記検出光学系の少なくとも前記検出用非線形光学結晶側はテレセントリックな光学系である遠赤外撮像装置
【請求項９】
請求項８に記載の遠赤外撮像装置において、
前記検出光学系は、前記線状の領域に直交する第２の断面内では前記検出用非線形光学結晶から射出される光を前記アレイセンサに集光する遠赤外撮像装置
【請求項１０】
請求項９に記載の遠赤外撮像装置において、
前記検出光学系は、前記第２の断面内では前記検出用非線形光学結晶の射出面付近を前記アレイセンサに結像させる遠赤外撮像装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の遠赤外撮像装置において、
前記ポンプ光は前記線状の領域に対応した楕円ビームである遠赤外撮像装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の遠赤外撮像装置において、
前記ポンプ光は前記線状の領域に対応した離散ビーム列である遠赤外撮像装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の遠赤外撮像装置に置いて、
前記第１の遠赤外光の偏光方向を９０度回転させる素子を有する遠赤外撮像装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の遠赤外撮像装置において、
前記照明光学系は、前記波長可変遠赤外光源によって形成される線状の発光領域を前記線状の領域に結像させる結像光学系である遠赤外撮像装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の遠赤外撮像装置において、
前記照明光学系はアフォーカル光学系である遠赤外撮像装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の遠赤外撮像装置において、
前記遠赤外結像光学系は、試料側がテレセントリックな片側テレセントリック結像光学系、または両側テレセントリックな結像光学系である遠赤外撮像装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の遠赤外撮像装置において、
前記検出用非線形光学結晶における前記ポンプ光が入射する面は前記第２の遠赤外光の光軸と実質的に平行である遠赤外撮像装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の遠赤外撮像装置において、
前記検出光学系は、前記線状の領域に沿った断面内では前記検出用非線形光学結晶の射出面付近を前記アレイセンサに結像させる遠赤外撮像装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の遠赤外撮像装置において、
前記線状の領域に沿った断面内では前記検出光学系の少なくとも前記検出用非線形光学結晶側はテレセントリックな光学系である遠赤外撮像装置
【請求項２０】
請求項１に記載の遠赤外撮像装置において、
前記検出光学系は、前記線状の領域に直交する断面内では前記検出用非線形光学結晶から射出される光を前記アレイセンサに集光する遠赤外撮像装置
【請求項２１】
請求項１に記載の遠赤外撮像装置において、
前記検出光学系は、前記線状の領域に直交する断面内では前記検出用非線形光学結晶の射出面付近を前記アレイセンサに結像させる遠赤外撮像装置。
【請求項２２】
請求項１に記載の遠赤外撮像装置において、
前記ポンプ光は前記線状の領域に対応した楕円ビームである遠赤外撮像装置。
【請求項２３】
請求項１に記載の遠赤外撮像装置において、
前記ポンプ光は前記線状の領域に対応した離散ビーム列である遠赤外撮像装置。
【請求項２４】
請求項１に記載の遠赤外撮像装置において、
前記第１の遠赤外光の偏光方向を９０度回転させる素子を有する遠赤外撮像装置。
【請求項２５】
請求項１に記載の遠赤外撮像装置において、
前記第２の遠赤外光は前記試料を透過した遠赤外光、または前記試料を反射した遠赤外光である遠赤外撮像装置。
【請求項２６】
波長可変遠赤外光源からの照明光を照明光学系を用いて試料上の線状の領域に照射し、
前記試料の像を遠赤外光結像光学系によって形成し、
前記試料を透過した遠赤外光、または前記試料で反射された遠赤外光をポンプ光とともに検出用非線形光学結晶に入射させて近赤外光に変換し、
前記検出用非線形光学結晶から射出される光をアレイセンサ上に導き、
前記試料を少なくとも一方向に移動させながら前記像を得る遠赤外撮像方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
こうして得られた遠赤外光を照明光学系155を用いて試料200上の線状照明領域205に照射する。照明光学系155は、少なくとも２枚のレンズ150,170から構成される結像光学系を用いる。具体的には、レンズ150の前側焦点面に遠赤外光の発光領域を配置し、レンズ150の後側焦点面とレンズ170の前側焦点面が一致するようレンズ170を配置し、さらにレンズ170の後側焦点面に試料200を配置する。レンズ150の後側焦点面（すなわちレンズ170の前側焦点面でもある）に開口絞りを設置すると両側テレセントリックな光学系となるが、ここでは開口絞りは必須ではない。波長可変遠赤外光源100から射出される遠赤外は、ポンプ光115のビームに沿った光線状の光源となっており、図１(a)面内では広がるが、図１(b)面内では平行な光束となる。図１(a)面内では、レンズ150によって平行光束に変換され、遠赤外光の偏光方向を９０度回転させる偏光回転光学素子160、レンズ170を経て試料上の線状領域に収束される。一方、図１(b)面内では、レンズ150によって一旦集光され、遠赤外光の偏光方向を９０度回転させる偏光回転光学素子160透過後、レンズ170で再び平行光束とされ試料上に照射される。照明光学系をアフォーカル系とする（すなわち、レンズ150の後側焦点面とレンズ170の前側焦点面が一致するようレンズ170を配置する）ことで、非線形光学結晶130内で発生する図１ (b)の面内でほぼ平行な遠赤外光をそのまま平行光束として試料200に照射することが可能となり、試料を透過した遠赤外光を効率よく遠赤外光結像光学系182に取り込むことが可能となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
試料200を透過した遠赤外光の検出は、遠赤外光を非線形光学結晶132で波長1066nm〜1076nm付近の近赤外光に波長変換し、それを検出光学系245で光検出器290に導き、近赤外に感度のある光検出器290で光電変換することで行う。近赤外の検出器は、１Dあるいは２Dアレイの検出器も比較的入手が容易で、応答速度も速く、常温で使用できるため産業応
用に適している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
試料200を透過してきた遠赤外光は、遠赤外光結像光学系182を用いて検出用非線形光学結晶132に導く。遠赤外光結像光学系182は、少なくとも２枚のレンズ180,190と開口絞り1
85から構成される両側テレセントリックな結像光学系とし、試料200面の像をSiプリズム140を通して非線形光学結晶132内に形成する。試料200面上では、線状の領域205に遠赤外光が照射されているので、この部分が非線形光学結晶132内の線状の領域に結像される。
非線形光学結晶132としては、LiNbO3あるいはMgO: LiNbO3を用いると良い。