[发明专利]光导天线、太赫兹波产生装置、拍摄装置、成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及光导天线、太赫兹波产生装置、拍摄装置、成像装置以及计测装置。

背景技术

近些年，具有100GHz以上、30THz以下的频率的电磁波亦即太赫兹波受到关注。例如，能够将太赫兹波用于成像、分光计测等各种计测、非破坏性检查等。

产生该太赫兹波的太赫兹波产生装置具有：产生具有亚皮秒（数百飞秒）左右的脉冲宽度的光脉冲（脉冲光）的光源装置和通过被由光源装置产生的光脉冲照射来产生太赫兹波的光导天线。

作为上述光导天线，例如专利文献1公开了具有由n型半导体层、i型半导体层和p型半导体层按此顺序层叠而成的层叠体（pin构造）的太赫兹波产生元件（光导天线）。在该光导天线中，若经由形成于在p型半导体层上设有的电极的开口，向p型半导体层照射光脉冲，则太赫兹波从i型半导体层的整个侧面呈放射状射出。

在上述专利文献1所记载的光导天线中，能够针对使用低温生长GaAs（LT－GaAs）基板制造而成的偶极子形状光导天线（PCA），使产生的太赫兹波的强度增大10倍左右。

然而，在专利文献1所述的光导天线中，向p型半导体层照射光脉冲，透过了该p型半导体层的光脉冲入射至i型半导体层，所以存在光脉冲的一部分被p型半导体层吸收，由此使太赫兹波的产生效率降低的问题。

专利文献1：日本特开2007－300022号公报

发明内容

本发明的目的在于提供能够比以往高效地产生太赫兹波的光导天线、太赫兹波产生装置、拍摄装置、成像装置以及计测装置。

这样的目的通过下述的本发明实现。

本发明的光导天线的特征在于,是被脉冲光照射从而产生太赫兹波的光导天线，具备：第一导电层，其由包含第一导电型的杂质的半导体材料构成；第二导电层，其由包含与所述第一导电型不同的第二导电型的杂质的半导体材料构成；半导体层，其位于所述第一导电层和所述第二导电层之间，且由与所述第一导电层的半导体材料相比，载流子浓度低的半导体材料或与所述第二导电层的半导体材料相比，载流子浓度低的半导体材料构成；第一电极，其与所述第一导电层电连接；以及第二电极，其与所述第二导电层电连接，所述半导体层包括：入射面，其位于成为法线方向与所述第一导电层、所述半导体层以及所述第二导电层的层叠方向正交的状态的侧面并供所述脉冲光入射；和射出面，其位于所述半导体层的侧面的与所述入射面不同的位置并供所述太赫兹波射出。

由此，光脉冲（脉冲光）不经由含有第一杂质的半导体层、含有第二杂质的半导体层，而直接入射至半导体层，所以能够防止光脉冲被含有第一杂质的半导体层、含有第二杂质的半导体层吸收，能够高效地产生太赫兹波。

另外，能够使该光导天线和产生光脉冲的光源在基板上与该基板一体形成，来制造太赫兹波产生装置，由此，能够实现太赫兹波产生装置的小型化。另外，能够在使光源和光导天线形成于基板上时进行光源和光导天线的对位，由此，能够容易制造太赫兹波产生装置。

在本发明的光导天线中，优选上述半导体在从上述层叠方向观察时，呈从上述入射面朝向上述射出面的方向成为长边方向的纵长形状。

由此，利用半导体层能够沿该半导体层的长边方向引导太赫兹波，由此，能够产生具有指向性的太赫兹波。

在本发明的光导天线中，优选上述半导体层具有如下部位，即在从上述层叠方向观察时，随着从上述入射面朝向上述半导体层的射出太赫兹波的射出面，与从上述入射面朝向上述射出面的方向正交的方向的上述半导体层的宽度逐渐增大的部位。

由此，利用半导体层能够高效地引导太赫兹波。

在本发明的光导天线中，优选以上述第二导电层的侧面与上述半导体层的上述入射面位于同一平面上的方式设置上述第二导电层，并且仅设置于上述半导体层上的一部分上，上述第二导电层具有与上述层叠方向垂直的法线。

由此，仅在半导体层的入射面侧的一部分产生太赫兹波，所以能够抑制在半导体层内的太赫兹波彼此的干涉。

在本发明的光导天线中，优选具有覆盖层，该覆盖层覆盖具有与上述层叠方向垂直的法线的上述半导体层的侧面。

由此，能够防止半导体层的腐蚀。

在本发明的光导天线中，优选上述覆盖层的设置于上述射出面的上述覆盖层的构成材料的相对介电常数比上述半导体层的上述半导体材料的相对介电常数高。

由此，由于太赫兹波具有要在介电常数更高的物质中前进的性质，所以在半导体层中产生的太赫兹波能够可靠地从该半导体层的射出面射出。