(57)【要約】【課題】高電圧下でのリーク電流を抑制することにより、テラヘルツ波の発生効率を向上できる光伝導アンテナ素子を提供する。【解決手段】光伝導アンテナ素子は、テラヘルツ波を発生させる光伝導アンテナ素子であって、基板と、基板上に設けられた第１半導体層３と、第１半導体層３上に設けられた絶縁層１０と、絶縁層１０上に設けられた電極２０と、を備える。電極２０は、略平行に延在する一対の配線部２１と、一対の配線部２１と一体に所定のギャップをもって対向配置された一対のアンテナ部２２と、を有する。絶縁層１０は、アンテナ部２２間のギャップ領域Ｇを含めて開口する開口部１１を有する。電極２０において、アンテナ部２２の少なくとも先端部分２２ａが開口部１１内で第１半導体層３に接し、残余部分が絶縁層１０上に位置している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テラヘルツ波を発生させる光伝導アンテナ素子であって、
基板と、
前記基板上に設けられた第１半導体層と、
前記第１半導体層上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられた電極と、を備え、
前記電極は、略平行に延在する一対の配線部と、前記一対の配線部と一体に所定のギャップをもって対向配置された一対のアンテナ部と、を有し、
前記絶縁層は、前記アンテナ部間のギャップ領域を含めて開口する開口部を有し、
前記電極において、前記アンテナ部の少なくとも先端部分が前記開口部内で前記第１半導体層に接し、残余部分が前記絶縁層上に位置している、光伝導アンテナ素子。
【請求項２】
前記基板と前記第１半導体層との間には、前記第１半導体層よりもバンドギャップの大きい第２半導体層が設けられている、請求項１記載の光伝導アンテナ素子。
【請求項３】
前記開口部は、前記ギャップ領域及び前記アンテナ部の配置領域を含めて開口し、
前記アンテナ部の全体が、前記開口部内で前記第１半導体層に接している、請求項１又は２記載の光伝導アンテナ素子。
【請求項４】
前記絶縁層の厚さは、前記アンテナ部の厚さよりも小さくなっている、請求項１〜３のいずれか一項記載の光伝導アンテナ素子。
【請求項５】
前記開口部の開口縁部がＲ形状をなしている、請求項１〜４のいずれか一項記載の光伝導アンテナ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝導アンテナ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光伝導アンテナ素子として、例えば特許文献１記載の電磁波発生検出装置がある。この電磁波発生検出装置は、光伝導材料の薄膜を積層した光伝導基板と、光伝導基板の外表面に位置する半導体層上に形成されたアンテナと、を備えている。アンテナは、一対の電極部と、一対のアンテナ本体とを有するダイポールアンテナである。一対の電極部は、略平行に延在し、ケーブルを介して電源等に接続されている。一対のアンテナ本体は、一対の電極部と一体に所定のギャップをもって対向配置されている。一対のアンテナ本体間に電圧を印加した状態で、アンテナ本体間のギャップに励起光が照射されると、半導体層に励起キャリアが発生する。これにより、半導体層を介して一対のアンテナ本体間にパルス状の電流が流れ、この電流の変化によってテラヘルツ波が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−８０９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
テラヘルツ波を発生させる光伝導アンテナ素子では、更なる高出力化が課題となっている。光伝導アンテナ素子では、電極への印加電圧を高くすることでテラヘルツ波の出力が増大することは既知である。しかしながら、電極への印加電圧を単に高くしていくと、電極からのリーク電流が増大するという問題がある。従来では、電極から基板へのリーク電流が着目されていたが、高電圧下では、略平行に延在する一対の配線部間で半導体層を介したリーク電流が生じるおそれがある。配線部間でリーク電流が生じると、アンテナ部間以外の領域で励起キャリアの移動が分散し、テラヘルツ波の発生効率が低下してしまうことが考えられる。
【０００５】
本発明は、高電圧下でのリーク電流を抑制することにより、テラヘルツ波の発生効率を向上できる光伝導アンテナ素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係る光伝導アンテナ素子は、テラヘルツ波を発生させる光伝導アンテナ素子であって、基板と、基板上に設けられた第１半導体層と、第１半導体層上に設けられた絶縁層と、絶縁層上に設けられた電極と、を備え、電極は、略平行に延在する一対の配線部と、一対の配線部と一体に所定のギャップをもって対向配置された一対のアンテナ部と、を有し、絶縁層は、アンテナ部間のギャップ領域を含めて開口する開口部を有し、電極において、アンテナ部の少なくとも先端部分が開口部内で第１半導体層に接し、残余部分が絶縁層上に位置している。
【０００７】
この光伝導アンテナ素子では、一対のアンテナ部の少なくとも先端部分が絶縁層の開口部内で第１半導体層に接している。これにより、電極に電圧を印加した状態で、アンテナ部間のギャップに励起光が照射されると、第１半導体層を介してアンテナ部間に電流が流れ、テラヘルツ波が発生する。一方、この光伝導アンテナ素子では、電極の残余部分が絶縁層上に位置している。したがって、電極に高電圧を印加した状態においても、第１半導体層を介して配線部間でリーク電流が生じることを抑制できる。配線部間でのリーク電流が抑制されることで、励起キャリアの移動をアンテナ部間に集中させることが可能となり、テラヘルツ波の発生効率を向上できる。
【０００８】
また、基板と第１半導体層との間には、第１半導体層よりもバンドギャップの大きい第２半導体層が設けられていてもよい。この場合、電極の残余部分に対し、絶縁層と第２半導体層とによる二重絶縁構造が実現される。絶縁層によって配線部間でのリーク電流が抑制され、かつ第２半導体層によって基板と第１半導体層との間のリーク電流が抑制されるので、テラヘルツ波の発生効率を一層向上できる。
【０００９】
また、開口部は、ギャップ領域及びアンテナ部の配置領域を含めて開口し、アンテナ部の全体が、開口部内で第１半導体層に接していてもよい。この場合、アンテナ部と第１半導体層とをより確実にコンタクトさせることができる。
【００１０】
また、絶縁層の厚さは、アンテナ部の厚さよりも小さくなっていてもよい。この場合、電極において、絶縁層による段差の影響が抑えられ、絶縁層上に位置する部分と第１半導体層上に位置する部分との間の屈曲度合を緩和できる。これにより、電極の断線等の発生を防止できる。
【００１１】
また、開口部の開口縁部がＲ形状をなしていてもよい。この場合、電極において、絶縁層上に位置する部分と第１半導体層上に位置する部分との間の段差の影響を一層好適に抑えることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高電圧下でのリーク電流を抑制することにより、テラヘルツ波の発生効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る光伝導アンテナ素子の一実施形態が適用された分光計測システムの構成例を示す図である。
【図２】図１の光伝導アンテナ素子の平面図である。
【図３】図１の光伝導アンテナ素子の一部を拡大した平面図である。
【図４】図３のＩＶ‐ＩＶ線断面図である。
【図５】図１の光伝導アンテナ素子の製造工程を示す図である。
【図６】図５に続く光伝導アンテナ素子の製造工程を示す図である。
【図７】図６に続く光伝導アンテナ素子の製造工程を示す図である。
【図８】図７に続く光伝導アンテナ素子の製造工程を示す図である。
【図９】実施例及び比較例１，２における暗電流特性を示す図である。
【図１０】実施例及び比較例１，２におけるテラヘルツ波の信号強度を示す図である。
【図１１】実施例及び比較例１，２におけるテラヘルツ波のパワーの周波数特性を示す図である。
【図１２】実施例及び比較例１，２におけるテラヘルツ波のスペクトルパワーの電圧特性を示す図である。
【図１３】実施例及び比較例１，２におけるテラヘルツ波のパワーの電圧特性を示す図である。
【図１４】図１の光伝導アンテナ素子の変形例の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［光伝導アンテナ素子の適用例］
【００１５】
図１は、本発明に係る光伝導アンテナ素子の一実施形態が適用された分光計測システムの構成例を示す図である。図１に示されるように、分光計測システム５０においては、超短パルスレーザ５１から出射されたレーザ光Ｌが光路の途中でビームスプリッタ５２によって分割される。ビームスプリッタ５２を透過したレーザ光Ｌは、ミラー５３、チョッパー５４及び集光レンズ５５を順次経由して、テラヘルツ波発生モジュール５６の光伝導アンテナ素子１に入射する。一方、ビームスプリッタ５２で反射されたレーザ光Ｌは、ミラー５７、光軸方向に移動可能なミラー５８（通常、リトロリフレクタが用いられる）、ミラー５９及び集光レンズ６１を順次経由して、テラヘルツ波検出モジュール６２の光伝導アンテナ素子に入射する。テラヘルツ波検出モジュール６２の光伝導アンテナ素子は、テラヘルツ波発生モジュール５６の光伝導アンテナ素子１と同一の素子であってもよい。
【００１６】
テラヘルツ波発生モジュール５６から放射されたテラヘルツ波Ｔは、放物面鏡ミラー６３，６４によってテラヘルツ波検出モジュール６２に導波され、レーザ光Ｌとの間で相関作用を生じさせる。このとき、テラヘルツ波発生モジュール５６の光伝導アンテナ素子１に、直流電圧源６５からバイアス電圧が印加され、テラヘルツ波検出モジュール６２の光伝導アンテナ素子に、ロックインアンプ６６が接続される。そして、ミラー５８が平行移動させられることにより、テラヘルツ波Ｔとレーザ光Ｌとの時間相関波形が得られ、これがコンピュータ６７でフーリエ変換されることにより、テラヘルツ波Ｔのスペクトルが得られる。
［光伝導アンテナ素子の構成］
【００１７】
次に、図２〜図４を参照し、上述した光伝導アンテナ素子１について説明する。
【００１８】
光伝導アンテナ素子１は、テラヘルツ波Ｔを発生させる素子である。図４に示されるように、光伝導アンテナ素子１は、基板２と、基板２上に設けられた第１半導体層３と、第１半導体層３上に設けられた絶縁層１０と、絶縁層１０上に設けられた一対の電極２０，２０と、を備えている。基板２と第１半導体層３との間には、第１半導体層よりもバンドギャップの大きい絶縁性を有する第２半導体層４が設けられている。基板２は、例えば略矩形状を呈する半絶縁性ＧａＡｓ基板である。第１半導体層３は、例えば分子線エピタキシー（ＭＢＥ：Molecular  Beam  Epitaxy)によって低温（２００℃〜３００℃）でエピタキシャル成長させたＧａＡｓ層である。絶縁層１０は、例えばＳｉＮ層である。第２半導体層４は、例えばＡＬＧａＡｓ層である。電極２０は、オーミック電極であって、例えばＡｕＧｅ，Ａｕ等によって形成されている。
【００１９】
電極２０は、図２に示されるように、一対の配線部２１，２１と、一対のアンテナ部２２，２２と、複数（この例では４つ）のパッド部２３と、を有している。一対の配線部２１，２１は、アンテナ部２２とパッド部２３とを接続している。一対のアンテナ部２２，２２は、一対の配線部２１，２１と一体に所定のギャップをもって対向配置されている。一対のアンテナ部２２，２２は、絶縁層１０の中央部に位置している。パッド部２３は、絶縁層１０上の４つの角部にそれぞれ位置し、外部配線と接続されている。
【００２０】
配線部２１は、本体部分２１ａと、一対の引出し部分２１ｂ，２１ｂと、を有している。本体部分２１ａは、他方の本体部分２１ａと略平行に、絶縁層１０の縁部手前まで延在している。一対の引出し部分２１ｂ，２１ｂは、本体部分２１ａの延在方向の各端部から略直角に外側（アンテナ部２２の反対側）に折れ曲がり、各パッド部２３までそれぞれ延びている。
【００２１】
アンテナ部２２は、図３に示されるように、配線部２１の本体部分２１ａから他方のアンテナ部２２に向かって突出している。より具体的には、アンテナ部２２は、本体部分２１ａの延在方向の中央部から、当該延在方向と略直交する方向に突出している。アンテナ部２２の先端部分２２ａ同士は、互いに対向している。アンテナ部２２のパターンは、平面視で（図３の紙面貫通方向から見て）略矩形状を呈するダイポールパターンである。一対のアンテナ部２２，２２間（一対の先端部分２２ａ，２２ａ間）には、ギャップ領域Ｇが存在している。本実施形態では、配線部２１とアンテナ部２２とは、互いに同程度の厚さとなっている。
【００２２】
絶縁層１０は、開口部１１を有している。本実施形態では、開口部１１は、絶縁層１０の中央部に設けられ、図３の紙面貫通方向から見て、略矩形状を呈している。より具体的には、開口部１１の開口縁部１２は、一対の長辺部分１２ａ，１２ａと、一対の長辺部分１２ａ，１２ａの一端同士及び他端同士を接続する一対の短辺部分１２ｂ，１２ｂと、を有している。一対の長辺部分１２ａ，１２ａは、配線部２１の本体部分２１ａの延在方向におけるアンテナ部２２の外側に位置している。すなわち、一対の長辺部分１２ａ，１２ａは、アンテナ部２２を挟み込むように位置している。一対の短辺部分１２ｂ，１２ｂは、一対のアンテナ部２２，２２の対向方向における一対の本体部分２１ａ，２１ａの外側に位置している。すなわち、一対の短辺部分１２ｂ，１２ｂは、一対の本体部分２１ａ，２１ａを挟み込むように位置している。なお、図４に示されるように、絶縁層１０の厚さｔ１は、アンテナ部２２の厚さｔ２よりも小さくなっている。また、開口縁部１２は、Ｒ形状をなしている。開口縁部１２のＲ形状は、例えばウェットエッチング等によって形成されている。
【００２３】
このように、開口部１１は、ギャップ領域Ｇ、一対のアンテナ部２２，２２の配置領域、及び一対の配線部２１，２１の一部（本体部分２１ａの延在方向の中央部）の配置領域を含めて開口している。これにより、一対のアンテナ部２２，２２の全体及び一対の配線部２１，２１の一部のみが、開口部１１内で第１半導体層３に接している。その一方で、残余部分は、絶縁層１０上に位置している。ここでいう「残余部分」とは、電極２０において、一対のアンテナ部２２，２２及び一対の配線部２１，２１の一部（本体部分２１ａの延在方向の中央部）を除いた部分である。本体部分２１ａは、開口縁部１２（長辺部分１２ａ）に跨って配置されている。したがって、電極２０において、絶縁層１０上に位置する部分と第１半導体層３上に位置する部分との間に段差部分２１ｃ（図３を参照）がある。段差部分２１ｃは、開口縁部１２の内壁に接しているものとするが、段差部分２１ｃは、必ずしも開口縁部１２の内壁に接していなくてもよい。
［光伝導アンテナ素子の製造］
【００２４】
次に、図５〜図８を参照し、光伝導アンテナ素子１の製造について説明する。なお、各図の（ａ）は、平面図であり、各図の（ｂ）は、各図の（ａ）のｂ‐ｂ線断面図である。
【００２５】
光伝導アンテナ素子１は、以下説明する製造工程によって得られる積層体をチップサイズに分割することで得られる。積層体の製造工程では、まず、図５に示されるように、ＭＢＥ装置によって、基板２上において、第２半導体層４、第１半導体層３の順に各層をエピタキシャル成長させる。続いて、図６に示されるように、第１半導体層３上に絶縁層１０を成膜する。このとき、絶縁層１０の中央部に開口部１１が設けられ、開口部１１内で第１半導体層３が露出する。
【００２６】
続いて、図７に示されるように、絶縁層１０上に電極２０が設けられる。電極２０は、例えば真空蒸着等によって設けられている。このとき、電極２０のアンテナ部２２及び配線部２１の一部（本体部分２１ａの延在方向の中央部）は、絶縁層１０の開口部１１内に位置している。電極２０の残余部分は、絶縁層１０上に位置している。続いて、図８に示されるように、絶縁層１０上を保護層５で覆う。保護層５は、例えば化学気相堆積法等によって設けられている。このとき、開口部１１内も保護層５によって覆われる。このように積層された積層体をチップサイズに分割することで光伝導アンテナ素子１が得られる。
【００２７】
続いて、得られた光伝導アンテナ素子１を図示しない配線基板にボンディングする。また、配線基板にボンディングした光伝導アンテナ素子１を収容する筐体を用意する。この筐体には、緩衝部材（例えばＯリング）を介して半球状レンズ（例えばシリコン製）が取付けられている。このとき、筐体に対し、光伝導アンテナ素子１と半球状レンズの平面とが接するように配線基板を取り付ける。その後、配線基板を保護するためのカバーを筐体に取り付け、光伝導アンテナ素子１をモジュール化する。
【００２８】
以上の構成を有する光伝導アンテナ素子１では、アンテナ部２２の少なくとも先端部分２２ａが絶縁層１０の開口部１１内で第１半導体層３に接している。これにより、電極２０に電圧を印加した状態で、アンテナ部２２間のギャップに励起光が照射されると、第１半導体層３を介してアンテナ部２２間に電流が流れ、テラヘルツ波Ｔが発生する。一方、この光伝導アンテナ素子１では、電極２０の残余部分が絶縁層１０上に位置している。したがって、電極２０に高電圧を印加した状態においても、第１半導体層３を介して配線部２１間でリーク電流が生じることを抑制できる。配線部２１間でのリーク電流が抑制されることで、励起キャリアの移動をアンテナ部２２間に集中させることが可能となり、テラヘルツ波Ｔの発生効率を向上できる。
【００２９】
また、基板２と第１半導体層３との間には、第１半導体層３よりもバンドギャップの大きい第２半導体層４が設けられている。これにより、電極２０の残余部分に対し、絶縁層１０と第２半導体層４とによる二重絶縁構造が実現される。絶縁層１０によって配線部２１間でのリーク電流が抑制され、かつ第２半導体層４によって基板２と第１半導体層３との間のリーク電流が抑制されるので、テラヘルツ波Ｔの発生効率を一層向上できる。
【００３０】
また、開口部１１は、ギャップ領域Ｇ及びアンテナ部２２の配置領域を含めて開口し、アンテナ部２２の全体が、開口部１１内で第１半導体層３に接している。これにより、アンテナ部２２と第１半導体層３とをより確実にコンタクトさせることができる。
【００３１】
また、絶縁層１０の厚さは、アンテナ部２２の厚さよりも小さくなっている。このため、電極２０において、絶縁層１０による段差の影響が抑えられ、絶縁層１０上に位置する部分と第１半導体層３上に位置する部分との間の屈曲度合を緩和できる。これにより、電極２０の断線等の発生を防止できる。
【００３２】
また、開口部１１の開口縁部１２がＲ形状をなしている。この場合、電極２０において、絶縁層１０上に位置する部分と第１半導体層３上に位置する部分との間の段差の影響を一層好適に抑えることができる。
［光伝導アンテナ素子の実施例］
【００３３】
まず、実施例及び比較例に係る光伝導アンテナ素子について、Ｖ‐Ｉ測定を行った。比較例１の光伝導アンテナ素子としては、基板２と、第１半導体層３と、電極２０と、保護層５とに相当する構成要素を備え、絶縁層１０と、第２半導体層４とに相当する構成要素を備えない光伝導アンテナ素子を用意した。比較例２の光伝導アンテナ素子としては、基板２と、第１半導体層３と、電極２０と、第２半導体層４と、保護層５とに相当する構成要素を備え、絶縁層１０に相当する構成要素を備えない光伝導アンテナ素子を用意した。
【００３４】
図９は、実施例及び比較例１，２における暗電流特性を示す図である。同図の横軸は正弦波の印加電圧（単位はＶ）を示し、縦軸は暗電流を示す。一点鎖線は比較例１の測定結果を示し、破線は比較例２の測定結果を示し、実線は実施例の測定結果を示す。比較例１，２及び実施例のいずれにおいても、印加電圧の増加に伴って暗電流が増加している。比較例１では、印加電圧４０Ｖ付近からグラフの傾きが急勾配となっており、比較例２では、印加電圧１００Ｖ付近からグラフの傾きが急勾配となっている。これに対し、実施例では、印加電圧１７０Ｖ付近からグラフの傾きが急勾配となっている。
【００３５】
また、暗電流が０．１×１０‐６Ａとなる印加電圧を見てみると、比較例１では、印加電圧２５Ｖ程度で暗電流が約０．１×１０‐６Ａとなっており、比較例２では、印加電圧１００Ｖ程度で暗電流が約０．１×１０‐６Ａとなっている。これに対し、実施例では、印加電圧１８０Ｖ程度で暗電流が約０．１×１０‐６Ａとなっている。この結果から、暗電流の許容値を０．１×１０‐６Ａ以下とした場合の許容電圧は、比較例１では１０Ｖ、比較例２では５０Ｖとなる。一方で、実施例では、許容電圧を１５０Ｖまで拡大することができる。
【００３６】
次に、実施例及び比較例１，２に係る光伝導アンテナ素子について、テラヘルツ波Ｔの発生特性を測定した。テラヘルツ波Ｔの発生特性の測定には、上述した分光計測システム５０を用いた。図１０〜図１３は、その測定結果を示す図である。これらの図においては、図９と同様、一点鎖線は比較例１の測定結果を示し、破線は比較例２の測定結果を示し、実線は実施例の測定結果を示す。分光計測システム５０において、超短パルスレーザ５１の条件は、パルス幅：８０ｆｓ、繰り返し周波数：５０ＭＨｚとした。また、テラヘルツ波検出モジュール６２の光伝導アンテナ素子に５ｍＷのレーザ光Ｌが入射し、かつテラヘルツ波発生モジュール５６の光伝導アンテナ素子に１０ｍＷのレーザ光Ｌが入射するように、超短パルスレーザ５１の出力及びビームスプリッタ５２による光の分岐比を調整した。
【００３７】
図１０は、実施例及び比較例１，２におけるテラヘルツ波Ｔの信号強度を示す図である。同図の横軸は時間を示し、縦軸は信号強度を示す。信号強度は、比較例１における最大値を１とする任意単位である。光伝導アンテナ素子への印加電圧の設定値は、図９の結果から導かれた許容電圧に基づき、比較例１では±１０Ｖとし、比較例２では±５０Ｖとし、実施例では±１５０Ｖとした。図１０に示されるように、実施例及び比較例１，２のいずれにおいても、測定開始時から１０ｐｓ周辺にてテラヘルツ波Ｔのピークが確認された。比較例１の信号強度に対し、比較例２の信号強度は約４倍となっている。これに対し、実施例の信号強度は約１３倍となっている。
【００３８】
図１１は、実施例及び比較例１，２におけるテラヘルツ波Ｔのパワーの周波数特性を示す図である。同図の横軸は周波数を示し、縦軸はパワーを示す。パワーは、比較例１における最大値を１とする任意単位（対数）である。光伝導アンテナ素子への印加電圧の設定値は、図１０の場合と同様、比較例１では±１０Ｖとし、比較例２では±５０Ｖとし、実施例では±１５０Ｖとした。実施例及び比較例１，２のいずれにおいても、周波数０．５ＴＨｚ付近のテラヘルツ波Ｔのパワーが最大となっている。実施例及び比較例１，２の波形から、比較例１のテラヘルツ波Ｔのパワーに対し、比較例２のテラヘルツ波Ｔのパワーは約１０倍、実施例のテラヘルツ波のパワーは約１００倍となっている。
【００３９】
図１２は、実施例及び比較例１，２におけるテラヘルツ波Ｔのスペクトルパワーの電圧特性を示す図である。同図の横軸が印加電圧を示し、縦軸がスペクトルパワーを示す。スペクトルパワーは、比較例１において印加電圧が１０Ｖのときの値を１とする任意単位である。光伝導アンテナ素子への印加電圧は、比較例１では±１０及び±３０Ｖ、比較例２では約±１０Ｖ、±３０Ｖ、及び±５０Ｖ、実施例では±１０Ｖ、±３０Ｖ、±５０Ｖ、±８０Ｖ、±１００Ｖ、±１３０Ｖ、及び±１５０Ｖとした。比較例１のスペクトルパワーは、印加電圧を１０Ｖから３０Ｖまで変化させた場合に約７に増加した。また、比較例２のスペクトルパワーは、印加電圧を１０Ｖから５０Ｖまで変化させた場合に約１５に増加した。これに対し、実施例のスペクトルパワーは、印加電圧を１０Ｖから１５０Ｖまで変化させた場合に約１１０に増加した。印加電圧が３０Ｖの場合で比較しても、実施例のスペクトルパワーが約１５であるのに対し、比較例１，２のスペクトルパワーは約７であり、２倍以上のスペクトルパワーが得られている。
【００４０】
図１３は、実施例及び比較例１，２におけるテラヘルツ波Ｔのパワーの電圧特性を示す図である。同図の横軸が印加電圧を示し、縦軸がパワーを示す。パワーは、比較例１において印加電圧が１０Ｖのときの値を１とする任意単位である。光伝導アンテナ素子への印加電圧は、図１２と同様、比較例１では±１０及び±３０Ｖ、比較例２では約±１０Ｖ、±３０Ｖ、及び±５０Ｖ、実施例では±１０Ｖ、±３０Ｖ、±５０Ｖ、±８０Ｖ、±１００Ｖ、±１３０Ｖ、及び±１５０Ｖとした。比較例１のパワーは、印加電圧を１０Ｖから３０Ｖまで変化させた場合に約５に増加した。また、比較例２のパワーは、印加電圧を１０Ｖから５０Ｖまで変化させた場合に約２０に増加した。また、実施例のパワーは、印加電圧を１０Ｖから１５０Ｖまで変化させた場合に約１７０に増加した。印加電圧が３０Ｖの場合で比較しても、実施例のパワーが約１５であるのに対し、比較例１，２のパワーは約５であり、約３倍のパワーが得られている。
［変形例］
【００４１】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００４２】
上記実施形態では、開口部１１は、図３の紙面貫通方向から見て略矩形状を呈しているとしたが、これに限られない。例えば、図１４の（ａ）に示されるように、開口部１１は、アンテナ部２２の対向方向に沿って延在し、絶縁層１０の両縁まで達していてもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、アンテナ部２２のパターンは、平面視で略矩形状を呈するダイポールパターンであるとしたが、これに限られない。例えば、アンテナ部２２のパターンは、図１４の（ｂ）に示されるように、ボウタイパターンであってもよい。ボウタイパターンでは、アンテナ部２２は、平面視で先端側に向かって先細りとなる略台形状となっている。この例では、開口部１１は、ギャップ領域Ｇ及びアンテナ部２２の配置領域を含めて矩形に開口している。
【００４４】
また、アンテナ部２２のパターンは、図１４の（ｃ）に示されるように、ストリップラインパターンであってもよい。ストリップラインパターンでは、アンテナ部２２が配線部２１から突出しておらず、配線部２１の本体部分２１ａのうち、開口部１１内に位置する部分がアンテナ部２２として機能する。図１４の（ｃ）の例では、開口縁部１２の短辺部分１２ｂ，１２ｂが本体部分２１ａと重なっており、本体部分２１ａのうち、短辺部分１２ｂよりも開口部１１側の部分がアンテナ部２２となっている。なお、一対の短辺部分１２ｂは、一対の本体部分２１ａ，２１ａの外側まで達していてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、開口部１１は、ギャップ領域Ｇ、一対のアンテナ部２２，２２の配置領域、及び配線部２１の一部（本体部分２１ａの延在方向の中央部）の配置領域を含めて開口していたが、これに限られない。すなわち、開口部１１は、一対のアンテナ部２２，２２間のギャップ領域Ｇを含めて開口し、一対のアンテナ部２２，２２の少なくとも先端部分２２ａが開口部１１内で第１半導体層３に接していれば、いずれのサイズ及び形状であってもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１…光伝導アンテナ素子、２…基板、３…第１半導体層、４…第２半導体層、１０…絶縁層、１１…開口部、１２…開口縁部、２０…電極、２１…配線部、２２…アンテナ部、２２ａ…先端部分、Ｇ…ギャップ領域、Ｔ…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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【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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