(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光が照射されることで電磁波を出射又は検出する光伝導素子であって、
基板と、
前記基板上に形成された光伝導層と、
前記光伝導層の一方の表面上に形成された一対の電極層と
を備え、
前記一対の電極層の夫々は、（ｉ）当該一対の電極層が形成されておらず且つ前記レーザ光が照射されるべきギャップ部に隣接する第２電極部と、（ｉｉ）前記第２電極部に電気的に接続される第１電極部とを備えており、
前記レーザ光に対する前記第２電極部の透過率は、前記レーザ光に対する前記第１電極部の透過率よりも大きい
ことを特徴とする光伝導素子。
【請求項２】
前記第１電極部の単位長あたりの電気抵抗値は、前記第２電極部の単位長あたりの電気抵抗値よりも小さい
ことを特徴とする請求項１に記載の光伝導素子。
【請求項３】
前記第２電極部の膜厚は、前記第１電極部の膜厚よりも小さい
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光伝導素子。
【請求項４】
前記第１電極部は、金属電極材料又は透明電極材料から構成されており、
前記第２電極部は、透明電極材料から構成されている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光伝導素子。
【請求項５】
計測対象物に電磁波を出射する出射手段と、
前記計測対象物に照射された前記電磁波を検出する検出手段と
を備え、
前記照射手段及び前記検出手段のうちの少なくとも一方は、請求項１から４のいずれか一項に記載の光伝導素子を含む
ことを特徴とする計測装置。
【請求項６】
前記電磁波は、テラヘルツ波を含む
ことを特徴とする請求項５に記載の計測装置。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか一項に記載された光伝導素子を製造する製造方法であって、
前記基板上に形成された前記光伝導層の前記一方の表面のうち前記第１電極部が形成されるべき第１領域及び前記第２電極部が形成されるべき第２領域上に、電極材料を形成する第１工程と、
少なくとも前記第２領域に形成された前記電極材料にマスキングを施す第２工程と、
前記第１領域上に形成されており且つ前記マスキングが施されていない前記電極材料上に前記電極材料又は別の電極材料を更に形成する第３工程と
を備えることを特徴とする製造方法。
【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等の電磁波を出射又は検出可能な光伝導素子、このような光伝導素子を備える計測装置及びこのような光伝導素子を製造する製造方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
計測対象物の特性を計測するための計測装置として、テラヘルツ波計測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計測する。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出射素子に照射される。その結果、テラヘルツ波出射素子は、テラヘルツ波を出射する。テラヘルツ波出射素子が出射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、計測対象物によって反射される又は計測対象物を透過する。計測対象物によって反射された又は計測対象物を透過したテラヘルツ波は、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、計測対象物によって反射された又は計測対象物を透過したテラヘルツ波を検出する。テラヘルツ波計測装置は、当該検出したテラヘルツ波（つまり、時間領域のテラヘルツ波であり、電流信号）を解析することで、計測対象物の特性を計測する。
【０００３】
テラヘルツ波出射素子及びテラヘルツ検出素子の一例として、基板と、基板上に形成された光伝導層と、基板上に形成され且つギャップ部で離隔したアンテナを成すように配置された一対の電極層とを備える光伝導素子がある（例えば、特許文献１参照）。テラヘルツ波出射素子及びテラヘルツ検出素子の他の一例として、基板と、基板上に形成された光伝導層と、光伝導層を挟み込む透明な電極層とを備える光伝導素子がある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６３４７号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／００６４４０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光伝導素子は、一般的には、以下のようにテラヘルツ波を出射する。まず、バイアス電圧が一対の電極層に印加されると、一対の電極層が形成するギャップ部に、バイアス電圧が印加される。ギャップ部にバイアス電圧が印加されている状態でギャップ部（特に、ギャップ部に形成されている光伝導層）にレーザ光が照射されると、レーザ光が照射された光伝導層には、レーザ光による光励起によってキャリアが生ずる。キャリアが生ずると、光伝導素子には、発生したキャリアに応じた電流信号が発生する。電流信号は、一対の電極層に流れる。その結果、光伝導素子は、一対の電極層からテラヘルツ波を出射する。
【０００６】
更に、光伝導素子は、一般的には、以下のようにテラヘルツ波を検出する。ギャップ部（特に、ギャップ部に形成されている光伝導層）にレーザ光が照射されると、レーザ光が照射された光伝導層には、レーザ光による光励起によってキャリアが生ずる。キャリアが生ずると、発生したキャリアに応じた電流信号が一対の電極層に流れるのは上述のとおりである。ここで、レーザ光がギャップ部に照射されている状態で光伝導素子にテラヘルツ波が照射されると、一対の電極層に流れる電流信号の信号強度は、テラヘルツ波の強度に応じて変化する。その結果、光伝導素子は、一対の電極層に流れる電流信号を検出することで、テラヘルツ波を検出することができる。
【０００７】
このように、光伝導素子がテラヘルツ波を出射又は検出するためには、光伝導層にレーザ光が照射される必要がある。一方で、光伝導層上には、一対の電極層が形成されている。ここで、特許文献１に記載されているように、一対の電極層が金属電極である場合には、レーザ光に対する一対の電極層の透過率が相対的に低い又は実質的にゼロとなる。このため、一対の電極層は、光伝導層に対するレーザ光の照射を妨げてしまいかねない。従って、一対の電極層は、キャリアの効率的な生成を妨げてしまいかねない。その結果、テラヘルツ波の出射効率又は検出効率が悪化するという技術的問題が生ずる可能性がある。
【０００８】
そこで、このような技術的問題を解決するために、特許文献２に記載されているように、透明な電極層を光伝導層の表面及び裏面の全体に形成する対応策が考えられる。しかしながら、透明電極の電気抵抗値は、金属電極の電気抵抗値よりも高くなる。このため、キャリアに応じて電極層に流れる電流信号の損失が増加してしまう。その結果、テラヘルツ波の出射効率又は検出効率が悪化するという技術的問題が生ずる可能性がある。加えて、透明な電極層を光伝導層の表面及び裏面の全体に形成する場合には、光伝導素子の製造工程が複雑化するという技術的問題が生ずる。
【０００９】
このように、従来の光伝導素子は、製造工程の複雑化を回避しつつも、レーザ光の照射に起因したキャリアの効率的な生成及びキャリアに応じて一対の電極層に流れる電流信号の損失の抑制を両立することが困難であるという技術的問題を有している。
【００１０】
尚、テラヘルツ波とは異なる電磁波を用いて計測対象物の特性を計測する任意の計測装置においても、当該計測装置が光伝導素子を備えている限りは、上述した技術的問題が生ずる。
【００１１】
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、製造工程の複雑化を回避しつつも、レーザ光の照射に起因したキャリアの効率的な生成及びキャリアに応じて一対の電極層に流れる電流信号の損失の抑制を両立することが可能な光伝導素子、このような光伝導素子を備える計測装置、及び、このような光伝導素子を製造する製造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】
【００１２】
本発明の光伝導素子の第１の例は、レーザ光が照射されることで電磁波を出射又は検出する光伝導素子であって、基板と、前記基板上に形成された光伝導層と、前記光伝導層の一方の表面上に形成された一対の電極層とを備え、前記一対の電極層の夫々は、（ｉ）当該一対の電極層が形成されておらず且つ前記レーザ光が照射されるべきギャップ部に隣接する第２電極部と、（ｉｉ）前記第２電極部に電気的に接続される第１電極部とを備えており、前記レーザ光に対する前記第２電極部の透過率は、前記レーザ光に対する前記第１電極部の透過率よりも大きい。
【００１３】
本発明の計測装置の第１の例は、計測対象物に電磁波を出射する出射手段と、前記計測対象物に照射された前記電磁波を検出する検出手段とを備え、前記照射手段及び前記検出手段のうちの少なくとも一方は、上述した本発明の光伝導素子の第１の例を含む。
【００１４】
本発明の製造方法の第１の例は、上述した本発明の光伝導素子の第１の例を製造する製造方法であって、前記基板上に形成された前記光伝導層の前記一方の表面のうち前記第１電極部が形成されるべき第１領域及び前記第２電極部が形成されるべき第２領域上に、電極材料を形成する第１工程と、少なくとも前記第２領域に形成された前記電極材料にマスキングを施す第２工程と、前記第１領域上に形成されており且つ前記マスキングが施されていない前記電極材料上に前記電極材料を更に形成する第３工程とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本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】図２（ａ）は、本実施例のテラヘルツ波出射素子の上面を示す上面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すテラヘルツ波出射素子のＩＩ（１）−ＩＩ（１）’断面を示す断面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）に示すテラヘルツ波出射素子のＩＩ（２）−ＩＩ（２）’断面を示す断面図である。
【図３】図３は、本実施例のテラヘルツ波出射素子の構成を示す斜視図である。
【図４】図４は、テラヘルツ波出射素子の製造方法の流れを示すフローチャートである。
【図５】図５は、テラヘルツ波出射素子が出射するテラヘルツ波の波形をフーリエ変換したスペクトルを示すグラフである。
【図６】図６は、変形例のテラヘルツ波出射素子の上面を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、光伝導素子、計測装置及び製造方法の実施形態について説明を進める。
【００１７】
（光伝導素子の実施形態）
＜１＞
本実施形態の光伝導素子は、レーザ光が照射されることで電磁波を出射又は検出する光伝導素子であって、基板と、前記基板上に形成された光伝導層と、前記光伝導層の一方の表面上に形成された一対の電極層とを備え、前記一対の電極層の夫々は、（ｉ）当該一対の電極層が形成されておらず且つ前記レーザ光が照射されるべきギャップ部に隣接する第２電極部と、（ｉｉ）前記第２電極部に電気的に接続される第１電極部とを備えており、前記レーザ光に対する前記第２電極部の透過率は、前記レーザ光に対する前記第１電極部の透過率よりも大きい。
【００１８】
本実施形態の光伝導素子は、テラヘルツ波等の電磁波を出射又は検出することができる。尚、本実施形態の光伝導素子は、「発明が解決するべき課題」の項目で説明した動作態様で、電磁波を出射又は検出してもよい。
【００１９】
本実施形態では特に、一対の電極層の夫々は、電気的に接続される第１電極部及び第２電極部を備えている。第２電極部は、ギャップ部に隣接している。第１電極部は、ギャップ部に隣接していなくてもよい。従って、第２電極部は、第１電極部と比較して、ギャップ部により近い位置に形成される電極部である。言い換えれば、第１電極部は、第２電極部と比較して、ギャップ部からより遠い位置に形成される電極部である。
【００２０】
第２電極部がギャップ部に隣接しているがゆえに、ギャップ部に照射されているレーザ光の一部は、第２電極部にも照射される可能性が高い。本実施形態では、レーザ光に対する第２電極部の透過率は、レーザ光に対する第１電極部の透過率よりも大きい。つまり、ギャップ部の周辺に形成される第２電極層の透過率が相対的に大きい。このため、レーザ光は、第２電極部を相対的に透過しやすいがゆえに、第２電極部の下側に形成されている光伝導層に到達しやすくなる。従って、透過率が相対的に小さい第１電極部がギャップ部に隣接して形成される第１比較例の光伝導素子と比較して、光伝導層に照射されるレーザ光の光量が相対的に大きくなる。このため、ギャップ部へのレーザ光の照射に起因したキャリアの効率的な生成が実現される。その結果、電磁波の出射効率又は検出効率の悪化が抑制される。
【００２１】
一方で、後に詳述するように、キャリアの効率的な生成を実現するための第２電極部の透過率の増加は、第２電極部の電気抵抗値の増加を引き起こす可能性がある。第２電極部の電気抵抗値の増加は、キャリアに応じた電流信号の損失の増加につながる。しかるに、本実施形態では、一対の電極層の夫々は、第２電極部のみならず、レーザ光に対する透過率が相対的に小さい第１電極部をも備えている。第１電極部の透過率の減少は、第１電極部の電気抵抗値の減少につながり得る。このため、キャリアに応じた電流信号は、第２電極部を介して、第２電極部に電気的に接続されており且つ電気抵抗値が相対的に小さい第１電極部に流れる。このため、一対の電極層の夫々の透過率が相対的に大きい第２電極部のみを備えている第２比較例の光伝導素子と比較して、キャリアに応じた電流信号の損失の増加が抑制される。その結果、電磁波の出射効率又は検出効率の悪化が抑制される。
【００２２】
加えて、本実施形態では更に、一対の電極層は、光伝導層の一方の表面に形成されている。つまり、一対の電極層が、夫々、光伝導層の一方の表面及び他方の表面（つまり、裏面）に形成されることはない。このため、光伝導層の２つの表面の夫々に電極層が形成されなくてもよくなるため、光伝導素子の製造工程の複雑化が回避される。
【００２３】
このように、本実施形態の光伝導素子は、製造工程の複雑化を回避しつつも、レーザ光の照射に起因したキャリアの効率的な生成及びキャリアに応じて一対の電極層に流れる電流信号の損失の抑制を両立することができる。
【００２４】
＜２＞
本実施形態の光伝導素子の他の態様では、前記第１電極部の単位長あたりの電気抵抗値は、前記第２電極部の単位長あたりの電気抵抗値よりも小さい。
【００２５】
この態様によれば、キャリアに応じた電流信号は、第２電極部を介して、電気抵抗値が相対的に小さい第１電極部に流れる。このため、一対の電極層の夫々の電気抵抗値が相対的に大きい第２電極部のみを備えている第２比較例の光伝導素子と比較して、キャリアに応じた電流信号の損失の増加が抑制される。
【００２６】
＜３＞
本実施形態の光伝導素子の他の態様では、前記第２電極部の膜厚は、前記第１電極部の膜厚よりも小さい。
【００２７】
電極部の膜厚の減少は、電極部の透過率の増加及び電極部の電気抵抗値の増加につながり得る。このため、この態様によれば、膜厚の調整によって、第２電極部の透過率が第１電極部の透過率よりも大きくなる状態が比較的容易に実現される。更には、膜厚の調整によって、第１電極部の単位長あたりの電気抵抗値が第２電極部の単位長あたりの電気抵抗値よりも小さくなる状態が比較的容易に実現される。
【００２８】
＜４＞
本実施形態の光伝導素子の他の態様では、前記第１電極部は、金属電極材料又は透明電極から構成されており、前記第２電極部は、透明電極材料から構成されている。
【００２９】
透明電極材料の透過率は、一般的には、金属電極材料の透過率よりも大きい。一方で、透明電極材料の電気抵抗率は、一般的には、金属電極材料の電気抵抗率よりも大きい。このため、この態様によれば、電極部の材料の選択によって、第２電極部の透過率が第１電極部の透過率よりも大きくなる状態が比較的容易に実現される。更には、電極部の材料の選択によって、第１電極部の単位長あたりの電気抵抗値が第２電極部の単位長あたりの電気抵抗値よりも小さくなる状態が比較的容易に実現される。
【００３０】
＜５＞
本実施形態の光伝導素子の他の態様では、前記第１電極部は、第１の方向に沿って延びており、前記第２電極部は、前記第１の方向に交わる第２の方向に沿って且つ前記ギャップ部に向かって延びる。
【００３１】
この態様によれば、一対の電極層が備える一対の第２電極部は、例えばダイポールアンテナとして機能し得る。
【００３２】
（計測装置の実施形態）
＜６＞
本実施形態の計測装置は、計測対象物に電磁波を出射する出射手段と、前記計測対象物に照射された前記電磁波を検出する検出手段とを備え、前記出射手段及び前記検出手段のうちの少なくとも一方は、上述した本実施形態の光伝導素子（但し、その各種態様を含む）を含む。
【００３３】
本実施形態の計測装置によれば、上述した本実施形態の光伝導素子が享受することが可能な効果と同様の効果を好適に享受することができる。
【００３４】
＜７＞
本実施形態の計測装置の他の態様では、前記電磁波は、テラヘルツ波を含む。
【００３５】
この態様によれば、計測装置は、テラヘルツ波を用いて計測対象物の特性を計測するテラヘルツ波計測装置として動作することができる。このようなテラヘルツ波計測装置として動作する計測装置もまた、上述した本実施形態の光伝導素子が享受することが可能な効果と同様の効果を好適に享受することができる。
【００３６】
（製造方法の実施形態）
＜８＞
本実施形態の製造方法は、上述した本実施形態の光伝導素子（但し、その各種態様を含む）を製造する製造方法であって、前記基板上に形成された前記光伝導層の前記一方の表面のうち前記第１電極部が形成されるべき第１領域及び前記第２電極部が形成されるべき第２領域上に、電極材料を形成する第１工程と、少なくとも前記第２領域に形成された前記電極材料にマスキングを施す第２工程と、前記第１領域上に形成されており且つ前記マスキングが施されていない前記電極材料上に前記電極材料又は別の電極材料を更に形成する第３工程とを備える。
【００３７】
本実施形態の製造方法によれば、上述した本実施形態の光伝導素子が好適に製造される。例えば、光伝導素子の製造に要する費用又は時間が減少する。
【００３８】
本実施形態の光伝導素子及び計測装置の作用及び他の利得については、以下に示す実施例において、より詳細に説明する。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態の光伝導素子は、レーザ光に対する透過率が相対的に大きい第２電極部及びレーザ光に対する透過率が相対的に小さい第１電極部を備える。本実施形態の計測装置は、本実施形態の光伝導素子を備える。本実施形態の製造方法は、第１及び第２領域上に電極材料を形成し、第２領域に形成された電極材料にマスキングを施し、第１領域上に形成されており且つマスキングが施されていない電極材料上に電極材料を更に形成する。従って、製造工程の複雑化を回避しつつも、レーザ光の照射に起因したキャリアの効率的な生成及びキャリアに応じて一対の電極層に流れる電流信号の損失の抑制を両立することができる。
【実施例】
【００４０】
以下、図面を参照しながら、光伝導素子及び計測装置の実施例について説明する。特に、以下では、夫々が「光伝導素子」の一具体例であるテラヘルツ波出射素子１１０及びテラヘルツ波検出素子１３０を備え且つ「計測装置」の一具体例であるテラヘルツ波計測装置１００を用いて説明を進める。
【００４１】
（１）テラヘルツ波計測装置１００の構成
初めに、図１を参照しながら、本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、本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。
【００４２】
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を計測対象物１０に照射すると共に、計測対象物１０を透過した又は計測対象物１０が反射したテラヘルツ波ＴＨｚ（つまり、計測対象物１０に照射されたテラヘルツ波ＴＨｚ）を検出する。尚、図１に示す例では、テラヘルツ波計測装置１００は、計測対象物１０が反射したテラヘルツ波ＴＨｚを検出している。
【００４３】
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）に属する電磁波成分を含む電磁波である。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、計測対象物１０に照射されたテラヘルツ波ＴＨｚを解析することで、計測対象物１０の特性を計測することができる。
【００４４】
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ことで、テラヘルツ波ＴＨｚの波形を間接的に検出する。以下、このようなポンプ・プローブ法を採用するテラヘルツ波計測装置１００についてより具体的に説明を進める。
【００４５】
図１に示すように、テラヘルツ波計測装置１００は、パルスレーザ装置１０１と、「出射手段」の一具体例であるテラヘルツ波出射素子１１０と、ビームスプリッタ１６１と、反射鏡１６２と、反射鏡１６３と、ハーフミラー１６４と、光学遅延機構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、Ｉ−Ｖ（電流−電圧）変換部１４２と、制御部１５０とを備えている。
【００４６】
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。
【００４７】
ビームスプリッタ１６１は、パルスレーザ光ＬＢを、ポンプ光ＬＢ１とプローブ光ＬＢ２とに分岐する。ポンプ光ＬＢ１は、不図示の導光路を介して、テラヘルツ波出射素子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、光学遅延機構１２０に入射する。その後、光学遅延機構１２０から出射したプローブ光ＬＢ２は、反射鏡１６３及び不図示の導光路を介して、テラヘルツ波検出素子１３０に入射する。
【００４８】
テラヘルツ波出射素子１１０は、テラヘルツ波ＴＨｚを出射する。具体的には、テラヘルツ波出射素子１１０が備えるギャップ部１１４（図２等参照）には、テラヘルツ波出射素子１１０が備える電極層１１３ａ及び１１３ｂ（図２等参照）を介して、バイアス電圧生成部１４１が生成した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）がギャップ部１１４に印加されている状態でポンプ光ＬＢ１がギャップ部１１４に照射されると、ギャップ部１１４の下側に形成されている光伝導層１１２（図２等参照）にポンプ光ＬＢ１が照射される。この場合、ポンプ光ＬＢ１が照射された光伝導層１１２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、テラヘルツ波出射素子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。発生した電流信号は、電極層１１３ａ及び１１３ｂに流れる。その結果、テラヘルツ波出射素子１１０は、当該パルス状の電流信号に起因したテラヘルツ波ＴＨｚを出射する。
【００４９】
テラヘルツ波出射素子１１０から出射したテラヘルツ波ＴＨｚは、ハーフミラー１６４を透過する。その結果、ハーフミラー１６４を透過したテラヘルツ波ＴＨｚは、計測対象物１０に照射される。計測対象物１０に照射されたテラヘルツ波ＴＨｚは、計測対象物１０によって反射される。計測対象物１０によって反射されたテラヘルツ波ＴＨｚは、ハーフミラー１６４によって反射される。ハーフミラー１６４によって反射されたテラヘルツ波ＴＨｚは、テラヘルツ波検出素子１３０に入射する。
【００５０】
テラヘルツ波検出素子１３０は、テラヘルツ波検出素子１３０に入射するテラヘルツ波ＴＨｚを検出する。具体的には、テラヘルツ波検出素子１３０が備えるギャップ部１１４（図２等参照）にプローブ光ＬＢ２が照射されると、ギャップ部１１４の下側に形成されている光伝導層１１２（図２等参照）にプローブ光ＬＢ２が照射される。この場合、プローブ光ＬＢ２が照射された光伝導層１１２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。その結果、キャリアに応じた電流信号が、テラヘルツ波検出素子１３０が備える電極層１１３ａ及び１１３ｂ（図２等参照）に流れる。プローブ光ＬＢ２がギャップ部１１４に照射されている状態でテラヘルツ波検出素子１３０にテラヘルツ波ＴＨｚが照射されると、電極層１１３ａ及び１１３ｂに流れる電流信号の信号強度は、テラヘルツ波ＴＨｚの光強度に応じて変化する。テラヘルツ波ＴＨｚの光強度に応じて信号強度が変化する電流信号は、電極層１１３ａ及び１１３ｂを介して、Ｉ−Ｖ変換部１４２に出力される。
【００５１】
光学遅延機構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、光学遅延機構１２０は、プローブ光ＬＢ２の光路長を調整することで、光路長差を調整する。光路長差が調整されると、ポンプ光ＬＢ１がテラヘルツ波出射素子１１０に入射するタイミング（或いは、テラヘルツ波出射素子１１０がテラヘルツ波ＴＨｚを出射するタイミング）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（或いは、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）との時間差が調整される。テラヘルツ波計測装置１００は、この時間差を調整することで、テラヘルツ波ＴＨｚの波形を間接的に検出する。例えば、光学遅延機構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、テラヘルツ波検出素子１３０は、テラヘルツ波ＴＨｚの波形を間接的に検出することができる。つまり、後述するロックイン検出部１５１は、テラヘルツ波検出素子１３０の検出結果に基づいて、テラヘルツ波ＴＨｚの波形を検出することができる。
【００５２】
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１４２によって、電圧信号に変換される。
【００５３】
制御部１５０は、テラヘルツ波検出素子１３０の検出結果（つまり、Ｉ−Ｖ変換部１４２が出力する電圧信号）に基づいて、計測対象物１０の特性を計測する。計測対象物１０の特性を計測するために、制御部１５０は、ロックイン検出部１５１と、信号処理部１５２とを備えている。
【００５４】
ロックイン検出部１５１は、Ｉ−Ｖ変換部１４２から出力される電圧信号に対して、バイアス電圧生成部１４１が生成する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、ロックイン検出部１５１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の光路長との間の差分（つまり、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、ロックイン検出部１５１は、テラヘルツ波検出素子１３０が検出したテラヘルツ波ＴＨｚの波形（時間波形）を検出することができる。ロックイン検出部１５１は、テラヘルツ波検出素子１３０が検出したテラヘルツ波ＴＨｚの波形を示す波形信号を、信号処理部１５２に対して出力する。
【００５５】
信号処理部１５２は、ロックイン検出部１５１から出力される波形信号に基づいて、計測対象物１０の特性を計測する。例えば、信号処理部１５２は、テラヘルツ時間領域分光法を用いてテラヘルツ波ＴＨｚの周波数スペクトルを取得すると共に、当該周波数スペクトルに基づいて計測対象物１０の特性を計測する。
【００５６】
（２）テラヘルツ波出射素子１１０及びテラヘルツ波検出素子１３０の構成
続いて、テラヘルツ波出射素子１１０及びテラヘルツ波検出素子１３０の構成について説明する。尚、テラヘルツ波出射素子１１０の構成は、テラヘルツ波検出素子１３０の構成と同様である。従って、以下では、図２（ａ）から図２（ｃ）及び図３を参照しながら、テラヘルツ波出射素子１１０の構成について説明する。図２（ａ）は、本実施例のテラヘルツ波出射素子１１０の上面を示す上面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すテラヘルツ波出射素子１１０のＩＩ（１）−ＩＩ（１）’断面を示す断面図である。図２（ｃ）は、図２（ａ）に示すテラヘルツ波出射素子１１０のＩＩ（２）−ＩＩ（２）’断面を示す断面図である。図３は、本実施例のテラヘルツ波出射素子１１０の構成を示す斜視図である。但し、以下の説明は、テラヘルツ波検出素子１３０に対しても同様に適用可能である。更に、以下の説明では、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸によって定義される三次元座標空間を用いて、テラヘルツ波出射素子１１０を説明する。
【００５７】
図２（ａ）から図２（ｃ）及び図３に示すように、テラヘルツ波出射素子１１０は、基板１１１と、基板１１１の一方の表面（＋Ｚ軸方向側の表面）上に形成されている光伝導層１１２と、光伝導層１１２の一方の表面（＋Ｚ軸方向側の表面）上に形成されている一対の電極層１１３（つまり、電極層１１３ａ及び１１３ｂ）とを備えている。つまり、テラヘルツ波出射素子１１０は、基板１１１と光伝導層１１２と一対の電極層１１３とが、積層方向であるＺ軸方向（つまり、基板１１１の表面に平行なＸＹ平面に直交する方向）に沿って積層されている積層構造を有している。
【００５８】
基板１１１は、半導体基板である。例えば、基板１１１は、ＩｎＰ（リン化インジウム）基板、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）基板又はＳｉ（シリコン）基板等であってもよい。基板１１１の形状は板状であるが、その他の形状であってもよい。
【００５９】
光伝導層１１２は、上述したポンプ光ＬＢ１又はプローブ光ＬＢ２が照射されることでキャリア（例えば、電子又は正孔）が発生する層である。光伝導層１１２は、例えば、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ（アルミニウムガリウム砒素）、ＩｎＧａＰ（リン化インジウムガリウム）、ＡｌＡｓ（砒化アルミニウム）、ＩｎＰ、ＩｎＡｌＡｓ（砒化インジウムアルミニウム）、ＩｎＧａＡｓ（砒化インジウムガリウム）、ＧａＡｓＳｂ（ガリウム砒素アンチモン）、ＩｎＧａＡｓＰ（リン化インジウムガリウム砒素）、ＩｎＡｓ（インジウム砒素）、ＩｎＳｂ（アンチモン化インジウム）、及び、低温成長させた上記材料のうちの少なくとも一つから構成される。
【００６０】
光伝導層１１２の形状は板状である。但し、光伝導層１１２の形状は、その他の形状であってもよい。光伝導層１１２の大きさ（特に、ＸＹ平面に沿った大きさ）は、基板１１１の大きさ（特に、ＸＹ平面に沿った大きさ）と同一である。光伝導層１１２の大きさ（特に、ＸＹ平面に沿った大きさ）は、基板１１１の大きさ（特に、ＸＹ平面に沿った大きさ）と異なっていてもよい。
【００６１】
電極層１１３ａ及び１１３ｂは、上述したバイアス電圧が印加されると共に光伝導層１１２へのポンプ光ＬＢ１の照射に起因して発生したキャリアに応じた電流信号が流れる一対の電極層である。但し、電極層１１３ａ及び１１３ｂがテラヘルツ波検出素子１３０を構成する場合には、電極層１１３ａ及び１１３ｂは、光伝導層１１２へのプローブ光ＬＢ２の照射に起因して発生したキャリアに応じた電流信号であって且つテラヘルツ波検出素子１３０に照射されたテラヘルツ波ＴＨｚの光強度に応じた電流信号が流れる一対の電極層である。
【００６２】
電極層１１３ａは、物理的に一体化されている又は電気的に接続されている第１電極部１１３ａ−１と第２電極部１１３ａ−２とを含む。第１電極部１１３ａ−１は、Ｙ軸方向に沿って延びる。第２電極部１１３ａ−２は、Ｙ軸方向に直交するＸ軸方向に沿って延びる。第２電極部１１３ａ−２は、第１電極部１１３ａ−１の一部を起点に電極層１１３ｂに向かって延びる。電極層１１３ａの形状（ＸＹ平面上での形状）は、アルファベットの「Ｔ」となる。
【００６３】
電極層１１３ｂは、物理的に一体化されている第１電極部１１３ｂ−１と第２電極部１１３ｂ−２とを含む。第１電極部１１３ｂ−１は、Ｙ軸方向に沿って延びる。第２電極部１１３ｂ−２は、Ｙ軸方向に直交するＸ軸方向に沿って延びる。第２電極部１１３ｂ−２は、第１電極部１１３ｂ−１の一部を起点に電極層１１３ａに向かって延びる。電極層１１３ｂの形状（ＸＹ平面上での形状）は、アルファベットの「Ｔ」となる。
【００６４】
第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の夫々は、アンテナとして機能し得る。例えば、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２は、いわゆるダイポールアンテナとして機能し得る。一方で、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の夫々は、アンテナとして機能し得るとともに、アンテナとして機能し得る第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２を介して電流信号が流れ込む伝送線路として機能し得る。例えば、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１は、いわゆる平行伝送線路として機能し得る。
【００６５】
第２電極部１１３ａ−２と第２電極部１１３ｂ−２との間には、電極層１１３ａ及び１１３ｂが形成されないギャップ部１１４が確保される。従って、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の夫々は、ギャップ部１１４に隣接している（言い換えれば、ギャップ部１１４を規定又は形成している）電極部である。ポンプ光ＬＢ１（更には、プローブ光ＬＢ２）は、ギャップ部１１４に照射されることが好ましい。つまり、ポンプ光ＬＢ１（更には、プローブ光ＬＢ２）は、少なくとも、ギャップ部１１４の下側に形成される光伝導層１１２に照射されることが好ましい。
【００６６】
本実施例では特に、ポンプ光ＬＢ１（更には、プローブ光ＬＢ２）に対する第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の夫々の透過率は、ポンプ光ＬＢ１（更には、プローブ光ＬＢ２）に対する第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の夫々の透過率よりも大きい。以下、特段の説明がない場合には、「透過率」は、ポンプ光ＬＢ１（更には、プローブ光ＬＢ２）に対する透過率を意味するものとする。例えば、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の夫々の透過率が第１所定値よりも大きい一方で、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の夫々の透過率が第１所定値よりも小さくてもよい。例えば、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の夫々の透過率が相対的に大きい一方で、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の夫々の透過率が相対的に小さくてもよい。
【００６７】
更に、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の夫々の電気抵抗値（例えば、厚さ方向であるＺ軸方向に直交する方向（つまり、ＸＹ平面に沿った方向）に沿った単位長あたりの電気抵抗値、以下同じ）は、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の夫々の電気抵抗値よりも小さい。例えば、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の夫々の電気抵抗値が第２所定値よりも小さい一方で、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の夫々の電気抵抗値が第２所定値よりも大きくてもよい。例えば、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の夫々の電気抵抗値が相対的に小さい一方で、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の夫々の電気抵抗値が相対的に大きくてもよい。
【００６８】
上述した透過率及び電気抵抗値の条件を満たすために、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１並びに第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の夫々の材料が適切に選択されてもよい。具体的には、透明電極材料の透過率は、一般的には、金属材料の透過率よりも大きい。更には、透明電極材料の電気抵抗率は、一般的には、金属材料の電気抵抗率よりも大きい。このため、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の夫々が透明電極材料から構成される一方で、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の夫々が金属材料から構成されていてもよい。透明電極材料は、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ及びＩＧＺＯのうちの少なくとも一つであってもよい。金属材料は、例えば、Ａｕ、ＡｕＣｒ、ＡｕＧｅＮｉ及びＡｕＳｎのうちの少なくとも一つであってもよい。或いは、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の夫々が、透過率が相対的に大きく且つ電気抵抗値が相対的に大きい電極材料から構成される一方で、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の夫々が、透過率が相対的に小さく且つ電気抵抗値が相対的に小さい電極材料から構成されていてもよい。
【００６９】
上述した透過率及び電気抵抗値の条件を満たすために、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１並びに第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の夫々の膜厚（つまり、Ｚ軸方向に沿ったサイズ）が適切に調整されてもよい。具体的には、電極（特に、透明電極）の膜厚が小さくなると、一般的には、電極の透過率が大きくなる一方で電極の電気抵抗値が大きくなる。このため、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の夫々の膜厚は、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の夫々の膜厚よりも小さくてもよい。尚、図２（ａ）から図２（ｃ）及び図３は、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１並びに第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の夫々の膜厚が調整されているテラヘルツ波出射素子１１０の例を示している。
【００７０】
以上説明した構成を有するテラヘルツ波出射素子１１０は、以下のように製造される。以下、図４を参照しながら、テラヘルツ波出射素子１１０の製造方法について説明する。図４は、テラヘルツ波出射素子１１０の製造方法の流れを示すフローチャートである。
【００７１】
図４に示すように、まず、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ：分子線エピタキシー）装置に、基板１１１がローディングされる（ステップＳ１１）。その後、基板１１１上に、０．１ミクロンから０．５ミクロン程度の厚みを有するバッファ層が形成される（ステップＳ１２）。例えば、ＧａＡｓから構成されるバッファ層が形成される場合には、バッファ層は、基板１１１の温度が概ね５００度から６００度程度となり、Ｇａ分子線の強度に対するＡｓ分子線の強度の比（以降、“ＧａＡｓ供給比”と称する）が概ね５から３０程度となり且つ１時間当たり１ミクロンの成膜速度が得られる環境下で形成されてもよい。
【００７２】
その後、公知の成膜法等を用いて、バッファ層が形成された基板１１１上に、１ミクロンから３ミクロン程度の厚みを有する光伝導層１１２が一様に形成される（ステップＳ１３）。例えば、ＩｎＧａＡｓから構成される光伝導層１１２が形成される場合には、光伝導層１１２は、基板１１１の温度が概ね５００度以下となり且つ１時間当たり１ミクロンの成膜速度が得られる環境下で形成されてもよい。例えば、ＧａＡｓから構成される光伝導層１１２が形成される場合には、光伝導層１１２は、基板１１１の温度が概ね４００度以下となり、ＧａＡｓ供給比が、バッファ層を形成したときに用いられたＧａＡｓ供給比以上となり且つ１時間当たり１ミクロンの成膜速度が得られる環境下で形成されてもよい。
【００７３】
その後、光伝導層１１２に対して、熱アニール処理が施されてもよい。例えば、光伝導層１１２がＧａＡｓから構成される場合には、光伝導層１１２に対して、基板１１１の温度が概ね６００度程度となる環境下で５分から１０分程度熱アニール処理が施されてもよい。
【００７４】
その後、ＭＢＥ装置から光伝導層１１２が形成された基板１１１を取り出して、公知の成膜法（例えば、スパッタリング法や、真空蒸着法や、金属成長法や、スプレー法等）や公知のパターニング法（例えば、リソグラフィー技術及びエッチング技術を組み合わせたパターニング法）を用いて、光伝導層１１２上に、電極層１１３ａ及び１１３ｂが形成される（ステップＳ１４からステップＳ１６）。その後、ダイシングが施される（ステップＳ１７）。その結果、テラヘルツ波出射素子１１０の製造が完了する。
【００７５】
以下、膜厚が相対的に大きい第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１並びに膜厚が相対的に小さい第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２が光伝導層１１２上に形成される場合の製造方法について説明する。
【００７６】
まず、光伝導層１１２の一方の表面のうち第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１が形成されるべき第１領域並びに第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２が形成されるべき第２領域に、電極材料が形成（言い換えれば、成膜又は堆積）される（ステップＳ１４）。この場合、電極材料は、電極材料の膜厚が第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の膜厚の目標値（以降、“第２目標膜厚”と称する）と同一になるまで形成される。その結果、第２領域には、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の全部が形成される。一方で、第１領域には、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の膜厚の目標値（以降、“第１目標膜厚”と称する）よりも小さい第２目標膜厚の電極材料が形成されているに過ぎない。従って、第１領域には、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の一部が形成されているに過ぎない。
【００７７】
その後、少なくともステップＳ１４で形成された第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２に対してマスキングが施される（ステップＳ１５）。例えば、ステップＳ１４で形成された第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２上に、マスキングとなるジグやレジスト等が形成される。
【００７８】
その後、第１領域に形成されており且つステップＳ１５でマスキングが施されていない電極材料上に、更に電極材料が形成される（ステップＳ１６）。この場合、電極材料は、電極材料の膜厚が、第１目標膜厚と同一になるまで形成される。つまり、ステップＳ１６では、ステップＳ１４で形成された第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の一部の上に、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の残りの一部が更に形成される。その結果、第１領域には、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１が形成される。
【００７９】
尚、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１が形成された後に、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２が形成されてもよい。第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２が形成された後に、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１が形成されてもよい。更に、材料が適切に選択された第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１並びに第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２についても、同様の流れで光伝導層１１２上に形成されてもよい。
【００８０】
以上説明した構成を有するテラヘルツ波出射素子１１０によれば、以下の技術的効果が得られる。
【００８１】
まず、本実施例では、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２がギャップ部１１４に隣接しているがゆえに、ギャップ部１１４に照射されているポンプ光ＬＢ１の一部は、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２にも照射される可能性が高い。ここで、ギャップ部１１４の周辺に形成される第２電極層１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の透過率が相対的に大きい。このため、ポンプ光ＬＢ１は、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２を相対的に透過しやすいがゆえに、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の下側に形成されている光伝導層１１２に到達しやすくなる。従って、透過率が相対的に小さい第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１がギャップ部１１４に隣接して形成される第１比較例のテラヘルツ波出射素子と比較して、光伝導層１１２に照射されるポンプ光ＬＢ１の光量が相対的に大きくなる。このため、ギャップ部１１４へのポンプ光ＬＢ１の照射に起因したキャリアの効率的な生成が実現される。その結果、テラヘルツ波ＴＨｚの出射効率又は検出効率の悪化が抑制される。
【００８２】
一方で、後に詳述するように、キャリアの効率的な生成を実現するための第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の透過率の増加は、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の電気抵抗値の増加につながる場合がある。例えば、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の膜厚の減少は、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の透過率の増加につながる一方で、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の電気抵抗値の増加につながる。第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の電気抵抗値の増加は、キャリアに応じた電流信号の損失の増加（つまり、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２を流れる電流信号の損失の増加）につながる。しかるに、本実施例では、光伝導層１１２上には、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２のみならず、電気抵抗値が相対的に小さい第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１が形成されている。このため、キャリアに応じた電流信号は、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２を介して、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１に流れる。このため、透過率が相対的に大きい電極材料（例えば、膜厚が相対的に小さい又は透明な電極材料）のみから電極層１１３ａ及び１１３ｂが構成される第２比較例の光伝導素子と比較して、キャリアに応じた電流信号の損失の増加が抑制される。その結果、電磁波の出射効率又は検出効率の悪化が抑制される。
【００８３】
電磁波の出射効率又は検出効率の悪化が抑制されると、テラヘルツ波出射素子１１０のＳ／Ｎ比の悪化が好適に抑制される。尚、Ｓ／Ｎ比の悪化は、テラヘルツ波出射素子１１０のダイナミックレンジの狭小化に相当する。ダイナミックレンジは、図５に示すように、テラヘルツ波ＴＨｚに含まれる信号成分（図５中の「シグナル（Ｓ）」）の信号レベルとテラヘルツ波ＴＨｚに含まれるノイズ成分（図５中の「ノイズ（Ｎ）」）の信号レベルとの差分に相当する。本実施例では、ダイナミックレンジの狭小化が抑制される。つまり、ダイナミックレンジが相対的に大きくなる。
【００８４】
加えて、本実施形態では更に、電極層１１３ａ及び１１３ｂは、光伝導層１１２の一方の表面に形成されている。つまり、電極層１１３ａ及び１１３ｂが、夫々、光伝導層１１２の一方の表面及び他方の表面（つまり、裏面）に形成されることはない。このため、光伝導層１１２の２つの表面の夫々に電極層１１３ａ又は１１３ｂが形成されなくてもよくなるため、テラヘルツ波出射素子１１０の製造工程の複雑化が回避される。
【００８５】
このように、本実施例のテラヘルツ波出射素子１１０は、製造工程の複雑化を回避しつつも、ポンプ光ＬＢ１の照射に起因したキャリアの効率的な生成及びキャリアに応じて電極層１１３ａ及び１１３ｂに流れる電流信号の損失の抑制を両立することができる。同様に、本実施例のテラヘルツ波検出素子１３０は、製造工程の複雑化を回避しつつも、プローブ光ＬＢ２の照射に起因したキャリアの効率的な生成及びキャリアに応じて電極層１１３ａ及び１１３ｂに流れる電流信号の損失の抑制を両立することができる。
【００８６】
加えて、本実施例では、電極層１１３ａ及び１１３ｂを光伝導層１１２上に形成するための方法として、（ｉ）光伝導層１１２上に、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の全部及び第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の一部を形成し、その後、（ｉｉ）第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２に対してマスキングを施し、その後、（ｉｉｉ）既に形成済みの第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の一部の上に、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の残りの一部を更に形成する方法が採用される。このため、金属材料のみから構成される電極層１１３ａ及び１１３ｂを形成する比較例の製造方法と比較して、電極層１１３ａ及び１１３ｂの製造に要するコスト（例えば、費用コストや時間コスト）が減少する。
【００８７】
尚、キャリアの効率的な生成という効果は、主として、ギャップ部１１４に隣接するように形成される、透過率が相対的に大きい第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２によって実現される。一方で、キャリアに応じた電流信号の損失の抑制という効果は、主として、電気抵抗値が相対的に小さい第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１によって実現される。このため、テラヘルツ波出射素子１１０は、上述した透過率の条件を満たすことに代えて、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の夫々の透過率が第１所定値よりも大きい一方で、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の夫々の透過率が、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の透過率が相対的に大きいことを示すために用いられた第１所定値とは無関係な任意の第３所定値となるという条件を満たしていてもよい。つまり、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の夫々の透過率は、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の夫々の透過率と同じであってもよいし、大きくてもよいし、小さくてもよい。同様に、テラヘルツ波出射素子１１０は、上述した電気抵抗値の条件を満たすことに代えて、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の夫々の電気抵抗値が第２所定値よりも小さい一方で、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の夫々の電気抵抗値が、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の電気抵抗値が相対的に小さいことを示すために用いられた第２所定値とは無関係な任意の第４所定値となるという条件を満たしていてもよい。つまり、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の夫々の電気抵抗値は、第１電極部１１３ａ−１及び１１３ｂ−１の夫々の電気抵抗値と同じであってもよいし、小さくてもよいし、大きくてもよい。この場合であっても、テラヘルツ波出射素子１１０は、上述した効果を好適に享受することができる。テラヘルツ波検出素子１３０においても同様のことが言える。
【００８８】
また、上述の説明では、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２は、いわゆるダイポール型のアンテナとして機能し得る例を用いて説明を進めている。しかしながら、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２は、その他の形状のアンテナとしてしてもよい。この場合、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２は、その他の形状のアンテナとして機能することが可能な形状を有することが好ましい。その他の形状のアンテナの一例として、例えば、いわゆるボウタイ型のアンテナが例示される。その他の形状のアンテナの一例として、例えば、図６に示すように、第２電極部１１３ａ−２及び１１３ｂ−２の夫々がＸ軸方向に沿って延びる複数の電極部分を備えると共に、第２電極部１１３ａ−２が備える複数の電極部分と第２電極部１１３ｂ−２が備える複数の電極部分がＹ軸方向に沿って交互に配置されるアンテナ（いわゆる、櫛歯状のアンテナ）が例示される。
【００８９】
また、上述の説明では、第２電極部１１３ａ−２は、第１電極部１１３ａ−１に直接的に接続されている。同様に、第２電極部１１３ｂ−２は、第１電極部１１３ｂ−１に直接的に接続されている。しかしながら、第２電極部１１３ａ−２と第１電極部１１３ａ−１との間に、他の電極部が形成されていてもよい。同様に、第２電極部１１３ｂ−２と第１電極部１１３ｂ−１との間に、他の電極部が形成されていてもよい。
【００９０】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或い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光伝導素子、計測装置及び製造方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９１】
１０  計測対象物
１００  テラヘルツ波計測装置
１０１  パルスレーザ装置
１１０  テラヘルツ波出射素子
１１１  基板
１１２  光伝導層
１１３ａ、１１３ｂ  電極層
１１４  ギャップ部
１２０  光学遅延機構
１３０  テラヘルツ波検出素子
１５０  制御部
１５１  ロックイン検出部
１５２  信号処理部
ＬＢ１  ポンプ光
ＬＢ２  プローブ光
ＴＨｚ  テラヘルツ波
【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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