(57)【要約】【課題】パルス幅の小さい光パルスを発生することができる短光パルス発生装置を提供する。【解決手段】本発明に係る短光パルス発生装置１００は、光パルスを生成する光パルス生成部２と、光パルスの周波数をチャープさせる周波数チャープ部４と、光ファイバー３１，３２，３３，３４を含み、かつ、周波数チャープ部４にてチャープした光パルスに波長に応じた群速度差を生じさせる群速度分散部６と、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光パルスを生成する光パルス生成部と、
前記光パルスの周波数をチャープさせる周波数チャープ部と、
光ファイバーを含み、かつ、前記周波数チャープ部にてチャープした前記光パルスに波長に応じた群速度差を生じさせる群速度分散部と、
を含む、ことを特徴とする短光パルス発生装置。
【請求項２】
前記光パルス生成部は、
発光素子と、
前記発光素子を直接変調で駆動する駆動回路と、
を有し、
前記駆動回路は前記発光素子の発光の繰り返し周波数を変更可能に構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の短光パルス発生装置。
【請求項３】
前記光ファイバーから射出された前記光パルスを、前記光ファイバーに戻す反射ミラーを含む、ことを特徴とする請求項１または２に記載の短光パルス発生装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の短光パルス発生装置と、
前記短光パルス発生装置で発生した短光パルスが照射されてテラヘルツ波を発生させる光伝導アンテナと、
を含む、ことを特徴とするテラヘルツ波発生装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の短光パルス発生装置と、
前記短光パルス発生装置で発生した短光パルスが照射されてテラヘルツ波を発生させる光伝導アンテナと、
前記光伝導アンテナから射出され、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テラヘルツ波検出部と、
前記テラヘルツ波検出部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】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の短光パルス発生装置と、
前記短光パルス発生装置で発生した短光パルスが照射されてテラヘルツ波を発生させる光伝導アンテナと、
前記光伝導アンテナから射出され、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テラヘルツ波検出部と、
前記テラヘルツ波検出部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】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の短光パルス発生装置と、
前記短光パルス発生装置で発生した短光パルスが照射されてテラヘルツ波を発生させる光伝導アンテナと、
前記光伝導アンテナから射出され、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テラヘルツ波検出部と、
前記テラヘルツ波検出部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、短光パルス発生装置、テラヘルツ波発生装置、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】
このテラヘルツ波を発生させるテラヘルツ波発生装置は、例えば、サブピコ秒（数百フェムト秒）程度のパルス幅をもつ光パルスを発生させる短光パルス発生装置と、短光パルス発生装置で発生した光パルスが照射されることによりテラヘルツ波を発生させる光伝導アンテナと、を有している。一般的に、サブピコ秒程度のパルス幅の光パルスを発生させる短光パルス発生装置として、フェムト秒ファイバーレーザー、チタンサファイヤレーザー、および半導体レーザー等が使用されている。
【０００４】
例えば特許文献１には、半導体レーザーを直接変調させて光パルスの周波数をチャープさせた後、ファイバーからなる光パルス圧縮部（群速度分散部）にてパルス幅を圧縮する光パルス発生装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−４０８８９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の光パルス発生装置では、半導体レーザーを直接変調させて光パルスの周波数をチャープさせているため、チャープ量が少なく、群速度分散部において、十分にパルス幅を圧縮することができなかった。
【０００７】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、パルス幅の小さい光パルスを発生することができる短光パルス発生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、上記短光パルス発生装置を含むテラヘルツ波発生装置、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】
【０００８】
本発明に係る短光パルス発生装置は、
光パルスを生成する光パルス生成部と、
前記光パルスの周波数をチャープさせる周波数チャープ部と、
光ファイバーを含み、かつ、前記周波数チャープ部にてチャープした前記光パルスに波長に応じた群速度差を生じさせる群速度分散部と、
を含む。
【０００９】
このような短光パルス発生装置では、例えば周波数チャープ部を有さない形態に比べて、光パルスのチャープ量を多くすることができ、群速度分散部において、十分にパルス幅を圧縮することができる。したがって、このような短光パルス発生装置は、パルス幅の小
さい光パルスを発生することができる。
【００１０】
本発明に係る短光パルス発生装置において、
前記光パルス生成部は、
発光素子と、
前記発光素子を直接変調で駆動する駆動回路と、
を有し、
前記駆動回路は前記発光素子の発光の繰り返し周波数を変更可能に構成されていてもよい。
【００１１】
このような短光パルス発生装置では、発光素子の発光の繰り返し周波数を、光ファイバーの全長によらず任意に設定することができる。したがって、このような短光パルス発生装置では、高い自由度で繰り返し周波数を設定することができる。
【００１２】
本発明に係る短光パルス発生装置において、
前記光ファイバーから射出された前記光パルスを、前記光ファイバーに戻す反射ミラーを含んでいてもよい。
【００１３】
このような短光パルス発生装置では、光ファイバーの全長を大きくしなくても、光ファイバーを伝搬する光パルスに、大きな群速度差を生じさせることができる。したがって、このような短光パルス発生装置では、小型化を図りつつ、パルス幅の小さい光パルスを発生することができる。
【００１４】
本発明に係るテラヘルツ波発生装置は、
本発明に係る短光パルス発生装置と、
前記短光パルス発生装置で発生した短光パルスが照射されてテラヘルツ波を発生させる光伝導アンテナと、
を含む。
【００１５】
このようなテラヘルツ波発生装置では、パルス幅の小さい光パルスを発生することができる短光パルス発生装置を含むことができる。
【００１６】
本発明に係るカメラは、
本発明に係る短光パルス発生装置と、
前記短光パルス発生装置で発生した短光パルスが照射されてテラヘルツ波を発生させる光伝導アンテナと、
前記光伝導アンテナから射出され、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テラヘルツ波検出部と、
前記テラヘルツ波検出部の検出結果を記憶する記憶部と、
を含む。
【００１７】
このようなカメラでは、パルス幅の小さい光パルスを発生することができる短光パルス発生装置を含むことができる。
【００１８】
本発明に係るイメージング装置は、
本発明に係る短光パルス発生装置と、
前記短光パルス発生装置で発生した短光パルスが照射されてテラヘルツ波を発生させる光伝導アンテナと、
前記光伝導アンテナから射出され、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テラヘルツ波検出部と、
前記テラヘルツ波検出部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。
【００１９】
このようなイメージング装置では、パルス幅の小さい光パルスを発生することができる短光パルス発生装置を含むことができる。
【００２０】
本発明に係る計測装置は、
本発明に係る短光パルス発生装置と、
前記短光パルス発生装置で発生した短光パルスが照射されてテラヘルツ波を発生させる光伝導アンテナと、
前記光伝導アンテナから射出され、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テラヘルツ波検出部と、
前記テラヘルツ波検出部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。
【００２１】
このような計測装置では、パルス幅の小さい光パルスを発生することができる短光パルス発生装置を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係る短光パルス発生装置の機能ブロック図。
【図２】本実施形態に係る短光パルス発生装置を模式的に示す図。
【図３】本実施形態に係る短光パルス発生装置における光パルス生成部の発光素子および周波数チャープの光導波路を模式的に示す斜視図。
【図４】本実施形態に係る短光パルス発生装置における光パルス生成部の発光素子および周波数チャープの光導波路を模式的に示す断面図。
【図５】光パルス生成部で生成される光パルスの一例を示すグラフ。
【図６】半導体可飽和吸収ミラーのチャープ特性の一例を示すグラフ。
【図７】群速度分散部で生成された光パルスの一例を示すグラフ。
【図８】本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置の構成を示す図。
【図９】本実施形態に係るイメージング装置を示すブロック図。
【図１０】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１１】対象物のテラヘルツ帯でのスペクトルを示すグラフ。
【図１２】対象物の物質Ａ、ＢおよびＣの分布を示す画像の図。
【図１３】本実施形態に係る計測装置を示すブロック図。
【図１４】本実施形態に係るカメラを示すブロック図。
【図１５】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】
【００２３】
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。
【００２４】
１．  短光パルス発生装置
１．１．  構成
まず、本実施形態に係る短光パルス発生装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る短光パルス発生装置１００の機能ブロック図である。
【００２５】
短光パルス発生装置１００は、図１に示すように、光パルス生成部２と、周波数チャープ部４と、群速度分散部６と、を含む。
【００２６】
光パルス生成部２は、光パルスを生成する。ここで、光パルスとは、短時間に急峻に強度が変化する光をいう。光パルス生成部２が生成する光パルスのパルス幅（半値全幅ＦＷＨＭ）は特に限定されないが、例えば１ｐｓ（ピコ秒）以上１００ｐｓ以下である。光パルス生成部２は、例えば、半導体レーザー、スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）などである。
【００２７】
周波数チャープ部４は、光パルス生成部２で生成された光パルスの周波数をチャープさせる。周波数チャープ部４は、例えば半導体材料で構成されており、量子井戸構造を有している。光パルスが周波数チャープ部４の光導波路を伝搬すると、光カー効果により光導波路材料の屈折率が変化し、電界の位相が変化する（自己位相変調効果）。この自己位相変調効果により、光パルスの周波数がチャープされる。ここで、光パルスの周波数がチャープされるとは、光パルスの周波数が時間的に変化することをいう。
【００２８】
周波数チャープ部４は、半導体材料で構成されているため、１ｐｓから１００ｐｓ程度のパルス幅を持つ光パルスに対して応答速度が遅い。そのため、周波数チャープ部４では、光パルスの周波数を、当該光パルスの強度（電界振幅の２乗）に比例してチャープ（アップチャープやダウンチャープ）させる。ここで、アップチャープとは、光パルスの周波数が時間とともに増加する場合をいい、ダウンチャープとは、光パルスの周波数が時間とともに減少する場合をいう。言い換えると、アップチャープとは、光パルスの波長が時間とともに短くなる場合をいい、ダウンチャープとは、光パルスの波長が時間とともに長くなる場合をいう。
【００２９】
群速度分散部６は、周波数チャープ部４にて周波数がチャープした光パルスに波長（周波数）に応じた群速度差を生じさせる。具体的には、群速度分散部６は、周波数がチャープした光パルスに対して、光パルスのパルス幅が小さくなるような群速度差を生じさせることができる（パルス圧縮）。例えば、群速度分散部６では、ダウンチャープした光パルスに、正の群速度分散を生じさせて、パルス幅を小さくすることができる。この場合、群速度分散部６は、正常分散媒質である。このように群速度分散部６では、群速度分散に基づくパルス圧縮を行う。なお、群速度分散とは、光パルスの伝搬速度が波長によって異なることで、周波数に依存して群速度が変化する現象をいう。また、正の群速度分散とは、波長が長くなるにしたがって、群速度が速くなる現象をいう。言い換えると、正の群速度分散とは、周波数が低くなるにしたがって、群速度が速くなる現象をいう。群速度分散部６で圧縮された光パルス幅は、特に限定されないが、例えば、１ｆｓ（フェムト秒）以上８００ｆｓ以下である。
【００３０】
１．２．  構造
次に、短光パルス発生装置１００の具体的な構造について、図面を参照しながら説明する。図２は、短光パルス発生装置１００を模式的に示す図である。
【００３１】
光パルス生成部２は、図２に示すように、発光素子１０を含む。周波数チャープ部４は、光導波路２０を含む。群速度分散部６は、光ファイバー３１，３２，３３，３４と、カプラー３５と、光増幅部３６と、反射ミラー３７，３８と、を含む。さらに、短光パルス発生装置１００は、ビームスプリッター４０を含む。
【００３２】
まず、光パルス生成部２を構成する発光素子１０および周波数チャープ部４を構成する光導波路２０について説明する。図３は、光パルス生成部２を構成する発光素子１０と、周波数チャープ部４を構成する光導波路２０と、を模式的に示す斜視図である。図４は、
発光素子１０と光導波路２０とを模式的に示す断面図である。なお、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【００３３】
発光素子１０と光導波路２０とは、図３および図４に示すように、一体に設けられている。すなわち、発光素子１０と光導波路２０とは、同一基板１０２上に設けられている。
【００３４】
発光素子１０は、基板１０２と、バッファー層１０４と、第１クラッド層１０６と、コア層１０８と、第２クラッド層１１０と、キャップ層１１２と、絶縁層１２０と、第１電極１３０と、第２電極１３２と、を含んで構成されている。ここでは、発光素子１０がＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ）レーザーである例について説明する。
【００３５】
光導波路２０は、第１クラッド層１０６と、コア層１０８と、第２クラッド層１１０と、を含んで構成されている。
【００３６】
基板１０２は、例えば、第１導電型（例えばｎ型）のＧａＡｓ基板である。基板１０２は、発光素子１０が形成される第１領域１０２ａと、光導波路２０が形成される第２領域１０２ｂと、を有している。
【００３７】
バッファー層１０４は、基板１０２上に設けられている。バッファー層１０４は、例えば、ｎ型のＧａＡｓ層である。バッファー層１０４は、その上方に形成される層の結晶性を向上させることができる。
【００３８】
第１クラッド層１０６は、バッファー層１０４上に設けられている。第１クラッド層１０６は、例えば、ｎ型のＡｌＧａＡｓ層である。
【００３９】
コア層１０８は、第１ガイド層１０８ａと、ＭＱＷ層１０８ｂと、第２ガイド層１０８ｃと、を有している。
【００４０】
第１ガイド層１０８ａは、第１クラッド層１０６上に設けられている。第１ガイド層１０８ａは、例えば、ｉ型のＡｌＧａＡｓ層である。
【００４１】
ＭＱＷ層１０８ｂは、第１ガイド層１０８ａ上に設けられている。ＭＱＷ層１０８ｂは、例えば、ＧａＡｓウェル層とＡｌＧａＡｓバリア層とから構成される量子井戸構造を３つ重ねた多重量子井戸構造を有している。ここで、量子井戸構造とは、半導体発光装置分野における一般的な量子井戸構造を指し、異なるバンドギャップを持つ２種以上の材料を用いて、バンドギャップの小さい材料の薄膜（ｎｍオーダー）を、バンドギャップの大きい材料の薄膜でサンドイッチにした構造である。図示の例では、ＭＱＷ層１０８ｂの量子井戸数（ＧａＡｓウェル層とＡｌＧａＡｓバリア層との積層数）は、第１領域１０２ａおよび第２領域１０２ｂの上方において、同じである。すなわち、発光素子１０および光導波路２０において、ＭＱＷ層１０８ｂの量子井戸数は、同じである。
【００４２】
なお、第１領域１０２ａの上方におけるＭＱＷ層１０８ｂの量子井戸数と、第２領域１０２ｂの上方におけるＭＱＷ層１０８ｂの量子井戸数とは、異なっていてもよい。すなわち、発光素子１０を構成するＭＱＷ層１０８ｂの量子井戸数と、光導波路２０を構成するＭＱＷ層１０８ｂの量子井戸数とは、異なっていてもよい。
【００４３】
第２ガイド層１０８ｃは、ＭＱＷ層１０８ｂ上に設けられている。第２ガイド層１０８ｃは、例えば、ｉ型のＡｌＧａＡｓ層である。第２ガイド層１０８ｃには、ＤＦＢ型の共振器を構成する周期構造が設けられている。周期構造は、第１領域１０２ａの上方に設け
られている。周期構造は、屈折率の異なる２つの層１０８ｃ，１１０によって構成されている。
【００４４】
第１ガイド層１０８ａ、ＭＱＷ層１０８ｂ、および第２ガイド層１０８ｃにより、ＭＱＷ層１０８ｂに生じる光を伝播するコア層１０８を構成することができる。第１ガイド層１０８ａおよび第２ガイド層１０８ｃは、注入キャリア（電子および正孔）をＭＱＷ層１０８ｂに閉じ込めると同時に、コア層１０８に光を閉じこめる層である。
【００４５】
第２クラッド層１１０は、コア層１０８上に設けられている。第２クラッド層１１０は、例えば、第２導電型（例えばｐ型）のＡｌＧａＡｓ層である。図示の例では、第１クラッド層１０６、コア層１０８、および第２クラッド層１１０によって、光導波路１１８，２０が形成されている。
【００４６】
発光素子１０では、例えば、ｐ型の第２クラッド層１１０、不純物がドーピングされていないコア層１０８、およびｎ型の第１クラッド層１０６により、ｐｉｎダイオードが構成される。第１クラッド層１０６および第２クラッド層１１０の各々は、コア層１０８よりもバンドギャップが大きく、屈折率が小さい層である。コア層１０８は、光を発生させ、かつ光を増幅しつつ導波させる機能を有する。第１クラッド層１０６および第２クラッド層１１０は、コア層１０８を挟んで、注入キャリア（電子および正孔）並びに光を閉じ込める機能（光の漏れを抑制する機能）を有する。
【００４７】
発光素子１０では、第１電極１３０と第２電極１３２との間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加すると、コア層１０８（ＭＱＷ層１０８ｂ）において電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。この生じた光を起点として、連鎖的に誘導放出が起こり、光導波路（利得領域）１１８内で光の強度が増幅される。光導波路１１８において生じた光の波長は、例えば、７８０ｎｍ以上８６０ｎｍ以下である。
【００４８】
キャップ層１１２は、第２クラッド層１１０上に設けられている。キャップ層１１２は、第２電極１３２とオーミックコンタクトすることができる。キャップ層１１２は、例えば、ｐ型のＧａＡｓ層である。
【００４９】
キャップ層１１２と、第２クラッド層１１０の一部とは、柱状部１６０を構成している。例えば、発光素子１０では、柱状部１６０の各層の積層方向から見た平面形状によって、電極１３０，１３２間の電流経路が決定される。
【００５０】
絶縁層１２０は、図３に示すように、第２クラッド層１１０上であって、柱状部１６０の側方に設けられている。さらに、絶縁層１２０は、基板１０２の第２領域１０２ｂの上方のキャップ層１１２上に設けられている。絶縁層１２０は、例えば、ＳｉＮ層、ＳｉＯ２層、ＳｉＯＮ層、Ａｌ２Ｏ３層、ポリイミド層などである。
【００５１】
絶縁層１２０として上記の材料を用いた場合、電極１３０，１３２間の電流は、絶縁層１２０を避けて、該絶縁層１２０に挟まれた柱状部１６０を流れることができる。また、絶縁層１２０は、第２クラッド層１１０の屈折率よりも小さい屈折率を有することができる。この場合、絶縁層１２０を形成した部分の垂直断面の有効屈折率は、絶縁層１２０を形成しない部分、すなわち、柱状部１６０が形成された部分の垂直断面の有効屈折率よりも小さくなる。これにより、平面方向において、光導波路１１８，２０内に効率良く光を閉じ込めることができる。なお、図示はしないが、絶縁層１２０として上記の材料を用いず、空気層としてもよい。この場合、空気層が絶縁層１２０として機能することができる。
【００５２】
第１電極１３０は、基板１０２の下の全面に設けられている。第１電極１３０は、該第１電極１３０とオーミックコンタクトする層（図示の例では基板１０２）と接している。第１電極１３０は、基板１０２を介して、第１クラッド層１０６と電気的に接続されている。第１電極１３０は、発光素子１０を駆動するための一方の電極である。第１電極１３０としては、例えば、基板１０２側からＣｒ層、ＡｕＧｅ層、Ｎｉ層、Ａｕ層の順序で積層したものなどを用いることができる。なお、第１電極１３０は、基板１０２の第１領域１０２ａの下方にのみ設けられていてもよい。
【００５３】
第２電極１３２は、キャップ層１１２の上面であって、第１領域１０２ａの上方に設けられている。さらに、第２電極１３２は、絶縁層１２０上に設けられていてもよい。第２電極１３２は、キャップ層１１２を介して、第２クラッド層１１０と電気的に接続されている。第２電極１３２は、発光素子１０を駆動するための他方の電極である。第２電極１３２としては、例えば、キャップ層１１２側からＣｒ層、ＡｕＺｎ層、Ａｕ層の順序で積層したものなどを用いることができる。なお、図示の例では、第１電極１３０が基板１０２の下面側に設けられ、第２電極１３２が基板１０２の上面側に設けられている両面電極構造であるが、第１電極１３０と第２電極１３２とが基板１０２の同じ面側（例えば上面側）に設けられている片面電極構造であってもよい。
【００５４】
バッファー層１０４、第１クラッド層１０６、コア層１０８、第２クラッド層１１０、キャップ層１１２は、基板１０２の第１領域１０２ａおよび第２領域１０２ｂにわたって設けられている。すなわち、これらの層１０４，１０６，１０８，１１０、１１２は、発光素子１０および光導波路２０に共通の層であり、連続している層である。第１領域１０２ａおよび第２領域１０２ｂにおいて連続している第１クラッド層１０６、コア層１０８、第２クラッド層１１０が、光導波路１１８および光導波路２０を構成している。光導波路１１８は、第１領域１０２ａの上方に設けられており、光導波路２０は、第２領域１０２ｂの上方に設けられている。
【００５５】
以上、発光素子１０および光導波路２０の一例として、ＡｌＧａＡｓ系の半導体材料を用いる場合について説明したが、これに限定されず、例えば、ＡｌＧａＮ系、ＧａＮ系、ＩｎＧａＮ系、ＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓＰ系、ＺｎＣｄＳｅ系などのその他の半導体材料を用いてもよい。
【００５６】
また、発光素子１０がＤＦＢレーザーである例について説明したが、これに限定されず、例えばＤＢＲレーザーやモード同期レーザー等の半導体レーザーであってもよい。また、発光素子１０は、スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）であってもよい。
【００５７】
また、図示はしないが、光導波路２０に逆バイアスを印加するための電極を設けてもよい。これにより、光導波路２０の吸収特性を制御することができ、周波数のチャープ量を調整することができる。
【００５８】
また、ここでは、発光素子１０と光導波路２０が同一基板に設けられる場合について説明したが、発光素子１０と光導波路２０とは、それぞれ別の基板に設けられてもよい。
【００５９】
光パルス生成部２は、図２に示すように、さらに駆動回路１２を含む。駆動回路１２は、発光素子１０を直接変調で駆動する。ここで、直接変調とは、発光素子１０において光パルスを生成させるための駆動電流に、変調信号を用いることをいう。発光素子１０、駆動回路１２、および光導波路２０は、パッケージ１４に収容されている。図２では、パッケージ１４を透視して図示している。
【００６０】
次に、群速度分散部６を構成する部材（光ファイバー３１，３２，３３，３４、カプラ
ー３５、光増幅部３６、反射ミラー３７，３８）について、図２を参照しながら説明する。
【００６１】
第１光ファイバー３１の一端は、パッケージ１４に接続されている。第１光ファイバー３１の他端は、カプラー３５に接続されている。第１光ファイバー３１には、周波数チャープ部４から射出された光パルスが入射する。
【００６２】
第２光ファイバー３２の一端は、カプラー３５に接続されている。第２光ファイバー３２の他端３２ａからは、第２光ファイバー３２を伝搬した光が射出される。図示の例では、第２光ファイバー３２の他端３２ａは、ビームスプリッター４０を介して、第１反射ミラー３７と対向している。
【００６３】
第３光ファイバー３３の一端は、カプラー３５に接続されている。第３光ファイバー３３の他端は、光増幅部３６に接続されている。
【００６４】
第４光ファイバー３４の一端は、光増幅部３６に接続されている。第４光ファイバー３４の他端３４ａからは、第４光ファイバー３４を伝搬した光が射出される。図示の例では、第４光ファイバー３４の他端３４ａは、第２反射ミラー３８と対向している。
【００６５】
光ファイバー３１，３２，３３，３４は、図示はしないが、コア部と、コア部の外側のクラッド部と、クラッド部を覆う被覆部と、を含んで構成されている。コア部の屈折率はクラッド部の屈折率よりも高く、光パルスは、コア部を伝搬する。コア部およびクラッド部の材質は、例えば、光パルスに対して透過率が高い石英ガラスやプラスチックである。
【００６６】
光ファイバー３１，３２，３３，３４では、光パルスが光ファイバー３１，３２，３３，３４を伝搬する距離に応じた群速度分散値を与えることができる。すなわち、光パルスが光ファイバー３１，３２，３３，３４を伝搬する距離が長いほど、光パルスにおいて大きな群速度差を生じさせることができる。したがって、光パルスが２つの反射ミラー３７，３８で反射される回数を増やすことによって、光パルスに大きな群速度差を生じさせることができる。光ファイバー３１，３２，３３，３４のコア部は、正の群速度分散媒質である。そのため、ダウンチャープした光パルスは、光ファイバー３１，３２，３３，３４を伝搬している間にパルス圧縮される。
【００６７】
ここで、光ファイバー３１，３２，３３，３４のコア部の材質を石英ガラス（ＳｉＯ２）とすると、光ファイバー３１，３２，３３，３４の１ｍｍ当たりの群速度分散値は、波長８５０ｎｍの光パルスに対して、３．２×１０−２９ｓ２／ｍｍである。所望の群速度分散値を１×１０−２４ｓ２とし、光ファイバー３１，３２，３３，３４における群速度分散値がコア部の群速度分散値のみで決まると仮定すると、必要な光ファイバー３１，３２，３３，３４の長さの合計（全長）Ｌは、以下のようになる。
【００６８】
Ｌ＝１×１０−２４／３．２×１０−２９＝３１２５０ｍｍ≒３１ｍ
【００６９】
短光パルス発生装置１００の小型化を図るのであれば、全長Ｌを極力短くして、反射ミラー３７，３８における反射回数を増やすことが好ましいが、カプラー３５、光増幅部３６、およびビームスプリッター４０を配置させることを考慮すると、全長Ｌは、１ｍ以下程度であることが好ましい。
【００７０】
カプラー３５は、第１光ファイバー３１と、第２光ファイバー３２と、第３光ファイバー３３と、を連結させている。光パルス生成部２で生成された光パルスは、第１光ファイバー３１を伝搬した後、カプラー３５を介して、光ファイバー３２，３３を伝搬する。
【００７１】
光増幅部３６は、入射した光パルスを、誘導放出により増幅させて射出する。光増幅部３６としては、例えば、半導体光増幅器（ＳＯＡ）や光ファイバー増幅器を用いる。半導体光増幅器は、増幅に半導体（例えばＡｌＧａＡｓ層）を使用する光増幅器である。半導体光増幅器の入射面および射出面には、反射防止膜が設けられていてもよい。光ファイバー増幅器は、不純物を添加した光ファイバーを用いる増幅器であり、具体的には、Ｅｒをドープしたフッ化物からなるコア部を含む光ファイバー（ＥＤＦＡ）である。
【００７２】
第１反射ミラー３７は、第２光ファイバー３２の他端３２ａから射出された光パルスを、第２光ファイバー３２に戻すためのミラーである。すなわち、第２光ファイバー３２から射出された光パルスの少なくとも一部は、第１反射ミラー３７において反射して、第２光ファイバー３２に入射する。第１反射ミラー３７の材質は、例えば、Ａｕ等の金属である。
【００７３】
第２反射ミラー３８は、第４光ファイバー３４の他端３４ａから射出された光パルスを、第４光ファイバー３４に戻すためのミラーである。すなわち、第４光ファイバー３４から射出された光パルスの少なくとも一部は、第２反射ミラー３８において反射して、第４光ファイバー３４に入射する。第２反射ミラー３８の材質は、例えば、第１反射ミラー３７の材質と同じである。
【００７４】
ビームスプリッター４０は、第２光ファイバー３２の他端３２ａと、第１反射ミラー３７と、の間に設けられている。ビームスプリッター４０は、第２光ファイバー３２から射出された光パルスの一部を反射させ、第２光ファイバー３２から射出された光パルスの一部を透過させる。ビームスプリッター４０において反射した光パルス（図２に示す例では光パルスＰ３）は、外部に射出される。ビームスプリッター４０を透過した光パルスは、第１反射ミラー３７において反射した後、再度、ビームスプリッター４０を透過して、第２光ファイバー３２に入射する。
【００７５】
１．３．  動作
次に、短光パルス発生装置１００の動作について説明する。図５は、光パルス生成部２で生成された光パルスＰ１の一例を示すグラフである。図５に示すグラフの横軸ｔは、時間であり、縦軸Ｉは光強度（電界振幅の２乗）である。図６は、周波数チャープ部４のチャープ特性の一例を示すグラフである。図６に示すグラフの横軸ｔは時間であり、縦軸Δωはチャープ量（周波数の変化量）である。なお、図６では、光パルスＰ１を一点鎖線で示し、光パルスＰ１に対応するチャープ量Δωを実線で示している。図７は、群速度分散部６で生成された光パルスＰ３の一例を示すグラフである。図７に示すグラフの横軸ｔは時間であり、縦軸Ｉは光強度である。
【００７６】
光パルス生成部２は、例えば、図５に示す光パルスＰ１を生成する。光パルス生成部２では、駆動回路１２に駆動されることにより、光パルスＰ１が生成される。光パルスＰ１は、図示の例では、ガウス波形である。光パルスＰ１のパルス幅（半値全幅ＦＷＨＭ）ｔは、図示の例では、１０ｐｓ（ピコ秒）である。光パルスＰ１は、光導波路１１８を伝搬し、周波数チャープ部４の光導波路２０に入射する。
【００７７】
周波数チャープ部４は、光強度に比例したチャープ特性を有する。下記式（１）は、周波数チャープの効果を示す式である。
【００７８】
【数１】
2015119034.tif 000003
【００７９】
ここで、Δωはチャープ量（周波数の変化量）、ｃは光速、τｒは非線形屈折率効果の応答時間、ｎ２は非線形屈折率、ｌは導波路長、ω０は光パルスの中心周波数、Ｅは電界の振幅である。
【００８０】
周波数チャープ部４は、光導波路２０を伝搬する光パルスＰ１に対して、式（１）に示す周波数チャープを付与する。具体的には、図６に示すように、周波数チャープ部４は、光パルスＰ１に対して、光パルスＰ１の前部では周波数を時間とともに減少させ、光パルスＰ１の後部では周波数を時間とともに増加させる。すなわち、周波数チャープ部４は、光パルスＰ１の前部をダウンチャープさせ、光パルスＰ１の後部をアップチャープさせる。したがって、光パルス生成部２で生成された光パルスＰ１は、周波数チャープ部４を通過することで、前部がダウンチャープし、後部がアップチャープした光パルス（以下「光パルスＰ２」という）となる。チャープした光パルスＰ２（図示せず）は、第１光ファイバー３１に入射する。
【００８１】
群速度分散部６の第１光ファイバー３１に入射した光パルスＰ２は、図２に示すように、第１光ファイバー３１中を伝搬し、カプラー３５を介して、例えば第２光ファイバー３２に入射する。第２光ファイバー３２に入射した光パルスは、第２光ファイバー３２を伝搬し、第２光ファイバー３２から射出された後、第１反射ミラー３７において反射されて、再度、第２光ファイバー３２に入射する。再度第２光ファイバーに入射した光パルスは、カプラー３５、第３光ファイバー３３、および光増幅部３６を介して、第４光ファイバー３４から射出された後、第２反射ミラー３８において反射されて、再度、第４光ファイバー３４に入射する。再度第４光ファイバー３４に入射した光パルスは、光増幅部３６、第３光ファイバー３３、カプラー３５を介して、第２光ファイバー３２から射出された後、第１反射ミラー３７において反射される。このように、群速度分散部６に入射した光パルスＰ２は、反射ミラー３７，３８において多重反射される。
【００８２】
群速度分散部６は、チャープした光パルスＰ２が光ファイバー３１，３２，３３，３４を伝搬する際に、波長（周波数）に応じた群速度差を生じさせて（群速度分散）、パルス圧縮を行う。具体的には、群速度分散部６の光ファイバー３１，３２，３３，３４は、図７に示すように、光パルスＰ２に正の群速度分散を生じさせて、ダウンチャープした光パルスＰ２の前部を圧縮する。これにより、光パルスＰ３が生成される。図示の例では、光パルスＰ３のパルス幅ｔは、０．３３ｐｓである。
【００８３】
以上のように、群速度分散部６に入射した光パルスＰ２は、反射ミラー３７，３８において多重反射してパルス圧縮された後、図２に示すように、ビームスプリッター４０において反射されて、光パルスＰ３として短光パルス発生装置１００から射出される。
【００８４】
なお、光パルスＰ２の反射ミラー３７，３８における反射回数は、特に限定されないが、回数が大きいほど光パルスに大きな群速度差を生じさせることができる。例えば、光パルスＰ２は、反射ミラー３７，３８において一度も反射されることなく、ビームスプリッター４０において反射されて短光パルス発生装置１００から射出されてもよい。
【００８５】
短光パルス発生装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００８６】
短光パルス発生装置１００では、光パルスの周波数をチャープさせる周波数チャープ部
４と、光ファイバー３１，３２，３３，３４を含み、かつ、周波数チャープ部４にてチャープした光パルスに波長に応じた群速度差を生じさせる群速度分散部６と、を含む。したがって、短光パルス発生装置１００は、例えば周波数チャープ部４を有さない形態に比べて、光パルスのチャープ量を多くすることができ、群速度分散部６において、十分にパルス幅を圧縮することができる。よって、短光パルス発生装置１００は、パルス幅の小さい光パルスを発生することができる。
【００８７】
短光パルス発生装置１００では、光パルス生成部２は、発光素子１０を直接変調で駆動する駆動回路１２を有している。そして、駆動回路１２は、発光素子１０の発光の繰り返し周波数を変更可能に構成されている。具体的には、駆動電流の変調信号の周波数を変更可能となっている。そのため、短光パルス発生装置１００では、発光素子１０の発光の繰り返し周波数を、光ファイバー３１，３２，３３，３４の全長によらず任意に設定することができる。したがって、短光パルス発生装置１００では、高い自由度で繰り返し周波数を設定することができる。例えば、発光素子を直接変調で駆動する駆動回路を有していない形態では、発光素子の繰り返し周波数は、光ファイバーの全長で決定され、高い自由度で繰り返し周波数を設定することができない。なお、発光の繰り返し周波数とは、発光素子において１秒間（単位時間）に生成される光パルスの数である。
【００８８】
短光パルス発生装置１００では、第２光ファイバー３２から射出された光パルスを、第２光ファイバー３２に戻す第１反射ミラー３７と、第４光ファイバー３４から射出された光パルスを、第４光ファイバー３４に戻す第２反射ミラー３８と、を含む。そのため、短光パルス発生装置１００では、光ファイバー３１，３２，３３，３４の全長を大きくしなくても、光ファイバー３１，３２，３３，３４を伝搬する光パルスに、大きな群速度差を生じさせることができる。したがって、短光パルス発生装置１００では、小型化を図りつつ、パルス幅の小さい光パルスを発生することができる。
【００８９】
２．  テラヘルツ波発生装置
次に、本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置１０００について、図面を参照しながら説明する。図８は、本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置１０００の構成を示す図である。
【００９０】
テラヘルツ波発生装置１０００は、図８に示すように、本発明に係る短光パルス発生装置と、光伝導アンテナ１０１０と、を含む。ここでは、本発明に係る短光パルス発生装置として、短光パルス発生装置１００を用いた場合について説明する。
【００９１】
短光パルス発生装置１００は、励起光である短光パルス（例えば図７に示す光パルスＰ３）を発生させる。短光パルス発生装置１００が発生させる短光パルスのパルス幅は、例えば、１ｆｓ以上８００ｆｓ以下である。
【００９２】
光伝導アンテナ１０１０は、短光パルス発生装置１００で発生した短光パルスが照射されることによりテラヘルツ波を発生する。なお、テラヘルツ波とは、周波数が、１００ＧＨｚ以上３０ＴＨｚ以下の電磁波、特に、３００ＧＨｚ以上３ＴＨｚ以下の電磁波をいう。
【００９３】
光伝導アンテナ１０１０は、図示の例では、ダイポール形状光伝導アンテナ（ＰＣＡ）である。光伝導アンテナ１０１０は、半導体基板である基板１０１２と、基板１０１２上に設けられ、ギャップ１０１６を介して対向配置された１対の電極１０１４と、を有している。この電極１０１４間に、光パルスが照射されると、光伝導アンテナ１０１０は、テラヘルツ波を発生させる。
【００９４】
基板１０１２は、例えば、半絶縁性ＧａＡｓ（ＳＩ−ＧａＡｓ）基板と、ＳＩ−ＧａＡｓ基板上に設けられている低温成長ＧａＡｓ（ＬＴ−ＧａＡｓ）層と、を有している。電極１０１４の材質は、例えば、Ａｕである。１対の電極１０１４間の距離は、特に限定されず、条件に応じて適宜設定される。１対の電極１０１４間の距離は、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下である。
【００９５】
テラヘルツ波発生装置１０００では、まず、短光パルス発生装置１００が、短光パルスを発生させ、光伝導アンテナ１０１０のギャップ１０１６に向けて射出する。短光パルス発生装置１００から射出された短光パルスは、光伝導アンテナ１０１０のギャップ１０１６を照射する。光伝導アンテナ１０１０では、ギャップ１０１６に短光パルスが照射されることにより、自由電子が励起される。そして、この自由電子を電極１０１４間に電圧を印加することによって加速させる。これにより、テラヘルツ波が発生する。
【００９６】
３．  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１１００について、図面を参照しながら説明する。図９は、本実施形態に係るイメージング装置１１００を示すブロック図である。図１０は、本実施形態に係るイメージング装置１１００のテラヘルツ波検出部１１２０を模式的に示す平面図である。図１１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１２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。
【００９７】
イメージング装置１１００は、図９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１１１０と、テラヘルツ波発生部１１１０から射出し、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１１２０と、テラヘルツ波検出部１１２０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１１３０とを備えている。
【００９８】
テラヘルツ波発生部１１１０としては、本発明に係るテラヘルツ波発生装置を用いることができる。ここでは、本発明に係るテラヘルツ波発生装置として、テラヘルツ波発生装置１０００を用いた場合について説明する。
【００９９】
テラヘルツ波検出部１１２０としては、図１０に示すように、目的の波長のテラヘルツ波を通過させるフィルター８０と、フィルター８０を通過した前記目的の波長のテラヘルツ波を検出する検出部８４とを備えたものを用いる。また、検出部８４としては、例えば、テラヘルツ波を熱に変換して検出するもの、すなわち、テラヘルツ波を熱に変換し、そのテラヘルツ波のエネルギー（強度）を検出し得るものを用いる。このような検出部としては、例えば、焦電センサー、ボロメーター等が挙げられる。なお、テラヘルツ波検出部１１２０の構成は、前記の構成に限定されない。
【０１００】
また、フィルター８０は、２次元的に配置された複数の画素（単位フィルター部）８２を有している。すなわち、各画素８２は、行列状に配置されている。
【０１０１】
また、各画素８２は、互いに異なる波長のテラヘルツ波を通過させる複数の領域、すなわち、通過させるテラヘルツ波の波長（以下、「通過波長」とも言う）が互いに異なる複数の領域を有している。なお、図示の構成では、各画素８２は、第１の領域８２１、第２の領域８２２、第３の領域８２３、および第４の領域８２４を有している。
【０１０２】
また、検出部８４は、フィルター８０の各画素８２の第１の領域８２１、第２の領域８２２、第３の領域８２３、および第４の領域８２４に対応してそれぞれ設けられた第１の単位検出部８４１、第２の単位検出部８４２、第３の単位検出部８４３、および第４の単位検出部８４４を有している。各第１の単位検出部８４１、各第２の単位検出部８４２、
各第３の単位検出部８４３、および各第４の単位検出部８４４は、それぞれ、各画素８２の第１の領域８２１、第２の領域８２２、第３の領域８２３、および第４の領域８２４を通過したテラヘルツ波を熱に変換して検出する。これにより、各画素８２のそれぞれにおいて、４つの目的の波長のテラヘルツ波をそれぞれ確実に検出することができる。
【０１０３】
次に、イメージング装置１１００の使用例について説明する。
【０１０４】
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１１００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１１２０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。
【０１０５】
また、テラヘルツ波検出部１１２０のフィルター８０の各画素８２においては、第１の領域８２１および第２の領域８２２を使用する。第１の領域８２１の通過波長をλ１、第２の領域８２２の通過波長を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、第１の領域８２１の通過波長λ１および第２の領域８２２の通過波長λ２が設定されている。
【０１０６】
図１１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。
【０１０７】
イメージング装置１１００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１１１０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１１２０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１１３０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。
【０１０８】
画像形成部１１３０においては、前記検出結果に基づいて、フィルター８０の第２の領域８２２を通過したテラヘルツ波の波長λ２の成分の強度α２と、第１の領域８２１を通過し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。
【０１０９】
また、画像形成部１１３０では、図１２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１１３０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１１００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。
【０１１０】
なお、イメージング装置１１００の用途は、前記のものに限らず、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１１３０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。
【０１１１】
４．  計測装置
次に、本実施形態に係る計測装置１２００について、図面を参照しながら説明する。図１３は、本実施形態に係る計測装置１２００を示すブロック図である。以下で説明する本実施形態に係る計測装置１２００において、上述したイメージング装置１１００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。
【０１１２】
計測装置１２００は、図１３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１１１０と、テラヘルツ波発生部１１１０から射出し、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１１２０と、テラヘルツ波検出部１１２０の検出結果に基づいて、対象物Ｏを計測する計測部１２１０と、を備えている。
【０１１３】
次に、計測装置１２００の使用例について説明する。計測装置１２００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１１１０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１１２０で検出する。この検出結果は、計測部１２１０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。
【０１１４】
計測部１２１０においては、前記検出結果から、フィルター８０の各画素８２の第１の領域８２１、第２の領域８２２、第３の領域８２３、および第４の領域８２４を通過し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。
【０１１５】
５．  カメラ
次に、本実施形態に係るカメラ１３００について、図面を参照しながら説明する。図１４は、本実施形態に係るカメラ１３００を示すブロック図である。図１５は、本実施形態に係るカメラ１３００を模式的に示す斜視図である。以下で説明する本実施形態に係るカメラ１３００において、上述したイメージング装置１１００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。
【０１１６】
カメラ１３００は、図１４および図１５に示すように、テラヘルツ波を発生させるテラヘルツ波発生部１１１０と、テラヘルツ波発生部１１１０から射出し、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１１２０と、記憶部１３０１とを備えている。そして、これらの各部１１１０，１１２０，１３０１はカメラ１３００の筐体１３１０に収められている。また、カメラ１３００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１１２０に収束（結像）させるレンズ（光学系）１３２０と、テラヘルツ波発生部１１１０で発生したテラヘルツ波を筐体１３１０の外部へ射出させるための窓部１３３０を備える。レンズ１３２０や窓部１３３０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１３３０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良い。
【０１１７】
次に、カメラ１３００の使用例について説明する。カメラ１３００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１１１０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１３２０によってテラヘルツ波検出部１１２０に収束（結像させて）検出する。この検出結果は、記憶部１３０１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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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】
【０１２０】
２…光パルス生成部、４…周波数チャープ部、６…群速度分散部、１０…発光素子、１２…駆動回路、１４…パッケージ、２０…光導波路、３１…第１光ファイバー、３２…第２光ファイバー、３２ａ…他端、３３…第３光ファイバー、３４…第４光ファイバー、３４ａ…他端、３５…カプラー、３６…光増幅部、３７…第１反射ミラー、３８…第２反射ミラー、４０…ビームスプリッター、８０…フィルター、８２…画素、８４…検出部、１００…短光パルス発生装置、１０２…基板、１０２ａ…第１領域、１０２ｂ…第２領域、１０４…バッファー層、１０６…第１クラッド層、１０８…コア層、１０８ａ…第１ガイド層、１０８ｂ…ＭＱＷ層、１０８ｃ…第２ガイド層、１１０…第２クラッド層、１１２…キャップ層、１１４…第２コア層、１１８…光導波路、１２０…絶縁層、１３０…第１電極、１３２…第２電極、１６０  柱状部、８２１…第１の領域、８２２…第２の領域、８２３…第３の領域、８２４…第４の領域、８４１…第１の単位検出部、８４２…第２の単位検出部、８４３…第３の単位検出部、８４４…第４の単位検出部、１０００…テラヘルツ波発生装置、１０１０…光伝導アンテナ、１０１２…基板、１０１４…電極、１０１６…ギャップ、１１００…イメージング装置、１１１０…テラヘルツ波発生部、１１２０…テラヘルツ波検出部、１１３０…画像形成部、１２００…計測装置、１２１０…計測部、１３００…カメラ、１３０１…記憶部、１３１０…筐体、１３２０…レンズ、１３３０…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１５】
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