(57)【要約】【課題】電磁波が照射されることによって測定される被測定物を有利に取り扱う。【解決手段】ＸＹ平面において導体板１０の導体で囲まれた空隙部１２がＸ方向およびＹ方向に配列された格子１の表面に配置されたシート１５に被測定物２０が配置された一体型構造体２によって、開放部を有する容器の該開放部を覆い、テラヘルツ波を照射する。【選択図】図３
2007163181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開放部を有する容器と、
前記開放部を覆う一体型構造体と、
を備えた測定用構造体であって、
前記一体型構造体は、
電磁波を照射することにより特性が測定される被測定物と、
所定の平面において導体で囲まれた空隙部が配置された空隙配置構造体と、
前記空隙配置構造体の表面に配置され、前記被測定物が配置された配置部材と、
を備え、
前記容器の内部の空気が吸引され、
前記容器の内部とは、前記空隙配置構造体から見て前記配置部材とは反対側の空間である、
測定用構造体。
【請求項２】
電磁波を照射することにより特性が測定される被測定物を測定するために使用される測定用構造体であって、
開放部を有する容器と、
前記開放部を覆う一体型構造体と、
を備え、
前記一体型構造体は、
所定の平面において導体で囲まれた空隙部が配置された空隙配置構造体と、
前記空隙配置構造体の表面に配置された配置部材と、
を備え、
前記容器の内部の空気が吸引され、
前記容器の内部とは、前記空隙配置構造体から見て前記配置部材とは反対側の空間である、
測定用構造体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の測定用構造体であって、
前記容器の内部の空気を吸引する吸引装置、
を備えた測定用構造体。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の測定用構造体であって、
前記空隙配置構造体は、同一形状の前記空隙部が所定の方向に一定の間隔で配置されている、
測定用構造体。
【請求項５】
請求項４に記載の測定用構造体であって、
前記空隙配置構造体は、導体を貫通する開口が縦方向および横方向に配列された二次元格子である、
測定用構造体。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の測定用構造体であって、
前記配置部材に配置された前記被測定物が二種類以上ある、
測定用構造体。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の測定用構造体に第一電磁波を照射する第一電磁波照射手段と、
照射された前記第一電磁波に対する前記一体型構造体による応答である第一応答電磁波を検出する第一電磁波検出手段と、
前記空隙配置構造体に第二電磁波を照射する第二電磁波照射手段と、
照射された前記第二電磁波に対する前記空隙配置構造体による応答である第二応答電磁波を検出する第二電磁波検出手段と、
前記第一電磁波検出手段の検出結果および前記第二電磁波検出手段の検出結果に基づき、前記被測定物の特性を測定する特性測定手段と、
を備えた測定装置。
【請求項８】
請求項６に記載の測定用構造体における各々の種類の前記被測定物に電磁波を照射する電磁波照射手段と、
照射された前記電磁波に対する前記一体型構造体による応答である応答電磁波を検出する電磁波検出手段と、
前記電磁波検出手段の検出結果に基づき、前記被測定物の特性を測定する特性測定手段と、
を備えた測定装置。
【請求項９】
請求項７に記載の測定装置であって、
前記開放部と向かい合う前記容器の底部が、前記第一応答電磁波を透過させるものである、
測定装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の測定装置であって、
前記開放部と向かい合う前記容器の底部が、前記応答電磁波を透過させるものである、
測定装置。
【請求項１１】
請求項７に記載の測定装置であって、
前記特性測定手段が、
前記第一電磁波検出手段の検出結果および前記第二電磁波検出手段の検出結果に基づき、電磁波の透過率を測定する透過率測定手段と、
測定された前記透過率に基づき、前記被測定物の屈折率を導出する屈折率導出手段と、
を有する測定装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の測定装置であって、
前記屈折率導出手段は、周波数Ａにおける前記第一電磁波検出手段の検出結果に基づき測定された透過率と、周波数Ｂにおける前記第二電磁波検出手段の検出結果に基づき測定された透過率とが等しい場合に、前記被測定物の屈折率をＡおよびＢに基づき導出する、
測定装置。
【請求項１３】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の測定用構造体に第一電磁波を照射する第一電磁波照射工程と、
照射された前記第一電磁波に対する前記一体型構造体による応答である第一応答電磁波を検出する第一電磁波検出工程と、
前記空隙配置構造体に第二電磁波を照射する第二電磁波照射工程と、
照射された前記第二電磁波に対する前記空隙配置構造体による応答である第二応答電磁波を検出する第二電磁波検出工程と、
前記第一電磁波検出工程の検出結果および前記第二電磁波検出工程の検出結果に基づき、前記被測定物の特性を測定する特性測定工程と、
を備えた測定方法。
【請求項１４】
請求項６に記載の測定用構造体における各々の種類の前記被測定物に電磁波を照射する電磁波照射工程と、
照射された前記電磁波に対する前記一体型構造体による応答である応答電磁波を検出する電磁波検出工程と、
前記電磁波検出工程の検出結果に基づき、前記被測定物の特性を測定する特性測定工程と、
を備えた測定方法。
【請求項１５】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の測定用構造体に第一電磁波を照射する第一電磁波照射手段と、
照射された前記第一電磁波に対する前記一体型構造体による応答である第一応答電磁波を検出する第一電磁波検出手段と、
前記空隙配置構造体に第二電磁波を照射する第二電磁波照射手段と、
照射された前記第二電磁波に対する前記空隙配置構造体による応答である第二応答電磁波を検出する第二電磁波検出手段と、
を備えた測定装置における測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記第一電磁波検出手段の検出結果および前記第二電磁波検出手段の検出結果に基づき、前記被測定物の特性を測定する特性測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１６】
請求項６に記載の測定用構造体における各々の種類の前記被測定物に電磁波を照射する電磁波照射手段と、
照射された前記電磁波に対する前記一体型構造体による応答である応答電磁波を検出する電磁波検出手段と、
を備えた測定装置における測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記電磁波検出手段の検出結果に基づき、前記被測定物の特性を測定する特性測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波を照射して測定する被測定物の取り扱いに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、テラヘルツ波を被測定物に照射した際の透過率に基づき、被測定物を分析することが知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、金属板に孔をあけたものに電磁波を照射した際の透過率も知られている（例えば、非特許文献１を参照）。さらに、金属板に孔をあけたものを位相差板として利用することも知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００３】
また、非特許文献３のFig.1を参照して、テラヘルツ時間領域分光法(Terahertz Time Domain
Spectroscopy : THz-TDS)による測定法も知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０８９０５号公報
【特許文献２】特開２００４−１１７７０３号公報
【非特許文献１】K.F. Renk and L. Genzel “Interference Filters and Fabry-PerotInterferometers for the Far Infrared”, APPLIED OPTICS, Vol. 1, No. 5, 1962年9月
【非特許文献２】Masaki Tanaka et al., “Effect of a thin dielectric layer onterahertz transmission characteristics for metal hole arrays”, Optics Letters,Vol. 30, 2005年5月
【非特許文献３】阪井清美、「テラヘルツ時間領域分光法」、分光研究、２００１年、第５０巻、第６号、ｐ．２６１−２７３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような先行技術は、電磁波が照射される被測定物をどのように取り扱えば有利かということを開示していない。
【０００６】
また、テラヘルツ時間領域分光法は複雑な測定法である。
【０００７】
そこで、本発明は、電磁波が照射されることによって測定される被測定物を有利に取り扱う（例えば、簡便な測定を行う）ことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる測定用構造体は、開放部を有する容器と、前記開放部を覆う一体型構造体と、を備えた測定用構造体であって、前記一体型構造体は、電磁波を照射することにより特性が測定される被測定物と、所定の平面において導体で囲まれた空隙部が配置された空隙配置構造体と、前記空隙配置構造体の表面に配置され、前記被測定物が配置された配置部材と、を備え、前記容器の内部の空気が吸引され、前記容器の内部とは、前記空隙配置構造体から見て前記配置部材とは反対側の空間であるように構成される。
【０００９】
上記のように構成された測定用構造体によれば、容器は開放部を有する。一体型構造体は前記開放部を覆う。
【００１０】
しかも、一体型構造体は、電磁波を照射することにより特性が測定される被測定物と、所定の平面において導体で囲まれた空隙部が配置された空隙配置構造体と、前記空隙配置構造体の表面に配置され、前記被測定物が配置された配置部材とを備える。
【００１１】
さらに、前記容器の内部の空気が吸引される。ただし、前記容器の内部とは、前記空隙配置構造体から見て前記配置部材とは反対側の空間である。
【００１２】
本発明にかかる測定用構造体は、電磁波を照射することにより特性が測定される被測定物を測定するために使用される測定用構造体であって、開放部を有する容器と、前記開放部を覆う一体型構造体と、を備え、前記一体型構造体は、所定の平面において導体で囲まれた空隙部が配置された空隙配置構造体と、前記空隙配置構造体の表面に配置された配置部材と、を備え、前記容器の内部の空気が吸引され、前記容器の内部とは、前記空隙配置構造体から見て前記配置部材とは反対側の空間であるように構成される。
【００１３】
上記のように構成された発明によれば、電磁波を照射することにより特性が測定される被測定物を測定するために使用される測定用構造体が提供される。
【００１４】
容器は、開放部を有する。一体型構造体は、前記開放部を覆う。
【００１５】
しかも、前記一体型構造体は、所定の平面において導体で囲まれた空隙部が配置された空隙配置構造体と、前記空隙配置構造体の表面に配置された配置部材とを備える。
【００１６】
さらに、前記容器の内部の空気が吸引される。ただし、前記容器の内部とは、前記空隙配置構造体から見て前記配置部材とは反対側の空間である。
【００１７】
また、本発明にかかる測定用構造体は、前記容器の内部の空気を吸引する吸引装置を備えるようにしてもよい。
【００１８】
また、本発明にかかる測定用構造体は、前記空隙配置構造体は、同一形状の前記空隙部が所定の方向に一定の間隔で配置されているようにしてもよい。
【００１９】
また、本発明にかかる測定用構造体は、前記空隙配置構造体は、導体を貫通する開口が縦方向および横方向に配列された二次元格子であるようにしてもよい。
【００２０】
また、本発明にかかる測定用構造体は、前記配置部材に配置された前記被測定物が二種類以上あるようにしてもよい。
【００２１】
本発明にかかる測定装置は、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の測定用構造体に第一電磁波を照射する第一電磁波照射手段と、照射された前記第一電磁波に対する前記一体型構造体による応答である第一応答電磁波を検出する第一電磁波検出手段と、前記空隙配置構造体に第二電磁波を照射する第二電磁波照射手段と、照射された前記第二電磁波に対する前記空隙配置構造体による応答である第二応答電磁波を検出する第二電磁波検出手段と、前記第一電磁波検出手段の検出結果および前記第二電磁波検出手段の検出結果に基づき、前記被測定物の特性を測定する特性測定手段とを備えるように構成される。
【００２２】
本発明にかかる測定装置は、請求項５に記載の測定用構造体における各々の種類の前記被測定物に電磁波を照射する電磁波照射手段と、照射された前記電磁波に対する前記一体型構造体による応答である応答電磁波を検出する電磁波検出手段と、前記電磁波検出手段の検出結果に基づき、前記被測定物の特性を測定する特性測定手段とを備えるように構成される。
【００２３】
また、本発明にかかる測定装置は、前記開放部と向かい合う前記容器の底部が、前記第一応答電磁波を透過させるものであるようにしてもよい。
【００２４】
また、本発明にかかる測定装置は、前記開放部と向かい合う前記容器の底部が、前記応答電磁波を透過させるものであるようにしてもよい。
【００２５】
また、本発明にかかる測定装置は、前記特性測定手段が、前記第一電磁波検出手段の検出結果および前記第二電磁波検出手段の検出結果に基づき、電磁波の透過率を測定する透過率測定手段と、測定された前記透過率に基づき、前記被測定物の屈折率を導出する屈折率導出手段とを有するようにしてもよい。
【００２６】
また、本発明にかかる測定装置は、前記屈折率導出手段は、周波数Ａにおける前記第一電磁波検出手段の検出結果に基づき測定された透過率と、周波数Ｂにおける前記第二電磁波検出手段の検出結果に基づき測定された透過率とが等しい場合に、前記被測定物の屈折率をＡおよびＢに基づき導出するようにしてもよい。
【００２７】
本発明は、測定用構造体に第一電磁波を照射する第一電磁波照射工程と、照射された前記第一電磁波に対する前記一体型構造体による応答である第一応答電磁波を検出する第一電磁波検出工程と、前記空隙配置構造体に第二電磁波を照射する第二電磁波照射工程と、照射された前記第二電磁波に対する前記空隙配置構造体による応答である第二応答電磁波を検出する第二電磁波検出工程と、前記第一電磁波検出工程の検出結果および前記第二電磁波検出工程の検出結果に基づき、前記被測定物の特性を測定する特性測定工程とを備えた測定方法である。
【００２８】
本発明は、測定用構造体における各々の種類の前記被測定物に電磁波を照射する電磁波照射工程と、照射された前記電磁波に対する前記一体型構造体による応答である応答電磁波を検出する電磁波検出工程と、前記電磁波検出工程の検出結果に基づき、前記被測定物の特性を測定する特性測定工程とを備えた測定方法である。
【００２９】
本発明は、測定用構造体に第一電磁波を照射する第一電磁波照射手段と、照射された前記第一電磁波に対する前記一体型構造体による応答である第一応答電磁波を検出する第一電磁波検出手段と、前記空隙配置構造体に第二電磁波を照射する第二電磁波照射手段と、照射された前記第二電磁波に対する前記空隙配置構造体による応答である第二応答電磁波を検出する第二電磁波検出手段と、を備えた測定装置における測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記第一電磁波検出手段の検出結果および前記第二電磁波検出手段の検出結果に基づき、前記被測定物の特性を測定する特性測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００３０】
本発明は、測定用構造体における各々の種類の前記被測定物に電磁波を照射する電磁波照射手段と、照射された前記電磁波に対する前記一体型構造体による応答である応答電磁波を検出する電磁波検出手段と、を備えた測定装置における測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記電磁波検出手段の検出結果に基づき、前記被測定物の特性を測定する特性測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００３２】
第一の実施形態
図１は、第一の実施形態にかかる格子（空隙配置構造体）１の斜視図である。格子（空隙配置構造体）１は、導体板１０を有する。導体板１０は、例えば金属板である。導体板１０の厚みの方向は、Ｚ方向である。導体板１０には、空隙部（開口）１２が開けられている。空隙部１２はＺ方向に導体板１０を貫通する。空隙部１２は、ＸＹ平面において開口する。空隙部１２は、縦方向（Ｙ方向）および横方向（Ｘ方向）に配列されている。すなわち、格子１は、二次元格子である。
【００３３】
図２は、第一の実施形態にかかる格子（空隙配置構造体）１のＸＹ平面図である。図２を参照して、格子（空隙配置構造体）１は、ＸＹ平面において、空隙部（開口）１２が二方向（Ｘ方向およびＹ方向）に配列されている。空隙部１２は、正方形の開口であり、Ｘ方向およびＹ方向の一辺の長さ（アパーチャー：aperture）はともに等しい（ａであるとする）。また、空隙部１２のＸ方向のピッチおよびＹ方向のピッチ（pitch）はともに等しい（ｐであるとする）。なお、aおよびpが数十ミクロン程度なので、格子１は、いわゆるメッシュであるともいえる。
【００３４】
図３は、格子１の表面に被測定物２０を配置した一体型構造体２のＸＹ平面図（図３（ａ））およびｂ−ｂ断面図（図３（ｂ））である。一体型構造体２は、シート（配置部材）１５を有する。シート１５は、格子１の表面に載せられている。図３（ａ）を参照すると、シート１５が格子１の空隙部１２を覆い隠して見えないようにしている状態であることがわかる。また、図３（ｂ）を参照すると、シート１５の裏面は格子１の表面に接しており、シート１５の表面には被測定物２０（例えばＤＮＡであり、Ｙ字状の図形として図示している）が配置（例えば、固定）されている。シート１５は、例えば、ＤＮＡのハイブリダイゼーションに用いられるナイロン膜である。被測定物２０であるＤＮＡは、ナイロン膜であるシート１５にしみこませることにより、シート１５に固定できる。
【００３５】
図４は、格子１の空隙部１２の一つの近傍を表示した平面図である。空隙部１２は、ＸＹ平面において、導体板１０の一部である導体１４で囲まれているものといえる。このような空隙部１２がＸ方向およびＹ方向に配列されている。
【００３６】
図５は、二種類以上の被測定物２０を有している一体型構造体４の平面図である。
【００３７】
図５（ａ）は、格子１に二つのシート１５ａ、１５ｂが載せられている状態の一体型構造体４の平面図である。シート１５ａに固定された被測定物２０と、シート１５ｂに固定された被測定物２０とは異なるものである。
【００３８】
図５（ｂ）は、格子１に三つのシート１５ｃ、１５ｄ、１５ｅが載せられている状態の一体型構造体４の平面図である。シート１５ｃに固定された被測定物２０と、シート１５ｄに固定された被測定物２０と、シート１５ｅに固定された被測定物２０とは異なるものである。このように、一体型構造体４に三種類以上の被測定物を配置してもよい。
【００３９】
図６は、格子１の変形例について説明するためのＸＹ平面図である。図６（ａ）は、空隙部１２が一方向（Ｘ方向）にしか配列されていない。すなわち、一次元に配列されたものである。図６（ｂ）は、空隙部１２がＸ方向、Ｙ１方向およびＹ２方向（Ｙ方向ではない）に配列されている。どちらも、格子１として使用できる。ただし、図６に示すように同一形状（同じ形かつ同じ大きさ）の空隙部１２が所定のピッチ（または間隔）で配置されていることを要する。また、格子１の空隙部１２は正方形でなくてもよく、円形でもよいし、三角形や四角形でも可能である。すなわち、二次元的な図形であればよい。さらに、図７に示すように、空隙部１２が一個だけの場合も格子１として使用できる。
【００４０】
図８は、第一の実施形態にかかる一体型構造体２の被測定物２０の屈折率を測定するための測定装置の構成を示す図である。測定装置は、放射制御部３２、電磁波照射部（第一電磁波照射手段および第二電磁波照射手段）３４、電磁波検出部（第一電磁波検出手段および第二電磁波検出手段）３６、特性測定部４０、容器５０、吸引装置６２、パイプ６４を備える。なお、一体型構造体２および容器５０が測定用構造体を構成する。また、測定用構造体は吸引装置６２およびパイプ６４を有してもよい。
【００４１】
なお、図１２は、図８において一体型構造体２および容器５０を格子１に置き換えたときの測定装置の構成を示す図である。
【００４２】
図９は、容器５０の斜視図（図９（ａ））、ｂ−ｂ断面図（図９（ｂ））である。容器５０は、中空の直方体である。ただし、上面にあたる部分が無く開放部５８（図９（ｂ）参照）となっているので、上から見ると底面５４が見える（図９（ａ）参照）。容器５０は開放部５８によって図９に示す上部方向に開放されているといえる。容器５０は、前面５２ａ、背面５２ｂ、側面５６ａ、５６ｂを有する。前面５２ａ、背面５２ｂおよび側面５６ａ、５６ｂは底面５４と直交している。前面５２ａと背面５２ｂとは平行であり、側面５６ａと側面５６ｂとは平行である。前面５２ａと側面５６ａとは直交しており、背面５２ｂと側面５６ｂとは直交している。開放部５８は、底面５４と向かい合っている。
【００４３】
図１０は、容器５０に一体型構造体２を取り付けた状態の斜視図（図１０（ａ））、ｂ−ｂ断面図（図１０（ｂ））である。ただし、図１０（ｂ）においては、一体型構造体２は断面をとっていない。一体型構造体２は、開放部５８（図９（ｂ）参照）を覆うようにして容器５０に取り付けられる。
【００４４】
図１１は、図１０に示す状態の容器５０にパイプ６４を取り付けた状態の斜視図（図１１（ａ））、ｂ−ｂ断面図（図１１（ｂ））である。パイプ６４の一端は容器５０の内部に接続され、パイプ６４の他端は吸引装置６２（図１１においては図示省略する）に接続されている。吸引装置６２は、例えば空気を吸い込むポンプであり、容器５０の内部の空気を吸引する。なお、容器５０の内部とは、格子１から見てシート１５とは反対側の空間であり、容器５０とシート１５とにより囲まれた空間である。吸引装置６２により容器５０の内部の空気を吸引することにより、シート１５に配置された被測定物２０を所望の吸引力で格子１に密着させることができる。
【００４５】
なお、図９〜図１１においては、容器５０が中空の直方体（ただし、上面が開放されている）であるように図示している。しかし、容器５０は中空の円筒（ただし、上面が開放されているものとする）であってもよい。容器５０は開放部５８で開放されているようなものであればよく、直方体および円筒に限定されない。
【００４６】
また、図１１に示す状態から前面５２ａを下に向けると、図８における測定用構造体（一体型構造体２および容器５０）の状態となる。
【００４７】
放射制御部３２は、電磁波のパワーＰ１、電磁波の周波数ｆを指定して、電磁波照射部３４に電磁波を放射させる。指定したパワーＰ１および周波数ｆは、特性測定部４０の透過率測定部４２にも与えられる。
【００４８】
電磁波照射部（第一電磁波照射手段および第二電磁波照射手段）３４は、パワーＰ１および周波数ｆの電磁波を放射する。放射された電磁波は格子１（図１２参照）または測定用構造体（一体型構造体２および容器５０）に照射される。
【００４９】
ここで、測定用構造体に照射される電磁波を第一電磁波といい、格子１に照射される電磁波を第二電磁波という。
【００５０】
電磁波検出部（第一電磁波検出手段および第二電磁波検出手段）３６は、格子１または測定用構造体を透過した電磁波を検出し、パワーＰ２を測定し、特性測定部４０の透過率測定部４２に与える。なお、透過した電磁波ではなく反射した電磁波を検出することも考えられる。
【００５１】
すなわち、電磁波検出部３６は、照射された第一電磁波に対する一体型構造体２による応答（例えば、透過、反射）である第一応答電磁波および照射された第二電磁波に対する格子１による応答（例えば、透過、反射）である第二応答電磁波を検出すればよい。
【００５２】
特性測定部４０は、電磁波検出部３６の検出結果に基づき、被測定物２０の特性を測定する。特性測定部４０は、透過率測定部４２、透過率記録部４４、屈折率導出部４６を有する。
【００５３】
透過率測定部４２は、電磁波検出部３６の検出結果に基づき、電磁波の透過率を測定する。すなわち、測定用構造体および格子１の電磁波の透過率を測定する。透過率は、Ｐ２／Ｐ１により求められる。ただし、反射が無視できない場合は、厚さの異なる同一物について、Ｐ２を測定してやれば、反射の影響をキャンセルできる。これについては周知なので詳細には説明をしない。
【００５４】
透過率記録部４４は、透過率測定部４２が測定した透過率を電磁波の周波数に対応づけて記録する。
【００５５】
屈折率導出部４６は、測定された透過率に基づき、被測定物２０の屈折率を導出する。すなわち、周波数Ａにおける第一応答電磁波の検出結果に基づき測定された透過率と、周波数Ｂにおける第二応答電磁波の検出結果に基づき測定された透過率とが等しい場合に、被測定物２０の屈折率をＡおよびＢに基づき導出する。
【００５６】
次に、第一の実施形態の動作を説明する。
【００５７】
図１３は、第一の実施形態にかかる測定装置の動作を示すフローチャートである。図１４は、被測定物２０の屈折率の決定法を説明するためのグラフである。
【００５８】
なお、格子１および一体型構造体２の散乱および吸収は無視できるものとする。例えば、格子１および一体型構造体２の材質がそのような条件を満たすものである。または、格子１および一体型構造体２の厚さがそのような条件を満たすものである。さらに、底面５４は、第一応答電磁波を透過させるものである。第一応答電磁波の周波数は、第一電磁波の周波数と同じくテラヘルツ（THz : 1012Hz）であるため、底面５４は例えば、薄いプラスチックフィルム、薄い石英または薄いポリエチレンである。
【００５９】
一般的に、強度がI0の入射波が物質中をxだけ進行した点での強度をI(x)とすると、入射波の減衰（吸収）は、I(x)
= I0exp-αxのように表せる。
【００６０】
上記の式のα（材質によって定まる）かx（厚さ）が非常に小さい場合に吸収が無視できる。
【００６１】
まず、格子１を電磁波照射部３４および電磁波検出部３６の間に配置して（図１２参照）、電磁波照射部３４から所定の帯域の第二電磁波を放射する。電磁波検出部３６は、透過した電磁波（第二応答電磁波）を検出する。そして、透過率測定部４２が格子１の透過率を測定する（Ｓ１０）。透過率は、Ｐ２／Ｐ１により求められる。測定された透過率は第二電磁波の周波数に対応付けられて透過率記録部４４に記録される。ただし、測定装置は屈折率n0（例えば、１）の空気中で使用するものとする。
【００６２】
図１４に示す例では、所定の帯域として０THzを超えて６THz（テラヘルツ）までの帯域をとり、格子１の透過率を測定したグラフＧ１が図示されている。このグラフＧ１は、Ｔn0(f)と表現できる。すなわち、透過率Tは、屈折率n0および周波数fの関数である。
【００６３】
次に、測定用構造体（一体型構造体２および容器５０）を電磁波照射部３４および電磁波検出部３６の間に配置して、電磁波照射部３４から周波数Ａの第一電磁波を放射する。第一電磁波は一体型構造体２を透過し（第一応答電磁波）、さらに容器５０の底面５４を透過する。電磁波検出部３６は、透過した電磁波（第一応答電磁波）を検出する。そして、透過率測定部４２が一体型構造体２の透過率を測定する（Ｓ１２）。透過率は、Ｐ２／Ｐ１により求められる。
【００６４】
図１４に示す例では、周波数Ａ＝１THzとして、一体型構造体２の透過率＝４０％を得る（グラフＧ２）。このグラフＧ２は、Ｔnx(A)と表現できる。すなわち、周波数Ａにおける一体型構造体２の透過率Tnxは、被測定物２０の屈折率nxおよび周波数Ａ（＝１THz）の関数である。
【００６５】
次に、屈折率導出部４６が、透過率記録部４４の記録内容および透過率測定部４２の測定した一体型構造体２の透過率に基づき、対応周波数Ｂを決定する（Ｓ１４）。すなわち、図８を参照して、屈折率導出部４６が、周波数Ａ（＝１THz）における電磁波検出部３６の検出結果（グラフＧ２）に基づき測定された透過率（＝４０％）と、対応周波数Ｂにおける電磁波検出部３６の検出結果に基づき測定された透過率とが等しくなるような、対応周波数Ｂを決定する。対応周波数Ｂは3.4THzとなる。
【００６６】
これは、Ｔn0(B) = Ｔnx(A)ということを意味する。
【００６７】
最後に、屈折率導出部４６が、被測定物２０の屈折率を導出する（Ｓ１６）。すなわち、被測定物２０の屈折率＝Ｂ／Ａとして、被測定物２０の屈折率nxを導出する。図８に示す例では、屈折率nx＝3.4THz／１THz＝3.4となる。これは、Ｂ＝nx・Ａということを用いて、被測定物２０の屈折率nxを導出したものである。
【００６８】
第一の実施形態にかかる一体型構造体２によれば、被測定物２０を有利に取り扱うことができる。例えば、一体型構造体２の表面に載せられたシート１５に配置されている被測定物２０の特性（例えば、屈折率）を容易に測定できる。
【００６９】
しかも、第一の実施形態にかかる測定用構造体（一体型構造体２および容器５０）によれば、一体型構造体２の表面に載せられたシート１５に配置された被測定物２０を所望の吸引力で格子１に密着させることができる。所望の吸引力で被測定物２０を密着させることができるため、被測定物２０の物理量（屈折率など）の変化の測定精度を向上させることができる。
【００７０】
第一の実施形態にかかる測定装置によれば、一体型構造体２および格子（空隙配置構造体）１における電磁波の透過率を測定することにより、被測定物２０の特性（例えば、屈折率）を容易に測定できる。
【００７１】
図１５は、格子１の透過率を測定したグラフＧ１の、アパーチャーａおよびピッチｐに対する変化を説明するための図である。ａおよびｐが小さいと（グラフＧ１−１）、傾きが小さく、ａおよびｐが大きいと（グラフＧ１−２）、傾きが大きい。
【００７２】
対応周波数Ｂの最大値は、透過率が極大値をとる周波数Ｆ１（グラフＧ１−１）、周波数Ｆ２（グラフＧ１−２）である。対応周波数Ｂの最大値が大きい程、より大きな屈折率を測定できる。よって、ａおよびｐが小さいと（グラフＧ１−１）、広い範囲の屈折率を測定できる。逆に、ａおよびｐが大きいと（グラフＧ１−２）、高精度に屈折率を測定できる。屈折率がわずかに異なっても、透過率が大きく変化するからである。
【００７３】
よって、広い範囲の屈折率を測定したいならばアパーチャーａおよびピッチｐを小さくした一体型構造体２を利用するとよい。高精度に屈折率を測定したいならばアパーチャーａおよびピッチｐを大きくした一体型構造体２を利用するとよい。
【００７４】
なお、ピッチｐが小さいと、透過率が極大値をとる周波数が高周波側になる。ピッチｐが大きいと、透過率が極大値をとる周波数が低周波側になる。そこで、第一電磁波の周波数に応じて、ピッチｐを選択するとよい。
【００７５】
また、高精度に屈折率を測定するためには、ワイヤストリップ幅２α（＝ｐ−ａ）または一体型構造体２の厚さｔを変化させてもよい。
【００７６】
図１８は、ワイヤストリップ幅２α（＝ｐ−ａ）の変化によって透過率が極大値をとる周波数の移動を示す図である。図１８に示すように、ワイヤストリップ幅２αが変化しても透過率が極大値をとる周波数は変化しない。しかし、ワイヤストリップ幅２αを大きくすると、透過率が極大値をとる周波数の近傍の傾きが大きくなる。よって、ワイヤストリップ幅２αを大きくすると、高精度に屈折率を測定できる。
【００７７】
図１９は、一体型構造体２の厚さｔの変化によって透過率が極大値をとる周波数の移動を示す図である。図１９に示すように、一体型構造体２の厚さｔが変化しても透過率が極大値をとる周波数は変化しない。しかし、一体型構造体２の厚さｔを大きくすると、透過率が極大値をとる周波数の近傍の傾きが大きくなる。よって、一体型構造体２の厚さｔを大きくすると、高精度に屈折率を測定できる。
【００７８】
第二の実施形態
第二の実施形態にかかる測定装置は、一体型構造体４を容器５０に取り付けた測定用構造体に、テラヘルツ波を照射し、二次元走査を行う点で第一の実施形態と異なる。
【００７９】
図１６は、第二の実施形態にかかる一体型構造体４の被測定物２０の屈折率を測定するための測定装置の構成を示す図である。第二の実施形態にかかる測定装置は、一体型構造体４、容器５０、吸引装置６２、パイプ６４、電磁波照射部３０、Ｘ−Ｙステージ１００、電磁波検出部６０、制御・演算部７０、放物面ミラー８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ、ミラー９０を備える。ただし、吸引装置６２とパイプ６４とは図示省略する。
【００８０】
電磁波照射部３０は、テラヘルツ波を照射する。Ｘ−Ｙステージ１００は、測定用構造体（一体型構造体４および容器５０）をＸ方向およびＹ方向に移動させる。電磁波検出部６０は、一体型構造体４を透過し（応答電磁波）、さらに容器５０の底面５４を透過したテラヘルツ波を検出する。検出されるテラヘルツ波は、電磁波照射部３０により一体型構造体４に照射された電磁波に対する一体型構造体４による応答（応答電磁波）といえる。制御・演算部７０は、Ｘ−Ｙステージ１００を制御し、かつ、電磁波検出部６０の検出結果に基づき、一体型構造体４の被測定物２０の特性（例えば、透過率、屈折率など）を演算する。
【００８１】
放物面ミラー８０ａは、ミラー９０から与えられたテラヘルツ波を反射して放物面ミラー８０ｂに与える。放物面ミラー８０ｂは、放物面ミラー８０ａから与えられたテラヘルツ波を反射して一体型構造体４に照射する。テラヘルツ波は、一体型構造体４上の一点（「焦点」という）に照射される。放物面ミラー８０ｃは、一体型構造体４を透過したテラヘルツ波を反射して放物面ミラー８０ｄに与える。放物面ミラー８０ｄは、放物面ミラー８０ｃから与えられたテラヘルツ波を反射して電磁波検出部６０に与える。ミラー９０は、電磁波照射部３０の放射したテラヘルツ波を反射して、放物面ミラー８０ａに与える。
【００８２】
なお、図示しないディスプレイを制御・演算部７０に接続して、屈折率および透過率を表示することもできる。また、画像処理（屈折率または吸収率が大きい程に白く、小さい程に黒く）を施してディスプレイに表示してもよい。
【００８３】
また、一体型構造体４および容器５０は第一の実施形態と同様であり説明を省略する。ただし、底面５４は、応答電磁波を透過させるものである。応答電磁波の周波数は、電磁波照射部３０が放射した電磁波の周波数と同じくテラヘルツ（THz : 1012Hz）であるため、底面５４は例えば薄いプラスチックフィルム、薄い石英または薄いポリエチレンである。
【００８４】
次に、第二の実施形態の動作を説明する。
【００８５】
電磁波照射部３０により照射されたテラヘルツ波は、ミラー９０および放物面ミラー８０ａ、８０ｂにより反射され、一体型構造体４（図５参照）に照射される。ここで、Ｘ−Ｙステージ５０は、制御・演算部７０の制御を受け、一体型構造体４のシート１５ａ、１５ｂ（またはシート１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ）の各々がテラヘルツ波を受けるように、すなわち焦点がシート１５ａ〜１５ｅにあうように、Ｘ方向およびＹ方向に移動させる。すなわち、二次元走査させる。一体型構造体４のシート１５ａ〜１５ｅを透過したテラヘルツ波は放物面ミラー８０ｃ、８０ｄにより反射され、電磁波検出部６０に与えられる。電磁波検出部６０は、一体型構造体４を透過したテラヘルツ波を検出する。制御・演算部７０は、電磁波検出部６０の検出結果に基づき、一体型構造体４の被測定物２０の特性（例えば、透過率、屈折率など）を演算する。演算法は、第一の実施形態と同様であり説明を省略する。
【００８６】
なお、図５（ａ）に示す一体型構造体４を利用した場合、特性測定部４０は、シート１５ａに配置された被測定物の透過率と、シート１５ｂに配置された被測定物の透過率との差を測定できる。また、図５（ｂ）に示す一体型構造体４を利用した場合は、特性測定部４０は、シート１５ｃに配置された被測定物の透過率と、シート１５ｄに配置された被測定物の透過率と、シート１５ｅに配置された被測定物の透過率とのなかから任意の二つの透過率の間の差を測定できる。第二の実施形態によれば、一体型構造体４の被測定物２０の特性を詳細かつ精密に測定することができる。
【００８７】
なお、上記の実施形態において、格子１および一体型構造体２の透過率を計測すると、透過率が極大値をとる周波数が移動することがわかる。図１７は、格子１および一体型構造体２によって透過率が極大値をとる周波数の移動を示す図である。図１７に示すように、透過率が極大値をとる周波数Ｆａ（格子１：グラフGa）がＦｂ（一体型構造体２：グラフGb）に移動する。これにより、被測定物２０が何であるか（これも被測定物２０の特性の一種）を特定するようなこともできる。
【００８８】
なお、図１４、図１５、図１７を参照して説明したように、格子１および一体型構造体２、４は、周波数がテラヘルツの電磁波を照射すると、透過率が大きく変化する。格子１および一体型構造体２、４の透過率は、アパーチャーａが照射される電磁波の波長に対してある程度大きい（例えば、数倍程度の大きさ）と、ほぼ一定になる。また、アパーチャーａが電磁波の波長に対して非常に小さいと、照射される電磁波は格子１および一体型構造体２、４をほぼ透過しない。そこで、例えば、格子１および一体型構造体２、４のアパーチャーａの大きさを調節して、周波数がテラヘルツの電磁波を照射すると、透過率が大きく変化するようにしている。
【００８９】
なお、上記の実施形態は、以下のようにして実現できる。ＣＰＵ、ハードディスク、メディア（フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなど）読み取り装置を備えたコンピュータのメディア読み取り装置に、上記の各部分（例えば、特性測定部４０）を実現するプログラムを記録したメディアを読み取らせて、ハードディスクにインストールする。このような方法でも、上記の実施形態を実現できる。
【００９０】
なお、上記のような格子１および一体型構造体２を用いた屈折率測定は、格子１の機構的なサイズを適切に設計することでどのような周波数においても測定可能である。特に周波数がミリ波帯〜テラヘルツ帯(周波数:100GHｚ〜10THz、波長:3mm〜30μm)においては、被測定物２０を配置する際に必要とされる被測定物２０の量が少量で済むという点が有利である。
【００９１】
より詳細には、上記の帯域よりも周波数が低い帯域と比べた場合は、格子１のサイズを小さくでき、少量の被測定物２０で済んでしまう。上記の帯域よりも周波数が高い帯域（波長が光のように短い（すなわち、1μm以下）近赤外領域）と比べた場合は、被測定物２０を配置することが容易である。
【００９２】
産業応用の観点からも、ミリ波帯〜テラヘルツ帯で、上記のような測定方法を適用すると、小型のDNAチップやタンパクチップなどを容易に製造でき、生体高分子の相互作用測定などに適用できるものと思われる。生体高分子の相互作用測定には近赤外領域で表面プラズモン共鳴現象を利用し、センサーの微小な屈折率の変化を検出する分析装置が開発されているが、流路系を用いてセンサーに液体試料を流し続けるため大量の試料を要する、装置が大型、高価である等の欠点がある。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】第一の実施形態にかかる格子（空隙配置構造体）１の斜視図である。
【図２】第一の実施形態にかかる格子（空隙配置構造体）１のＸＹ平面図である。
【図３】格子１の表面に被測定物２０を配置した一体型構造体２のＸＹ平面図（図３（ａ））およびｂ−ｂ断面図（図３（ｂ））である。
【図４】格子１の空隙部１２の一つの近傍を表示した平面図である。
【図５】二種類以上の被測定物２０を有している一体型構造体４の平面図である。
【図６】格子１の変形例について説明するためのＸＹ平面図である。
【図７】空隙部１２が一個だけの場合の格子１のＸＹ平面図である。
【図８】第一の実施形態にかかる一体型構造体２の被測定物２０の屈折率を測定するための測定装置の構成を示す図である。
【図９】容器５０の斜視図（図９（ａ））、ｂ−ｂ断面図（図９（ｂ））である。
【図１０】容器５０に一体型構造体２を取り付けた状態の斜視図（図１０（ａ））、ｂ−ｂ断面図（図１０（ｂ））である。
【図１１】図１０に示す状態の容器５０にパイプ６４を取り付けた状態の斜視図（図１１（ａ））、ｂ−ｂ断面図（図１１（ｂ））である。
【図１２】図８において一体型構造体２および容器５０を格子１に置き換えたときの測定装置の構成を示す図である。
【図１３】第一の実施形態にかかる測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】被測定物２０の屈折率の決定法を説明するためのグラフである。
【図１５】格子１の透過率を測定したグラフＧ１の、アパーチャーａおよびピッチｐに対する変化を説明するための図である。
【図１６】第二の実施形態にかかる一体型構造体４の被測定物２０の屈折率を測定するための測定装置の構成を示す図である。
【図１７】格子１および一体型構造体２によって透過率が極大値をとる周波数の移動を示す図である。
【図１８】ワイヤストリップ幅２α（＝ｐ−ａ）の変化によって透過率が極大値をとる周波数の移動を示す図である。
【図１９】一体型構造体２の厚さｔの変化によって透過率が極大値をとる周波数の移動を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
１  格子（空隙配置構造体）
２、４  一体型構造体
１０  導体板
１２  空隙部（開口）
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ  シート
２０  被測定物
３０  電磁波照射部
３２  放射制御部
３４  電磁波照射部（第一電磁波照射手段および第二電磁波照射手段）
３６  電磁波検出部（第一電磁波検出手段および第二電磁波検出手段）
４０  特性測定部
４２  透過率測定部
４４  透過率記録部
４６  屈折率導出部
５０  容器
５２ａ  前面
５２ｂ  背面
５４  底面
５６ａ，５６ｂ  側面
５８  開放部
６０  電磁波検出部
６２  吸引装置
６４  パイプ
７０  制御・演算部
【図１】
2007163181.tif 000003
【図２】
2007163181.tif 000004
【図３】
2007163181.tif 000005
【図４】
2007163181.tif 000006
【図５】
2007163181.tif 000007
【図６】
2007163181.tif 000008
【図７】
2007163181.tif 000009
【図８】
2007163181.tif 000010
【図９】
2007163181.tif 000011
【図１０】
2007163181.tif 000012
【図１１】
2007163181.tif 000013
【図１２】
2007163181.tif 000014
【図１３】
2007163181.tif 000015
【図１４】
2007163181.tif 000016
【図１５】
2007163181.tif 000017
【図１６】
2007163181.tif 000018
【図１７】
2007163181.tif 000019
【図１８】
2007163181.tif 000020
【図１９】
2007163181.tif 000021