(57)【要約】【課題】０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の波長の電磁波のビーム径を絞った場合でも、電磁波の回折の発生を抑える電磁波対応装置を提供する。【解決手段】電磁波測定装置（１０）は、入射口の外縁形状における特定線が、電磁波の波長の１０倍以下の長さであり、入射口における特定線より、出射口における特定線が長い検出電磁波通過部（３）を備える。【選択図】図１
2017040484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の波長を有する電磁波を透過させない第１の遮光部と、
上記第１の遮光部を貫通して、上記電磁波を透過させる第１の電磁波透過部と、を備え、
上記第１の電磁波透過部の開口のうち、自装置の対象物に近い近位開口および当該対象物から遠い遠位開口の外縁形状は、いずれも円形または凸多角形であって、
上記近位開口は、上記円形の直径、上記凸多角形である三角形の最短の一辺、または上記三角形を除く上記凸多角形における、任意の一辺と当該一辺に接しない他辺とを結ぶ最短の直線のいずれかである特定線の長さが、上記電磁波の波長の１０倍以下の長さであり、
上記近位開口における上記特定線より、上記遠位開口における上記特定線が長いことを特徴とする電磁波対応装置。
【請求項２】
上記電磁波を検出する検出部をさらに備え、
上記第１の電磁波透過部は、上記対象物と上記検出部との間に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電磁波対応装置。
【請求項３】
上記電磁波を出射する電磁波源をさらに備え、
上記第１の電磁波透過部は、上記電磁波源と上記対象物との間に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電磁波対応装置。
【請求項４】
上記第１の遮光部を含み、上記対象物が導入される空間を形成する壁面部と、
上記対象物および上記壁面部の温度を昇降させる温度調整部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電磁波対応装置。
【請求項５】
上記電磁波を出射する電磁波源と、
上記電磁波を透過させない第２の遮光部と、
上記第２の遮光部を貫通して、上記電磁波を透過させる第２の電磁波透過部と、
上記電磁波を検出する検出部をさらに備え、
上記第１の電磁波透過部および上記第２の電磁波透過部は、一方が上記電磁波源と上記対象物との間に設けられ、他方が上記対象物と上記検出部との間に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電磁波対応装置。
【請求項６】
上記第１の遮光部および上記第２の遮光部を含み、上記対象物が導入される空間を形成する壁面部と、
上記対象物および上記壁面部の温度を昇降させる温度調整部と、をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の電磁波対応装置。
【請求項７】
上記第１の電磁波透過部は上記対象物と上記検出部との間に設けられ、
上記第２の電磁波透過部は上記電磁波源と上記対象物との間に設けられ、
上記第２の電磁波透過部の開口のうち、自装置の上記対象物に近い近位開口および当該対象物から遠い遠位開口の外縁形状は、いずれも円形または凸多角形であって、
上記第２の電磁波透過部の近位開口は、上記円形の直径、上記凸多角形である三角形の最短の一辺、または上記三角形を除く上記凸多角形における、任意の一辺と当該一辺に接しない他辺とを結ぶ最短の直線のいずれかである特定線の長さが、上記電磁波の波長の１０倍以下の長さであり、
上記第１の電磁波透過部の近位開口における上記特定線が、上記第２の電磁波透過部の近位開口における上記特定線より長いことを特徴とする請求項５または６に記載の電磁波対応装置。
【請求項８】
上記第１の電磁波透過部は上記対象物と上記検出部との間に設けられ、
上記第２の電磁波透過部は上記電磁波源と上記対象物との間に設けられ、
上記第２の電磁波透過部の開口のうち、自装置の上記対象物に近い近位開口および当該対象物から遠い遠位開口の外縁形状は、いずれも円形または凸多角形であって、
上記第２の電磁波透過部の近位開口は、上記円形の直径、上記凸多角形である三角形の最短の一辺、または上記三角形を除く上記凸多角形における、任意の一辺と当該一辺に接しない他辺とを結ぶ最短の直線のいずれかである特定線の長さが、上記電磁波の波長の１０倍より長いことを特徴とする請求項５または６に記載の電磁波対応装置。
【請求項９】
上記第１の電磁波透過部は上記対象物と上記検出部との間に設けられ、
上記第２の電磁波透過部は上記電磁波源と上記対象物との間に設けられ、
電磁波が入射する入射面、入射した電磁波を反射する反射面、および反射した電磁波を出射する出射面を有するプリズムをさらに備え、
上記入射面および上記出射面はそれぞれ、上記第２の電磁波透過部および上記第１の電磁波透過部と対向し、
上記反射面は、上記対象物を保持する保持部の一側面となることを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の電磁波対応装置。
【請求項１０】
上記第１の電磁波透過部の遠位開口における上記特定線の長さは、上記第１の電磁波透過部の近位開口における上記特定線の長さと、上記第１の電磁波透過部の近位開口から上記第１の電磁波透過部の遠位開口までの距離と、に基づいて算出される、上記電磁波のビームの中心から上記電磁波の強度が１／ｅとなる位置までの距離の２倍の値より長いことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の電磁波対応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の波長を有する電磁波を取り扱う電磁波対応装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として知られている電磁波測定装置には、０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の波長を有する電磁波を検出する測定装置がある。例えば、特許文献１には、人体から放射された赤外線を検出し、体温を測定する放射体温計が開示されている。また特許文献２には、基板の平均温度検出のために、マイクロ波帯の電磁波を検出する半導体成長装置が開示されている。さらに特許文献３には、光源から発せられたテラヘルツ波を被測定物に照射し、被測定物から放射されたテラヘルツ波を検出し、被測定物の光学定数を計測するテラヘルツ波分光計測装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４０６８０号公報（２００２年１１月２７日公開）
【特許文献２】特開２０１１−０５４８７１号公報（２０１１年０３月１７日公開）
【特許文献３】特開２０１２−２０７９７５号公報（２０１２年１０月２５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、測定装置を数ｍｍ〜数ｃｍのサイズに小型化しようとした場合、測定装置が検出する電磁波のビームの直径（以下、ビーム径。すなわち、電磁波を検出する検出部と対向するように配置された、電磁波が出射する開口部の幅）は数ｍｍ程度まで小さくなる。このとき、測定する電磁波の波長が０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の場合、上記開口部から出射された電磁波が回折し、電磁波の一部の進行方向が所望の方向と異なってしまう。これにより、検出誤差が発生し、測定装置の測定精度が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の波長の電磁波のビーム径を絞った場合でも、電磁波の回折の発生を抑える電磁波対応装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る測定装置は、０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の波長を有する電磁波を透過させない第１の遮光部と、上記第１の遮光部を貫通して、上記電磁波を透過させる第１の電磁波透過部と、を備え、上記第１の電磁波透過部の開口のうち、自装置の対象物に近い近位開口および当該対象物から遠い遠位開口の外縁形状は、いずれも円形または凸多角形であって、上記近位開口は、上記円形の直径、上記凸多角形である三角形の最短の一辺、または上記三角形を除く上記凸多角形における、任意の一辺と当該一辺に接しない他辺とを結ぶ最短の直線のいずれかである特定線の長さが、上記電磁波の波長の１０倍以下の長さであり、上記近位開口における上記特定線より、上記遠位開口における上記特定線が長い。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の波長の電磁波のビーム径を絞った場合でも、電磁波の回折の発生を抑える電磁波対応装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１に係る電磁波測定装置の斜視図である。
【図２】サブｍｍ程度の波長の電磁波が、外縁形状が数ｍｍの半径を有する円形である開口部を通過するときの回折について説明するためのグラフおよびテーブルである。
【図３】（ａ）は、図１に示す電磁波測定装置の上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡＡ断面図であり、（ｃ）は、図１に示す電磁波測定装置の側面図であり、（ｄ）は、（ｃ）のＢＢ断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施形態２に係る電磁波測定装置の上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡＡ断面図であり、（ｃ）は、（ａ）の断面図であり、（ｂ）とは別の例を示す図である。
【図５】（ａ）は、本発明の実施形態３に係る電磁波測定装置の上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡＡ断面図である。
【図６】本発明の実施形態４に係る電磁波測定装置の斜視図である。
【図７】（ａ）は、図６に示す電磁波測定装置の側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢＢ断面図である。
【図８】本発明の変形例に係る電磁波測定装置の斜視図である。
【図９】本発明の実施形態５に係る電磁波照射装置の斜視図である。
【図１０】（ａ）は、図９に示す電磁波照射装置の上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡＡ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について、図１〜３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００１０】
（電磁波測定装置１０）
まず、本実施形態に係る電磁波測定装置１０（電磁波対応装置）の要部構成について、図１を参照して説明する。図１は電磁波測定装置１０の斜視図である。
【００１１】
電磁波測定装置１０は、被測定物（対象物、以下、サンプル）に電磁波を照射することによりサンプルから発せられる電磁波を検出する装置である。なお以降、サンプルに照射する電磁波を照射電磁波、サンプルから発せられる電磁波を検出電磁波（測定電磁波）と称し、これら２つを区別する。また、電磁波測定装置１０は、サンプルの温度を変化させながら測定を行うことが可能な装置である。電磁波測定装置１０は、図１に示すように、電磁波源１、電磁波検出部２（検出部）、検出電磁波通過部３（第１の電磁波透過部）、伝熱部４（壁面部）、サンプル保持部５（保持部）、温度調整部６、および照射電磁波通過部７（第２の電磁波透過部、図３参照）を備えている。なお、電磁波測定装置１０は、検出電磁波通過部３、伝熱部４、サンプル保持部５、温度調整部６、および照射電磁波通過部７からなる部分（以下、本体部分）が、数ｍｍ〜数ｃｍのサイズである。
【００１２】
（電磁波源１）
電磁波源１はサブｍｍ程度（具体的には、０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下）の波長の照射電磁波を出射する。例えば電磁波源１は、レーザやＬＥＤ（light emitting diode）であるが、サブｍｍ程度の波長の照射電磁波を出射することができれば、この例に限定されない。
【００１３】
（電磁波検出部２）
電磁波検出部２はサブｍｍ程度の波長の検出電磁波を検出する。例えば電磁波検出部２は、ボロメータ、フォトディテクタ、ショットキーダイオードなどの検出電磁波を検出する素子を含むものであるが、サブｍｍ程度の検出電磁波を検出することができれば、その構成は特に限定されない。なお、電磁波検出部２は検出結果を処理するパーソナルコンピュータなどの情報処理装置、および情報処理装置が処理した結果を表示するディスプレイなどの表示装置を含んでもよい。また、サブｍｍ程度の波長の電磁波の具体例としては、遠赤外線、テラヘルツ波、マイクロ波などが挙げられる。
【００１４】
（伝熱部４）
伝熱部４は、サンプルを保持するサンプル保持部５を囲うように設けられ、温度調整部６による温度変化をサンプル保持部５において保持されているサンプルに伝えるものである。伝熱部４は、熱伝導率が高く、サブｍｍ程度の電磁波を透過せず、かつ低コストの材料が好ましく、例えば銅などの金属材料が用いられるが、この例に限定されるものではない。また、伝熱部４は、サンプルを均一かつ迅速に温度変化させ易くするために、サンプルに対してなるべく広い面積で接触していることが好ましい。
【００１５】
なお、図１に示すように、伝熱部４において、サンプル保持部５と電磁波検出部２との間に設けられている部分は、検出電磁波を透過しない第１の遮光部４ａと表現することもできる。また、同様に電磁波源１とサンプル保持部５との間に設けられている部分は、照射電磁波を透過しない第２の遮光部４ｂと表現することもできる。
【００１６】
（サンプル保持部５）
サンプル保持部５は、サンプルを保持するためのものであり、具体的には、伝熱部４に設けられた空洞である。なお、サンプルは当該空洞に直接導入されてもよいし、当該空洞にセルなどを挿入した後、当該セル内に導入されてもよい（図３の（ｂ）参照）。また、サンプルはその形態を問わない。つまり、気体、液体、ゲル状、固体などどのような形態であってもよい。
【００１７】
（温度調整部６）
温度調整部６は、伝熱部４と接触した温度調整部６の面での発熱または吸熱によって、サンプルの温度を変化（昇降）させるものである。温度調整部６はペルチェ素子を使用してもよいし、ペルチェ素子と銅などの熱伝導率が高い材料とが一体化したものを使用してもよい。
【００１８】
温度調整部６の伝熱部４と接触した面は、サンプル保持部５の底面となる（図３参照）。すなわち、温度調整部６と伝熱部４とで囲われた空間がサンプル保持部５となる。換言すれば、温度調整部と伝熱部４とは、サンプルを囲うように設けられている。
【００１９】
（検出電磁波通過部３）
検出電磁波通過部３は、検出電磁波を電磁波検出部２に導くものである。本実施形態に係る検出電磁波通過部３は伝熱部４を貫通する穴であり、サンプルから発せられた検出電磁波は、検出電磁波通過部３を通って電磁波検出部２に入射する。なお、検出電磁波通過部３は、穴に検出電磁波の透過率の高い材質が充填されたものであってもよい。
【００２０】
本実施形態に係る検出電磁波通過部３は、出射口（遠位開口）、すなわち電磁波検出部２側の端部の形状と、入射口（近位開口）、すなわちサンプル保持部５側の端部の形状とがともに円形である。ただし、この構成に限定されず、入射口および出射口の形状は例えば正方形や長方形などの凸四角形状であってもよいし、その他の凸多角形状であってもよい。
【００２１】
なお、検出電磁波通過部３の入射口は、外縁形状（開口形状）が円形の場合は当該円形の直径、外縁形状が三角形の場合は当該三角形の最短の一辺、また、外縁形状が三角形を除く凸多角形の場合は当該凸多角形における任意の一辺と当該一辺に接しない他辺とを結ぶ最短の直線（特定線）が、検出電磁波の波長の１０倍以下の長さであると表現することもできる。
【００２２】
また、検出電磁波通過部３は、上述したように、伝熱部４をサンプルになるべく広い面積で接触させるために、入射口の外縁形状の直径（以下、入射口の幅）をなるべく小さくする必要がある。このため、本実施形態に係る検出電磁波通過部３では、入射口の幅が検出電磁波の波長の１０倍以下となっている。ここで、検出電磁波通過部３の入射口と出射口の幅を略同一、すなわち、出射口の幅についても検出電磁波の波長の１０倍以下とすると、検出電磁波の回折が発生してしまう。これについて、図２を参照して説明する。
【００２３】
（電磁波の回折について）
図２は、サブｍｍ程度の波長の電磁波が、外縁形状が数ｍｍの半径を有する円形である開口部を通過するときの回折について説明するためのグラフおよびテーブルである。
【００２４】
図２の（ａ）は、周波数５００ＧＨｚ（すなわち、波長０．６ｍｍ）の電磁波が、それぞれ半径が１．０ｍｍ、２．５ｍｍ、４．０ｍｍの開口部を通過した後、１００ｍｍ進んだときのビーム径方向の位置におけるビーム断面強度をフラウンホーファー近似で計算したものをプロットしたグラフである。フラウンホーファー近似によると、開口部の外縁形状が上述したように円形である場合、回折パターン中央における光の強さをＩ０、第１種ベッセル関数をＪ１、電磁波の波数をｋ、上記半径をａ、開口の光軸と回折後の電磁波の光線がなす角をθとすると、
【００２５】
【数１】
2017040484.tif 000003
【００２６】
で表される。また、開口部の外縁形状が矩形である場合、矩形の辺の長さをａ１およびａ２、回折像平面における座標を（ｐ，ｑ）とすると、
【００２７】
【数２】
2017040484.tif 000004
【００２８】
で表される。なお、電磁波は平行光で均一な強度分布としている。また、開口部の厚みは考慮していない。すなわち、開口部を設けた部材は、その厚みが非常に薄いものである。
【００２９】
また、図２の（ｂ）は、開口部の半径が１．０ｍｍ、２．５ｍｍ、４．０ｍｍのときの、電磁波が１００ｍｍ進んだ後のビーム半径（ビームの中心から規格化強度が１／ｅとなる位置までの長さ、ｅはネイピア数）および、電磁波が１００ｍｍ進んだ後のビーム広がり角（１００ｍｍ進む前後でビーム径がどれくらい広がったか）を示すテーブルである。
【００３０】
図２の（ａ）および（ｂ）によれば、１００ｍｍ進んだ後のビーム半径は、開口部の半径が小さくなるにつれて大きくなる。すなわち、電磁波は、開口部の半径が小さくなるにつれて、大きく回折する。例えば、半径１．０ｍｍの開口部の場合、１００ｍｍ進んだ後のビーム半径が２０ｍｍ、ビーム広がり角が１０．８°であり、また、半径２．５ｍｍの開口部の場合、１００ｍｍ進んだ後のビーム半径が８ｍｍ、ビーム広がり角が３．１°である。このように、開口部の幅（換言すれば、検出電磁波通過部３の入射口および出射口の幅）が電磁波の波長の１０倍以下の長さであると、電磁波は回折する。なお、図２では開口部の厚みを考慮していないが、開口部の厚みを考慮した場合、さらに回折が大きくなる。
【００３１】
以上より、サンプルの温度変化を均一かつ迅速に行うためには、検出電磁波通過部３の入射口の幅を小さくすることが好ましく、当該幅は、装置サイズを鑑みると検出電磁波の波長の１０倍以下の長さとすることが好ましいが、検出電磁波通過部３の出射口を入射口と略同一の幅とすると、電磁波は回折し、測定精度の低下を招いてしまう。
【００３２】
これに対して、開口部の幅が電磁波の波長の１０倍より長い場合、電磁波の回折が抑えられる。図２の（ａ）および（ｂ）に示すように、半径が４．０ｍｍの開口部の場合、１００ｍｍ進んだ後のビーム半径が５ｍｍ、ビーム広がり角が０．６°となっており、ほとんど回折していないことが分かる。
【００３３】
（回折を抑える検出電磁波通過部３の構成について）
そこで本発明では、検出電磁波通過部３の出射口の外縁形状である円形の直径を、入射口の外縁形状である円形の直径より長くすることで、電磁波の回折を抑えている。これについて、図３を参照して説明する。図３の（ａ）は、電磁波測定装置１０の上面図であり、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）のＡＡ断面図であり、図３の（ｃ）は、電磁波測定装置１０の側面図であり、図３の（ｄ）は、図３の（ｃ）のＢＢ断面図である。なお、図３では、電磁波源１および電磁波検出部２を省略している。また、本実施形態では、検出電磁波通過部３の入射口および出射口の外縁形状が円形であるため、出射口の外縁形状の直径が入射口の外縁形状の直径より長い構成となるが、検出電磁波通過部３の入射口および出射口の外縁形状が三角形である場合は、出射孔の外縁形状における最短の辺が入射口の外縁形状における最短の辺より長い構成となり、検出電磁波通過部３の入射口および出射口の外縁形状が、三角形を除く凸多角形である場合は、出射口の外縁形状における、任意の一辺と当該一辺に接しない他辺とを結ぶ最短の直線が入射口の外縁形状における当該直線より長い構成となる。
【００３４】
検出電磁波通過部３は、入射口から出射口に進むにつれて、その外縁形状である円形の直径が長くなるように形成されている。これにより、検出電磁波通過部３は、図３の（ｂ）に示すように、当該円形の面積（以下、開口サイズ）もまた、入射口から出射口に進むにつれて大きくなる。つまり本実施形態の場合、検出電磁波通過部３の形状は円錐台形である。なお、入射口から出射口に進むにつれて、その開口サイズが大きくなるように形成されていれば、検出電磁波通過部３の形状は円錐台形に限定されない。本実施形態の場合、検出電磁波通過部３は、図３の（ｂ）に示すように、開口サイズが直線的に変化しているが、開口サイズは曲線的に変化してもよいし、階段状に変化してもよい。換言すれば、本実施形態では、図３の（ｂ）に示す入射口と出射口とを結ぶ２本の線が直線であるが、これが曲線であってもよいし、階段状の線であってもよい。
【００３５】
また、本実施形態に係る検出電磁波通過部３は、その形状が円錐台形であるため、図３の（ｄ）に示すように、上方向から見た断面図でも入射口から出射口に進むにつれて、その開口サイズが大きくなるように形成されているが、この例に限定されず、上方向から見た断面図では、入射口から出射口に進んでも、その開口サイズは変わらないように形成されていてもよい。
【００３６】
以上のように、検出電磁波通過部３は、出射口の外縁形状である円形の直径が、入射口の外縁形状である円形の直径より長いため、出射口の開口サイズが入射口の開口サイズより大きくなっている。ここで、出射口の開口サイズは、入射口の開口サイズより少しでも大きければ、入射口の開口サイズと略同一である場合と比べて、電磁波の回折を抑えることができる。なお、出射口の開口サイズは、上述したフラウンホーファー近似を用いて算出される、電磁波が検出電磁波通過部３の入射口から出射口まで進んだ後のビーム半径から決めてもよい。これにより、広がったビームがほぼ出射口を通るような出射口の開口サイズとなり、電磁波の回折がほぼ発生しないようにすることができる。図２の例を用いて具体的に説明すると、電磁波の波長が０．６ｍｍ、入射口の幅が２．５ｍｍ、入射口から出射口までの距離が１００ｍｍである場合、フラウンホーファー近似を用いると、電磁波が１００ｍｍ進んだ後のビーム半径は８ｍｍとなる。つまり、出射口を８ｍｍの２倍である１６ｍｍより長い直径を有する円形とすれば、電磁波のビームがほぼ出射口を通ることとなり、電磁波の回折がほぼ発生しないようにすることができる。
【００３７】
（照射電磁波通過部７）
照射電磁波通過部７は、照射電磁波をサンプル保持部５に導くものである。本実施形態に係る照射電磁波通過部７は伝熱部４を貫通する穴であり、電磁波源１から出射された照射電磁波は、照射電磁波通過部７を通ってサンプルに照射される。なお、照射電磁波通過部７は、穴に検出電磁波の透過率の高い材質が充填されたものであってもよい。
【００３８】
本実施形態に係る照射電磁波通過部７は、入射口（遠位開口）、すなわち電磁波源１側の端部の形状と、出射口（近位開口）、すなわちサンプル保持部５側の端部の形状とがともに円形である。ただし、この構成に限定されず、入射口および出射口の形状は例えば正方形や長方形などの凸四角形状であってもよいし、その他の凸多角形状であってもよい。
【００３９】
また、本実施形態に係る照射電磁波通過部７は、電磁波の回折を抑えるために、入射口における直径と出射口における直径とを電磁波の波長の１０倍より長くした構成である。また、入射口の開口サイズと出射口との開口サイズとは略同一である。すなわち、本実施形態に係る照射電磁波通過部７の形状は円柱形状である。なお、照射電磁波通過部７の形状は、この例に限定されない。その他の形状の照射電磁波通過部７については、後述する実施形態２および３にて説明する。
【００４０】
なお、照射電磁波通過部７の入射口および出射口の開口サイズは、照射電磁波のビーム径より十分大きいことが好ましい。これにより、照射電磁波がすべて照射電磁波通過部７に入射することとなる。
【００４１】
また、検出電磁波通過部３および照射電磁波通過部７は、電磁波のビームが検出電磁波通過部３および照射電磁波通過部７の壁面に当たらないように形成されることが好ましい。これにより、入射した照射電磁波および検出電磁波のすべてを、入射した方向のままで出射することができる。
【００４２】
なお、赤外領域より長波長の電磁波を検出する場合、黒体輻射によって周囲にある物体から放射される電磁波により、バックグラウンドノイズが発生しやすい。このため、本実施形態に係る電磁波測定装置１０は、電磁波源１および照射電磁波通過部７、並びに電磁波検出部２および検出電磁波通過部３が、その間に隙間ができないように直接接続されているか、または遮光性を有する別の通過部を介して接続されていることが好ましい。これにより、バックグラウンドノイズの原因となる電磁波源１以外からの電磁波をカットすることができる。また、検出電磁波通過部３および照射電磁波通過部７の入射口および出射口の開口サイズを小さくすれば、周囲にある物体から放射される電磁波が検出電磁波通過部３および照射電磁波通過部７に入射しづらくなるので、バックグラウンドノイズの発生を抑えることができる。なお、この構成はその他の実施形態および変形例に適用可能である。
【００４３】
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係る電磁波測定装置１０は、検出電磁波通過部３の入射口の幅（直径）が検出電磁波の波長の１０倍以下の長さであり、検出電磁波通過部３の出射口の開口サイズが、入射口の開口サイズより大きくなっている。
【００４４】
これにより、検出電磁波の回折を抑えることができ、測定誤差の発生を抑えることができる。また、入射口の開口サイズをなるべく小さくしているので、サンプル（またはサンプルを導入したセル）と接触する伝熱部４の面積が広くなり、サンプルを均一かつ迅速に温度変化させ易くすることができる。
【００４５】
また、本実施形態に係る電磁波測定装置１０は、照射電磁波通過部７の入射口の開口サイズと出射口の開口サイズとが略同一であり、当該入射口と出射口とは、その幅が照射電磁波の波長の１０倍より長い。これにより、照射電磁波の回折を抑えることができる。
【００４６】
（適用例）
本実施形態に係る電磁波測定装置１０は、例えば、電磁波源１から照射され、サンプルを透過して電磁波検出部２で検出された電磁波と、サンプルが無い状態において電磁波検出部２で検出された電磁波との強度を比較することで、当該サンプルにおける電磁波の透過率を測定する装置に適用することができる。また、照射電磁波通過部７、検出電磁波通過部３、およびサンプル保持部５などを適宜調整することで、サンプルにおける電磁波の反射率や散乱係数を測定する装置に適用することも可能である。なお、この適用例は後述する実施形態２および３でも同様である。
【００４７】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００４８】
図４の（ａ）は、本実施形態に係る電磁波測定装置１０ａの上面図であり、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）のＡＡ断面図であり、図４の（ｃ）は、図４の（ａ）のＡＡ断面図であって、図４の（ｂ）とは別の例を示す図である。なお、図４では、電磁波源１および電磁波検出部２を省略している。
【００４９】
本実施形態に係る電磁波測定装置１０ａは、図４の（ｂ）に示すように、実施形態１にて説明した照射電磁波通過部７に代えて、照射電磁波通過部７ａを備えている。なお以下では、照射電磁波通過部７ａにおいて、照射電磁波通過部７と同様の構成についてはその説明を省略している。
【００５０】
照射電磁波通過部７ａは、実施形態１にて説明した照射電磁波通過部７と比較して、その形状が異なる。具体的には、照射電磁波通過部７ａは、図４の（ｂ）に示すように、入射口から出射口に進むにつれて、その開口サイズが小さくなるように形成されている。ここで、照射電磁波通過部７ａの出射口および入射口の外縁形状は円形であるため、照射電磁波通過部７ａの形状は円錐台形である。
【００５１】
なお、入射口から出射口に進むにつれて、その開口サイズが小さくなるように形成されていれば、照射電磁波通過部７ａの形状は円錐台形に限定されない。本実施形態の場合、照射電磁波通過部７ａは、図４の（ｂ）に示すように、開口サイズが直線的に変化しているが、曲線的に変化してもよいし、階段状に変化してもよい。換言すれば、本実施形態では、図４の（ｂ）に示す入射口と出射口とを結ぶ２本の線が直線であるが、これが曲線であってもよいし、階段状の線であってもよい。
【００５２】
また、本実施形態に係る照射電磁波通過部７ａは、その形状が円錐台形であるため、実施形態１にて説明した照射電磁波通過部７と同様に、上方向から見た断面図でも入射口から出射口に進むにつれて、その開口サイズが小さくなるように形成されているが、この例に限定されず、上方向から見た断面図では、入射口から出射口に進んでも、その開口サイズは変わらないように形成されていてもよい。
【００５３】
以上のように、本実施形態に係る電磁波測定装置１０ａは、照射電磁波通過部７ａの出射口の開口サイズが入射口の開口サイズより小さくなっている。これにより、出射口の開口サイズが小さくなるため、実施形態１にて説明した電磁波測定装置１０に比べて、サンプル（またはサンプルを導入したセル）と接触する伝熱部４の面積が広くなる。これにより、サンプルを均一かつ迅速に温度変化させ易くすることができるとともに、精密な温度調整が可能となる。
【００５４】
なお、本実施形態に係る電磁波測定装置１０ａは、照射電磁波通過部７ａ（第１の電磁波透過部）の出射口の外縁形状である、円形の直径（または、三角形における最短の辺、三角形を除く凸多角形における、任意の一辺と当該一辺に接しない他辺とを結ぶ最短の直線）が波長の１０倍以下の長さであることが好ましい。これにより、照射電磁波通過部７ａから出射した電磁波の回折を抑えることができるとともに、検出電磁波通過部３に入射する電磁波（検出電磁波）の回折を抑えることができる。
【００５５】
また、この例の場合、検出電磁波通過部３の入射口の外縁形状である、円形の直径（または、三角形における最短の辺、三角形を除く凸多角形における、任意の一辺と当該一辺に接しない他辺とを結ぶ最短の直線）が、波長の１０倍以下の長さでなくてもよく、検出電磁波通過部３の出射口の開口サイズが、検出電磁波通過部３の入射口の開口サイズより大きくなくてもよい。具体的には、図４の（ｃ）に示すように、検出電磁波通過部３ａ（第３の電磁波透過部）は、入射口における直径と出射口における直径とを電磁波の波長の１０倍より長くし、また、入射口の開口サイズと出射口との開口サイズとを略同一とした円柱形状であってもよい。
【００５６】
また、この例の場合、図４の（ｃ）に示すように、伝熱部４において、電磁波源１とサンプル保持部５との間に設けられている部分は、照射電磁波を透過しない第３の遮光部４ｃ（第１の遮光部）と表現することもできる。また同様に、サンプル保持部５と電磁波検出部２との間に設けられている部分は、検出電磁波を透過しない第４の遮光部４ｄ（第３の遮光部）と表現することもできる。
【００５７】
〔実施形態３〕
本発明のさらに別の実施形態について、図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００５８】
図５の（ａ）は、本実施形態に係る電磁波測定装置１０ｂの上面図であり、図５の（ｂ）は、図５の（ｂ）のＡＡ断面図である。なお、図５では、電磁波源１および電磁波検出部２を省略している。
【００５９】
本実施形態に係る電磁波測定装置１０ｂは、図５の（ｂ）に示すように、実施形態1にて説明した検出電磁波通過部３および照射電磁波通過部７に代えて、検出電磁波通過部３ｂおよび照射電磁波通過部７ｂを備えている。なお以下では、検出電磁波通過部３ｂおよび照射電磁波通過部７ｂにおいて、検出電磁波通過部３および照射電磁波通過部７と同様の構成についてはその説明を省略している。
【００６０】
検出電磁波通過部３ｂは、検出電磁波通過部３と同様に、入射口から出射口に進むにつれて、その開口サイズが大きくなるように形成された円錐台形状である。また、照射電磁波通過部７ｂは、照射電磁波通過部７と同様に円柱形状である。
【００６１】
実施形態１に係る電磁波測定装置１０では、サンプル（またはサンプルを導入するセル）と伝熱部４との接触面積を広くするために、検出電磁波通過部３の入射口の幅は、検出電磁波の波長の１０倍以下となっている。また、照射電磁波の回折を抑えるために、照射電磁波通過部７の出射口の幅は、照射電磁波の波長の１０倍より長くなっている。つまり、実施形態１で説明した電磁波測定装置１０では、図３の（ｂ）に示すように、照射電磁波通過部７の出射口の開口サイズに対して、検出電磁波通過部３の入射口の開口サイズが小さくなっている。
【００６２】
これに対して、本実施形態に係る電磁波測定装置１０ｂでは、図５の（ｂ）に示すように、照射電磁波通過部７ｂの出射口の開口サイズに対して、検出電磁波通過部３ｂの入射口の開口サイズが大きくなっている。ここで、検出電磁波通過部３ｂの入射口の幅は、サンプル（またはサンプルを導入するセル）と伝熱部４との接触面積を広くするために、電磁波測定装置１０と同様に、検出電磁波の波長の１０倍以下の長さである。すなわち、本実施形態に係る電磁波測定装置１０ｂは、電磁波測定装置１０と比較して、照射電磁波通過部７ｂの出射口（および入射口）の開口サイズが小さくなっているとも表現できる。
【００６３】
これにより、照射電磁波通過部７ｂの出射口の幅は、照射電磁波の波長の１０倍以下の長さとなるので、出射口から出射された照射電磁波は回折する。しかしながら、検出電磁波通過部３ｂの入射口の開口サイズが照射電磁波通過部７ｂの開口サイズより大きいため、回折によって所望の方向以外に進んだ電磁波についても、検出電磁波通過部３ｂを通過させることができる。これにより、伝熱部４にて反射される（換言すれば、検出電磁波通過部３ｂを通過しない）電磁波を少なくすることができる。
【００６４】
なお、伝熱部４にて反射される電磁波をより少なくするためには、検出電磁波通過部３ｂの入射口の開口サイズはなるべく大きくすることが好ましい。ただし、最大でも検出電磁波の波長の１０倍以下の幅とすることが好ましい。これにより、伝熱部４にて反射される電磁波をより少なくするという機能と、サンプルを均一かつ迅速に温度変化させ易くするという機能とを両立することができる。
【００６５】
〔実施形態４〕
本発明のさらに別の実施形態について、図６および７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００６６】
図６は、本実施形態に係る電磁波測定装置１０ｃの斜視図である。また、図７の（ａ）は、電磁波測定装置１０ｃの側面図であり、図７の（ｂ）は、図７の（ａ）のＢＢ断面図である。なお、図７では、電磁波源１および電磁波検出部２を省略している。
【００６７】
本実施形態に係る電磁波測定装置１０ｃは、図６および図７の（ｂ）に示すように、実施形態１にて説明した検出電磁波通過部３、サンプル保持部５、および照射電磁波通過部７に代えて、検出電磁波通過部３ｃ、サンプル保持部５ｃおよび照射電磁波通過部７ｃを備えている。また、電磁波測定装置１０ｃは、新たに電磁波方向変換部８（プリズム）を備えている。
【００６８】
なお以下では、検出電磁波通過部３ｃ、サンプル保持部５ｃ、および照射電磁波通過部７ｃにおいて、検出電磁波通過部３、サンプル保持部５、および照射電磁波通過部７と同様の構成については、その説明を省略している。
【００６９】
電磁波方向変換部８は、入射した電磁波の方向を変換するものであり、いわゆるプリズムである。具体的には、電磁波方向変換部８は、図７の（ｂ）に示すように、底面が直角二等辺三角形の三角柱形状のプリズムであり、当該直角二等辺三角形の斜辺を一辺とする側面（以下、斜辺側面）が、サンプル保持部５ｃの一側面となっている。そして、電磁波方向変換部８の残りの二側面はそれぞれ、照射電磁波通過部７ｃの出射口、および検出電磁波通過部３ｃの入射口とそれぞれ接触している。これにより、照射電磁波通過部７ｃの出射口から電磁波方向変換部８に入射した照射電磁波はその進行方向を変え、サンプル保持部５ｃの方向へ進む。そして、照射電磁波は斜辺側面で全反射し、検出電磁波として検出電磁波通過部３ｃの方向に進む。最後に、検出電磁波通過部３ｃと接触した面を通過するとき、その進行方向を変える。その結果、検出電磁波は検出電磁波通過部３ｃを通過し、電磁波検出部２に入射することとなる。
【００７０】
以上より、電磁波方向変換部８の各側面については、照射電磁波通過部７ｃと接触している面が、照射電磁波が入射する入射面であり、サンプル保持部５ｃの一側面となっている面が、照射電磁波が反射する反射面であり、検出電磁波通過部３ｃと接触している面が、検出電磁波が出射する出射面であると表現することもできる。
【００７１】
なお、電磁波方向変換部８は、シリコン、ゲルマニウム、ダイヤモンドなどといった、サブｍｍ程度の波長の電磁波を透過することができる材質にて形成される。
【００７２】
検出電磁波通過部３ｃは、実施形態１にて説明した検出電磁波通過部３と異なり、その入射口はサンプル保持部５と接触していない。その代わりに、上述したように検出電磁波通過部３ｃの入射口は、三角柱形状の電磁波方向変換部８の一側面（出射面）と接触している。
【００７３】
照射電磁波通過部７ｃは、実施形態１にて説明した照射電磁波通過部７と異なり、その出射口はサンプル保持部５と接触していない。その代わりに、上述したように照射電磁波通過部７ｃの出射口は、三角柱形状の電磁波方向変換部８の一側面（入射面）と接触している。
【００７４】
サンプル保持部５ｃは、実施形態１にて説明したサンプル保持部５と異なり、検出電磁波通過部３ｃの入射口、および照射電磁波通過部７ｃの出射口と接触していない。その代わりに、上述したようにサンプル保持部５ｃは電磁波方向変換部８となっている。換言すれば、サンプル保持部５ｃの一側面を上記斜辺側面（反射面）が担っている。
【００７５】
なお、検出電磁波通過部３ｃの入射口および電磁波方向変換部８の出射面、並びに、照射電磁波通過部７ｃの出射口および電磁波方向変換部８の入射面は、直接接触せず、互いに対向し、その間に熱伝導性の高い物質からなる熱伝導部（不図示）が備えられている（換言すれば、熱伝導部を介して接触している）構成であってもよい。
【００７６】
ここで、照射電磁波通過部７ｃの出射口の開口サイズが、照射電磁波の回折が発生するようなサイズである場合、具体的には、出射口が照射電磁波の波長の１０倍以下の幅を有する場合、照射電磁波のビーム径は、電磁波方向変換部８内で広がり、サンプルに照射されることとなる。つまり、サンプルにおける電磁波が照射された範囲が、照射電磁波のビーム径と異なるようになるため、当該範囲が分かりにくいという問題が発生する。
【００７７】
このような問題を発生させないための解決策の一例としては、本実施形態に係る電磁波測定装置１０ｃにおいて、照射電磁波通過部７ｃの出射口の開口サイズを、検出電磁波通過部３ｃの入射口の開口サイズより大きくすればよい。具体的には、検出電磁波通過部３ｃの入射口の幅は、検出電磁波の波長の１０倍以下の長さとすればよい。これは、伝熱部４と電磁波方向変換部８との接触面積を広くして伝熱部４と電磁波方向変換部８との温度差を小さくすることにより、サンプルを均一かつ迅速に温度変化させ易くするためである。一方、この例の場合、照射電磁波通過部７ｃの出射口の幅は、検出電磁波の波長の１０倍より長くなっている。これにより、照射電磁波通過部７ｃを通過して電磁波方向変換部８に入射した照射電磁波の回折を抑えることができる。
【００７８】
また、本実施形態に係る電磁波測定装置１０ｃは、サンプル保持部５ｃと電磁波方向変換部８との接触面積、換言すれば、斜辺側面のうち、サンプル保持部５ｃの一側面と接触する領域の面積を広くしている。これにより、すべての照射電磁波が確実にサンプルに照射されるようになる。
【００７９】
以上より、照射電磁波のビーム径は、電磁波方向変換部８への入射前後でほぼ変わらなくなる。そして、電磁波方向変換部８に入射した照射電磁波は、そのすべてが確実にサンプルに照射される。これにより、サンプルに対して電磁波が照射された範囲が分かりやすくなる。換言すれば、当該範囲は照射電磁波のビーム径の範囲となる。
【００８０】
なお、本実施形態に係る電磁波測定装置１０ｃは、電磁波方向変換部８の反射面で電磁波が全反射するため、電磁波はサンプルを通過しない。つまり電磁波源１から出射された照射電磁波は、反射面にごく近いサンプル（つまり、反射面の近傍にあるサンプル）に浸み出し、相互作用した後、検出電磁波として検出電磁波通過部３ｃに入射することとなる。以上より、本実施形態に係る電磁波測定装置１０ｃは、反射面の近傍にあるサンプルのみを測定することが可能な構成であり、電磁波の吸収量が多いサンプルや粉体などの測定に適している。
【００８１】
〔変形例１〕
上述した実施形態１〜４に共通の一変形例について、図８を参照して説明する。図８は、本変形例に係る電磁波測定装置１０ｄの斜視図である。
【００８２】
上述した実施形態１〜４では、電磁波源１から出射された照射電磁波をサンプルに照射する構成であった。しかしながら、本発明に係る電磁波測定装置は、電磁波源１を備えない構成であってもよい。
【００８３】
具体的には、図８に示すように、電磁波源１を備えない電磁波測定装置１０ｄであってもよい。電磁波測定装置１０ｄにて使用されるサンプルは、サブｍｍ程度の波長の電磁波を放射するものが使用される。つまり、電磁波測定装置１０ｄは、サンプルから放射される電磁波（検出電磁波）が検出電磁波通過部３を通過し、電磁波検出部２に入射する構成である。また、検出電磁波通過部３の入射口のサイズが波長の１０倍以下であり、かつ当該入射口のサイズより出射口のサイズが大きいため、サンプルを均一かつ迅速に温度変化させ易くすることができるとともに、サンプルから放射される電磁波を、効率よく検出することができる。
【００８４】
〔変形例２〕
上述した実施形態１〜４では、伝熱部４および温度調整部６を備える構成であった。しかしながら、本発明に係る電磁波測定装置は、伝熱部４および温度調整部６を備えない構成であってもよい。
【００８５】
具体的には、本変形例に係る電磁波測定装置（不図示）は、温度調整部６を備えず、また、伝熱部４の代わりに第１の遮光部および第２の遮光部を備える構成であってもよい。第１の遮光部および第２の遮光部は、サブｍｍ程度の電磁波を透過しない材料で形成されていればよく、伝熱部４（第１の遮光部４ａおよび第２の遮光部４ｂ）のように熱伝導率が高い材料で形成されている必要は無い。第１の遮光部および第２の遮光部は、例えば、金属材料、または使用する電磁波に対して不透明な樹脂材料（すなわち、使用する電磁波の透過率が小さい樹脂材料）から形成される。
【００８６】
第１の遮光部は、実施形態１にて説明した第１の遮光部４ａと同様に、サンプル保持部５と電磁波検出部２との間に設けられ、第１の遮光部を貫通して、検出電磁波を電磁波検出部に導波する検出電磁波通過部３を有している。また、第２の遮光部は、電磁波源１とサンプル保持部５との間に設けられ、第２の遮光部を貫通して、照射電磁波をサンプルに導波する照射電磁波通過部７を有している。
【００８７】
なお、本変形例の場合、バックグラウンドノイズの原因となる電磁波が、照射および検出したい電磁波と同じ方向から照射されるのであれば、第１の遮光部および第２の遮光部のみが必須であり、実施形態１にて説明した伝熱部４のように、サンプル保持部５の４つの側面を形成する必要はない。換言すれば、本変形例に係るサンプル保持部５は、図１の手前側の側面と、奥側の側面とを有していない構成であってもよい。
【００８８】
〔変形例３〕
上述した変形例１では、電磁波源１を備えない電磁波測定装置について説明した。また、上述した変形例２では、伝熱部４の代わりに遮光部を備え、温度調整部６を備えない電磁波測定装置について説明した。
【００８９】
さらに、本発明に係る電磁波測定装置はサンプル保持部５を備えない構成であってもよい。つまり、本発明に係る電磁波測定装置は、電磁波検出部２と、電磁波検出部２に電磁波を導波する検出電磁波通過部３と、当該検出電磁波通過部３を囲う（換言すれば、検出電磁波通過部３が設けられた）遮光部とを備える構成であってもよい。
【００９０】
本変形例に係る電磁波測定装置は、例えば、人体に検出電磁波通過部３の入射口を接触させ、人体から放射される赤外線を電磁波検出部２に導くことで、体温を測定する体温計などに利用できる。これにより、検出電磁波通過部３の入射口を皮膚に接触させて使用する場合、当該入射口のサイズが波長の１０倍以下のサイズで、かつ、入射口のサイズより出射口のサイズが大きいため、電磁波の回折を抑えることができる。また、検出電磁波通過部３を囲う遮光部を備えるため、検出電磁波通過部３を通過した電磁波のバックグラウンドノイズを抑えることができる。
【００９１】
〔実施形態５〕
本発明のさらに別の実施形態について、図９および図１０を参照して説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００９２】
本実施形態では、電磁波を照射対象物（以下、サンプル）に照射してサンプルを加工するための電磁波照射装置について説明する。図９は、本実施形態に係る電磁波照射装置１０ｅの斜視図であり、図１０の（ａ）は、電磁波照射装置１０ｅの上面図であり、図１０の（ｂ）は、図１０の（ａ）のＡＡ断面図である。なお、本実施形態に係るサンプルは固体であるため、上述した他の実施形態と異なり、セルを用いない構成となっている（図１０の（ｂ）参照）。
【００９３】
本実施形態に係る電磁波照射装置１０ｅ（電磁波対応装置）は、図９および図１０に示すように、電磁波源１、伝熱部４、サンプル保持部５、温度調整部６、および照射電磁波通過部７ｅ（第１の電磁波透過部）を備えている。なお、電磁波源１、伝熱部４、サンプル保持部５、および温度調整部６については、実施形態１にて既に説明しているため、ここでの説明を省略する。なお、図９に示すように、伝熱部４において、電磁波源１とサンプル保持部５との間に設けられている部分は、電磁波（照射電磁波）を透過しない第５の遮光部４ｅ（第１の遮光部）と表現することもできる。また、本実施形態のようにサンプルが固体である場合、温度変化を迅速かつ均一にし易くするために、図１０の（ｂ）に示すように、伝熱部４とサンプルとが接触することが好ましい。
【００９４】
照射電磁波通過部７ｅは、図１０の（ｂ）に示すように、出射口（近位開口）の外縁形状である、円形の直径が波長の１０倍以下の長さであり、かつ、入射口（遠位開口）から出射口に進むにつれて、その開口サイズが小さくなるように形成されている。ここで、照射電磁波通過部７ｅの出射口および入射口の外縁形状は円形であるため、照射電磁波通過部７ｅの形状は円錐台形である。
【００９５】
なお、入射口から出射口に進むにつれて、その開口サイズが小さくなるように形成されていれば、照射電磁波通過部７ｅの形状は円錐台形に限定されない。本実施形態の場合、照射電磁波通過部７ｅは、図１０の（ｂ）に示すように、開口サイズが直線的に変化しているが、曲線的に変化してもよいし、階段状に変化してもよい。換言すれば、本実施形態では、図７の（ｂ）に示す入射口と出射口とを結ぶ２本の線が直線であるが、これが曲線であってもよいし、階段状の線であってもよい。
【００９６】
また、本実施形態に係る照射電磁波通過部７ｅは、その形状が円錐台形であるため、実施形態１にて説明した照射電磁波通過部７と同様に、上方向から見た断面図でも入射口から出射口に進むにつれて、その開口サイズが小さくなるように形成されているが、この例に限定されず、上方向から見た断面図では、入射口から出射口に進んでも、その開口サイズは変わらないように形成されていてもよい。
【００９７】
また、本実施形態に係る照射電磁波通過部７ｅは、入射口および出射口の外縁形状がともに円形である。ただし、この構成に限定されず、入射口および出射口の外縁形状は例えば正方形や長方形などの凸四角形状であってもよいし、その他の凸多角形状であってもよい。例えば、外縁形状が三角形である場合、照射電磁波通過部７ａの出射口は、当該三角形の最短の一辺が波長の１０倍以下の長さであればよく、外縁形状が三角形を除く凸多角形である場合、照射電磁波通過部７ａの出射口は、当該凸多角形における、任意の一辺と当該一辺に接しない他辺とを結ぶ最短の直線が波長の１０倍以下の長さであればよい。
【００９８】
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係る電磁波照射装置１０ｅは、照射電磁波通過部７ｅの出射口の外縁形状の直径が波長の１０倍以下の長さであり、かつ、出射口の開口サイズが入射口の開口サイズより小さくなっている。これにより、検出電磁波の回折を抑えることができるので、サンプルに対して局所的に電磁波を照射することができ、空間分解能の高い加工が可能となる。また、出射口の開口サイズをなるべく小さくしているので、サンプル（またはサンプルを導入したセル）と接触する伝熱部４の面積が広くなり、サンプルを均一かつ迅速に温度変化させ易くすることができる。
【００９９】
なお、サンプルの温度を変化させる必要が無い場合、伝熱部４は遮光部（不図示）に置き換えられてもよい。この場合、遮光部としては不透明な樹脂材料などの熱伝導率が低い物質であってもよい。またこの場合、温度調整部６は省略されてもよい。
【０１００】
（適用例）
本実施形態に係る電磁波照射装置は、例えばサンプルに電磁波を照射し、エネルギーを与えることにより、サンプルを加工する装置に適用することができる。ここで「加工」とは。電磁波を照射した部分のサンプルをマクロに切削することや、サンプル内の分子の結合を切ることによる構造変成を起こすことなどを含む。
【０１０１】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る電磁波対応装置（電磁波測定装置１０）は、０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の波長を有する電磁波を透過させない第１の遮光部（第１の遮光部４ａ）と、上記第１の遮光部を貫通して、上記電磁波を透過させる第１の電磁波透過部（検出電磁波通過部３）と、を備え、上記第１の電磁波透過部の開口のうち、自装置の対象物に近い近位開口および当該対象物から遠い遠位開口の外縁形状は、いずれも円形または凸多角形であって、上記近位開口は、上記円形の直径、上記凸多角形である三角形の最短の一辺、または上記三角形を除く上記凸多角形における、任意の一辺と当該一辺に接しない他辺とを結ぶ最短の直線のいずれかである特定線の長さが、上記電磁波の波長の１０倍以下の長さであり、上記近位開口における上記特定線より、上記遠位開口における上記特定線が長い。
【０１０２】
上記の構成によれば、第１の電磁波透過部の近位開口および遠位開口の外縁形状はいずれも円形または凸多角形であって、近位開口において、円形の直径、凸多角形である三角形の最短の一辺、または三角形を除く凸多角形における、任意の一辺と当該一辺に接しない他辺とを結ぶ最短の直線のいずれかである特定線の長さが、上記電磁波の波長の１０倍以下の長さであり、かつ、第１の電磁波透過部の近位開口における特定線より第１の電磁波透過部の遠位開口における特定線が長い。
【０１０３】
これにより、第１の電磁波透過部によって電磁波のビーム径を絞った場合であっても、第１の電磁波透過部を通過した電磁波の回折の発生を抑えることができる。
【０１０４】
本発明の態様２に係る電磁波対応装置は、上記態様１において、上記電磁波を検出する検出部（電磁波検出部２）をさらに備え、上記第１の電磁波透過部は、上記対象物と上記検出部との間に設けられてもよい。
【０１０５】
上記の構成によれば、検出部を備え、第１の電磁波透過部は、対象物と検出部との間に設けられるので、対象物側から第１の電磁波透過部に入射した電磁波は、第１の電磁波透過部を通過して検出部に入射する。よって、電磁波対応装置を、対象物側から出射された電磁波を検出する装置として構成することができる。当該装置は、検出した電磁波を用いた測定を行う測定装置などに適用することができる。また、第１の遮光部を備えることで、周囲にある物体からの電磁波の検出部への入射を抑えることができるので、バックグラウンドノイズを抑えることができる。これにより、バックグラウンドノイズを抑え、かつ第１の電磁波透過部を通過した電磁波の回折の発生を抑えることができる、高精度な測定装置とすることができる。なお、第１の電磁波透過部および検出部が、その間に隙間ができないように直接接続される、または遮光性を有する別の通過部を介して接続されるようにすれば、バックグラウンドノイズをさらに抑えることができる。
【０１０６】
本発明の態様３に係る電磁波対応装置（電磁波照射装置１０ｅ）は、上記態様１において、上記電磁波を出射する電磁波源（電磁波源１）をさらに備え、上記第１の電磁波透過部（照射電磁波通過部７ｅ）は、上記電磁波源と上記対象物との間に設けられてもよい。
【０１０７】
上記の構成によれば、電磁波源を備え、第１の電磁波透過部は、電磁波源と対象物との間に設けられるので、電磁波源から第１の電磁波透過部に入射した電磁波は、第１の電磁波透過部を通過して対象物に照射される。よって、電磁波対応装置を、対象物に電磁波を照射する装置として構成することができる。当該装置は、対象物に電磁波を照射して対象物を加工する加工装置などに適用することができる。また、第１の遮光部を備えることで、周囲にある物体からの電磁波が対象物に照射されることを抑えることができるので、不要な電磁波が対象物に照射されることを抑えることができる。これにより、必要となる電磁波のみ、対象物に照射することができ、かつ第１の電磁波透過部を通過した電磁波の回折の発生を抑えることができる、高精度な加工装置とすることができる。なお、電磁波源および第１の電磁波透過部が、その間に隙間ができないように直接接続される、または遮光性を有する別の通過部を介して接続されるようにすれば、不要な電磁波が対象物に照射されることを、さらに抑えることができる。
【０１０８】
本発明の態様４に係る電磁波対応装置は、上記態様１から３のいずれかにおいて、上記第１の遮光部を含み、上記対象物が導入される空間を形成する壁面部（伝熱部４）と、上記対象物および上記壁面部の温度を昇降させる温度調整部（温度調整部６）と、をさらに備えてもよい。
【０１０９】
上記の構成によれば、対象物、および、第１の遮光部を含む壁面部の温度を昇降させる温度調整部を備えるので、対象物の温度を変化させながら、対象物から発せられる電磁波を検出することができる。
【０１１０】
また、第１の電磁波透過部の近位開口および遠位開口の外縁形状はいずれも円形または凸多角形であって、近位開口において、円形の直径、凸多角形である三角形の最短の一辺、または三角形を除く凸多角形における、任意の一辺と当該一辺に接しない他辺とを結ぶ最短の直線のいずれかである特定線の長さが、上記電磁波の波長の１０倍以下の長さであるため、第１の電磁波透過部の近位開口が形成された面において、近位開口以外の領域の面積を広くすることができる。これにより、対象物の温度変化を迅速かつ均一にし易くすることができるともに、第１の電磁波透過部を通過した電磁波の回折の発生を抑えることができる。
【０１１１】
本発明の態様５に係る電磁波対応装置は、上記態様１において、上記電磁波を出射させる電磁波源（電磁波源１）と、上記電磁波を透過させない第２の遮光部（第２の遮光部４ｂ）と、上記第２の遮光部を貫通して、上記電磁波を透過する第２の電磁波透過部（照射電磁波通過部７）と、上記電磁波を検出する検出部（電磁波検出部２）をさらに備え、上記第１の電磁波透過部および上記第２の電磁波透過部は、一方が上記電磁波源と上記対象物との間に設けられ、他方が上記対象物と上記検出部との間に設けられてもよい。
【０１１２】
上記の構成によれば、電磁波源と、第２の遮光部と、第２の電磁波透過部と、検出部とを備え、また、第１の電磁波透過部および第２の電磁波透過部は、一方が電磁波源と対象物との間に設けられ、他方が対象物と検出部との間に設けられている。これにより、電磁波源と対象物との間、または対象物と検出部との間において、電磁波の回折の発生を抑えることができる。
【０１１３】
また、電磁波源から第１の電磁波透過部または第２の電磁波透過部に入射した電磁波は、第１の電磁波透過部または第２の電磁波透過部を通過して対象物に照射される。そして、当該電磁波が対象物を通過して（または対象物から新たな電磁波が発生して）第１の電磁波透過部または第２の電磁波通過部に入射し、第１の電磁波透過部または第２の電磁波通過部を通過して検出部に入射する。よって、電磁波源から出射された電磁波を対象物に照射し、対象物を通過した（または対象物から新たに発せられた）電磁波を検出する装置を構成することができる。当該装置は、検出した電磁波を用いた測定を行う測定装置などに適用することができる。
【０１１４】
本発明の態様６に係る電磁波対応装置は、上記態様５において、上記第１の遮光部および上記第２の遮光部を含み、上記対象物が導入される空間を形成する壁面部（伝熱部４）と、上記対象物および上記壁面部の温度を昇降させる温度調整部と、をさらに備えてもよい。
【０１１５】
上記の構成によれば、対象物、並びに、第１の遮光部および第２の遮光部を含む壁面部の温度を昇降させる温度調整部を備えるので、対象物の温度を変化させながら、対象物から発せられる電磁波を検出することができる。
【０１１６】
また、第１の電磁波透過部の近位開口および遠位開口の外縁形状はいずれも円形または凸多角形であって、近位開口において、円形の直径、凸多角形である三角形の最短の一辺、または三角形を除く凸多角形における、任意の一辺と当該一辺に接しない他辺とを結ぶ最短の直線のいずれかである特定線の長さが、上記電磁波の波長の１０倍以下の長さであるため、第１の電磁波透過部の近位開口が形成された面において、近位開口以外の領域の面積を広くすることができる。これにより、対象物の温度変化を迅速かつ均一にし易くすることができるともに、第１の電磁波透過部を通過した電磁波の回折の発生を抑えることができる、高精度の測定装置を実現することができる。
【０１１７】
本発明の態様７に係る電磁波対応装置は、上記態様５または６において、上記第１の電磁波透過部は上記対象物と上記検出部との間に設けられ、上記第２の電磁波透過部は上記電磁波源と上記対象物との間に設けられ、上記第２の電磁波透過部の開口のうち、自装置の上記対象物に近い近位開口および当該対象物から遠い遠位開口の外縁形状は、いずれも円形または凸多角形であって、上記第２の電磁波透過部の近位開口は、上記円形の直径、上記凸多角形である三角形の最短の一辺、または上記三角形を除く上記凸多角形における、任意の一辺と当該一辺に接しない他辺とを結ぶ最短の直線のいずれかである特定線の長さが、上記電磁波の波長の１０倍以下の長さであり、上記第１の電磁波透過部の近位開口における上記特定線が、上記第２の電磁波透過部の近位開口における上記特定線より長くてもよい。
【０１１８】
上記の構成によれば、第１の電磁波透過部の近位開口のサイズが、第２の電磁波透過部の近位開口のサイズより大きいこととなる。つまり、第２の電磁波透過部の近位開口において、特定線の長さは、電磁波の波長の１０倍以下となり、第２の電磁波透過部を通過した電磁波は回折する可能性が高い。しかしながら、第１の電磁波透過部の近位開口のサイズが、第２の電磁波透過部の近位開口のサイズより大きいので、回折した電磁波が第１の電磁波透過部に入射する可能性が高くなる。よって、より多くの電磁波を検出部まで導くことができる。
【０１１９】
また、第２の電磁波透過部の近位開口が形成された面において、近位開口以外の領域の面積をより広くすることができるので、温度調整部を備えている場合、対象物の温度変化をさらに迅速かつ均一にし易くすることができる。
【０１２０】
本発明の態様８に係る電磁波対応装置は、上記態様５または６において、上記第１の電磁波透過部は上記対象物と上記検出部との間に設けられ、上記第２の電磁波透過部は上記電磁波源と上記対象物との間に設けられ、上記第２の電磁波透過部の開口のうち、自装置の上記対象物に近い近位開口および当該対象物から遠い遠位開口の外縁形状は、いずれも円形または凸多角形であって、上記第２の電磁波透過部の近位開口における上記円形の直径、上記凸多角形である三角形の最短の一辺、または上記三角形を除く上記凸多角形における、任意の一辺と当該一辺に接しない他辺とを結ぶ最短の直線のいずれかである特定線の長さが、上記電磁波の波長の１０倍より長くてもよい。
【０１２１】
上記の構成によれば、第２の電磁波透過部の近位開口において、特定線の長さが、電磁波の波長の１０倍より長いため、第２の電磁波透過部を通過した電磁波はほとんど回折しない。よって、電磁波の進行方向を変えることなく、第１の電磁波透過部に入射させることができる。
【０１２２】
本発明の態様９に係る電磁波対応装置は、上記態様５から８のいずれかにおいて、上記第１の電磁波透過部は上記対象物と上記検出部との間に設けられ、上記第２の電磁波透過部は上記電磁波源と上記対象物との間に設けられ、電磁波が入射する入射面、入射した電磁波を反射する反射面、および反射した電磁波を出射する出射面を有するプリズム（電磁波方向変換部８）をさらに備え、上記入射面および上記出射面はそれぞれ、上記第２の電磁波透過部および上記第１の電磁波透過部と対向し、上記反射面は、上記対象物を保持する保持部の一側面となってもよい。
【０１２３】
上記の構成によれば、電磁波が入射する入射面、入射した電磁波を反射する反射面、および反射した電磁波を出射する出射面を有するプリズムを備え、プリズムの入射面および出射面がそれぞれ、第２の電磁波透過部および第１の電磁波透過部と対向し、プリズムの反射面が保持部の一側面となっているため、電磁波源から出射された電磁波をプリズムに入射させ、プリズムでの反射時に対象物に影響を与えた電磁波を検出する装置を構成することができる。当該装置は、検出した電磁波を用いた測定を行う測定装置などに適用することができる。
【０１２４】
また、第２の電磁波透過部の近位開口において、特定線の長さを、電磁波の波長の１０倍より長くした場合、第２の電磁波透過部を通過した電磁波はほとんど回折しないこととなるので、保持部に照射される電磁波は、ビーム径が電磁波源から出射されたときからほぼ変わらないこととなる。よって、対象物における電磁波が照射された範囲が分かりやすくなる。
【０１２５】
本発明の態様１０に係る電磁波対応装置は、上記態様１から９のいずれかにおいて、上記第１の電磁波透過部の遠位開口における上記特定線の長さは、上記第１の電磁波透過部の近位開口における上記特定線の長さと、上記第１の電磁波透過部の近位開口から上記第１の電磁波透過部の遠位開口までの距離と、に基づいて算出される、上記電磁波のビームの中心から上記電磁波の強度が１／ｅとなる位置までの距離の２倍の値より長くてもよい。
【０１２６】
上記の構成によれば、電磁波のビームの中心から電磁波の強度が１／ｅとなる位置までの距離の２倍の値、すなわち、ビームの直径より、第１の電磁波透過部の遠位開口の特定線の長さが長いので、広がったビームはほぼ遠位開口を通ることとなる。これにより、電磁波の回折がほぼ発生しない第１の電磁波透過部とすることができる。
【０１２７】
本発明の態様１１に係る電磁波対応装置は、０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の波長を有する電磁波を透過させない第１の遮光部と、上記第１の遮光部を貫通して、上記電磁波を透過させる第１の電磁波透過部と、を備え、上記第１の電磁波透過部の開口のうち、自装置の対象物に近い近位開口は、上記電磁波の回折が発生する開口サイズおよび開口形状の少なくとも一方を有しており、上記近位開口の外縁形状の面積より、上記開口のうち上記対象物から遠い遠位開口の外縁形状の面積が大きい。
【０１２８】
上記の構成によれば、電磁波の回折が発生する開口サイズおよび開口形状の少なくとも一方を有する近位開口の外縁形状の面積より、遠位開口の外縁形状の面積が大きくなっているので、第１の電磁波透過部によって電磁波のビーム径を絞った場合であっても、第１の電磁波透過部を通過した電磁波の回折の発生を抑えることができる。
【０１２９】
本発明の態様１２に係る電磁波対応装置は、上記態様６において、上記第１の電磁波透過部は上記対象物と上記検出部との間に設けられ、上記第２の電磁波透過部は上記電磁波源と上記対象物との間に設けられ、上記第２の電磁波透過部の開口のうち、自装置の上記対象物に近い近位開口および当該対象物から遠い遠位開口の外縁形状はいずれも円形または凸多角形であって、上記第２の電磁波透過部の近位開口は、上記円形の直径、上記凸多角形である三角形の最短の一辺、または上記三角形を除く上記凸多角形における、任意の一辺と当該一辺に接しない他辺とを結ぶ最短の直線のいずれかである特定線が、上記第２の電磁波透過部の遠位開口における上記特定線より短くてもよい。
【０１３０】
上記の構成によれば、第２の電磁波透過部の近位開口のサイズが、第２の電磁波透過部の遠位開口のサイズより小さいこととなるので、第２の電磁波透過部の近位開口が形成された面において、近位開口以外の領域の面積をより広くすることができる。これにより、対象物の温度変化をさらに迅速かつ均一にし易くすることができるともに、第１の電磁波透過部を通過した電磁波の回折の発生を抑えることができる、高精度の測定装置を実現することができる。
【０１３１】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１  電磁波源
２  電磁波検出部（検出部）
３  検出電磁波通過部（第１の電磁波透過部）
３ａ  検出電磁波通過部（第３の電磁波透過部）
４  伝熱部（壁面部）
４ａ  第１の遮光部
４ｂ  第２の遮光部
４ｃ  第３の遮光部（第１の遮光部）
４ｄ  第４の遮光部（第３の遮光部）
４ｅ  第５の遮光部（第１の遮光部）
６  温度調整部
５  サンプル保持部（保持部）
７  照射電磁波通過部（第２の電磁波透過部）
７ａ  照射電磁波通過部（第１の電磁波透過部）
７ｅ  照射電磁波通過部（第１の電磁波透過部）
８  電磁波方向変換部（プリズム）
１０  電磁波測定装置（電磁波対応装置）
１０ｅ  電磁波照射装置（電磁波対応装置）
【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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