光導天線、拍攝裝置、成像裝置以及測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光導天線、拍攝裝置、成像裝置以及測量裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，具有10GHz以上30THz以下的頻率的電磁波即太赫茲波受到關注。太赫茲波例如能夠用于成像、光譜測量等各種測量、無損檢測等。
[0003]產生該太赫茲波的太赫茲波產生裝置例如具有:光脈沖產生裝置，其產生具有亞皮秒(數百飛秒)左右的脈沖寬度的光脈沖；以及光導天線(Photo Conductive Antenna:PCA)，其通過被由光脈沖產生裝置產生的光脈沖照射而產生太赫茲波。
[0004]例如專利文獻I記載了一種光導天線，其具備:半絕緣性GaAs基板；GaAs (LT-GaAs)層，其通過低溫MBE (分子束外延)法而形成于半絕緣性GaAs基板上；以及一對電極，它們形成于LT-GaAs層的上表面。并且，專利文獻I記載了如下內容:在LT-GaAs層被激發的自由載流子在偏置電壓形成的電場中被加速，從而有電流流動，通過該電流的變化來產生太赫茲波。
[0005]專利文獻1:日本特開2009-124437號公報
[0006]然而，在專利文獻I記載的光導天線中，LT-GaAs層(載流子產生層)是平坦的層構造，因此在一對電極間被脈沖光照射而產生的太赫茲波例如從被光脈沖照射的LT-GaAs層的上表面擴散至半絕緣性GaAs基板。因此，根據后級的光學系統(例如透鏡)的配置位置，存在由光導天線產生的太赫茲波的一部分無法入射至光學系統，從而導致利用率降低的情況。
【發明內容】
[0007]本發明的幾個實施方式的目的之一在于提供一種能夠提高利用率的光導天線。另夕卜，本發明的幾個實施方式的目的之一還在于提供包含上述光導天線的拍攝裝置、成像裝置以及測量裝置。
[0008]本發明所涉及的光導天線是被光脈沖照射而產生太赫茲波的光導天線，包括:
[0009]載流子產生層，其被上述光脈沖照射而形成載流子；以及
[0010]第一電極和第二電極，它們位于上述載流子產生層的上方并對上述載流子產生層施加電壓，
[0011]上述載流子產生層具有被上述光脈沖照射的突出部。
[0012]在這樣的光導天線中，在突出部產生的太赫茲波能夠在突出部的側面發生反射之后向外部射出。因此，在突出部產生的太赫茲波在到達突出部的側面開始直至脫離突出部之前的期間不擴散。因此，在這樣的光導天線中，能夠縮小太赫茲波的分布面積，從而能夠提尚光的利用率。
[0013]此外，在本發明的記載中，在將“上方”這樣的詞語例如用作在“特定的部件(以下，稱為“A”)的“上方”形成其他特定的部件(以下，稱為“B”)”等情況下，將“上方”這樣的詞語用作包括在A上直接形成B的情況和在A上經由其他部件形成B的情況。
[0014]在本發明所涉及的光導天線中，
[0015]上述第一電極以及上述第二電極也可以位于上述突出部的上方。
[0016]在這樣的光導天線中，第一電極與第二電極之間的距離在突出部的上表面最小。因此，在這樣的光導天線中，在突出部的深度方向上，在上表面附近的電場強度變得最大，在上表面附近迀移的載流子的迀移速度變大。因此，在這樣的光導天線中，能夠高效地產生太赫茲波(稍后詳述)。
[0017]對本發明所涉及的光導天線而言，
[0018]上述第一電極以及上述第二電極也可以設置于上述突出部的側面。
[0019]在這樣的光導天線中，例如能夠在突出部與第一電極的界面、以及突出部與第二電極的界面反射太赫茲波。
[0020]本發明所涉及的光導天線也可以包括設置于上述突出部的側面的絕緣層。
[0021 ] 在這樣的光導天線中，第一電極以及第二電極可以具有階梯差較小的形狀。由此，在這樣的光導天線中，能夠防止第一電極以及第二電極的斷線。
[0022]對本發明所涉及的光導天線而言，
[0023]上述絕緣層也可以設置于上述突出部的上表面。
[0024]在這樣的光導天線中，能夠抑制在第一電極與第二電極之間有漏電電流流動，從而能夠實現耐壓性的提尚。
[0025]對本發明所涉及的光導天線而言，
[0026]上述突出部的平面形狀可以是圓形。
[0027]在這樣的光導天線中，例如，能夠使從光導天線射出的太赫茲波的剖面形狀為圓形。由此，能夠使后級的光學系統(透鏡)的設計容易。
[0028]對本發明所涉及的光導天線而言，
[0029]上述載流子產生層也可以由半絕緣層基板構成。
[0030]在這樣的光導天線中，與載流子產生層由LT-GaAs層構成的情況相比，能夠具有較高的載流子迀移率。
[0031]本發明所涉及的太赫茲波產生裝置包括:
[0032]產生上述光脈沖的光脈沖產生裝置；以及
[0033]被上述光脈沖照射而產生上述太赫茲波的本發明所涉及的光導天線。
[0034]在這樣的太赫茲波產生裝置中，由于包括本發明所涉及的光導天線，所以能夠實現高輸出化。
[0035]本發明所涉及的拍攝裝置包括:
[0036]產生上述光脈沖的光脈沖產生裝置；
[0037]被上述光脈沖照射而產生上述太赫茲波的本發明所涉及的光導天線；
[0038]太赫茲波檢測部，其對從上述光導天線射出而透過對象物的上述太赫茲波或者被對象物反射的上述太赫茲波進行檢測；以及
[0039]存儲部，其存儲上述太赫茲波檢測部的檢測結果的。
[0040]在這樣的拍攝裝置中，由于包括本發明所涉及的光導天線，所以能夠具有較高的檢測靈敏度。
[0041]本發明所涉及的成像裝置包括:
[0042]產生上述光脈沖的光脈沖產生裝置；
[0043]被上述光脈沖照射而產生上述太赫茲波的本發明所涉及的光導天線；
[0044]太赫茲波檢測部，其對從上述光導天線射出而透過對象物的上述太赫茲波或者被對象物反射的上述太赫茲波進行檢測；以及
[0045]圖像形成部，其根據上述太赫茲波檢測部的檢測結果來生成上述對象物的圖像。
[0046]在這樣的成像裝置中，由于包括本發明所涉及的光導天線，所以能夠具有較高的檢測靈敏度。
[0047]本發明所涉及的測量裝置包括:
[0048]產生上述光脈沖的光脈沖產生裝置；
[0049]被上述光脈沖照射而產生上述太赫茲波的本發明所涉及的光導天線；
[0050]太赫茲波檢測部，其對從上述光導天線射出而透過對象物的上述太赫茲波或者被對象物反射的上述太赫茲波進行檢測；以及
[0051]測量部，其根據上述太赫茲波檢測部的檢測結果來測量上述對象物。
[0052]在這樣的測量裝置中，由于包括本發明所涉及的光導天線，所以能夠具有較高的檢測靈敏度。
【附圖說明】
[0053]圖1是示意性地示出第一實施方式所涉及的光導天線的剖視圖。
[0054]圖2是示意性地示出第一實施方式所涉及的光導天線的俯視圖。
[0055]圖3是示意性地示出第一實施方式所涉及的光導天線的俯視圖。
[0056]圖4是用于對從第一實施例所涉及的光導天線射出的太赫茲波進行說明的圖。
[0057]圖5是用于對從現有的光導天線射出的太赫茲波進行說明的圖。
[0058]圖6是示意性地示出第一實施方式所涉及的光導天線的制造工序的剖視圖。
[0059]圖7是示意性地示出第一實施方式的第一變形例所涉及的光導天線的俯視圖。
[0060]圖8是示意性地示出第一實施方式的第二變形例所涉及的光導天線的剖視圖。
[0061]圖9是示意性地示出第一實施方式的第三變形例所涉及的光導天線的剖視圖。
[0062]圖10是示意性地示出第二實施方式所涉及的光導天線的剖視圖。
[0063]圖11是示意性地示出第二實施方式所涉及的光導天線的俯視圖。
[0064]圖12是示意性地示出第二實施方式的變形例所涉及的光導天線的剖視圖。
[0065]圖13是示出第三實施方式所涉及的太赫茲波產生裝置的結構的圖。
[0066]圖14是示出第四實施方式所涉及的成像裝置的框圖。
[0067]圖15是示意性地示出第四實施方式所涉及的成像裝置的太赫茲波檢測部的俯視圖。
[0068]圖16是示出對象物在太赫茲頻段下的光譜的圖表。
[0069]圖17是示出對象物的物質A、B以及C的分布的圖像的圖。
[0070]圖18是示出第五實施方式所涉及的測量裝置的框圖。
[0071]圖19是示出第六實施方式所涉及的拍攝裝置的框圖。
[0072]圖20是示意性地示出第六實施方式所涉及的拍攝裝置的立體圖。
【具體實施方式】
[0073]以下，使用附圖對本發明的優選實施方式詳細地進行說明。此外，以下說明的實施方式并沒有不當地限定權利要求書所記載的本發明的內容。另外，未必以下所說明的結構的全部都是本發明的必須構成要件。
[0074]1.第一實施方式
[0075]1.1.光導天線
[0076]首先，參照附圖對第一實施方式所涉及的光導天線進行說明。圖1是示意性地示出第一實施方式所涉及的光導天線100的剖視圖。圖2以及圖3是示意性地示出第一實施方式所涉及的光導天線100的俯視圖