[發明專利]太赫波導裝置及使用其的檢測方法

有效

• 申請號: 200680032300.1
• 申請日: 2006-08-31
• 公開（公告）號: CN101258399A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 井辻健明
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35;G01N21/77
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 康建忠

技術領域

本發明涉及用于傳播從毫米波到太赫波的區域中的電磁波的波導技術。此外，本發明涉及通過使用從毫米波到太赫波的區域中的電磁波來對試樣的物理性質進行分析和識別的檢查裝置。

背景技術

近年來，已經開發了一種使用高頻電磁波的無損檢查技術，該高頻電磁波(下文稱作“太赫波”)具有從毫米波到太赫波的區域(從30GHz到30THz)中的任意頻帶。已知在太赫波區域中存在包括生物分子在內的各種物質的許多吸收線。因此，作為該頻率區域的應用領域，存在作為安全熒光檢查裝置的用于執行成像的技術，來代替X-射線熒光檢查裝置。此外，該頻率區域的應用領域還包括通過獲得物質中的吸收譜和復介電常數來檢查分子的結合狀態的分光鏡技術。此外，生物分子的分析技術以及載流子濃度和遷移率的評估技術等也有望成為該頻率區域的應用領域。

作為使用太赫波的檢查裝置，公開了如圖21所示的構造(日本專利申請特開No.8-320254)。如圖21所示，該檢查裝置被構成為利用通過空間傳播的太赫波來照射物體，并由此基于從物體發射的波的傳播狀態的變化來測量該物體的構成材料。

然而，總的來說，太赫波可以被水分強烈吸收。由于該原因，當太赫波在大氣中傳播時，如在日本專利申請特開No.8-320254的情況下，由于大氣中水分的吸收大大衰減了太赫波。因此，為了減小太赫波的衰減，期望通過使用如下技術來檢測試樣：通過使用例如在許多電磁波技術和光電子技術中使用的例如光纖波導的波導技術，將電磁波限制在一定區域內以便進行發射。據顯示，太赫波通過單線路徑傳播，所述單線路徑由導體形成從而充當用于傳播太赫波的纖維狀波導(“Nature”，vol.432，p376-379，2004)。

此外，為了通過使用光纖波導而不使用太赫波范圍來檢測試樣，提出了用于以高靈敏度測量痕量試樣(trace?of?specimen)的光纖型試樣檢查裝置(日本專利申請特開No.2001-174406)。如圖19所示，該試樣檢查裝置被構成為使得將光纖波導被設置為以一定間隙彼此相對。在該光纖波導的端面上，周期性地設置具有不同折射率的材料以便形成共振結構。從而，可以以高靈敏度測量存在于間隙中的試樣。

考慮如下情況，其中將如日本專利申請特開No.2001-174406公開的使用光纖的波導技術應用于太赫波。在該情況下，僅由介電材料形成光纖波導。因此，根據要使用的材料，太赫波的傳播特性受該材料物理性質對頻率依賴性的影響。具體地，當太赫波具有一定頻率區域時，可以考慮太赫波的傳播損耗和色散特性依據頻率變化，因此，在波導中的傳播過程期間太赫波的傳播波形劇烈地變化。由于該原因，不期望這樣的光纖波導作為用于傳播太赫波的波導。因此，需要具有更加優異傳播特性的波導。

此外，在日本專利申請特開No.2001-174406公開的試樣檢查裝置中，因為需要彼此相對地設置光纖波導，并且需要用于這種設置的外部機構，所以難以使裝置構造小。

發明內容

由于上述問題，根據本發明，提供了一種用于檢測試樣的物理性質的波導，包括：

由導體形成的單線，所述導體能夠傳播包括30GHz到30THz的頻帶的電磁波，和

包覆所述單線的介電部件，

其中所述介電部件具有用于檢測試樣的物理性質的間隙。

此外，根據本發明，提供了一種用于檢測試樣的物理性質的裝置，包括：

波導，所述波導包括由導體形成的單線和包覆所述單線的介電部件，所述導體能夠傳播包括30GHz到30THz的頻帶的電磁波，所述介電部件具有用于檢測試樣的物理性質的間隙；和

用于檢測通過所述波導傳播的電磁波的檢測部。

此外，根據本發明，提供了一種用于檢測試樣的物理性質的試樣檢測方法，包括：

制備波導的步驟，所述波導具有由導體形成的單線和包覆所述單線的介電部件，所述導體能夠傳播包括在30GHz到30THz的頻帶內的電磁波，所述介電部件具有用于檢測試樣的物理性質的間隙；

在所述波導的間隙的附近設置試樣的步驟；和

檢測通過所述波導傳播的電磁波的步驟。

根據本發明的波導由通過導體形成的單線和具有間隙且包覆所述單線的介電部件構成。利用這樣的構造，能夠提供具有低色散傳播特性的波導。此外，通過將試樣插入該間隙內，能夠簡單地檢測試樣的物理性質。

附圖說明

圖1是示出根據本發明的波導的示意圖；

圖2是說明根據本發明的用于測量試樣的物理性質的傳感器裝置的示意圖；

圖3是說明當波導用作檢查元件時的操作的曲線圖；