太赫兹装置的制作方法

文档序号:30101414发布日期:2022-05-18 12:48阅读:108来源:国知局
太赫兹装置的制作方法

1.本发明涉及太赫兹装置。


背景技术:

2.例如在超过毫米波的高频信号的传播中,通常使用低损失的空心波导管。生成高频的电信号的半导体芯片被收纳于波导管外所设置的空腔中,前端与插入到波导管内的传输线路连接。高频的电信号从半导体芯片经由传输线路被传输到其前端的天线,从天线作为电磁波被送出(例如,专利文献1参照)。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:日本特开2017-143347号公报。


技术实现要素:

6.发明要解决的问题
7.但是,在上述的结构中,有可能发生传输线路中的信号的衰减,相对于波导管的耦合效率降低的情况。
8.本发明的目的在于,提供能够得到效率高的耦合的太赫兹装置。
9.用于解决问题的技术手段
10.作为本发明的一个方式的太赫兹装置,其包括:太赫兹元件,其进行太赫兹带的电磁波的振荡和辐射;和波导管,其具有传送所述电磁波的传送区域,所述太赫兹元件具有彼此朝向相反侧的元件主面和元件背面,以及在所述元件主面振荡所述电磁波的振荡点和辐射所述电磁波的辐射点,所述太赫兹元件以使所述振荡点和所述辐射点配置在所述传送区域内的方式配置。
11.依据该结构,太赫兹元件的振荡点和辐射点配置在波导管的传送区域内,因此电磁波从太赫兹元件向波导管的传送区域内直接辐射,在波导管与太赫兹元件之间能够获得效率高的耦合。
12.作为本发明的一个方式的太赫兹装置,包括:波导管,其具有传送太赫兹带的电磁波的传送区域;和太赫兹元件,其进行所述电磁波的接收和检测,所述太赫兹元件具有彼此朝向相反侧的元件主面和元件背面,以及在所述元件主面接收所述电磁波的接收点和检测所述电磁波的检测点,所述太赫兹元件以使所述接收点和所述检测点配置在所述传送区域内的方式配置。
13.依据该结构,太赫兹元件的接收点和检测点配置在波导管的传送区域内,因此在波导管中传播的电磁波由太赫兹元件直接接收和检测,能够在波导管与太赫兹元件之间获得效率高的耦合。
14.发明效果
15.依据作为本发明的一个方式的太赫兹装置,在波导管和太赫兹元件中能够得到高
效率的耦合。
附图说明
16.图1是表示第一实施方式的太赫兹装置的正面截面图。
17.图2是表示第一实施方式的太赫兹装置的侧面截面图。
18.图3是表示第一实施方式的支承基板和太赫兹元件的平面图。
19.图4是图3的一部分放大平面图。
20.图5是示意性地表示主动元件及其周边的端面图。
21.图6是将主动元件的截面构造放大地表示的端面图。
22.图7是第一实施方式的太赫兹装置中的相位匹配的说明图。
23.图8是表示第二实施方式的太赫兹装置的正面截面图。
24.图9是表示第二实施方式的太赫兹装置的侧面截面图。
25.图10是表示第二实施方式的支承基板和太赫兹元件的平面图。
26.图11是第二实施方式的太赫兹装置中的相位匹配的说明图。
27.图12是表示第三实施方式的太赫兹装置的正面截面图。
28.图13是第三实施方式的太赫兹装置的一部分放大说明图。
29.图14是表示第三实施方式的太赫兹装置的侧面截面图。
30.图15是表示变形例的太赫兹装置的正面截面图。
31.图16是表示图15的太赫兹装置的侧面截面图。
32.图17是表示图15的太赫兹装置的支承基板和太赫兹元件的平面图。
33.图18是表示变形例的太赫兹装置的正面截面图。
34.图19是表示图18的太赫兹装置的侧面截面图。
35.图20是表示图18的太赫兹装置的支承基板和太赫兹元件的平面图。
36.图21是表示变形例的太赫兹装置的正面截面图。
37.图22是表示变形例的太赫兹装置的正面截面图。
38.图23是表示变形例的太赫兹装置的正面截面图。
39.图24是表示变形例的太赫兹装置的正面截面图。
40.图25是表示变形例的太赫兹装置的正面截面图。
41.图26是表示变形例的太赫兹装置的正面截面图。
42.图27是表示变形例的太赫兹装置的正面截面图。
43.图28是表示变形例的太赫兹装置的正面截面图。
44.图29是表示变形例的太赫兹装置的正面截面图。
45.图30是表示变形例的太赫兹装置的正面截面图。
46.图31是表示变形例的支承基板的平面图。
47.图32是表示变形例的支承基板的平面图。
48.图33是表示变形例的支承基板的平面图。
49.图34是表示具有变形例的支承基板的太赫兹装置的正面截面图。
具体实施方式
50.以下,关于实施方式和变形例参照附图进行说明。以下所示的实施方式和变形例是例示用于将技术思想具体化的结构和方法的例子,各构成部件的材质、形状、构造、配置、尺寸等不限于下述的内容。以下的各实施方式和变形例能够施加各种变更。另外,以下的实施方式和变形例,在技术上不存在矛盾的范围内能够相互组合来实施。
51.(第一实施方式)
52.以下,说明第一实施方式。
53.图1、图2表示第一实施方式的太赫兹装置a1。太赫兹装置a1具有波导管10、支承基板30、太赫兹元件50。
54.波导管10为传送电磁波的中空金属管。波导管10例如为方形波导管。
55.太赫兹元件50是进行太赫兹带的电磁波与电能的转换的元件。此外,所谓电磁波,是指包含光和无线电波的任意一者或者两者的概念。太赫兹元件50通过振动将被供给的电能转换为太赫兹带的电磁波。由此,太赫兹元件50辐射太赫兹带的电磁波、换言之太赫兹波。电磁波的频率例如为0.1thz~10thz。另外,太赫兹元件50接收太赫兹带的电磁波,并将该电磁波转换为电能。由此,太赫兹元件50检测出太赫兹波。
56.太赫兹元件50设置在波导管10内。本发明的太赫兹装置a1具有传送电磁波的波导管10、和与波导管10耦合的太赫兹元件50。为了说明的方便,将波导管10中的电磁波的传送方向设为第一方向z。第一方向z为波导管10具有的传送区域101延伸的方向。另外,将与第一方向z正交、且彼此正交的方向设为第二方向x和第三方向y。
57.波导管10具有天线部12、主体部14、短路部16。
58.主体部14从第一方向z看具有矩形的外形,并且形成为在中央具有贯通孔15的环状。主体部14由相对于太赫兹元件50所辐射或者接收的电磁波具有非透过性的导体材料形成。作为该材料能够使用铜(cu)、cu合金、铝(al)、al合金等的金属,或者在它们的表面实施了镀金的材料。
59.主体部14具有主面141、背面142、外侧面143、144、145、146。主面141和背面142在第一方向z上彼此朝向相反侧。外侧面143、144在第二方向x上彼此朝向相反侧。如图2所示,外侧面145、146在第三方向y上彼此朝向相反侧。主面141和背面142与各外侧面143~146正交。
60.如图1、图2所示,主体部14具有贯通孔15。贯通孔15从主体部14的主面141至背面142贯通主体部14。贯通孔15由内侧面151、152、153、154规定。内侧面151、152在第二方向x上彼此相对。如图2所示,内侧面153、154在第三方向y上彼此相对。该贯通孔15作为传送电磁波的传送区域101发挥功能。因此,在以下的说明中,将贯通孔15作为传送区域101进行说明。即,传送区域101由主体部14的内侧面151~154规定。如图3、图14所示,本实施方式的传送区域101从第一方向z看为长方形形状。即,本实施方式的波导管10为方形波导管。
61.如图1、图2所示,第二方向x上的传送区域101的尺寸a和第三方向y上的传送区域101的尺寸b,即内侧面151、152间的距离和内侧面153、154间的距离,由波导管10的模式规定。在本实施方式中,第二方向x上的传送区域101的尺寸a比第三方向y上的传送区域101的尺寸距离b大。即,本实施方式的传送区域101是以第二方向x作为长边方向、第三方向y作为短边方向的长方形形状。波导管10的模式例如为te10模式。此外,波导管10的模式能够适当
变更。
62.主体部14具有槽部147。槽部147以从主体部14的背面142向主面141凹陷的方式形成。槽部147从主体部14的外侧面143延伸至内侧面151。槽部147以从第二方向x看例如具有半圆状的截面的方式形成。槽部147以沿着在后述的支承基板30设置的供电用线路31的主导体311延伸并且包围主导体311的方式形成。因此,主体部14相对于主导体311为非接触。此外,槽部147只要是主导体311相对于主体部14为非接触即可,其截面形状能够变更为四边形形状、三角形形状等的任意的形状。
63.短路部16安装在主体部14的背面142。短路部16由相对于太赫兹元件50所辐射或者接收的电磁波具有非透过性的导体材料形成。作为该材料,能够使用cu、cu合金、al、al合金等的金属,或者对它们的表面实施了镀金的材料。
64.短路部16形成为长方体状。短路部16具有主面161、背面162、外侧面163、164、165、166。主面161与背面162在第一方向z上彼此朝向相反侧。外侧面163、164在第二方向x上彼此朝向相反侧。如图2所示,外侧面165、166在第三方向y上彼此朝向相反侧。
65.短路部16的主面161与主体部14的背面142相对,安装在背面142。短路部16例如通过具有导电性的接合材料、凸缘等与主体部14连接。另外,短路部16也可以作为与主体部14彼此连接的一体物而形成。
66.该短路部16封闭贯通主体部14的传送区域101的一方。由此,波导管10作为一方开口且另一方被短路的波导管路而具有传送区域101。
67.如图1、图2所示,短路部16具有与支承基板30对应的基板收纳凹部167。如图1所示,基板收纳凹部167沿着第二方向x从短路部16的外侧面163延伸至外侧面164。另外,支承基板30的第二方向x的尺寸与短路部16的第二方向x的尺寸相同,但支承基板30只要在波导管10的传送区域101内能够配置太赫兹元件50的振荡点p1和辐射点p2,支承基板30的第二方向x的尺寸就能够适当变更。并且,短路部16的基板收纳凹部167以收纳支承基板30的方式,从外侧面163向外侧面164仅延长支承基板30的尺寸即可。
68.如图2所示,基板收纳凹部167由壁面167a、167b和底面167c规定。如图2所示,壁面167a、167b在第三方向y上彼此相对。底面167c在第一方向z上朝向主体部14一侧。此外,基板收纳凹部167也可以设置在主体部14。
69.如图1、图2所示,短路部16具有背面短路(backshort)部17。背面短路部17是由形成在短路部16的内侧面171、172、173、174和底面175规定的凹部。内侧面171、172在第二方向x上彼此相对。如图2所示,内侧面173、174在第三方向y上彼此相对。底面175在第一方向z上朝向主体部14一侧。在第一实施方式中,从第一方向z看,背面短路部17的各内侧面171~174与规定主体部14的传送区域101的内侧面151~154处于相同位置。即,从第一方向z看,背面短路部17与传送区域101为相同大小。
70.如图1、图2所示,天线部12相对于主体部14设置在短路部16的相反侧。天线部12由相对于太赫兹元件50所辐射的电磁波具有非透过性的导体材料形成。作为该材料,能够使用cu、cu合金、al、al合金等的金属,或者在它们的表面实施了镀金的材料。
71.天线部12具有主面121、背面122、外侧面123、124、125、126。主面121和背面122在第一方向z上彼此朝向相反侧。外侧面123、124在第二方向x上彼此朝向相反侧。如图2所示,外侧面125、126在第三方向y上彼此朝向相反侧。主面121和背面122与各外侧面123~126正
交。
72.天线部12具有从主面121至背面122贯通的贯通孔13。贯通孔13由内侧面131、132、133、134规定。内侧面131、132朝向第二方向x,内侧面133、134朝向第三方向y。
73.天线部12的背面122与主体部14的主面141相对,并且与主面141连接。天线部12与主体部14通过例如具有导电性的接合材,经由分别具有的凸缘部彼此连接。此外,天线部12和主体部14也可以作为彼此连接的一体物而形成。
74.天线部12的背面122中的贯通孔13的开口径,与主体部14的主面141中的传送区域101的开口径相等。规定贯通孔13的内侧面131、132以随着从天线部12的背面122向主面121去而彼此的间隔变大的方式倾斜。如图2所示,规定贯通孔13的内侧面133、134以随着从天线部12的背面122向主面121去而彼此的间隔变大的方式倾斜。该天线部12作为喇叭形天线而发挥功能。此外,天线部12也可以省略。
75.如图1、图2所示,支承基板30配置在主体部14与短路部16之间。如图2所示,在本实施方式中,支承基板30配置在短路部16的基板收纳凹部167中。
76.支承基板30由使太赫兹元件50所辐射的电磁波或者太赫兹元件50所接收的电磁波透过的材料形成。在本实施方式中,支承基板30由电介质形成。作为电介质,例如能够使用石英玻璃等的玻璃、蓝宝石、环氧树脂等的合成树脂、si(硅)等的单晶的本征半导体,在本实施方式中能够使用石英玻璃。
77.如图1、图2所示,支承基板30具有基板主面301、基板背面302、基板侧面303、304、305、306。
78.基板主面301和基板背面302在第一方向z上彼此朝向相反侧。基板侧面303、304在第二方向x上彼此朝向相反侧。如图2所示,基板侧面305、306在第三方向y上彼此朝向相反侧。支承基板30以基板主面301朝向主体部14一侧,基板侧面305、306和基板背面302与短路部16的基板收纳凹部167的壁面167a、167b和底面167c相接触、或者隔着接合材等的中间层相对的状态安装在短路部16。即,支承基板30以将基板主面301和基板背面302与波导管10的中心轴102正交的方式安装在波导管10。中心轴102从第一方向z看为波导管10的主体部14所具有的传送区域101的中心。
79.支承基板30具有作为连接于太赫兹元件50的传输线路的供电用线路31。本实施方式的供电用线路31为共面线路。此外,作为供电用线路31也能够采用微带线路、条形线路、槽形线路等。
80.如图3所示,本实施方式的供电用线路31具有在支承基板30的基板主面形成的主导体311、接地导体312、313。主导体311在第二方向x上延伸。接地导体312、313设置在主导体311的两侧。主导体311和接地导体312、313例如由cu形成。主导体311与配置在支承基板30的基板侧面303的连接器32的芯线连接。连接器32是能够传递高频信号的器件,例如为sma连接器。连接器32的壳体与波导管10的主体部14连接。接地导体312、313与波导管10的主体部14的背面142接触,并且与主体部14电连接。
81.如图1和图2所示,太赫兹元件50从第一方向z看为矩形的板状。太赫兹元件50从第一方向z看为例如正方形形状。此外,太赫兹元件50的形状不限于矩形形状,也可以为圆形形状、椭圆形形状、或者多边形形状。
82.太赫兹元件50具有元件主面501、元件背面502、元件侧面503、504、505、506。元件
transistor)。
93.说明用于实现主动元件52的一例。
94.在元件基板51上形成有半导体层61a。半导体层61a例如由gainas形成。在半导体层61a高浓度地掺杂有n型杂质。
95.在半导体层61a上层叠有gainas层62a。在gainas层62a中掺杂有n型杂质。例如gainas层62a的杂质浓度比半导体层61a的杂质浓度低。
96.在gainas层62a上层叠有gainas层63a。在gainas层63a中没有掺杂杂质。
97.在gainas层63a上层叠有alas层64a,在alas层64a上层叠有ingaas层65,在ingaas层65上层叠有alas层64b。由这些alas层64a、ingaas层65和alas层64b构成谐振隧道部。
98.在alas层64b上层叠有没有掺杂杂质的gainas层63b。在gainas层63b上层叠有掺杂了n型杂质的gainas层62b。在gainas层62b上层叠有gainas层61b。在gainas层61b高浓度地掺杂有n型杂质。例如gainas层61b的杂质浓度比gainas层62b的杂质浓度高。
99.此外,主动元件52的具体的结构,只要是能够产生电磁波(或者检测及其两者)的结构,就可以是任意的。换言之,主动元件52可以说只要是对于太赫兹带的电磁波进行振荡和检测的至少一者的元件即可。
100.如图5所示,太赫兹元件50具有进行电磁波的振荡的振荡点p1。振荡点p1形成在元件主面501。具有振荡点p1的元件主面501也可以说是能动面。另外,振荡点p1也可以说是设置主动元件52的位置。
101.本实施方式的辐射点p2(天线55)配置在元件主面501的中心。但是,辐射点p2的位置、换言之相对元件主面501的天线55的位置,不限于元件主面501的中心,而是任意的。另外,振荡点p1(主动元件52)不限于与辐射点p2相同位置,而是任意的。
102.如图3、图4所示,第一导电体层53和第二导电体层54分别形成在元件主面501上。第一导电体层53和第二导电体层54相互绝缘。第一导电体层53和第二导电体层54分别具有金属的层叠构造。第一导电体层53和第二导电体层54各自的层叠构造,例如是层叠有au(金)、pd(钯)和ti(钛)的构造。或者,第一导电体层53和第二导电体层54各自的层叠构造是层叠有au和ti的构造。第一导电体层53和第二导电体层54均利用真空蒸镀法或者溅射法等形成。
103.如图4所示,第一导电体层53包括第一导电部531、第一连接部532、第一焊盘电极533。第二导电体层54包括第二导电部541、第二连接部542、第二焊盘电极543。
104.第一导电部531和第二导电部541,在与太赫兹元件50的元件侧面505、506正交的方向(第三方向y)上从主动元件52向彼此相反方向延伸。即,第一导电部531和第二导电部541与太赫兹元件50的元件侧面503、504平行。如图3、图4所示,从第一方向z看的传送区域101的形状为长方形形状。在本实施方式中,在配置于传送区域101内的太赫兹元件50中,第一导电部531和第二导电部541沿着传送区域101的短边方向延伸。
105.第一导电部531和第二导电部541作为天线55发挥功能。太赫兹元件50通过作为第一导电体层53的一部分的第一导电部531和作为第二导电体层54的一部分的第二导电部541,在元件主面501一侧具有集成的天线55。即,太赫兹元件50具有:进行太赫兹带的频率的电磁波的振荡及检测的主动元件52;和具有与元件主面501垂直的方向的辐射图案并且进行电磁波的辐射及接收的天线55。
106.天线55例如为偶极天线。从第一导电部531的前端至第二导电部541的前端的长度即天线的长度,为太赫兹元件50所辐射的电磁波的1/2波长(λ/2)。此外,天线不限于偶极天线,也可以是蝶形天线、槽形天线、片式天线、环形天线等的其他天线。天线的长度可以根据天线的构成而变更。
107.第一连接部532在第二方向x上延伸,连接第一导电部531与第一焊盘电极533。第二连接部542在第二方向x上延伸,连接第二导电部541与第二焊盘电极543。第一焊盘电极533与第二焊盘电极543在第三方向y上彼此离开地配置,彼此绝缘。
108.另外,本实施方式的太赫兹元件50具有mim(metal insulator metal)反射器56。mim反射器56具有由金属/绝缘体/金属构成的层叠构造。例如,mim反射器56通过由第一焊盘电极533的一部分和第二焊盘电极543的一部分在太赫兹元件50的厚度方向上夹入绝缘体而构成。绝缘体例如能够使用sio2膜、si3n4膜、sion膜、hfo2膜、al2o3膜等。
109.mim反射器56是使第一导电体层53与第二导电体层54高频地短路的部件。mim反射器56能够使高频的电磁波反射。mim反射器56作为低通滤波器而发挥功能。但是,mim反射器56不是必须的,也可以省略mim反射器56。
110.如图5、图6所示,在本实施方式中,相对于主动元件52在第三方向y的两侧配置有第一导电部531和第二导电部541。第一导电部531具有相对于主动元件52在第一方向z上重叠的第一连接区域531a。第一连接区域531a位于gainas层61b上,与gainas层61b接触。
111.如图5所示,半导体层61a比gainas层62a等的其他层更向第二导电体层54在第二方向x上延伸。如图5、图6所示,第二导电部541具有在半导体层61a之中没有层叠gainas层62a等的部分所层叠的第二连接区域541a。由此,主动元件52与第一导电部531和第二导电部541导通。此外,第二连接区域541a与gainas层62a等的其他层在第二方向x上离开。
112.虽然省略了图示,但与图6不同,高浓度地掺杂有n型杂质的gainas层也可以存在于gainas层61b与第一连接区域531a之间。由此,第一导电部531与gainas层61b的接触能够变得良好。
113.如图3、图4所示,第一焊盘电极533通过导线71与支承基板30的主导体311电连接。另外,第二焊盘电极543通过导线72与支承基板30的接地导体312电连接。导线71、72例如由金(au)构成。此外,第一焊盘电极533连接于接地导体313,第二焊盘电极543也可以连接于主导体311。导线71、72可以有多个。另外,导线71的个数与导线72的个数也可以不同。
114.图4表示波导管10的传送区域101与太赫兹元件50的关系。
115.将太赫兹元件50的第二方向x上的尺寸设为x0,第三方向y上的尺寸设为y0。这些尺寸x0和尺寸y0基于电介质共振器天线来设定。
116.在本实施方式中,辐射点p2设定在太赫兹元件50的中心。将从辐射点p2至元件侧面504的距离设为x1时,该距离x1为元件尺寸x0的1/2。该距离x1(=x0/2)为(λ1/2)+((λ1/2)
×
n(n为0以上的整数:n=0、1、2、3、
……
))即可。λ1为在太赫兹元件50的内部(元件基板51)传播的电磁波的有效的波长。太赫兹元件50(元件基板51)的折射率为n1,c为光速,fc为电磁波的中心频率时,λ1为(1/n1)
×
(c/fc)。同样地,设从辐射点p2至元件侧面506的距离为y1,则该距离y1为元件尺寸y0的1/2。该y1(=y0/2)为(λ1/2)+((λ1/2)
×
n(n为0以上的整数:n=0、1、2、3、
……
))即可。像这样,通过设定距离x1、y1即元件尺寸x0、y0,从天线55辐射的电磁波在各元件侧面503~506进行自由端反射。由此,太赫兹元件50自身作为太赫兹装
置a1中的共振器(1次共振器)而设计。
117.此外,从辐射点p2至各元件侧面503~506的距离如果分别是通过上述计算式计算出的值,则也可以是按每一个元件侧面503~506不同的值。例如,在图4中,从辐射点p2至元件侧面503的距离与从辐射点p2至元件侧面504的距离也可以不同。同样地,从辐射点p2至元件侧面505的距离与从辐射点p2至元件侧面506的距离也可以不同。
118.在波导管10中的传送区域101中,设第二方向x上的尺寸为长边尺寸a,第三方向y上的尺寸为短边尺寸b。这些长边尺寸a与短边尺寸b根据波导管的规格而设定。
119.并且,在本实施方式中,太赫兹元件50以从波导管10的开口侧(图1中上侧)看,使太赫兹元件50的辐射点p2位于波导管10的传送区域101的中心的方式配置。因此,太赫兹元件50在第二方向x上,将传送区域101配置在从规定的内侧面152至辐射点p2的距离xc为a/2的位置。另外,太赫兹元件50在第三方向y上,将传送区域101配置在从规定的内侧面154至辐射点p2的距离yc为b/2的位置。
120.太赫兹元件50、支承基板30、背面短路部17的第一方向z的尺寸(厚度),例如可以根据太赫兹元件50辐射的电磁波的频率(波长)而设定。并且,太赫兹元件50、支承基板30、背面短路部17的第一方向z的尺寸(厚度),例如可以以在各自中使相位一致的方式设定。
121.图7的箭头表示在太赫兹装置a1中的电磁波的传播(光路)。在太赫兹元件50的元件主面501中,搭载如图5、图6所示的主动元件52,将该主动元件52作为振荡点p1振荡太赫兹波,将天线55作为辐射点p2辐射电磁波。在图1中,太赫兹元件50向与元件主面501正交的方向即朝向主体部14的开口的方向和朝向短路部16的方向辐射电磁波。
122.如图7所示,从太赫兹元件50的元件背面502侧辐射的电磁波,如在图7中由粗箭头所示,通过太赫兹元件50、支承基板30、背面短路部17,在背面短路部17的底面175反射。该反射的电磁波通过背面短路部17、支承基板30、太赫兹元件50,并从太赫兹元件50的元件主面501向波导管10的主体部14的内部辐射。
123.太赫兹元件50由inp等构成。支承基板30由石英等构成。背面短路部17为空间,电磁波在空气中传播。
124.在太赫兹元件50中,使太赫兹元件50中的光路长为2π的整数倍。在支承基板30中,使支承基板30中的光路长为2π的整数倍。在支承基板30与背面短路部17的界面,电磁波进行自由端反射。在背面短路部17中,由于在底面175电磁波进行固定端反射,所以相位偏移。因此,在背面短路部17中,考虑由于反射导致的相位的偏移量(π),通过使光路长为π的奇数倍,相位对齐。
125.基于上述内容,太赫兹元件50的厚度d1为(λ1/2)
×
m(m为1以上的整数:m=1、2、3、
……
)即可。λ1为在太赫兹元件50的内部传播的电磁波的有效波长。设太赫兹元件50(元件基板51)的折射率为n1,c为光速,fc为电磁波的中心频率时,λ1由(1/n1)
×
(c/fc)表示。在太赫兹元件50与支承基板30的界面中,电磁波进行自由端反射。通过像这样设定太赫兹元件50的厚度d1,能够使相位对齐。
126.支承基板30的厚度d2为(λ2/2)
×
m(m为1以上的整数:m=1、2、3、
……
)即可。λ2为在支承基板30的内部传播的电磁波的有效波长。设支承基板30的折射率为n2,c为光速,fc为电磁波的中心频率时,λ2由(1/n2)
×
(c/fc)表示。在支承基板30与背面短路部17的空间的界面中,电磁波进行自由端反射。通过像这样设定支承基板30的厚度d2,能够使相位对
齐。
127.背面短路部17的厚度d3为(λ/4)+(λ/2)
×
m(m为0以上的整数:m=0、1、2、
……
)即可。λ为太赫兹元件50辐射的电磁波的波长。通过像这样设定太赫兹元件50的厚度d1、支承基板30的厚度d2、背面短路部17的厚度d3,能够使相位对齐。
128.(作用)
129.接着,说明上述的太赫兹装置a1的作用。
130.本实施方式的太赫兹装置a1,太赫兹元件50的振荡点p1和辐射点p2位于波导管10的传送区域101内。因此,与从配置在传送区域外的振荡元件通过传输线路向配置在传送区域内的天线传送高频信号产生电磁波的结构相比,能够降低损失。即,本实施方式的太赫兹装置a1能够在太赫兹元件50与波导管10之间获得效率高的耦合。
131.太赫兹元件50具有元件主面501和元件背面502,具有向与元件主面501和元件背面502垂直的方向辐射电磁波的辐射图案。太赫兹元件50搭载在支承基板30的基板主面301。支承基板30根据太赫兹元件50的辐射图案,以使太赫兹元件50中的电磁波的辐射方向与波导管10的中心轴102平行的方式安装在波导管10。因此,能够相对于波导管10高效地耦合太赫兹元件50。
132.波导管10配置在太赫兹元件50的元件背面502一侧的短路部16。短路部16具有从主面161向背面162凹陷的背面短路部17。从太赫兹元件50的元件背面502辐射的电磁波由背面短路部17的底面175反射,并向波导管10的传送区域101辐射。由此,能够提高从太赫兹装置a1辐射的电磁波的输出。因此,能够实现太赫兹装置a1的增益的提高。
133.太赫兹元件50的厚度d1、支承基板30的厚度d2、背面短路部17的厚度d3,考虑基于电磁波的光路长产生的相位而设定。因此,能够使向传送区域101辐射的电磁波的相位对齐,能够相对于波导管10高效地耦合太赫兹元件50。
134.太赫兹元件50具有产生电磁波的主动元件52和连接于主动元件52的天线55。天线55由从主动元件52彼此向相反方向延伸的第一导电部531和第二导电部541构成。波导管10的传送区域101根据波导管10的模式(例如te10模式)形成。太赫兹元件50以使天线55延伸的方向成为传送区域101的短边方向的方式配置。因此,通过将天线55的极化方向与波导管10的模式相匹配地配置太赫兹元件50,从而能够获得效率高的耦合。
135.如以上所述,依据本实施方式,能够获得以下的效果。
136.(1-1)太赫兹装置a1包括:进行太赫兹带的电磁波的振荡和辐射的太赫兹元件50;和具有传送电磁波的传送区域101的波导管10。太赫兹元件50包括:彼此朝向相反侧的元件主面501和元件背面502;以及在元件主面501振荡电磁波的振荡点p1和辐射电磁波的辐射点p2。太赫兹元件50以使振荡点p1和辐射点p2配置在传送区域101内的方式配置。因此,本实施方式的太赫兹装置a1能够在太赫兹元件50与波导管10之间获得高效率的耦合。
137.(1-2)太赫兹元件50具有元件主面501和元件背面502,并具有向与元件主面501和元件背面502垂直的方向辐射电磁波的辐射图案。太赫兹元件50搭载在支承基板30的基板主面301。支承基板30根据太赫兹元件50的辐射图案,以使太赫兹元件50中的电磁波的辐射方向与波导管10的中心轴102平行的方式安装在波导管10。因此,能够相对于波导管10高效地耦合太赫兹元件50。
138.(1-3)波导管10具有在太赫兹元件50的元件背面502侧配置的短路部16。短路部16
具有从主面161向背面162凹陷的背面短路部17。从太赫兹元件50的元件背面502辐射的电磁波由背面短路部17的底面175反射,并向波导管10的传送区域101辐射。由此,能够提高从太赫兹装置a1辐射的电磁波的输出。因此,能够实现太赫兹装置a1的增益的提高。
139.(1-4)太赫兹元件50的厚度d1、支承基板30的厚度d2、背面短路部17的厚度d3,考虑基于电磁波的光路长产生的相位而设定。因此,能够使向传送区域101辐射的电磁波的相位对齐,能够相对于波导管10高效地耦合太赫兹元件50。
140.(1-5)太赫兹元件50具有产生电磁波的主动元件52和连接于主动元件52的天线55。天线55由从主动元件52彼此向相反方向延伸的第一导电部531和第二导电部541构成。波导管10的传送区域101根据波导管10的模式(例如te10模式)而形成。太赫兹元件50以使天线55延伸的方向成为传送区域101的短边方向的方式配置。因此,通过使天线55的极化方向与波导管10的模式相匹配地配置太赫兹元件50,能够获得效率高的耦合。
141.(第二实施方式)
142.以下,说明第二实施方式。
143.此外,在该实施方式中,关于与上述实施方式相同的构成部件,标注相同的附图标记而省略其说明的一部分或者全部。
144.如图8~图10所示,在本实施方式的太赫兹装置a2中,太赫兹元件50搭载在支承基板30的基板背面302。
145.支承基板30具有彼此朝向相反侧的基板主面301和基板背面302、以及与基板主面301和基板背面302交叉的基板侧面303~306。在基板背面302形成有供电用线路31。
146.波导管10具有天线部12、主体部14、短路部16。主体部14具有与支承基板30对应的基板收纳凹部148。基板收纳凹部148以从主体部14的背面142向主面141凹陷的方式形成。如图8、图9所示,基板收纳凹部148沿着第二方向x从主体部14的外侧面143延伸至外侧面144。此外,支承基板30的第二方向x的尺寸形成为与主体部14的第二方向x的尺寸相同,支承基板30只要在波导管10的传送区域101内能够配置太赫兹元件50的振荡点p1和辐射点p2即可,支承基板30的第二方向x的尺寸能够适当变更。并且,主体部14的基板收纳凹部148以能够收纳支承基板30的方式,从外侧面143向外侧面144仅延伸支承基板30的尺寸即可。
147.如图9所示,基板收纳凹部148由壁面148a、148b和底面148c规定。如图9所示,壁面148a、148b在第三方向y上彼此相对。底面148c在第一方向z上朝向短路部16侧。此外,基板收纳凹部148也可以设置在短路部16。
148.如图8、图9所示,短路部16具有槽部168。槽部168以从短路部16的主面161向背面162凹陷的方式形成。槽部168从短路部16的外侧面163延伸至背面短路部17的内侧面171。槽部168如图9所示,以从第二方向x看具有例如半圆状的截面的方式形成。槽部168沿着支承基板30的主导体311延伸,以包围主导体311的方式形成。因此,短路部16相对于主导体311为非接触。此外,槽部168只要主导体311相对于短路部16为非接触即可,其截面形状能够变更为四边形形状、三角形形状等的任意的形状。
149.在本实施方式中,太赫兹元件50、支承基板30、背面短路部17的第一方向z的尺寸(厚度),例如根据太赫兹元件50辐射的电磁波的频率(波长)来设定即可。并且,支承基板30的尺寸(厚度)根据支承基板30与太赫兹元件50的排列关系来设定即可。太赫兹元件50和背面短路部17的尺寸(厚度),例如以在各自中使相位对齐的方式设定即可。
150.图11中的箭头表示在本实施方式的太赫兹装置a2中的电磁波的传播(光路)。从太赫兹元件50的元件背面502辐射的电磁波通过支承基板30,向波导管10的主体部14的内部辐射。另外,从太赫兹元件50的元件主面501辐射的电磁波由背面短路部17的底面175反射,通过太赫兹元件50和支承基板30,向主体部14的内部辐射。
151.因此,对于支承基板30,在材料和尺寸(厚度)上能够适用防反射膜(ar coating:增透膜)的想法。将支承基板30作为防反射膜的情况下,支承基板30的厚度d2为(λ2/4)+(λ2/2)
×
m(m为0以上的整数:m=0、1、2、
……
)即可。λ2为在支承基板30的内部传播的电磁波的有效波长。设支承基板30的折射率为n2,c为光速,fc为电磁波的中心频率时,λ2由(1/n2)
×
(c/fc)表示。支承基板30的材料,基于空气的折射率n0和太赫兹元件50的折射率n1,使用由n2=√(n0
×
n1)表示的折射率n2、或者接近该值的折射率的材料即可。例如,石英玻璃的折射率为1.45,能够作为支承基板30使用。
152.太赫兹元件50的厚度d1为(λ1/2)
×
m(m为1以上的整数:m=1、2、3、
……
)即可。λ1为在太赫兹元件50的内部传播的电磁波的有效波长。设太赫兹元件50(元件基板51)的折射率为n1,c为光速,fc为电磁波的中心频率时,λ1由(1/n1)
×
(c/fc)表示。在太赫兹元件50与支承基板30的界面中,电磁波进行自由端反射。通过像这样设定太赫兹元件50的厚度d1,能够使相位对齐。
153.背面短路部17的厚度d3为(λ/4)+(λ/2)
×
m(m为0以上的整数:m=0、1、2、
……
)即可。λ为太赫兹元件50所辐射的电磁波的波长。通过像这样设定太赫兹元件50的厚度d1、支承基板30的厚度d2、背面短路部17的厚度d3,能够使相位对齐。
154.如以上所述,依据本实施方式,在第一实施方式的效果的基础上,还能够起到以下的效果。
155.(2-1)太赫兹元件50搭载在支承基板30的基板背面302。支承基板30以使基板主面301朝向主体部14的开口的方式固定在主体部14与短路部16之间。因此,太赫兹元件50被收纳在形成于短路部16的背面短路部17中,该背面短路部17由支承基板30封闭。因此,即使异物经由波导管10的天线部12侵入到主体部14的传送区域101内,也能够抑制由于该异物导致的对太赫兹元件50或导线71、72的影响。
156.(第三实施方式)
157.以下,说明第三实施方式。
158.此外,在该实施方式中,关于与上述实施方式相同的构成部件,标注相同的附图标记而省略其说明的一部分或者全部。
159.图12~图14表示第三实施方式的太赫兹装置a3。太赫兹装置a3具有波导管10a、支承基板30a、太赫兹元件50a。
160.波导管10a具有天线部12、主体部14a、短路部16a。
161.如图12、图13所示,支承基板30a具有基板主面301、基板背面302、基板侧面303、304、305、306。
162.基板主面301与基板背面302在第二方向x上彼此朝向相反侧。基板侧面303、304在第一方向z上彼此朝向相反侧,基板侧面305、306在第三方向y上彼此朝向相反侧。即,支承基板30a以使基板主面301和基板背面302与波导管10a的中心轴102平行的方式安装在波导管10a。
163.例如,波导管10a的主体部14a具有划分传送区域101的内侧面151、152、153、154。并且,波导管10a的主体部14a具有形成内侧面152的第一壁部件14a1和形成内侧面151、153、154的第二壁部件14a2。第一壁部件14a1形成为板状,支承基板30a的基板背面302在与该第一壁部件14a1接触或者隔着接合材等的中间层相对的状态下,安装在第一壁部件14a1。在第二壁部件14a2形成有与支承基板30a对应的基板收纳凹部149。以由第一壁部件14a1和第二壁部件14a2夹着支承基板30a的方式对支承基板30a进行支承。
164.太赫兹元件50a搭载在支承基板30a,配置于主体部14a内。
165.在本实施方式中,太赫兹元件50a具有元件主面501、元件背面502、元件侧面503~506。太赫兹元件50a在元件主面501的中心具有辐射点p2和振荡点p1。并且,本实施方式的太赫兹元件50a具有向与元件主面501平行的方向辐射电磁波的辐射图案。本实施方式的太赫兹元件50a以使与元件侧面503、504正交的方向为电磁波的辐射方向的方式构成。
166.太赫兹元件50a搭载在支承基板30a的基板主面301。如图12所示,太赫兹元件50a安装在支承基板30a的基板侧面304侧的端部。在本实施方式中,太赫兹元件50a的元件侧面504与支承基板30a的基板侧面304成同一平面。支承基板30a以使搭载在基板主面301的太赫兹元件50a中的辐射方向与波导管10a的中心轴102平行的方式,安装在波导管10a。
167.如图14所示,太赫兹元件50a具有元件基板51、主动元件52、第一导电体层53、第二导电体层54。第一导电体层53和第二导电体层54分别形成在元件主面501上。第一导电体层53和第二导电体层54彼此绝缘。
168.第一导电体层53包括第一导电部534、第一焊盘电极533。第二导电体层54包括第二导电部544、第二焊盘电极543。
169.第一导电部534和第二导电部544,沿着与太赫兹元件50a的元件侧面503、504正交的方向(第一方向z)延伸,并且在与元件侧面505、506正交的方向(第三方向y)上彼此离开。并且,第一导电部534和第二导电部544以在与元件侧面504平行的方向(第三方向y)上的彼此的间隔随着去往元件侧面504而变大的方式形成。即,第一导电部534和第二导电部544在它们之间形成随着去往元件侧面504而宽度变宽的锥形形状的槽。这些第一导电部534和第二导电部544作为天线55a发挥功能。天线55a例如为渐变槽线天线。该天线55a使在太赫兹元件50a中产生的电磁波,向与太赫兹元件50a的元件主面501平行的方向辐射,即相对于太赫兹元件50a向横方向辐射电磁波。此外,天线55a不限于渐变槽线天线,也可以是八木-宇田天线、偶极天线、蝶形天线、片式天线或者环形天线等的其他天线。
170.如以上所记载,依据本实施方式能够起到以下的效果。
171.(3-1)起到与第一实施方式的(1-1)同样的效果。
172.(3-2)太赫兹元件50a具有向与元件侧面503、504垂直的方向辐射电磁波的辐射图案。太赫兹元件50a搭载在支承基板30a的基板主面301。支承基板30a根据太赫兹元件50a的辐射图案,以使太赫兹元件50a中的电磁波的辐射方向与波导管10a的中心轴102平行的方式安装在波导管10a。因此,能够相对于波导管10a高效地耦合太赫兹元件50a。
173.(变形例)
174.上述各实施方式能够按以下所述方式变更。以下的各变形例在技术上不存在矛盾的范围内能够相互结合地实施。
175.·
第一实施方式中,在太赫兹装置a1中,短路部16的背面短路部17的底面175,作
为配置在太赫兹元件50的元件背面502侧的反射部而发挥功能。反射部的结构、位置也可以适当地变更。
176.图15~图17中所示的太赫兹装置a11,在太赫兹元件50被安装在基板主面301的支承基板30的基板背面302,形成有作为反射部的反射膜33。反射膜33例如由cu形成。如图16所示,反射膜33例如通过贯通支承基板30的贯通电极331,与基板主面301的接地导体312、313电连接。此外,贯通电极331也可以省略。
177.作为反射部,也可以使用短路部16的表面进行电磁波反射。即,在第一实施方式的短路部16中,通过省略背面短路部17,形成为由短路部16的基板收纳凹部167的底面167c反射电磁波的结构。在形成像这样反射电磁波的结构的情况下,在支承基板30的基板背面302与反射膜33的界面或者短路部16的底面167c,电磁波进行固定端反射,因此相位偏移π。由此,支承基板30的厚度d2,考虑由电磁波的频率(波长)和反射部产生的相位的偏移,设为(λ2/4)+(λ2/2)
×
m(m为0以上的整数,m=0、1、2、
……
)即可。
178.图18~图20中所示的太赫兹装置a12,在支承基板30的基板主面301,形成有作为反射部的反射膜34。反射膜34例如由cu形成。如图20所示,反射膜34与接地导体312、313连接,且连续地形成。在该情况下,通过反射膜34,电磁波进行固定端反射,因此相位偏移π。由此,在太赫兹元件50内的电磁波的波长为λ1时,太赫兹元件50的第一方向z的尺寸(厚度d1)设为(λ1/4)+(λ1/2)
×
m(m为0以上的整数,m=0、1、2、
……
)即可。
179.此外,作为反射部的反射膜34例如也可以形成在太赫兹元件50。例如,在元件基板51中,在与配置有主动元件52的元件主面501相反侧的元件背面502形成有反射膜。反射膜例如由au/ti、au/pd/ti等构成。另外,在支承基板30的基板主面301和太赫兹元件50的元件背面502也可以形成反射膜。
180.·
图21中所示的太赫兹装置a13中,太赫兹元件50埋入在支承基板30的元件收纳凹部35中。在图21所示的变形例中,支承基板30的基板主面301和太赫兹元件50的元件主面501成同一平面。依据该结构,连接太赫兹元件50与支承基板30的导线71、72变短,能够更高速地进行信号传送。
181.另外,图22中所示的太赫兹装置a14,太赫兹元件50的一部分埋入在支承基板30的元件收纳凹部35中。依据该结构,导线71、72的长度变短,能够高速地进行信号传送。另外,能够将埋入在支承基板30中的元件收纳凹部35的底面与基板背面302之间的厚度根据电磁波的频率(波长)来设定,即根据元件收纳凹部35的深度使电磁波的相位对齐。
182.·
图23所示的太赫兹装置a15,太赫兹元件50利用凸块74被倒装芯片安装在支承基板30。依据该结构,能够更高速地进行信号传送。另外,能够降低由连接太赫兹元件50与支承基板30的导线引起的对波导管10内的传播模式的影响。
183.·
图24所示的太赫兹装置a16,在短路部16的背面短路部17中填充有电介质18。通过变更填充在背面短路部17中的电介质18的种类(材质、构成比),利用该填充的电介质18的介电常数,不变更背面短路部17的厚度d3,就能够调整阻抗。
184.·
图25所示的太赫兹装置a17中,短路部16的背面短路部17的形状被变更。该短路部16在背面短路部17的深度方向(第一方向z)的中途具有遮蔽部191、192。遮蔽部191、192例如在第二方向x上彼此离开地设置,形成缝隙193。利用缝隙193的宽度、位置能够设定阻抗。
185.·
图26中所示的太赫兹装置a18,具有与波导管10的传送区域101相比元件主面501较大的太赫兹元件50。在该太赫兹装置a18中,波导管10的主体部14具有比太赫兹元件50大的元件收纳部155。利用这样的元件收纳部155,能够将各种大小的太赫兹元件50内置在波导管10中,能够提供具有各种太赫兹元件50的太赫兹装置a18。
186.如图27所示的太赫兹装置a19,通过使元件收纳部156的形状,以随着去往传送区域101而宽度逐渐变窄的四棱锥台状的方式形成为锥形形状,能够抑制不匹配等。
187.·
图28所示的太赫兹装置a20,与第三实施方式的太赫兹装置a3相比,变更了支承基板30a的厚度d2。波导管10a在第一壁部件14a1具有收纳支承基板30a的一部分的凹部14b。此外,在图28中,省略了图12所示的短路部16a。在第二方向x上的凹部14b的深度d5,基于支承基板30a的厚度d2、太赫兹元件50的厚度d1、传送区域101的尺寸a,以使太赫兹元件50的元件主面501的辐射点p2与传送区域101的中心轴102一致的方式设定为d5=d1+d2-(a/2)。
188.·
图29中所示的太赫兹装置a21,能够调整短路部16的背面短路部17的形状。太赫兹装置a21具有调整部件s1。调整部件s1例如为螺纹件。在图29中,在短路部16中,在背面短路部17的底面175与背面162之间贯通地形成有螺纹孔16r,使调整部件s1的前端s1a以位于背面短路部17内的方式螺入该螺纹孔16r中。通过变更调整部件s1的前端s1a的位置即调整部件s1的插入状态,能够调整背面短路部17的形状。由此,能够调整阻抗。
189.·
图30中所示的太赫兹装置a22具有多个(图30中为3个)太赫兹元件50。在波导管10b的传送区域中设置有与3个太赫兹元件50分别对应的3个主体部14。各太赫兹元件50分别搭载在对应的支承基板30。各支承基板30被3个主体部14和1个短路部16之中的对应的2个夹着。在该太赫兹装置a22中,太赫兹元件50的配置间隔la为电磁波的波长λ的整数倍(mλ、m为1以上的整数:m=1、2、3、
……
)即可。像这样通过配置多个太赫兹元件50,能够增强太赫兹元件50间的耦合效率,能够获得高增益。
190.·
上述各实施方式的波导管10、10a、10b,形成为传送区域101为长方形形状的方形波导管,但也可以形成为从开口侧看的传送区域的形状为圆形的圆形波导管。
191.·
太赫兹元件50也可以是将入射的太赫兹带的电磁波转换为电能的元件。使用第一实施方式的太赫兹装置a1进行具体说明。太赫兹元件50的主动元件52将入射的太赫兹带的电磁波(太赫兹波)转换为电能。由此,太赫兹元件50在天线55中接收太赫兹波,在主动元件52中进行检测。因此,天线55可以说是接收太赫兹波的接收点p2,并且也可以说是利用太赫兹波进行共振动作的共振点。因此,太赫兹元件50具有元件主面501的中心的接收点p2和检测点p1。在该情况下,形成于支承基板30的供电用线路31,作为将通过太赫兹元件50转换的电能作为电信号向太赫兹装置a1的外部输出的传输线路而发挥功能。
192.并且,太赫兹元件50也可以是进行太赫兹波的振荡和检测这两者的元件,主动元件52可以说是振荡点p1和检测点p1。在该情况下,形成在支承基板30的供电用线路31,作为供给用于对太赫兹元件50辐射电磁波的高频电信号的线路和将通过太赫兹元件50转换的电能作为电信号向太赫兹装置a1的外部输出的传输线路发挥功能。
193.·
支承太赫兹元件的支承基板的形状也可以适当变更。
194.如图31所示,支承基板30b具有支承部36和固定部37。支承部36设定为波导管的传送区域101的大小,详细而言设定为与传送方向正交的面中的传送区域101的形状和大小。
传送区域101例如为相比于第二方向x的长边尺寸a(参照图4),第三方向y的短边尺寸b(参照图4)较短的长方形形状。因此,支承部36为相对于第二方向x的长度,第三方向y的长度较短的长方形形状。并且,支承部36的第二方向x的尺寸为长边尺寸a,第三方向的尺寸为短边尺寸b。太赫兹元件50安装在支承部36。太赫兹元件50例如以使辐射点p2位于支承部36的中心的方式配置。固定部37相对于支承部36在第二方向x上连接。即,固定部37相对于长方形形状的支承部36,连接于支承部36的长边所延伸的方向。换言之,固定部37连接于长方形形状的支承部36的短边。安装在支承部36的太赫兹元件50具有天线55。太赫兹元件50以使天线55的延伸方向为传送区域101的短边方向的方式配置。因此,固定部37相对于支承部36在与安装于该支承部36的太赫兹元件50的天线55的延伸方向正交的方向上连接。
195.固定部37配置在波导管的主体部与短路部之间。通过将支承部36形成为传送区域101的大小,并且将固定部37相对于支承部36在第二方向x上连接,由此能够抑制频率特性降低。支承基板相对于传送区域101在第三方向y(传送区域101的尺寸b方向)上突出时,有可能发生不必要的共振。发生的不必要的共振导致频率特性的劣化。此外,第二方向x的支承基板的突出对频率特性没有影响。因此,通过在第二方向x上设置固定部37,能够支承支承部36。供电用线路31的主导体311和接地导体312、313与供电用线路31连接的连接器的形状对应。此外,如图32所示,接地导体312、313可以以随着去往支承部36而宽度变窄的方式形成。
196.如图33所示,支承基板30c具有第一固定部37和第二固定部38。第一固定部37相对于支承部36在第二方向x上连接。第二固定部38相对于支承部36在与第一固定部37相反侧连接。第二固定部38优选为与供电侧的第一固定部37相同的大小。通过像这样构成支承基板30c,太赫兹元件50的周边的电场分布在第二方向x上变得均匀,能够使频率特性更稳定化。该支承基板30c的情况下,如图34所示的太赫兹装置a23那样,优选在主体部14设置有与供电侧的第一槽部147a相同形状的第二槽部147b。通过像这样设置第一槽部147a和第二槽部147b,电场分布在第二方向x上变得更均匀,能够使频率特性更稳定化。
197.·
振荡点p1和辐射点p2(检测点p1和接收点p2)也可以位于彼此不同的位置。例如,振荡点p1也可以配置在天线55(辐射点p2)与第一焊盘电极533和第二焊盘电极543之间。
198.(附记)
199.接着,在以下记载基于上述各实施方式和各变形例的技术思想。
200.(附记1)
201.一种太赫兹装置,其包括:
202.太赫兹元件,其进行太赫兹带的电磁波的振荡和辐射;和
203.波导管,其具有传送所述电磁波的传送区域,
204.所述太赫兹元件具有彼此朝向相反侧的元件主面和元件背面,以及在所述元件主面振荡所述电磁波的振荡点和辐射所述电磁波的辐射点,
205.所述太赫兹元件以使所述振荡点和所述辐射点配置在所述传送区域内的方式配置。
206.(附记2)
207.附记1记载的太赫兹装置中,所述太赫兹元件以使所述辐射点位于所述传送区域
的中心的方式配置。
208.(附记3)
209.附记1或2记载的太赫兹装置中,所述太赫兹元件在所述振荡点具有进行所述电磁波与电能的转换的主动元件。
210.(附记4)
211.附记3记载的太赫兹装置中,所述太赫兹元件具有连接于所述主动元件且将与所述元件主面正交的方向作为所述电磁波的辐射方向的天线。
212.(附记5)
213.附记3记载的太赫兹装置中,所述太赫兹元件具有连接于所述主动元件且将与所述元件主面平行的方向作为所述电磁波的辐射方向的天线。
214.(附记6)
215.一种太赫兹装置,其包括:
216.波导管,其具有传送太赫兹带的电磁波的传送区域;和
217.太赫兹元件,其进行所述电磁波的接收和检测,
218.所述太赫兹元件具有彼此朝向相反侧的元件主面和元件背面,以及在所述元件主面接收所述电磁波的接收点和检测所述电磁波的检测点,
219.所述太赫兹元件以使所述接收点和所述检测点配置在所述传送区域内的方式配置。
220.(附记7)
221.附记6记载的太赫兹装置中,所述太赫兹元件以使所述接收点位于所述传送区域的中心的方式配置。
222.(附记8)
223.附记6或7记载的太赫兹装置中,所述太赫兹元件在所述检测点具有进行所述电磁波与电能的转换的主动元件。
224.(附记9)
225.附记8记载的太赫兹装置中,所述太赫兹元件具有连接于所述主动元件且将与所述元件主面正交的方向作为所述电磁波的接收方向的天线。
226.(附记10)
227.附记8记载的太赫兹装置中,所述太赫兹元件具有连接于所述主动元件且将与所述元件主面平行的方向作为所述电磁波的接收方向的天线。
228.(附记11)
229.附记3至附记5、附记8至附记10中任一项记载的太赫兹装置中,所述主动元件为谐振隧道二极管、隧穿渡越时间二极管、雪崩二极管、gaas类场效应晶体管、gan类fet、高电子迁移率晶体管、异质结双极晶体管中的任一者。
230.(附记12)
231.附记4或附记9载的太赫兹装置中,所述天线为偶极天线、蝶形天线、槽形天线、片式天线、环形天线中的任一者。
232.(附记13)
233.附记5或附记10记载的太赫兹装置中,所述天线为渐变槽线天线、八木-宇田天线、
蝶形天线、偶极天线的任一者。
234.(附记14)
235.附记1至附记13中任一项记载的太赫兹装置中,包括支承所述太赫兹元件的支承基板,所述支承基板具有朝向所述传送区域侧的基板主面和朝向与所述基板主面相反侧的基板背面,
236.所述太赫兹元件搭载在所述基板主面。
237.(附记15)
238.附记1至附记13中任一项记载的太赫兹装置中,包括支承所述太赫兹元件的支承基板,所述支承基板具有朝向所述传送区域侧的基板主面和朝向与所述基板主面相反侧的基板背面,
239.所述太赫兹元件搭载在所述基板背面。
240.(附记16)
241.附记14或附记15记载的太赫兹装置中,所述支承基板具有与所述太赫兹元件连接的传输线路。
242.(附记17)
243.附记16记载的太赫兹装置中,所述传输线路包括与所述太赫兹元件连接的主导体,
244.所述波导管在形成有所述主导体的所述支承基板的面一侧,具有沿着所述主导体延伸且包围所述主导体的槽部。
245.(附记18)
246.附记17记载的太赫兹装置中,所述支承基板具有:配置在所述传送区域且支承所述太赫兹元件的支承部;和将所述支承部固定于所述波导管的固定部,
247.所述支承部设定为所述波导管的传送区域的大小。
248.(附记19)
249.附记18记载的太赫兹装置中,将与所述电磁波在所述波导管内传送的传送方向即第一方向正交的方向设为第二方向,将与所述传送方向和所述第二方向正交的方向设为第三方向时,
250.所述支承部为所述第三方向上的尺寸比所述第二方向上的尺寸短的长方形形状,
251.所述固定部相对于所述支承部在所述第二方向上连接。
252.(附记20)
253.附记19记载的太赫兹装置中,所述固定部包括第一固定部和第二固定部,所述第一固定部相对于所述支承部在所述第二方向上连接,所述第二固定部相对于所述支承部在与所述第一固定部相反侧连接。
254.(附记21)
255.附记20记载的太赫兹装置中,
256.所述传输线路设置在所述第一固定部,
257.所述槽部为相对于所述第一固定部设置的第一槽部,
258.所述波导管相对于所述第二固定部具有与所述第一槽部相同形状的第二槽部。
259.(附记22)
260.附记16~附记21中任一项记载的太赫兹装置中,所述太赫兹元件通过导线连接于所述传输线路。
261.(附记23)
262.附记22记载的太赫兹装置中,所述支承基板具有收纳所述太赫兹元件的至少一部分的元件收纳凹部。
263.(附记24)
264.附记16~附记21中任一项记载的太赫兹装置中,所述太赫兹元件通过凸块连接于所述传输线路。
265.(附记25)
266.附记16~附记24中任一项记载的太赫兹装置中,所述传输线路为共面线路、微带线路、条形线路、槽形线路中的任意者。
267.(附记26)
268.附记14记载的太赫兹装置中,在所述太赫兹元件的元件背面侧具有反射所述电磁波的反射部。
269.(附记27)
270.附记26记载的太赫兹装置中,
271.所述波导管包括形成所述传送区域的主体部和将所述传送区域的一端侧短路的短路部,
272.所述反射部为形成在所述短路部中的凹部的底面。
273.(附记28)
274.附记26记载的太赫兹装置中,
275.所述波导管包括形成所述传送区域的主体部和将所述传送区域的一端侧短路的短路部,
276.所述反射部是与所述支承基板的所述基板背面接触的短路部。
277.(附记29)
278.附记26记载的太赫兹装置中,
279.所述反射部为形成在所述支承基板的所述基板背面的反射膜。
280.(附记30)
281.附记26记载的太赫兹装置中,
282.所述反射部为形成在所述支承基板的所述基板主面的反射膜。
283.(附记31)
284.附记26记载的太赫兹装置中,
285.所述反射部为形成在所述太赫兹元件的所述元件背面的反射膜。
286.(附记32)
287.附记26~附记31中任一项记载的太赫兹装置中,
288.所述波导管包括:具有所述传送区域的主体部;和短路部,其在所述支承基板的所述基板背面侧具有背面短路部。
289.(附记33)
290.附记32记载的太赫兹装置中,
291.在所述背面短路部中填充有电介质。
292.(附记34)
293.附记32或附记33记载的太赫兹装置中,
294.所述背面短路部具有缝隙。
295.(附记35)
296.附记32~附记34中任一项记载的太赫兹装置中,
297.所述短路部具有前端从与所述支承基板相反侧的背面插入到所述背面短路部内的调整部件。
298.(附记36)
299.附记1~附记35中任一项记载的太赫兹装置中,
300.所述波导管具有从所述传送区域扩大并收纳比所述传送区域大的所述太赫兹元件的元件收纳部。
301.(附记37)
302.附记36记载的太赫兹装置中,
303.所述元件收纳部的侧面以随着去往所述传送区域而逐渐靠近所述传送区域的中心的方式倾斜。
304.附图标记的说明
305.a1、a2、a3、a11~a22

太赫兹装置
306.10、10a、10b

波导管
307.101

传送区域
308.102

中心线
309.30、30a、30b、30c

支承基板
310.301

基板主面
311.302

基板背面
312.31

供电用线路
313.33、34

反射膜
314.35

元件收纳凹部
315.36

支承部
316.37

固定部(第一固定部)
317.38

第二固定部
318.40

传输线路
319.50、50a

太赫兹元件
320.501

元件主面
321.502

元件背面
322.51

元件基板
323.52

主动元件
324.53

第一导电体层
325.531

第一导电部
326.54

第二导电体层
327.541

第二导电部
328.55、55a

天线
329.p1

振荡点、检测点
330.p2

辐射点、接收点
331.x

第二方向
332.y

第三方向
333.z

第一方向(传送方向)。
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