[發明專利]檢測器件、檢測器和使用它們的成像裝置

無效

• 申請號: 201310020782.0
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN103217587A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 關口亮太;奧田昌宏
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G01N22/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 康建忠

技術領域

本發明涉及檢測電磁波的檢測器件、檢測器以及使用該檢測器件和該檢測器的成像裝置。

背景技術

作為檢測從毫米波帶（30GHz～300GHz）到太赫茲帶（300GHz～30THz）的電磁波的檢測器件，已使用熱檢測器件或量子檢測器件。熱檢測器件可以是使用諸如a-Si或VOx等的材料的微輻射熱測定器、使用諸如LiTaO3或TGS等的材料的熱電元件（pyroelectric?element）和Golay單元等。這種熱檢測器件是可將電磁波能量轉換成熱能并檢測熱電功率的變化的器件。雖然熱檢測器件不必需具有冷卻，但是，使用熱交換，因此，響應相對較慢。

量子檢測器件可以是使用沒有受主或施主摻雜的半導體的本征半導體器件（MCT、光電導器件等）或使用已經添加或摻雜了受主或施主的半導體的非本征半導體器件。這種量子檢測器件是捕獲電磁波作為光子并且檢測來自具有較小的帶隙的半導體的光伏電力或電阻變化的器件。雖然響應相對較快，但是，來自環境溫度的熱能量不能被忽略，因此需要冷卻。

因此，近年來，作為具有相對較快的響應并且不必具有冷卻的檢測器件，如下這樣的檢測器件已被使用，該檢測器件通過使用天線和半導體整流器件檢測從毫米波帶到太赫茲帶的電磁波。該檢測器件捕獲電磁波作為高頻信號，用諸如肖特基勢壘二極管等的半導體整流器件整流通過天線等接收的高頻信號，并且檢測當時的電流流動。

對于使用天線和諸如肖特基勢壘二極管等的半導體整流器件的檢測器件，RC低通濾波器的功能由肖特基勢壘中的結電容（junction?capacity）Cj和串聯電阻Rs形成。也就是說，信號的高頻分量通過RC低通濾波器的功能被截止，然后該高頻分量不能被檢測器件檢測到。因此，用作頻帶的上限的截止頻率必須比要被檢測的電磁波的頻帶高，超出該上限時，檢測器件不能進行檢測。

現在，構成RC低通濾波器的結電容Cj與作為半導體整流器件的結面積的肖特基電極的結面積成比例，由此，作為增大檢測器件的截止頻率fc（＝（2π×RsCj）^-1）的方法，可以考慮減小半導體整流器件的結面積。

例如，執行肖特基勢壘二極管與截止頻率的簡單的計算，如果肖特基電極的結面積被微細加工為1μm²，那么fc變為約300GHz。如果肖特基電極的結面積被微細加工為作為其十分之一的0.1μm²（在直徑換算時為約0.3μm），那么fc變為約3THz。此外，如果肖特基電極的結面積被微細加工為作為其十分之一的0.01μm²（在直徑換算時為約0.1μm），那么fc可被估計為約30THz。

日本專利特開No.09-162424公開了以這種方式檢測高頻電磁波的檢測器件。根據日本專利特開No.09-162424，在檢測高頻電磁波時，作為半導體整流器件的肖特基勢壘二極管的結面積被微細加工為0.0007μm²，并且，檢測來自CO₂激光器的約28THz（波長10.6μm）的電磁波。

因此，對于如在過去那樣通過使用天線和半導體整流器件檢測電磁波的檢測器件，為了增大截止頻率，半導體整流器件的結面積被微細加工，該截止頻率為可被檢測的頻帶的上限處的頻率。但是，當半導體整流器件的結面積減小時，流過半導體整流器件的電流受到限制，由此半導體整流器件的器件電阻增大。特別地，在檢測30GHz～30THz頻帶的電磁波的檢測器件的情況下，器件電阻導致至少數千Ω。

發明內容

本發明提供了通過減小器件電阻以提高的靈敏度檢測電磁波的檢測器件。

本發明提供了一種檢測電磁波的檢測器件，該檢測器件包含：天線，被配置為接收電磁波；和多個半導體整流器件，該多個半導體整流器件與所述天線串聯連接并且相互并聯連接使得極性對準，以便接收從所述天線傳播的電磁波，其中，所述多個半導體整流器件均被設置在從所述天線傳播的電磁波的相位為實質上相同的相位的位置處。

本發明還包括檢測器和成像裝置。根據本發明的用于檢測電磁波的檢測器包含：根據本發明的檢測器件；和被配置為測量天線處的電場的測量單元。

根據本發明的通過使用電磁波執行測量對象的圖像拾取的成像裝置包括：振蕩器，被配置為振蕩包含30GHz～30THz的一部分的頻帶的電磁波；根據本發明的用于檢測電磁波的檢測器；和圖像構建單元，被配置為基于通過所述檢測器檢測的電磁波構建與所述測量對象有關的圖像。