【手続補正書】
【提出日】平成23年11月25日(2011.11.25)
【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】
テラヘルツ波を測定するための装置であって、
テラヘルツ波を発生させるための発生部と、
テラヘルツ波の波形情報を検出するための検出部と、
前記発生部から発生したテラヘルツ波をチャープさせるための分散部と、を備え、
前記分散部によりチャープされたテラヘルツ波の波形情報を検出し、
前記波形情報から周波数に対する情報を取得することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記検出部により検出された前記波形情報は、周波数ごとの強度情報が時間に対して該周波数の順番に並んでいる波形に関する情報であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項３】
テラヘルツ波を発生させる或いは検出するタイミングを変えるための遅延部を備え、
前記発生部から発生したテラヘルツ波ごとに、前記分散部によりチャープされたテラヘルツ波の強度情報を前記検出部により検出する際に、異なる前記タイミングで発生或いは異なる前記タイミングで検出し、
前記検出した複数の前記強度情報から取得されるテラヘルツ波の時間波形に関する情報を用いて、周波数に対する情報を取得することを特徴とする請求項1或いは2に記載の装置。
【請求項４】
前記時間波形に関する情報は、周波数ごとの強度情報が時間に対して該周波数の順番に並んでいる波形に関する情報であることを特徴とする請求項3に記載の装置。
【請求項５】
前記周波数に対する情報に基づいて、前記発生部から発生するタイミング或いは検出部により検出するタイミングを調整するための調整部を備えることを特徴とする請求項3或いは4に記載の装置。
【請求項６】
前記調整部は、前記時間波形に関する情報の時間に対して、前記検出部により前記強度情報を検出する検出時点の近傍においてテラヘルツ波の電界強度の極値を探索するための極値探索部を備えることを特徴とする請求項5に記載の装置。 
【請求項７】
前記検出部は、前記分散部によりチャープされたテラヘルツ波に対して、実時間で追従できる検出器であり、
前記検出部により検出された前記波形情報は、時間に対して周波数ごとのパルス強度が該周波数の順番に並んでいる波形に関する情報であることを特徴とする請求項1或いは2に記載の装置。
【請求項８】
前記発生部からのテラヘルツ波があたる位置に置かれた対象検体を多次元走査するための駆動部を更に具備し、対象検体を少なくとも2点の測定点において測定することができることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の装置。
【請求項９】
ポンプ光を前記発生部に照射することにより発生されたテラヘルツパルスを対象検体に照射するための照射部であってテラヘルツパルスを対象検体の2次元領域に一括照射する様に配置された照射部と、テラヘルツパルスの電界強度を検出するために前記検出部に照射するプローブ光を前記2次元領域に対応する電気光学結晶の2次元領域に一括照射するプローブ光照射部と、を備え、
前記検出部は、
対象検体の前記2次元領域に対応する2次元領域でテラヘルツパルスを一括受光する前記電気光学結晶と、前記電気光学結晶を通過してテラヘルツパルスにより偏光状態が変調された前記プローブ光の特定の偏光成分を抽出する検光部と、前記検光部で抽出されたプローブ光を対象検体の前記2次元領域に対応する2次元領域で一括検出する検出器と、により構成されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１０】
τ(f)を前記分散部の群遅延特性、fを周波数とするとき、前記分散部は、測定するテラヘルツ波の周波数領域において、群遅延分散であるdτ(f)／ｄfが同符号であることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１１】
前記分散部は、導波路構造であり、
前記発生部と測定のために置かれる対象検体との間、或いは前記対象検体と前記検出部との間に配置されることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１２】
テラヘルツ波を測定するための方法であって、
テラヘルツ波を発生させ、
前記発生したテラヘルツ波をチャープさせ、
前記チャープされたテラヘルツ波の波形情報を検出し、
前記波形情報から周波数に対する情報を取得することを特徴とする方法。
【請求項１３】
第1のテラヘルツ波を発生させ、
前記発生した第1のテラヘルツ波をチャープさせ、
前記チャープされた第1のテラヘルツ波の波形情報を検出し、
第2のテラヘルツ波を発生させ、
前記発生した第2のテラヘルツ波をチャープさせ、
前記チャープされた第2のテラヘルツ波の波形情報を検出し、
前記第2のテラヘルツ波を発生させる或いは検出する際、前記第1のテラヘルツ波を発生させる或いは検出するタイミングとは異なるタイミングに変えることにより、前記検出した第1及び第2のテラヘルツ波の波形情報からテラヘルツ波の時間波形を取得し、
前記時間波形を用いて周波数に関する情報を取得することを特徴とする請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
対象検体の情報を取得するためのテラヘルツパルス測定方法であって、
テラヘルツパルスを対象検体に照射する照射ステップと、
テラヘルツパルスをその光路中において周波数チャーピングさせる分散ステップと、
対象検体を透過又は反射した前記周波数チャーピングされたテラヘルツパルスの電界強度を少なくとも1つの測定周波数に対応した検出時点において検出する検出ステップと、
前記電界強度を検出する検出時点を調整する調整ステップと、を含むことを特徴とするテラヘルツパルス測定方法。
【請求項１５】
前記検出時点の調整は、前記周波数チャーピングされたテラヘルツパルスの群遅延特性を参照することにより行うことを特徴とする請求項14に記載のテラヘルツパルス測定方法。 
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
テラヘルツ波（本明細書では、0．3THz以上30THz以下の周波数帯域を有する電磁波）は、主に以下の様な特徴を持つ。まず、波長が比較的短いので、Ｘ線の様に非金属物質を透過する。また、テラヘルツ波の周波数帯域に固有の吸収スペクトルを有する生体分子や医薬品などが、多数存在する。さらに、時間領域におけるパルス幅が比較的短いので、多くのイメージングに適した空間分解能を有している。以上の様な特徴を利用したテラヘルツ波の応用分野として、物質内部の分光分析技術、Ｘ線に代わる安全な透視イメージング装置、生体分子の解析技術などがある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
一方、検出時点を調整するステップでは、まず、測定周波数fmを設定し（ステップs4）、ステップs3で求めた群遅延特性τ(f)より、測定周波数fmに対応する時点τ(fm)を導出する（ステップs5）。次に、時点τ(fm)と時点τ(fm)+δにおけるテラヘルツパルスT3の振幅Ｅ1、E2を測定する（ステップs6）。ここで、定数δは時点τ(fm)周辺におけるテラヘルツパルスT3の周期より十分小さい値とする。E1とE2の差│E1−E2│と定数dの大きさを比較し（ステップs7）、│E1−E2│＜dであれば│E1│を出力し（ステップs9）、│E1−E2│≧dであればτ(fm)＝τ(fm)+δとして（ステップs8）、再びE1とE2の測定を行う。│E1−E2│＜ｄとなるまでこれを繰り返す。ここで、定数dはノイズレベル程度とするのが望ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
次に、具体的な対象検体100及び分散部6を用いた実施例について述べる。分散部6として、高密度ポリエチレン製のスラブ導波路を用いる。導波路の厚さを40μｍとすることにより、およそ4THz以下の周波数領域においてＴＭ0モードのシングルモードで且つ群遅延分散ｄτ(f)／ｄfが常に正となる特性を得ることができる。更に、周波数分解能及び周波数帯域を考慮して、導波路長を100mmとする。ここでは、簡単のため、ポリエチレンの材料吸収、テラヘルツパルスと導波路の結合損失は無視している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
以上の様に、図2（a）に示すテラヘルツパルス測定装置において、分散部6として上記高密度ポリエチレン製のスラブ導波路を用いた場合、次の様になる。即ち、遅延時間66ｐｓ周辺の極値にプローブ光入射時点を調整することにより、周波数1．45THzのグルコースの分子振動に帰属される吸収特性の変化を計測することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
本実施例では、分散部6の構成としてポリエチレン製のスラブ導波路を用いたが、勿論これに限るものではない。例えば、テフロン（登録商標）などのポリマー類や、高抵抗シリコンなどの半導体材料、石英などの無機材料の様な、テラヘルツ波に対して比較的吸収の小さい材料の群速度分散を利用してもよい。また、導波路構造、多層膜構造、フォトニック結晶、など、あらゆる構造を用いることができる。