光导天线、拍摄装置、成像装置以及测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光导天线、拍摄装置、成像装置以及测量装置。
【背景技术】
[0002]近年来，具有10GHz以上30THz以下的频率的电磁波即太赫兹波受到关注。太赫兹波例如能够用于成像、光谱测量等各种测量、无损检测等。
[0003]产生该太赫兹波的太赫兹波产生装置例如具有:光脉冲产生装置，其产生具有亚皮秒(数百飞秒)左右的脉冲宽度的光脉冲；以及光导天线(Photo Conductive Antenna:PCA)，其通过被由光脉冲产生装置产生的光脉冲照射而产生太赫兹波。
[0004]例如专利文献I记载了一种光导天线，其具备:半绝缘性GaAs基板；GaAs (LT-GaAs)层，其通过低温MBE (分子束外延)法而形成于半绝缘性GaAs基板上；以及一对电极，它们形成于LT-GaAs层的上表面。并且，专利文献I记载了如下内容:在LT-GaAs层被激发的自由载流子在偏置电压形成的电场中被加速，从而有电流流动，通过该电流的变化来产生太赫兹波。
[0005]专利文献1:日本特开2009-124437号公报
[0006]然而，在专利文献I记载的光导天线中，LT-GaAs层(载流子产生层)是平坦的层构造，因此在一对电极间被脉冲光照射而产生的太赫兹波例如从被光脉冲照射的LT-GaAs层的上表面扩散至半绝缘性GaAs基板。因此，根据后级的光学系统(例如透镜)的配置位置，存在由光导天线产生的太赫兹波的一部分无法入射至光学系统，从而导致利用率降低的情况。
【发明内容】
[0007]本发明的几个实施方式的目的之一在于提供一种能够提高利用率的光导天线。另夕卜，本发明的几个实施方式的目的之一还在于提供包含上述光导天线的拍摄装置、成像装置以及测量装置。
[0008]本发明所涉及的光导天线是被光脉冲照射而产生太赫兹波的光导天线，包括:
[0009]载流子产生层，其被上述光脉冲照射而形成载流子；以及
[0010]第一电极和第二电极，它们位于上述载流子产生层的上方并对上述载流子产生层施加电压，
[0011]上述载流子产生层具有被上述光脉冲照射的突出部。
[0012]在这样的光导天线中，在突出部产生的太赫兹波能够在突出部的侧面发生反射之后向外部射出。因此，在突出部产生的太赫兹波在到达突出部的侧面开始直至脱离突出部之前的期间不扩散。因此，在这样的光导天线中，能够缩小太赫兹波的分布面积，从而能够提尚光的利用率。
[0013]此外，在本发明的记载中，在将“上方”这样的词语例如用作在“特定的部件(以下，称为“A”)的“上方”形成其他特定的部件(以下，称为“B”)”等情况下，将“上方”这样的词语用作包括在A上直接形成B的情况和在A上经由其他部件形成B的情况。
[0014]在本发明所涉及的光导天线中，
[0015]上述第一电极以及上述第二电极也可以位于上述突出部的上方。
[0016]在这样的光导天线中，第一电极与第二电极之间的距离在突出部的上表面最小。因此，在这样的光导天线中，在突出部的深度方向上，在上表面附近的电场强度变得最大，在上表面附近迀移的载流子的迀移速度变大。因此，在这样的光导天线中，能够高效地产生太赫兹波(稍后详述)。
[0017]对本发明所涉及的光导天线而言，
[0018]上述第一电极以及上述第二电极也可以设置于上述突出部的侧面。
[0019]在这样的光导天线中，例如能够在突出部与第一电极的界面、以及突出部与第二电极的界面反射太赫兹波。
[0020]本发明所涉及的光导天线也可以包括设置于上述突出部的侧面的绝缘层。
[0021 ] 在这样的光导天线中，第一电极以及第二电极可以具有阶梯差较小的形状。由此，在这样的光导天线中，能够防止第一电极以及第二电极的断线。
[0022]对本发明所涉及的光导天线而言，
[0023]上述绝缘层也可以设置于上述突出部的上表面。
[0024]在这样的光导天线中，能够抑制在第一电极与第二电极之间有漏电电流流动，从而能够实现耐压性的提尚。
[0025]对本发明所涉及的光导天线而言，
[0026]上述突出部的平面形状可以是圆形。
[0027]在这样的光导天线中，例如，能够使从光导天线射出的太赫兹波的剖面形状为圆形。由此，能够使后级的光学系统(透镜)的设计容易。
[0028]对本发明所涉及的光导天线而言，
[0029]上述载流子产生层也可以由半绝缘层基板构成。
[0030]在这样的光导天线中，与载流子产生层由LT-GaAs层构成的情况相比，能够具有较高的载流子迀移率。
[0031]本发明所涉及的太赫兹波产生装置包括:
[0032]产生上述光脉冲的光脉冲产生装置；以及
[0033]被上述光脉冲照射而产生上述太赫兹波的本发明所涉及的光导天线。
[0034]在这样的太赫兹波产生装置中，由于包括本发明所涉及的光导天线，所以能够实现高输出化。
[0035]本发明所涉及的拍摄装置包括:
[0036]产生上述光脉冲的光脉冲产生装置；
[0037]被上述光脉冲照射而产生上述太赫兹波的本发明所涉及的光导天线；
[0038]太赫兹波检测部，其对从上述光导天线射出而透过对象物的上述太赫兹波或者被对象物反射的上述太赫兹波进行检测；以及
[0039]存储部，其存储上述太赫兹波检测部的检测结果的。
[0040]在这样的拍摄装置中，由于包括本发明所涉及的光导天线，所以能够具有较高的检测灵敏度。
[0041]本发明所涉及的成像装置包括:
[0042]产生上述光脉冲的光脉冲产生装置；
[0043]被上述光脉冲照射而产生上述太赫兹波的本发明所涉及的光导天线；
[0044]太赫兹波检测部，其对从上述光导天线射出而透过对象物的上述太赫兹波或者被对象物反射的上述太赫兹波进行检测；以及
[0045]图像形成部，其根据上述太赫兹波检测部的检测结果来生成上述对象物的图像。
[0046]在这样的成像装置中，由于包括本发明所涉及的光导天线，所以能够具有较高的检测灵敏度。
[0047]本发明所涉及的测量装置包括:
[0048]产生上述光脉冲的光脉冲产生装置；
[0049]被上述光脉冲照射而产生上述太赫兹波的本发明所涉及的光导天线；
[0050]太赫兹波检测部，其对从上述光导天线射出而透过对象物的上述太赫兹波或者被对象物反射的上述太赫兹波进行检测；以及
[0051]测量部，其根据上述太赫兹波检测部的检测结果来测量上述对象物。
[0052]在这样的测量装置中，由于包括本发明所涉及的光导天线，所以能够具有较高的检测灵敏度。
【附图说明】
[0053]图1是示意性地示出第一实施方式所涉及的光导天线的剖视图。
[0054]图2是示意性地示出第一实施方式所涉及的光导天线的俯视图。
[0055]图3是示意性地示出第一实施方式所涉及的光导天线的俯视图。
[0056]图4是用于对从第一实施例所涉及的光导天线射出的太赫兹波进行说明的图。
[0057]图5是用于对从现有的光导天线射出的太赫兹波进行说明的图。
[0058]图6是示意性地示出第一实施方式所涉及的光导天线的制造工序的剖视图。
[0059]图7是示意性地示出第一实施方式的第一变形例所涉及的光导天线的俯视图。
[0060]图8是示意性地示出第一实施方式的第二变形例所涉及的光导天线的剖视图。
[0061]图9是示意性地示出第一实施方式的第三变形例所涉及的光导天线的剖视图。
[0062]图10是示意性地示出第二实施方式所涉及的光导天线的剖视图。
[0063]图11是示意性地示出第二实施方式所涉及的光导天线的俯视图。
[0064]图12是示意性地示出第二实施方式的变形例所涉及的光导天线的剖视图。
[0065]图13是示出第三实施方式所涉及的太赫兹波产生装置的结构的图。
[0066]图14是示出第四实施方式所涉及的成像装置的框图。
[0067]图15是示意性地示出第四实施方式所涉及的成像装置的太赫兹波检测部的俯视图。
[0068]图16是示出对象物在太赫兹频段下的光谱的图表。
[0069]图17是示出对象物的物质A、B以及C的分布的图像的图。
[0070]图18是示出第五实施方式所涉及的测量装置的框图。
[0071]图19是示出第六实施方式所涉及的拍摄装置的框图。
[0072]图20是示意性地示出第六实施方式所涉及的拍摄装置的立体图。
【具体实施方式】
[0073]以下，使用附图对本发明的优选实施方式详细地进行说明。此外，以下说明的实施方式并没有不当地限定权利要求书所记载的本发明的内容。另外，未必以下所说明的结构的全部都是本发明的必须构成要件。
[0074]1.第一实施方式
[0075]1.1.光导天线
[0076]首先，参照附图对第一实施方式所涉及的光导天线进行说明。图1是示意性地示出第一实施方式所涉及的光导天线100的剖视图。图2以及图3是示意性地示出第一实施方式所涉及的光导天线100的俯视图