[發明專利]光導天線、太赫茲波發生裝置、照相機、成像裝置以及測量裝置

在審

• 申請號: 201210548409.8
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN103178431A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 富岡纮斗
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: H01S1/02
• 分類號: H01S1/02;G01N21/17
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 金世煜;苗堃

技術領域

本發明涉及光導天線、太赫茲波發生裝置、照相機、成像裝置以及測量裝置。

背景技術

近年來，具有100GHz～30THz頻率的電磁波太赫茲波備受矚目。太赫茲波例如可用于成像、光譜測量等各種測量、無損檢測等。

產生該太赫茲波的太赫茲波發生裝置具備產生具有亞皮秒（數百飛秒）左右的脈沖寬度的光脈沖（脈沖光）的光源裝置，和由光源裝置產生的光脈沖的照射而產生太赫茲波的光導天線。

作為上述光導天線，例如，專利文獻1中公開了具有以n型半導體層、i型半導體層、p型半導體層的順序層疊而成的層疊體（pin結構）的太赫茲波發生元件（光導天線）。在該光導天線中，介由形成于設置在p型半導體層上的電極的開口對p型半導體層照射光脈沖，則將會從i型半導體層的整個側面以放射狀射出太赫茲波。

相對于使用低溫生長GaAs（LT-GaAs）基板制造的偶極子形狀光電導天線（PCA），上述專利文獻1中記載的光導天線能夠使產生的太赫茲波的強度增大10倍左右。

然而，專利文獻1中記載的光導天線由于產生不具有定向性的太赫茲波，所以浪費多，照射目標部位的太赫茲波的強度不夠充分。

專利文獻1：日本特開2007-300022號公報

發明內容

本發明的目的在于，提供能夠產生具有定向性的太赫茲波的光導天線、太赫茲波發生裝置、照相機、成像裝置以及測量裝置。

上述目的通過下述本發明來實現。

本發明的光導天線，其特征在于，是照射脈沖光而產生太赫茲波的光導天線，具備：

第1導電層，其由含有第1導電型的雜質的半導體材料構成，

第2導電層，其由含有與上述第1導電型不同的第2導電型的雜質的半導體材料構成，

半導體層，其位于上述第1導電層與上述第2導電層之間，且由載流子濃度比上述第1導電層的半導體材料低的半導體材料，或由載流子濃度比上述第2導電層的半導體材料低的半導體材料構成，

第1電極，其與上述第1導電層電連接，

第2電極，其與上述第2導電層電連接且具有上述脈沖光通過的開口，以及

電介質層，其由電介質材料構成，且與上述半導體層的法線方向在與上述第1導電層、上述半導體層以及上述第2導電層的層疊方向呈正交狀態的面接觸。

由此，因太赫茲波具有向介電常數更高的物質傳導的性質，所以在半導體層產生的太赫茲波通過電介質層沿規定的方向傳導，由此，能夠產生具有定向性的太赫茲波。其結果能夠產生比以往強度更高的太赫茲波。

本發明的光導天線中，優選上述電介質材料的相對介電常數高于上述半導體層的上述半導體材料的相對介電常數。

由此，能夠通過電介質層高效率地傳導太赫茲波。

本發明的光導天線中，優選上述電介質層具有從上述層疊方向觀察時上述電介質層的寬度隨著遠離上述半導體層而漸增的部位。

由此，能夠通過電介質層高效率地傳導太赫茲波。

本發明的光導天線中，優選具有覆蓋層，其覆蓋具有垂直于上述層疊方向的法線的上述半導體層的面中的、不與上述電介質層接觸的部位。

由此，能夠防止半導體層的腐蝕。

本發明的光導天線中，優選具有第1反射層，其與上述電介質層的下表面接觸并反射上述太赫茲波。

由此，將在電介質層中傳導的太赫茲波在第1反射層進行反射，從而能夠防止電介質層的太赫茲波在到達進行射出的射出部之前就從電介質層透過。

本發明的光導天線中，優選上述第1電極反射上述太赫茲波。

由此，能夠使結構簡單化，另外，能使制造變容易。

本發明的光導天線中，優選具有第2反射層，其與上述電介質層的上表面接觸并反射上述太赫茲波。

由此，將在電介質層中傳導的太赫茲波在第2反射層進行反射，從而能夠防止電介質層的太赫茲波在到達進行射出的射出部之前就從電介質層透過。

本發明的光導天線中，優選上述第2電極反射上述太赫茲波。

由此，能夠使結構簡單化，另外，能使制造變容易。

本發明的光導天線中，優選具有如下部位：從上述層疊方向觀察時位于上述開口內，且厚度比上述第2導電層的位于上述開口的外側的部位薄的部位。

由此，能夠抑制脈沖光被第2導電層吸收，另外，能夠將第2導電層的位于開口的外側的部位的厚度設定為適當的值。

本發明的光導天線中，上述半導體材料優選為III-V族化合物半導體。

由此，能夠發高強度的太赫茲波。