テラヘルツパルス光測定装置
【課題】折り返しミラーの移動動作に起因する所定光時間遅延からのずれを補正することができるテラヘルツパルス光測定装置の提供。
【解決手段】光時間遅延のために折り返しミラー１３を駆動するディレイステージ１５と、ディレイステージ１５を移動可能に支持し、ディレイステージ１５の移動時の反力を吸収する移動可能な支持部３２と、レーザー光の光路中に挿入されるように支持部３２に固定され、入射光および反射光の各光軸が折り返しミラー１３の移動方向と一致する光カウンターミラー１９とを備え、ディレイステージ１５の移動動作に起因する所定光時間遅延からのずれを、光カウンターミラー１９により補正する。その結果、折り返しミラー１３の揺れの影響を低減することができる。
【解決手段】光時間遅延のために折り返しミラー１３を駆動するディレイステージ１５と、ディレイステージ１５を移動可能に支持し、ディレイステージ１５の移動時の反力を吸収する移動可能な支持部３２と、レーザー光の光路中に挿入されるように支持部３２に固定され、入射光および反射光の各光軸が折り返しミラー１３の移動方向と一致する光カウンターミラー１９とを備え、ディレイステージ１５の移動動作に起因する所定光時間遅延からのずれを、光カウンターミラー１９により補正する。その結果、折り返しミラー１３の揺れの影響を低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テラヘルツパルス光測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テラヘルツパルス光測定装置では、周波数が０．０１ＴＨｚ〜１００ＴＨｚのテラヘルツパルス光を利用して、分光測定、誘電率測定、電気的物性量の測定、イメージング化等を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来、このようなテラヘルツパルス光測定装置では、テラへルツ光発生器およびテラへルツ光検出器のいずれか一方に入射するレーザー光の到達時間を変えるための光時間遅延装置が設けられている。そして、テラへルツ光検出器において光時間遅延量に応じた電場強度を計測することで、テラへルツ光検出器に入射するテラヘルツパルス光の時系列波形を取得するようにしている。
【０００４】
一般的には、光時間遅延装置としては、光路中に配置された可動ミラー（折り返しミラー）を移動させ、光路長を変えて到達時間を変更するようにしている。そして、電場強度の時系列波形を高速で取得するためには可動ミラーを高速で移動させる必要があるため、振動子やボイスコイルモータを用いたリニアアクチュェータを用いて可動ミラーを移動させる場合が多い。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９８６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、可動ミラーが設けられた可動部を振動子やボイスコイルモータにより振動移動させる場合に、可動部が振動の端点から折り返す際に生じる反力により、可動機構を支える構造体にねじれ応力が発生する。その結果、可動ミラーに揺れが発生して光軸が変化し、ＳＮ比の悪化を招くという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、折り返しミラーを移動することにより、テラヘルツ光発生器またはテラヘルツ光検出器に入射するレーザー光の光時間遅延を生成し、テラヘルツパルス光の測定を行うテラヘルツパルス光測定装置に適用され、光時間遅延のために折り返しミラーを駆動するディレイステージと、ディレイステージを移動可能に支持し、ディレイステージの移動時の反力を吸収する移動可能なカウンター部材と、レーザー光の光路中に挿入されるようにカウンター部材に固定され、入射光および反射光の各光軸が前記折り返しミラーの移動方向と一致する光カウンターミラーとを備え、ディレイステージの移動動作に起因する所定光時間遅延からのずれを、光カウンターミラーにより補正することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載のテラヘルツパルス光測定装置において、カウンター部材は、ディレイステージの移動方向に沿ったガイド部材と、ガイド部材上に配設され、ディレイステージおよび光カウンターミラーを支持するテーブルとを備えたものである。
請求項３の発明は、請求項２に記載のテラヘルツパルス光測定装置において、テーブルの移動を減衰させて衝撃を吸収する衝撃吸収手段を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光カウンターミラーをレーザー光の光路中に設けたことにより、折り返しミラーの移動動作に起因する所定光時間遅延からのずれを補正することができ、ＳＮ比の悪化を防止して測定精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明によるテラヘルツパルス光測定装置の一実施の形態を示すブロック図である。このテラヘルツパルス光測定装置は、被測定用の試料Ｓにテラヘルツパルス光を照射し、試料Ｓを透過したテラへルツパルス光の電場強度の時間変化を検出する。そして、検出信号をフーリエ変換することにより、各周波数における振幅情報と位相情報とを得るものである。
【００１０】
テラヘルツ光発生器５は試料Ｓに照射するテラヘルツパルス光を発生し、レーザ光源１からのレーザパルス光Ｌ２がポンプパルス光として入力される。一方、テラヘルツ光検出器８は試料Ｓを透過したテラへルツパルス光を検出し、レーザ光源１からのレーザパルス光Ｌ３がプローブパルス光として入力される。テラヘルツ光発生器５は、光スイッチ素子５ａとバイアス回路５ｂとを備えている。テラヘルツ光検出器８は光スイッチ素子８ａとＩＶ変換回路８ｂとを備えている。
【００１１】
図２（ａ）はテラヘルツ光発生器５の動作を説明する図であり、図２（ｂ）はテラヘルツ光検出器８の動作を説明する図である。光スイッチ素子５ａは、例えば、半絶縁性ＧａＡｓ基板上に低温成長ＧａＡｓ光伝導薄膜を形成し、その光伝導薄膜上にギャップＧの微小ダイポールアンテナを有する一対の平行伝送線路５０を形成したものである。この一対の平行伝送線路５０間には、バイアス回路５ｂにより直流電圧Ｖｂが印加されている。
【００１２】
レーザ光源１からのポンプパルス光Ｌ２がギャップＧの領域に入射すると、テラヘルツパルス光Ｌ４が発生する。テラヘルツ光発生器５で発生したテラヘルツパルス光Ｌ４は、テラヘルツ光発生器５に設けられたシリコン半球レンズ５１（より詳しくは、シリコン超半球レンズ）を介して出射される。
【００１３】
一方、図２（ｂ）に示すように、テラヘルツ光検出器８にも、上述した光スイッチ素子５ａと同様の光スイッチ素子８ａが設けられている。試料Ｓからのテラヘルツパルス光Ｌ５は、シリコン半球レンズ８１を介して光スイッチ素子８ａに入射する。このテラヘルツパルス光Ｌ５の入射タイミングに合わせてプローブパルス光Ｌ３をダイポールアンテナ８０のギャップ間に照射すると、照射時に入射したテラヘルツパルス光Ｌ５の電場振幅に比例した電流ImがＩＶ変換回路８ｂを流れる。ＩＶ変換回路８ｂはこの電流Imを電圧Vmに変換して出力する。この電圧Vmを検出することにより、テラヘルツパルス光Ｌ５の電場振幅を測定することができる。
【００１４】
図１に戻って、レーザ光源１は、数１０フェムト秒のパルス幅を有する近赤外波長領域のレーザパルス光Ｌ１を発光するものであり、その繰り返し周波数は数１０ＭＨｚにおよぶ。レーザ光源１から出射されたレーザパルス光Ｌ１は、ビームスプリッタ２により上述したポンプパルス光Ｌ２とプローブパルス光Ｌ３の二つに分岐される。ビームスプリッタ２を透過したポンプパルス光Ｌ２は、ミラー３およびミラー４で反射されてテラへルツ光発生器５に入射する。
【００１５】
図２（ａ）で説明したように、ポンプパルス光Ｌ２がテラへルツ光発生器５の光スイッチ素子５ａに入射すると、テラへルツ光発生器５からテラヘルツパルス光Ｌ４が出射される。出射したテラヘルツパルス光Ｌ４は楕円面鏡７に入射し、楕円面鏡７で集光されて試料Ｓに照射される。試料Ｓを透過したテラヘルツパルス光Ｌ５は、楕円面鏡９で集光されてテラヘルツ光検出器８に入射する。
【００１６】
一方、ビームスプリッタ２で反射されたプローブパルス光Ｌ３は、光遅延ユニット１００のディレイステージ１５に搭載された折り返しミラー１３に入射する。プローブパルス光Ｌ３は、折り返しミラー１３により反射されて折り返された後、ミラー１２，１６，１７，１８の順に反射されて光カウンターミラー１９に入射する。プローブパルス光Ｌ３は光カウンターミラー１９で反射されて折り返された後に、ミラー２０，２１，２２の順に反射されてテラへルツ光検出器８の光スイッチ素子８ａに照射される。
【００１７】
ディレイステージ１５は、モーターによりプローブパルス光Ｌ３の光軸に沿って精密移動するステージを構成している。ディレイステージ１５の位置は、リニアエンコーダ１４等の直線移動検出器により精密に計測される。なお、ディレイステージ１５は、ステージコントローラ２５によって制御される。プローブパルス光Ｌ３の光路長は、折り返しミラー１３がディレイステージ１５で移動されることにより変化する。その結果、テラへルツ光検出器８に照射されるプローブパルス光Ｌ３に時間遅延を生じさせることができ、その時間遅延は、光スイッチ素子８ａにおけるテラへルツパルス光Ｌ５の受信波形の再現に利用される。
【００１８】
折り返しミラー１３を徐々に移動させることで時間遅延が徐々に変化し、テラへルツ光検出器８からは、繰り返し到来するテラへルツパルス光Ｌ５の各遅延時間の時点における電場強度が、電気信号として順次出力される。その結果、テラへルツパルス光Ｌ５の電場強度の時系列波形Ｅ（ｔ）が計測されることになる。光スイッチ素子８ａから出力される電流信号は、上述したようにＩＶ変換回路８ｂにより電圧信号に変換され、その電圧信号はＡＤ変換部２３でデジタル量に変換され制御演算装置２６に入力される。
【００１９】
この際のＡＤ変換のトリガーはリニアエンコーダ１４からの信号をエンコーダカウンタ２４でカウントし、あらかじめ設定した一定移動距離毎にＡＤ変換部２３に対し出力することにより管理される。また、エンコーダカウンタ部２４により取得された位置情報も制御演算装置２６に入力される。図３は検出された電圧データの一例を示す図であり、横軸はエンコーダカウンタ部２４の位置情報から算出される遅延時間、縦軸は検出電圧である。このテラへルツ時間波形は表示装置２７に表示される。
【００２０】
図４は、光遅延ユニット１００の概略構成を示す斜視図である。光遅延ユニット１００には、上述した折り返しミラー１３、リニアエンコーダ１４、ディレイステージ１５および光カウンターミラー１９の他に、光カウンタースライダーテーブル２８、直動ガイド２９、衝撃力吸収材３０、ベース３１および支持部３２を備えている。
【００２１】
ディレイステージ１５は、光カウンタースライダーテーブル２８上に固定された支持部３２に搭載されており、支持部３２上をＲ方向に往復動する。ディレイステージ１５を駆動する駆動部は、支持部３２に設けられている。光カウンタースライダーテーブル２８は、直動ガイド２９上をディレイステージ１５の移動方向と同一方向に移動可能に構成されている。この光カウンタースライダーテーブル２８は、ベース３１に固定された一対の衝撃力吸収材３０により挟持されることにより、所定の位置に位置決めされている。光カウンターミラー１９は、光カウンタースライダーテーブル２８上に固定されている。
【００２２】
テラヘルツパルス光測定における時間遅延動作の際には、振動子やボイスコイルモータ等を用いてディレイステージ１５を矢印Ｒ方向に高速移動（往復移動）させる。前述したように、従来の装置では、この高速移動の際に可動機構（ディレイステージ１５）を支える構造体（支持部３２）にねじれ応力による変位が生じ、それが折り返しミラー１３の揺れの原因となるという問題があった。
【００２３】
図５は支持部３２の変位を説明するための概念図であり、光カウンタースライダーテーブル２８と、その座面Ａ上に固定された支持部３２とを示す。時間遅延動作時には、ディレイステージ１５は、支持部３２上においてＸ方向の往復水平移動を繰り返す。そして、ディレイステージ１５を往復移動させる際の反力が支持部３２側に働く。特に、ディレイステージ１５が移動方向を反転するときに反力が大きくなる。その結果、移動方向に応じて、座面Ａを支点としてａおよびｃの向きに、または、ａ’およびｃ’の向きにねじれ応力が働く。実際には、それらに加えて、ｂおよびｄの向きまたはｂ’およびｄ’の向きのねじれ応力も働く。
【００２４】
これは、座面Ａより見た変位として考えると、衝撃力に対する構造体の応答性が各象限で一様でないためと言える。このような支持部３２の振動のために、ディレイステージ１５上に固定された折り返しミラー１３も振動することになり、プローブパルス光Ｌ３に微小な光軸変化を生じさせたり、プローブパルス光Ｌ３の光路長が変化したりしてしまう。
【００２５】
しかしながら、本実施の形態では、支持部３２が固定されている光カウンタースライダーテーブル２８は、直動ガイド２９のスライダー部に取り付けられている。直動ガイド２９のガイド方向はディレイステージ１５の移動方向と同一方向に設定されているので、光カウンタースライダーテーブル２８は、その上に固定されている全てのものと一体に、ディレイステージ１５の移動方向と同一方向に移動することができる。
【００２６】
そのため、ディレイステージ１５の往復移動時に上述したような反力が発生すると、それは光カウンタースライダーテーブル２８を直動ガイド２９のガイド方向に移動させる移動力となる。そして、光カウンタースライダーテーブル２８が僅かでも移動すると、衝撃力吸収材３０により移動力が吸収され減衰する。
【００２７】
図６は、光カウンタースライダーテーブル２８が距離ｆだけミラー２側（図示右側）に変位した場合を示す図である。この場合、光カウンタースライダーテーブル２８に固定されている光カウンターミラー１９も、往復移動しているディレイステージ１５（不図示）上の折り返しミラー１３も、光カウンタースライダーテーブル２８とともに右側に距離ｆだけ移動する。
【００２８】
そのため、折り返しミラー１３で反射されるプローブパルス光Ｌ３の光路長変化が−２ｆであるのに対して、光カウンターミラー１９で反射されるプローブパルス光Ｌ３の光路長変化は＋２ｆとなり、ミラー２からミラー２０までの光路長は変化していない。すなわち、プローブパルス光Ｌ３への折り返しミラー１３の揺れの影響を、排除することができる。従来の場合には、光カウンターミラー１９が設けられていないので、図６に示す状況においては光路長が−２ｆだけ短くなり、その分だけ遅延時間が短くなってしまうことになる。
【００２９】
図７は、光カウンターミラー１９の効果を説明する図である。図７（ａ）において、曲線Ｌ１０は、テラヘルツ光検出器８で検出されるテラヘルツパルス光Ｌ５の電場強度を検出電圧に変換して示したものである。実際には、複数の異なる遅延時間でテラヘルツパルス光Ｌ５を検出することにより、黒丸で示すような電圧データが計測される。これは、折り返しミラー１３の揺れの影響が無い場合のデータであって、本実施の形態のように光カウンターミラー１９を配置することにより、このようなデータを取得することができる。
【００３０】
一方、白丸データＤ１’，Ｄ２’は、光カウンターミラー１９を配置しなかった場合に検出されるデータを示している。本来、データＤ１，Ｄ２を測定すべくディレイステージ１５を移動したにもかかわらず、折り返しミラー１３の揺れのためにデータＤ１’，Ｄ２’が検出されてしまったものである。
【００３１】
データＤ１’を検出するときの設定遅延時間はｔ１であって、設定遅延時間ｔ１となるように光路長が光遅延ユニット１００により制御されている。しかしながら、データＤ１’を検出した際の折り返しミラー１３の揺れによる光路長変化がプラスであったために、実際の遅延時間がΔpsだけ長くなってしまい、遅延時間ｔ３（＝ｔ１＋Δps）のデータＤ１’が検出されてしまっている。従来は、折り返しミラー１３の揺れの影響を考慮しておらず、図７（ｂ）に示すように、データＤ１’は設定遅延時間ｔ１におけるデータとして取り扱われてしまう。
【００３２】
一方、データＤ２’の場合には、データＤ２’を検出した際の折り返しミラー１３の揺れによる光路長変化がマイナスであったために、実際の遅延時間がΔpsだけ短くなってしまい、遅延時間ｔ４（＝ｔ２−Δps）のデータＤ２’が検出されてしまっている。そして、そのデータＤ２’は、図７（ｂ）に示すように設定遅延時間ｔ４におけるデータとして取り扱われてしまう。
【００３３】
その結果、光カウンターミラー１９を用いていない従来の装置による検出結果は、図７（ｂ）の折れ線Ｌ１２のようになる。一方、本実施の形態の装置による検出結果は、折れ線Ｌ１１のようになる。このように、光カウンターミラー１９を配置したことにより、検出精度の向上を図ることができる。
【００３４】
［変形例１］
図８は、上述した実施の形態の第１の変形例を示す図である。図１に示した実施の形態では、光カウンタースライダーテーブル２８上に光カウンターミラー１９を設け、光カウンターミラー１９の反射方向が折り返しミラー１３の反射方向と反対になるように光カウンターミラー１９を配置した。この場合、光カウンターミラー１９はプローブパルス光Ｌ３の光路中に配設されることになる。
【００３５】
一方、図８に示す第１の変形例では、光カウンターミラー１９をポンプパルス光Ｌ２の光路中に配置するようにした。なお、図８では、図１と同様の構成には同一符号を付し、以下では異なる部分を中心に説明する。上述した実施の形態と同様に、レーザ光源１から出射されたレーザパルス光Ｌ１は、ビームスプリッタ２によりポンプパルス光Ｌ２とプローブパルス光Ｌ３とに分岐される。
【００３６】
ビームスプリッタ２を透過したポンプパルス光Ｌ２はミラー１６により反射され、光遅延ユニット１００に設けられた光カウンターミラー１９に入射する。変形例１では、光カウンターミラー１９は折り返しミラー１３と同様の向きで配置されており、同一方向に入射光を反射する。光カウンターミラー１９で反射されたポンプパルス光Ｌ２は、ミラー３２，３３および４の順に反射されて、テラヘルツ光発生器５に入射する。すなわち、変形例１の装置では、ポンプパルス光Ｌ２の光路長を変えることにより、ポンプパルス光Ｌ２がテラヘルツ光発生器５に入射するタイミングを遅延させて、テラヘルツパルス光Ｌ５の時系列波形を検出するようにしている。
【００３７】
一方、ビームスプリッタ２で反射されたプローブパルス光Ｌ３は、光遅延ユニット１００のディレイステージ１５に搭載された折り返しミラー１３に入射する。折り返しミラー１３で反射されたプローブパルス光Ｌ３は、ミラー１２で反射されてテラヘルツ光検出器８に入射する。
【００３８】
図９は光カウンターミラー１９の機能を説明する図であり、上述した図６と同様の図である。図９に示すように、光カウンタースライダーテーブル２８が距離ｆだけミラー２側（図示右側）に変位した場合、折り返しミラー１３で反射されるプローブパルス光Ｌ３の光路長変化は−２ｆとなる。一方、光カウンターミラー１９で反射されるポンプパルス光Ｌ２の場合も、光路長変化は−２ｆとなる。
【００３９】
そのため、ポンプパルス光Ｌ２およびプローブパルス光Ｌ３が各々テラヘルツ光発生器５およびテラヘルツ光検出器８に到達する時間の変化は、いずれも光路長変化は−２ｆに対応する値となる。その結果、テラヘルツパルス光Ｌ５を検出するタイミングに変化が生じることはなく、折り返しミラー１３の揺れの影響を排除することができる。
【００４０】
［変形例２］
図１０は第２の変形例を示す図であり、光遅延ユニット１００を図１のＢ方向から見た図である。ここでは、光カウンタースライダーテーブル２８の中央部２８ａを、直動ガイド２９の部分よりも下方に下げて、中央部２８ａ上に支持部３２を固定するようにした。ディレイステージ１５の往復動による反力は、支持部３２の上部が力点となり、支持部３２の固定部（上述した座面Ａ）が支点となっている。そのため、図１０に示すように支持部３２の載置位置を直動ガイド２９の支持位置よりも下げて、反力の位置を直動ガイド２９に近づけることで、反力を効率よく移動力に変えて光カウンターミラー１９の光カウンター効果を高めるようにした。
【００４１】
なお、図１０に示した変形例では、支持部３２の載置位置を直動ガイド２９の支持位置より下げて光カウンター効率を高めるようにしたが、ステージ可動部の高さを低く抑えた構造のディレイステージ１５を搭載して、移動体重心の高さを直動ガイド２９の高さに近づけることでも光カウンター効率を高めることができる。
【００４２】
上述した実施の形態では、支持部３２をスライド移動可能な光カウンタースライダーテーブル２８に固定し、その光カウンタースライダーテーブル２８に光カウンターミラー１９を配設したが、図１１に示すように光カウンタースライダーテーブル２８を省略して、支持部３２に光カウンターミラー１９を配設するようにしても良い。
【００４３】
支持部３２は反力によって変位するが、その変位が小さく、かつ、変位の方向がディレイステージ１５の移動方向にほぼ限られるような場合には、支持部３２に設けられた光カウンターミラー１９で折り返しミラー１３の揺れの影響を排除することが可能である。なお、図１１に示した例では、プローブパルス光Ｌ３の光路中に光カウンターミラー１９を配置したが、光カウンターミラー１９を支持部３２の反対側の面に設けてポンプパルス光Ｌ２の光路中に配置するようにしても良い。
【００４４】
上述した本実施の形態のテラヘルツパルス光測定装置では、次のような作用効果を奏することができる。
（１）折り返しミラー１３を移動することにより、テラヘルツ光発生器５またはテラヘルツ光検出器８に入射するレーザー光の光時間遅延を生成し、テラヘルツパルス光の測定を行うテラヘルツパルス光測定装置において、入射光および反射光の各光軸が折り返しミラー１３の移動方向と一致し、折り返しミラー１３の移動動作に起因する所定光時間遅延からのずれを補正する光カウンターミラー１９を、レーザー光の光路中に設けたことにより、折り返しミラー１３の揺れの影響を低減することができる。
（２）また、折り返しミラー１３を駆動するディレイステージ１５と、ディレイステージ１５を移動可能に支持し、ディレイステージ１５の移動時の反力を吸収する支持部３２（カウンター部材）と、レーザー光の光路中に挿入されるように支持部３２に固定され、入射光および反射光の各光軸が折り返しミラー１３の移動方向と一致する光カウンターミラー１９とを備えたことにより、折り返しミラー１３の揺れの影響（所定光時間遅延からのずれ）を低減することができる。
【００４５】
（３）例えば、ディレイステージ１５の移動方向に沿った直動ガイド２９と、直動ガイド２９上に設置され、ディレイステージ１５および光カウンターミラー１９を支持する光カウンタースライダーテーブル２８とを備えるようにしても良い。支持部３２に反力が働いた場合、その反力は光カウンタースライダーテーブル２８の移動力に効率良く変換され、支持部３２の変形を防止できる。その結果、光カウンターミラー１９による補正効果を高めることができる。
（４）また、光カウンタースライダーテーブル２８の移動を減衰させて衝撃を吸収する衝撃力吸収材３０を設けることにより、光カウンタースライダーテーブル２８の移動による衝撃を緩和して、折り返しミラー１３の揺れを低減することができる。
（５）光カウンタースライダーテーブル２８を支持してディレイステージ１５と同一方向にガイドする直動ガイド２９を備え、ガイドの支持点よりも下方に位置する光カウンタースライダーテーブル２８の載置面に支持部３２を固定することにより、反力が移動力へと効率よく変換される。
【００４６】
なお、上述した実施の形態では、折り返しミラー１３を水平移動させる装置を例に説明したが、折り返しミラー１３を垂直方向に移動させる装置にも本発明は適用できる。さらに、本発明を走査型イメージング化装置に応用すれば、短時間でより精度の高い分光情報や画像情報を得ることができる。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明によるテラヘルツパルス光測定装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】（ａ）はテラヘルツ光発生器５の動作を説明する図であり、（ｂ）はテラヘルツ光検出器８の動作を説明する図である。
【図３】検出された電圧データの一例を示す図である。
【図４】光遅延ユニット１００の概略構成を示す斜視図である。
【図５】構造体の変位を説明するための概念図である。
【図６】光カウンタースライダーテーブル２８が、距離ｆだけミラー２側（図示右側）に変位した場合を示す図である。
【図７】光カウンターミラー１９の効果を説明する図であり、（ａ）はデータ検出タイミングを示す図であり、（ｂ）は従来のデータと本実施の形態によるデータとを示す図である。
【図８】上述した実施の形態の第１の変形例を示す図である。
【図９】変形例１における光カウンターミラー１９の機能を説明する図である。
【図１０】第２の変形例を示す図である。
【図１１】支持部３２に設けられた光カウンターミラー１９を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１：レーザ光源、５：テラヘルツ光発生器、８：テラヘルツ光検出器、１３：折り返しミラー、１５：ディレイステージ、１９：光カウンターミラー、２８：光カウンタースライダーテーブル、２９：直動ガイド、３０：衝撃力吸収材、３２：支持部、１００：光遅延ユニット、Ｌ２：ポンプパルス光、Ｌ３：プローブパルス光、Ｓ：試料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テラヘルツパルス光測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テラヘルツパルス光測定装置では、周波数が０．０１ＴＨｚ〜１００ＴＨｚのテラヘルツパルス光を利用して、分光測定、誘電率測定、電気的物性量の測定、イメージング化等を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来、このようなテラヘルツパルス光測定装置では、テラへルツ光発生器およびテラへルツ光検出器のいずれか一方に入射するレーザー光の到達時間を変えるための光時間遅延装置が設けられている。そして、テラへルツ光検出器において光時間遅延量に応じた電場強度を計測することで、テラへルツ光検出器に入射するテラヘルツパルス光の時系列波形を取得するようにしている。
【０００４】
一般的には、光時間遅延装置としては、光路中に配置された可動ミラー（折り返しミラー）を移動させ、光路長を変えて到達時間を変更するようにしている。そして、電場強度の時系列波形を高速で取得するためには可動ミラーを高速で移動させる必要があるため、振動子やボイスコイルモータを用いたリニアアクチュェータを用いて可動ミラーを移動させる場合が多い。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９８６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、可動ミラーが設けられた可動部を振動子やボイスコイルモータにより振動移動させる場合に、可動部が振動の端点から折り返す際に生じる反力により、可動機構を支える構造体にねじれ応力が発生する。その結果、可動ミラーに揺れが発生して光軸が変化し、ＳＮ比の悪化を招くという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、折り返しミラーを移動することにより、テラヘルツ光発生器またはテラヘルツ光検出器に入射するレーザー光の光時間遅延を生成し、テラヘルツパルス光の測定を行うテラヘルツパルス光測定装置に適用され、光時間遅延のために折り返しミラーを駆動するディレイステージと、ディレイステージを移動可能に支持し、ディレイステージの移動時の反力を吸収する移動可能なカウンター部材と、レーザー光の光路中に挿入されるようにカウンター部材に固定され、入射光および反射光の各光軸が前記折り返しミラーの移動方向と一致する光カウンターミラーとを備え、ディレイステージの移動動作に起因する所定光時間遅延からのずれを、光カウンターミラーにより補正することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載のテラヘルツパルス光測定装置において、カウンター部材は、ディレイステージの移動方向に沿ったガイド部材と、ガイド部材上に配設され、ディレイステージおよび光カウンターミラーを支持するテーブルとを備えたものである。
請求項３の発明は、請求項２に記載のテラヘルツパルス光測定装置において、テーブルの移動を減衰させて衝撃を吸収する衝撃吸収手段を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光カウンターミラーをレーザー光の光路中に設けたことにより、折り返しミラーの移動動作に起因する所定光時間遅延からのずれを補正することができ、ＳＮ比の悪化を防止して測定精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明によるテラヘルツパルス光測定装置の一実施の形態を示すブロック図である。このテラヘルツパルス光測定装置は、被測定用の試料Ｓにテラヘルツパルス光を照射し、試料Ｓを透過したテラへルツパルス光の電場強度の時間変化を検出する。そして、検出信号をフーリエ変換することにより、各周波数における振幅情報と位相情報とを得るものである。
【００１０】
テラヘルツ光発生器５は試料Ｓに照射するテラヘルツパルス光を発生し、レーザ光源１からのレーザパルス光Ｌ２がポンプパルス光として入力される。一方、テラヘルツ光検出器８は試料Ｓを透過したテラへルツパルス光を検出し、レーザ光源１からのレーザパルス光Ｌ３がプローブパルス光として入力される。テラヘルツ光発生器５は、光スイッチ素子５ａとバイアス回路５ｂとを備えている。テラヘルツ光検出器８は光スイッチ素子８ａとＩＶ変換回路８ｂとを備えている。
【００１１】
図２（ａ）はテラヘルツ光発生器５の動作を説明する図であり、図２（ｂ）はテラヘルツ光検出器８の動作を説明する図である。光スイッチ素子５ａは、例えば、半絶縁性ＧａＡｓ基板上に低温成長ＧａＡｓ光伝導薄膜を形成し、その光伝導薄膜上にギャップＧの微小ダイポールアンテナを有する一対の平行伝送線路５０を形成したものである。この一対の平行伝送線路５０間には、バイアス回路５ｂにより直流電圧Ｖｂが印加されている。
【００１２】
レーザ光源１からのポンプパルス光Ｌ２がギャップＧの領域に入射すると、テラヘルツパルス光Ｌ４が発生する。テラヘルツ光発生器５で発生したテラヘルツパルス光Ｌ４は、テラヘルツ光発生器５に設けられたシリコン半球レンズ５１（より詳しくは、シリコン超半球レンズ）を介して出射される。
【００１３】
一方、図２（ｂ）に示すように、テラヘルツ光検出器８にも、上述した光スイッチ素子５ａと同様の光スイッチ素子８ａが設けられている。試料Ｓからのテラヘルツパルス光Ｌ５は、シリコン半球レンズ８１を介して光スイッチ素子８ａに入射する。このテラヘルツパルス光Ｌ５の入射タイミングに合わせてプローブパルス光Ｌ３をダイポールアンテナ８０のギャップ間に照射すると、照射時に入射したテラヘルツパルス光Ｌ５の電場振幅に比例した電流ImがＩＶ変換回路８ｂを流れる。ＩＶ変換回路８ｂはこの電流Imを電圧Vmに変換して出力する。この電圧Vmを検出することにより、テラヘルツパルス光Ｌ５の電場振幅を測定することができる。
【００１４】
図１に戻って、レーザ光源１は、数１０フェムト秒のパルス幅を有する近赤外波長領域のレーザパルス光Ｌ１を発光するものであり、その繰り返し周波数は数１０ＭＨｚにおよぶ。レーザ光源１から出射されたレーザパルス光Ｌ１は、ビームスプリッタ２により上述したポンプパルス光Ｌ２とプローブパルス光Ｌ３の二つに分岐される。ビームスプリッタ２を透過したポンプパルス光Ｌ２は、ミラー３およびミラー４で反射されてテラへルツ光発生器５に入射する。
【００１５】
図２（ａ）で説明したように、ポンプパルス光Ｌ２がテラへルツ光発生器５の光スイッチ素子５ａに入射すると、テラへルツ光発生器５からテラヘルツパルス光Ｌ４が出射される。出射したテラヘルツパルス光Ｌ４は楕円面鏡７に入射し、楕円面鏡７で集光されて試料Ｓに照射される。試料Ｓを透過したテラヘルツパルス光Ｌ５は、楕円面鏡９で集光されてテラヘルツ光検出器８に入射する。
【００１６】
一方、ビームスプリッタ２で反射されたプローブパルス光Ｌ３は、光遅延ユニット１００のディレイステージ１５に搭載された折り返しミラー１３に入射する。プローブパルス光Ｌ３は、折り返しミラー１３により反射されて折り返された後、ミラー１２，１６，１７，１８の順に反射されて光カウンターミラー１９に入射する。プローブパルス光Ｌ３は光カウンターミラー１９で反射されて折り返された後に、ミラー２０，２１，２２の順に反射されてテラへルツ光検出器８の光スイッチ素子８ａに照射される。
【００１７】
ディレイステージ１５は、モーターによりプローブパルス光Ｌ３の光軸に沿って精密移動するステージを構成している。ディレイステージ１５の位置は、リニアエンコーダ１４等の直線移動検出器により精密に計測される。なお、ディレイステージ１５は、ステージコントローラ２５によって制御される。プローブパルス光Ｌ３の光路長は、折り返しミラー１３がディレイステージ１５で移動されることにより変化する。その結果、テラへルツ光検出器８に照射されるプローブパルス光Ｌ３に時間遅延を生じさせることができ、その時間遅延は、光スイッチ素子８ａにおけるテラへルツパルス光Ｌ５の受信波形の再現に利用される。
【００１８】
折り返しミラー１３を徐々に移動させることで時間遅延が徐々に変化し、テラへルツ光検出器８からは、繰り返し到来するテラへルツパルス光Ｌ５の各遅延時間の時点における電場強度が、電気信号として順次出力される。その結果、テラへルツパルス光Ｌ５の電場強度の時系列波形Ｅ（ｔ）が計測されることになる。光スイッチ素子８ａから出力される電流信号は、上述したようにＩＶ変換回路８ｂにより電圧信号に変換され、その電圧信号はＡＤ変換部２３でデジタル量に変換され制御演算装置２６に入力される。
【００１９】
この際のＡＤ変換のトリガーはリニアエンコーダ１４からの信号をエンコーダカウンタ２４でカウントし、あらかじめ設定した一定移動距離毎にＡＤ変換部２３に対し出力することにより管理される。また、エンコーダカウンタ部２４により取得された位置情報も制御演算装置２６に入力される。図３は検出された電圧データの一例を示す図であり、横軸はエンコーダカウンタ部２４の位置情報から算出される遅延時間、縦軸は検出電圧である。このテラへルツ時間波形は表示装置２７に表示される。
【００２０】
図４は、光遅延ユニット１００の概略構成を示す斜視図である。光遅延ユニット１００には、上述した折り返しミラー１３、リニアエンコーダ１４、ディレイステージ１５および光カウンターミラー１９の他に、光カウンタースライダーテーブル２８、直動ガイド２９、衝撃力吸収材３０、ベース３１および支持部３２を備えている。
【００２１】
ディレイステージ１５は、光カウンタースライダーテーブル２８上に固定された支持部３２に搭載されており、支持部３２上をＲ方向に往復動する。ディレイステージ１５を駆動する駆動部は、支持部３２に設けられている。光カウンタースライダーテーブル２８は、直動ガイド２９上をディレイステージ１５の移動方向と同一方向に移動可能に構成されている。この光カウンタースライダーテーブル２８は、ベース３１に固定された一対の衝撃力吸収材３０により挟持されることにより、所定の位置に位置決めされている。光カウンターミラー１９は、光カウンタースライダーテーブル２８上に固定されている。
【００２２】
テラヘルツパルス光測定における時間遅延動作の際には、振動子やボイスコイルモータ等を用いてディレイステージ１５を矢印Ｒ方向に高速移動（往復移動）させる。前述したように、従来の装置では、この高速移動の際に可動機構（ディレイステージ１５）を支える構造体（支持部３２）にねじれ応力による変位が生じ、それが折り返しミラー１３の揺れの原因となるという問題があった。
【００２３】
図５は支持部３２の変位を説明するための概念図であり、光カウンタースライダーテーブル２８と、その座面Ａ上に固定された支持部３２とを示す。時間遅延動作時には、ディレイステージ１５は、支持部３２上においてＸ方向の往復水平移動を繰り返す。そして、ディレイステージ１５を往復移動させる際の反力が支持部３２側に働く。特に、ディレイステージ１５が移動方向を反転するときに反力が大きくなる。その結果、移動方向に応じて、座面Ａを支点としてａおよびｃの向きに、または、ａ’およびｃ’の向きにねじれ応力が働く。実際には、それらに加えて、ｂおよびｄの向きまたはｂ’およびｄ’の向きのねじれ応力も働く。
【００２４】
これは、座面Ａより見た変位として考えると、衝撃力に対する構造体の応答性が各象限で一様でないためと言える。このような支持部３２の振動のために、ディレイステージ１５上に固定された折り返しミラー１３も振動することになり、プローブパルス光Ｌ３に微小な光軸変化を生じさせたり、プローブパルス光Ｌ３の光路長が変化したりしてしまう。
【００２５】
しかしながら、本実施の形態では、支持部３２が固定されている光カウンタースライダーテーブル２８は、直動ガイド２９のスライダー部に取り付けられている。直動ガイド２９のガイド方向はディレイステージ１５の移動方向と同一方向に設定されているので、光カウンタースライダーテーブル２８は、その上に固定されている全てのものと一体に、ディレイステージ１５の移動方向と同一方向に移動することができる。
【００２６】
そのため、ディレイステージ１５の往復移動時に上述したような反力が発生すると、それは光カウンタースライダーテーブル２８を直動ガイド２９のガイド方向に移動させる移動力となる。そして、光カウンタースライダーテーブル２８が僅かでも移動すると、衝撃力吸収材３０により移動力が吸収され減衰する。
【００２７】
図６は、光カウンタースライダーテーブル２８が距離ｆだけミラー２側（図示右側）に変位した場合を示す図である。この場合、光カウンタースライダーテーブル２８に固定されている光カウンターミラー１９も、往復移動しているディレイステージ１５（不図示）上の折り返しミラー１３も、光カウンタースライダーテーブル２８とともに右側に距離ｆだけ移動する。
【００２８】
そのため、折り返しミラー１３で反射されるプローブパルス光Ｌ３の光路長変化が−２ｆであるのに対して、光カウンターミラー１９で反射されるプローブパルス光Ｌ３の光路長変化は＋２ｆとなり、ミラー２からミラー２０までの光路長は変化していない。すなわち、プローブパルス光Ｌ３への折り返しミラー１３の揺れの影響を、排除することができる。従来の場合には、光カウンターミラー１９が設けられていないので、図６に示す状況においては光路長が−２ｆだけ短くなり、その分だけ遅延時間が短くなってしまうことになる。
【００２９】
図７は、光カウンターミラー１９の効果を説明する図である。図７（ａ）において、曲線Ｌ１０は、テラヘルツ光検出器８で検出されるテラヘルツパルス光Ｌ５の電場強度を検出電圧に変換して示したものである。実際には、複数の異なる遅延時間でテラヘルツパルス光Ｌ５を検出することにより、黒丸で示すような電圧データが計測される。これは、折り返しミラー１３の揺れの影響が無い場合のデータであって、本実施の形態のように光カウンターミラー１９を配置することにより、このようなデータを取得することができる。
【００３０】
一方、白丸データＤ１’，Ｄ２’は、光カウンターミラー１９を配置しなかった場合に検出されるデータを示している。本来、データＤ１，Ｄ２を測定すべくディレイステージ１５を移動したにもかかわらず、折り返しミラー１３の揺れのためにデータＤ１’，Ｄ２’が検出されてしまったものである。
【００３１】
データＤ１’を検出するときの設定遅延時間はｔ１であって、設定遅延時間ｔ１となるように光路長が光遅延ユニット１００により制御されている。しかしながら、データＤ１’を検出した際の折り返しミラー１３の揺れによる光路長変化がプラスであったために、実際の遅延時間がΔpsだけ長くなってしまい、遅延時間ｔ３（＝ｔ１＋Δps）のデータＤ１’が検出されてしまっている。従来は、折り返しミラー１３の揺れの影響を考慮しておらず、図７（ｂ）に示すように、データＤ１’は設定遅延時間ｔ１におけるデータとして取り扱われてしまう。
【００３２】
一方、データＤ２’の場合には、データＤ２’を検出した際の折り返しミラー１３の揺れによる光路長変化がマイナスであったために、実際の遅延時間がΔpsだけ短くなってしまい、遅延時間ｔ４（＝ｔ２−Δps）のデータＤ２’が検出されてしまっている。そして、そのデータＤ２’は、図７（ｂ）に示すように設定遅延時間ｔ４におけるデータとして取り扱われてしまう。
【００３３】
その結果、光カウンターミラー１９を用いていない従来の装置による検出結果は、図７（ｂ）の折れ線Ｌ１２のようになる。一方、本実施の形態の装置による検出結果は、折れ線Ｌ１１のようになる。このように、光カウンターミラー１９を配置したことにより、検出精度の向上を図ることができる。
【００３４】
［変形例１］
図８は、上述した実施の形態の第１の変形例を示す図である。図１に示した実施の形態では、光カウンタースライダーテーブル２８上に光カウンターミラー１９を設け、光カウンターミラー１９の反射方向が折り返しミラー１３の反射方向と反対になるように光カウンターミラー１９を配置した。この場合、光カウンターミラー１９はプローブパルス光Ｌ３の光路中に配設されることになる。
【００３５】
一方、図８に示す第１の変形例では、光カウンターミラー１９をポンプパルス光Ｌ２の光路中に配置するようにした。なお、図８では、図１と同様の構成には同一符号を付し、以下では異なる部分を中心に説明する。上述した実施の形態と同様に、レーザ光源１から出射されたレーザパルス光Ｌ１は、ビームスプリッタ２によりポンプパルス光Ｌ２とプローブパルス光Ｌ３とに分岐される。
【００３６】
ビームスプリッタ２を透過したポンプパルス光Ｌ２はミラー１６により反射され、光遅延ユニット１００に設けられた光カウンターミラー１９に入射する。変形例１では、光カウンターミラー１９は折り返しミラー１３と同様の向きで配置されており、同一方向に入射光を反射する。光カウンターミラー１９で反射されたポンプパルス光Ｌ２は、ミラー３２，３３および４の順に反射されて、テラヘルツ光発生器５に入射する。すなわち、変形例１の装置では、ポンプパルス光Ｌ２の光路長を変えることにより、ポンプパルス光Ｌ２がテラヘルツ光発生器５に入射するタイミングを遅延させて、テラヘルツパルス光Ｌ５の時系列波形を検出するようにしている。
【００３７】
一方、ビームスプリッタ２で反射されたプローブパルス光Ｌ３は、光遅延ユニット１００のディレイステージ１５に搭載された折り返しミラー１３に入射する。折り返しミラー１３で反射されたプローブパルス光Ｌ３は、ミラー１２で反射されてテラヘルツ光検出器８に入射する。
【００３８】
図９は光カウンターミラー１９の機能を説明する図であり、上述した図６と同様の図である。図９に示すように、光カウンタースライダーテーブル２８が距離ｆだけミラー２側（図示右側）に変位した場合、折り返しミラー１３で反射されるプローブパルス光Ｌ３の光路長変化は−２ｆとなる。一方、光カウンターミラー１９で反射されるポンプパルス光Ｌ２の場合も、光路長変化は−２ｆとなる。
【００３９】
そのため、ポンプパルス光Ｌ２およびプローブパルス光Ｌ３が各々テラヘルツ光発生器５およびテラヘルツ光検出器８に到達する時間の変化は、いずれも光路長変化は−２ｆに対応する値となる。その結果、テラヘルツパルス光Ｌ５を検出するタイミングに変化が生じることはなく、折り返しミラー１３の揺れの影響を排除することができる。
【００４０】
［変形例２］
図１０は第２の変形例を示す図であり、光遅延ユニット１００を図１のＢ方向から見た図である。ここでは、光カウンタースライダーテーブル２８の中央部２８ａを、直動ガイド２９の部分よりも下方に下げて、中央部２８ａ上に支持部３２を固定するようにした。ディレイステージ１５の往復動による反力は、支持部３２の上部が力点となり、支持部３２の固定部（上述した座面Ａ）が支点となっている。そのため、図１０に示すように支持部３２の載置位置を直動ガイド２９の支持位置よりも下げて、反力の位置を直動ガイド２９に近づけることで、反力を効率よく移動力に変えて光カウンターミラー１９の光カウンター効果を高めるようにした。
【００４１】
なお、図１０に示した変形例では、支持部３２の載置位置を直動ガイド２９の支持位置より下げて光カウンター効率を高めるようにしたが、ステージ可動部の高さを低く抑えた構造のディレイステージ１５を搭載して、移動体重心の高さを直動ガイド２９の高さに近づけることでも光カウンター効率を高めることができる。
【００４２】
上述した実施の形態では、支持部３２をスライド移動可能な光カウンタースライダーテーブル２８に固定し、その光カウンタースライダーテーブル２８に光カウンターミラー１９を配設したが、図１１に示すように光カウンタースライダーテーブル２８を省略して、支持部３２に光カウンターミラー１９を配設するようにしても良い。
【００４３】
支持部３２は反力によって変位するが、その変位が小さく、かつ、変位の方向がディレイステージ１５の移動方向にほぼ限られるような場合には、支持部３２に設けられた光カウンターミラー１９で折り返しミラー１３の揺れの影響を排除することが可能である。なお、図１１に示した例では、プローブパルス光Ｌ３の光路中に光カウンターミラー１９を配置したが、光カウンターミラー１９を支持部３２の反対側の面に設けてポンプパルス光Ｌ２の光路中に配置するようにしても良い。
【００４４】
上述した本実施の形態のテラヘルツパルス光測定装置では、次のような作用効果を奏することができる。
（１）折り返しミラー１３を移動することにより、テラヘルツ光発生器５またはテラヘルツ光検出器８に入射するレーザー光の光時間遅延を生成し、テラヘルツパルス光の測定を行うテラヘルツパルス光測定装置において、入射光および反射光の各光軸が折り返しミラー１３の移動方向と一致し、折り返しミラー１３の移動動作に起因する所定光時間遅延からのずれを補正する光カウンターミラー１９を、レーザー光の光路中に設けたことにより、折り返しミラー１３の揺れの影響を低減することができる。
（２）また、折り返しミラー１３を駆動するディレイステージ１５と、ディレイステージ１５を移動可能に支持し、ディレイステージ１５の移動時の反力を吸収する支持部３２（カウンター部材）と、レーザー光の光路中に挿入されるように支持部３２に固定され、入射光および反射光の各光軸が折り返しミラー１３の移動方向と一致する光カウンターミラー１９とを備えたことにより、折り返しミラー１３の揺れの影響（所定光時間遅延からのずれ）を低減することができる。
【００４５】
（３）例えば、ディレイステージ１５の移動方向に沿った直動ガイド２９と、直動ガイド２９上に設置され、ディレイステージ１５および光カウンターミラー１９を支持する光カウンタースライダーテーブル２８とを備えるようにしても良い。支持部３２に反力が働いた場合、その反力は光カウンタースライダーテーブル２８の移動力に効率良く変換され、支持部３２の変形を防止できる。その結果、光カウンターミラー１９による補正効果を高めることができる。
（４）また、光カウンタースライダーテーブル２８の移動を減衰させて衝撃を吸収する衝撃力吸収材３０を設けることにより、光カウンタースライダーテーブル２８の移動による衝撃を緩和して、折り返しミラー１３の揺れを低減することができる。
（５）光カウンタースライダーテーブル２８を支持してディレイステージ１５と同一方向にガイドする直動ガイド２９を備え、ガイドの支持点よりも下方に位置する光カウンタースライダーテーブル２８の載置面に支持部３２を固定することにより、反力が移動力へと効率よく変換される。
【００４６】
なお、上述した実施の形態では、折り返しミラー１３を水平移動させる装置を例に説明したが、折り返しミラー１３を垂直方向に移動させる装置にも本発明は適用できる。さらに、本発明を走査型イメージング化装置に応用すれば、短時間でより精度の高い分光情報や画像情報を得ることができる。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明によるテラヘルツパルス光測定装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】（ａ）はテラヘルツ光発生器５の動作を説明する図であり、（ｂ）はテラヘルツ光検出器８の動作を説明する図である。
【図３】検出された電圧データの一例を示す図である。
【図４】光遅延ユニット１００の概略構成を示す斜視図である。
【図５】構造体の変位を説明するための概念図である。
【図６】光カウンタースライダーテーブル２８が、距離ｆだけミラー２側（図示右側）に変位した場合を示す図である。
【図７】光カウンターミラー１９の効果を説明する図であり、（ａ）はデータ検出タイミングを示す図であり、（ｂ）は従来のデータと本実施の形態によるデータとを示す図である。
【図８】上述した実施の形態の第１の変形例を示す図である。
【図９】変形例１における光カウンターミラー１９の機能を説明する図である。
【図１０】第２の変形例を示す図である。
【図１１】支持部３２に設けられた光カウンターミラー１９を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１：レーザ光源、５：テラヘルツ光発生器、８：テラヘルツ光検出器、１３：折り返しミラー、１５：ディレイステージ、１９：光カウンターミラー、２８：光カウンタースライダーテーブル、２９：直動ガイド、３０：衝撃力吸収材、３２：支持部、１００：光遅延ユニット、Ｌ２：ポンプパルス光、Ｌ３：プローブパルス光、Ｓ：試料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
折り返しミラーを移動することにより、テラヘルツ光発生器またはテラヘルツ光検出器に入射するレーザー光の光時間遅延を生成し、テラヘルツパルス光の測定を行うテラヘルツパルス光測定装置において、
前記光時間遅延のために前記折り返しミラーを駆動するディレイステージと、
前記ディレイステージを移動可能に支持し、前記ディレイステージの移動時の反力を吸収する移動可能なカウンター部材と、
前記レーザー光の光路中に挿入されるように前記カウンター部材に固定され、入射光および反射光の各光軸が前記折り返しミラーの移動方向と一致する光カウンターミラーとを備え、
前記ディレイステージの移動動作に起因する所定光時間遅延からのずれを、前記光カウンターミラーにより補正することを特徴とするテラヘルツパルス光測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のテラヘルツパルス光測定装置において、
前記カウンター部材は、前記ディレイステージの移動方向に沿ったガイド部材と、
前記ガイド部材上に配設され、前記ディレイステージおよび前記光カウンターミラーを支持するテーブルとを備えたことを特徴とするテラヘルツパルス光測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載のテラヘルツパルス光測定装置において、
前記テーブルの移動を減衰させて衝撃を吸収する衝撃吸収手段を備えたことを特徴とするテラヘルツパルス光測定装置。
【請求項１】
折り返しミラーを移動することにより、テラヘルツ光発生器またはテラヘルツ光検出器に入射するレーザー光の光時間遅延を生成し、テラヘルツパルス光の測定を行うテラヘルツパルス光測定装置において、
前記光時間遅延のために前記折り返しミラーを駆動するディレイステージと、
前記ディレイステージを移動可能に支持し、前記ディレイステージの移動時の反力を吸収する移動可能なカウンター部材と、
前記レーザー光の光路中に挿入されるように前記カウンター部材に固定され、入射光および反射光の各光軸が前記折り返しミラーの移動方向と一致する光カウンターミラーとを備え、
前記ディレイステージの移動動作に起因する所定光時間遅延からのずれを、前記光カウンターミラーにより補正することを特徴とするテラヘルツパルス光測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のテラヘルツパルス光測定装置において、
前記カウンター部材は、前記ディレイステージの移動方向に沿ったガイド部材と、
前記ガイド部材上に配設され、前記ディレイステージおよび前記光カウンターミラーを支持するテーブルとを備えたことを特徴とするテラヘルツパルス光測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載のテラヘルツパルス光測定装置において、
前記テーブルの移動を減衰させて衝撃を吸収する衝撃吸収手段を備えたことを特徴とするテラヘルツパルス光測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１４８１５（Ｐ２００８−１４８１５Ａ）
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８６７３６（Ｐ２００６−１８６７３６）
【出願日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【出願人】（５９２１７１１５３）株式会社栃木ニコン (34)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【出願人】（５９２１７１１５３）株式会社栃木ニコン (34)
【Ｆターム（参考）】
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