[發(fā)明專利]光導(dǎo)天線、太赫茲波產(chǎn)生裝置、拍攝裝置、成像裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210575335.7
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103187679A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 富岡纮斗
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李偉;舒艷君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光導(dǎo)天線、太赫茲波產(chǎn)生裝置、拍攝裝置、成像裝置以及計測裝置。

背景技術(shù)

近些年，具有100GHz以上、30THz以下的頻率的電磁波亦即太赫茲波受到關(guān)注。例如，能夠?qū)⑻掌澆ㄓ糜诔上瘛⒎止庥嫓y等各種計測、非破壞性檢查等。

產(chǎn)生該太赫茲波的太赫茲波產(chǎn)生裝置具有：產(chǎn)生具有亞皮秒（數(shù)百飛秒）左右的脈沖寬度的光脈沖（脈沖光）的光源裝置和通過被由光源裝置產(chǎn)生的光脈沖照射來產(chǎn)生太赫茲波的光導(dǎo)天線。

作為上述光導(dǎo)天線，例如專利文獻1公開了具有由n型半導(dǎo)體層、i型半導(dǎo)體層和p型半導(dǎo)體層按此順序?qū)盈B而成的層疊體（pin構(gòu)造）的太赫茲波產(chǎn)生元件（光導(dǎo)天線）。在該光導(dǎo)天線中，若經(jīng)由形成于在p型半導(dǎo)體層上設(shè)有的電極的開口，向p型半導(dǎo)體層照射光脈沖，則太赫茲波從i型半導(dǎo)體層的整個側(cè)面呈放射狀射出。

在上述專利文獻1所記載的光導(dǎo)天線中，能夠針對使用低溫生長GaAs（LT－GaAs）基板制造而成的偶極子形狀光導(dǎo)天線（PCA），使產(chǎn)生的太赫茲波的強度增大10倍左右。

然而，在專利文獻1所述的光導(dǎo)天線中，向p型半導(dǎo)體層照射光脈沖，透過了該p型半導(dǎo)體層的光脈沖入射至i型半導(dǎo)體層，所以存在光脈沖的一部分被p型半導(dǎo)體層吸收，由此使太赫茲波的產(chǎn)生效率降低的問題。

專利文獻1：日本特開2007－300022號公報

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供能夠比以往高效地產(chǎn)生太赫茲波的光導(dǎo)天線、太赫茲波產(chǎn)生裝置、拍攝裝置、成像裝置以及計測裝置。

這樣的目的通過下述的本發(fā)明實現(xiàn)。

本發(fā)明的光導(dǎo)天線的特征在于,是被脈沖光照射從而產(chǎn)生太赫茲波的光導(dǎo)天線，具備：第一導(dǎo)電層，其由包含第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體材料構(gòu)成；第二導(dǎo)電層，其由包含與所述第一導(dǎo)電型不同的第二導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體材料構(gòu)成；半導(dǎo)體層，其位于所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層之間，且由與所述第一導(dǎo)電層的半導(dǎo)體材料相比，載流子濃度低的半導(dǎo)體材料或與所述第二導(dǎo)電層的半導(dǎo)體材料相比，載流子濃度低的半導(dǎo)體材料構(gòu)成；第一電極，其與所述第一導(dǎo)電層電連接；以及第二電極，其與所述第二導(dǎo)電層電連接，所述半導(dǎo)體層包括：入射面，其位于成為法線方向與所述第一導(dǎo)電層、所述半導(dǎo)體層以及所述第二導(dǎo)電層的層疊方向正交的狀態(tài)的側(cè)面并供所述脈沖光入射；和射出面，其位于所述半導(dǎo)體層的側(cè)面的與所述入射面不同的位置并供所述太赫茲波射出。

由此，光脈沖（脈沖光）不經(jīng)由含有第一雜質(zhì)的半導(dǎo)體層、含有第二雜質(zhì)的半導(dǎo)體層，而直接入射至半導(dǎo)體層，所以能夠防止光脈沖被含有第一雜質(zhì)的半導(dǎo)體層、含有第二雜質(zhì)的半導(dǎo)體層吸收，能夠高效地產(chǎn)生太赫茲波。

另外，能夠使該光導(dǎo)天線和產(chǎn)生光脈沖的光源在基板上與該基板一體形成，來制造太赫茲波產(chǎn)生裝置，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)太赫茲波產(chǎn)生裝置的小型化。另外，能夠在使光源和光導(dǎo)天線形成于基板上時進行光源和光導(dǎo)天線的對位，由此，能夠容易制造太赫茲波產(chǎn)生裝置。

在本發(fā)明的光導(dǎo)天線中，優(yōu)選上述半導(dǎo)體在從上述層疊方向觀察時，呈從上述入射面朝向上述射出面的方向成為長邊方向的縱長形狀。

由此，利用半導(dǎo)體層能夠沿該半導(dǎo)體層的長邊方向引導(dǎo)太赫茲波，由此，能夠產(chǎn)生具有指向性的太赫茲波。

在本發(fā)明的光導(dǎo)天線中，優(yōu)選上述半導(dǎo)體層具有如下部位，即在從上述層疊方向觀察時，隨著從上述入射面朝向上述半導(dǎo)體層的射出太赫茲波的射出面，與從上述入射面朝向上述射出面的方向正交的方向的上述半導(dǎo)體層的寬度逐漸增大的部位。

由此，利用半導(dǎo)體層能夠高效地引導(dǎo)太赫茲波。

在本發(fā)明的光導(dǎo)天線中，優(yōu)選以上述第二導(dǎo)電層的側(cè)面與上述半導(dǎo)體層的上述入射面位于同一平面上的方式設(shè)置上述第二導(dǎo)電層，并且僅設(shè)置于上述半導(dǎo)體層上的一部分上，上述第二導(dǎo)電層具有與上述層疊方向垂直的法線。

由此，僅在半導(dǎo)體層的入射面?zhèn)鹊囊徊糠之a(chǎn)生太赫茲波，所以能夠抑制在半導(dǎo)體層內(nèi)的太赫茲波彼此的干涉。

在本發(fā)明的光導(dǎo)天線中，優(yōu)選具有覆蓋層，該覆蓋層覆蓋具有與上述層疊方向垂直的法線的上述半導(dǎo)體層的側(cè)面。

由此，能夠防止半導(dǎo)體層的腐蝕。

在本發(fā)明的光導(dǎo)天線中，優(yōu)選上述覆蓋層的設(shè)置于上述射出面的上述覆蓋層的構(gòu)成材料的相對介電常數(shù)比上述半導(dǎo)體層的上述半導(dǎo)體材料的相對介電常數(shù)高。

由此，由于太赫茲波具有要在介電常數(shù)更高的物質(zhì)中前進的性質(zhì)，所以在半導(dǎo)體層中產(chǎn)生的太赫茲波能夠可靠地從該半導(dǎo)體層的射出面射出。