テラヘルツ波を用いた検査装置及び検査方法
【課題】測定精度の低下をなく短時間で測定可能なテラヘルツ波を用いた検査装置及び検査方法を提供する。
【解決手段】ビームスプリッター２と、第１レーザ光よりテラヘルツ波を発するテラヘルツ波発振アンテナ５、第２レーザ光に時間遅延を与える時間遅延機構１１、第２レーザ光に基づく検出タイミングでテラヘルツ波発振アンテナ５によりテラヘルツ波を検出し、検出したテラヘルツ波の強度に応じた検出信号を生成するテラヘルツ波受信アンテナ８、テラヘルツ波路中に測定対象物１００を設置し、時間遅延機構１１によりの時間遅延を変化させた時のテラヘルツ波受信アンテナ８での検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測し、予測した位置に基づき時間遅延機構１１が与える時間遅延の範囲を所定の範囲に制御する制御部５７と、信号強度データのピーク値に基づき測定対象物１００の特徴を検査する検査部（データ処理部５６）とを備える。
【解決手段】ビームスプリッター２と、第１レーザ光よりテラヘルツ波を発するテラヘルツ波発振アンテナ５、第２レーザ光に時間遅延を与える時間遅延機構１１、第２レーザ光に基づく検出タイミングでテラヘルツ波発振アンテナ５によりテラヘルツ波を検出し、検出したテラヘルツ波の強度に応じた検出信号を生成するテラヘルツ波受信アンテナ８、テラヘルツ波路中に測定対象物１００を設置し、時間遅延機構１１によりの時間遅延を変化させた時のテラヘルツ波受信アンテナ８での検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測し、予測した位置に基づき時間遅延機構１１が与える時間遅延の範囲を所定の範囲に制御する制御部５７と、信号強度データのピーク値に基づき測定対象物１００の特徴を検査する検査部（データ処理部５６）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テラヘルツ波を用いて検査対象物の物理量や物性等を検査する検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電波と光波のちょうど中間領域にあるテラヘルツ波に注目が集まりつつある。テラヘルツ波は、送受信が困難なことから利用が遅れていた。しかし、最近のレーザ及び半導体技術の進歩等によりテラヘルツ波の利用が可能となってきた。学術分野により違いがあるが、テラヘルツ波は、波長で３０μｍ〜３ｍｍ、振動数では１００ＧＨｚ〜１０ＴＨｚの領域を指す。
【０００３】
このテラヘルツ波を利用することにより、検査対象物の物理量や物性を検査する装置が開示されており、例えば、対象物の粒径を測定する粒径測定装置が存在する。このような従来の粒径測定装置は、対象の粒径を測定するに際して透過率（＝（サンプルのＦＦＴ結果／リファレンスのＦＦＴ結果）＊１００）を使用するのが一般的であるが、透過率を計算するためにはリファレンスとサンプルとの両方の信号強度を測定し、いずれもフーリエ変換を行った後に周波数毎に算出する必要があり、信号処理に手間がかかるという問題点がある。なお、リファレンスとは、測定対象物を何も設置しない状態で行った測定結果を指す。
【０００４】
図１８は、従来の粒径測定装置の動作を示すフローチャート図である。従来の測定装置は、最初にリファレンスの時間波形（時間に対する信号強度）を測定する（ステップＳ１）。次に、従来の測定装置は、測定対象物（サンプル）を設置した場合における時間波形を測定する（ステップＳ２）。ここで、図１９は、従来の測定装置により測定されたサンプル（粒径１１０μｍ）とリファレンスの時間波形図の１例である。
【０００５】
次に、従来の測定装置は、リファレンスとサンプルについてＦＦＴ解析を行う（ステップＳ３）。次に、従来の測定装置は、周波数毎の透過率を計算する（ステップＳ４）。すなわち、従来の測定装置は、ＦＦＴ変換結果に基づいて、所定の周波数におけるサンプルとリファレンスの任意強度を抽出し、上述した式に基づいて透過率を算出する。なお、リファレンスのフーリエ変換後における周波数に対する任意強度は、予めデータベースに記憶された値を用いてもよい。
【０００６】
例えば、フーリエ変換後のサンプルの時間波形から、０．１８３ＴＨｚの周波数に対する任意強度が１２７である場合に、データベースに基づいてリファレンスの０．１８３ＴＨｚの周波数に対する任意強度が２５９であったとすると、従来の測定装置は、（１２７／２５９）＊１００＝４９[％]のように透過率を算出することができる。
【０００７】
次に、従来の測定装置は、算出した透過率をデータベースと照合する（ステップＳ５）。データベースには、所定の周波数において予め測定した粒径に対する透過率が記憶されており、従来の測定装置は、ステップＳ４で算出した透過率をデータベースと照合することにより、粒径を導き出すことができる。最後に、従来の測定装置は、導出した粒径を表示装置に表示して処理を終了する（ステップＳ６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−６１４５５号公報
【特許文献２】特開２００６−７１４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の測定装置は、リファレンスとサンプルの両方の信号強度に対してフーリエ変換を行う必要があり、さらにデータベースによらずにリファレンスを毎回測定する場合には、測定の度にリファレンスとサンプルの両方についてデータをとる必要があり、手間がかかるという問題点がある。
【００１０】
特に、従来の測定装置は、データをとる際にロックインアンプを使用してアンテナで受信したテラヘルツ波を増幅するが、ロックインアンプの時定数を１ｓに設定すると、より正確な値を測定するためには、１点測定するのに時定数の３倍（＝３ｓ）の時間を待って測定する必要がある。フーリエ変換を行うために適当な値として１０２４点測定するとすれば、従来の測定装置は、３×１０２４＝３０７２ｓ（約５０分）かかることとなり、テラヘルツ波時間波形の測定には非常に時間がかかる。また、ロックインアンプの時定数の設定は変更可能であるが、例えば１００ｍｓ程度に短く変更してしまうと容量が十分ではなく、正確な強度を測定できないという問題がある。
【００１１】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するもので、測定精度の低下を招くことなく短時間で測定することができるテラヘルツ波を用いた検査装置及び検査方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るテラヘルツ波を用いた検査装置は、上記課題を解決するために、レーザ光を第１レーザ光と第２レーザ光とに分割する光分割部と、前記光分割部により発せられた第１レーザ光が照射されることによりテラヘルツ波を発振するテラヘルツ波発振部と、前記光分割部により発せられた第２レーザ光に時間遅延を与える時間遅延部と、前記時間遅延部により時間遅延を与えられた第２レーザ光に基づいた検出タイミングで前記テラヘルツ波発振部により発振されたテラヘルツ波を検出し、検出したテラヘルツ波の強度に応じた検出信号を生成するテラヘルツ波検出部と、前記テラヘルツ波発振部と前記テラヘルツ波検出部との間のテラヘルツ波路中に測定対象物を設置し、前記時間遅延部により与えられる時間遅延を変化させた場合の前記テラヘルツ波検出部により生成された検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測し、予測した位置に基づいて前記時間遅延部が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御する制御部と、前記テラヘルツ波発振部と前記テラヘルツ波検出部との間のテラヘルツ波路中に測定対象物を設置した場合の前記テラヘルツ波検出部により生成された検出信号に基づく信号強度データのピーク値に基づいて前記測定対象物の特徴を検査する検査部とを備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置におけるテラヘルツ波発振アンテナの詳細な構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例１の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置におけるテラヘルツ波受信アンテナの詳細な構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例１の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置においてロックインアンプの時定数を変化させた場合の時間波形図である。
【図５】本発明の実施例２の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施例２の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置において異なる光路長を有する複数の光路の各々に基づくテラヘルツ波の時間波形図である。
【図７】本発明の実施例２の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置においてテラヘルツ波受信アンテナにより生成される検出信号の時間波形図である。
【図８】本発明の実施例２の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置の別の構成例を示す図である。
【図９】本発明の実施例２の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置における多重反射ミラーの各層における反射率を示す図である。
【図１０】本発明の実施例２の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置の別の構成例を示す図である。
【図１１】本発明の実施例２の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置における固定遅延反射ミラーの構成例を示す図である。
【図１２】本発明の実施例２の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置の別の構成例を示す図である。
【図１３】本発明の実施例２の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置における固定遅延反射ミラーの構成例を示す図である。
【図１４】本発明の実施例３の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置の構成を示す図である。
【図１５】本発明の実施例３の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置における連続遅延反射ミラーの構成を示す図である。
【図１６】本発明の実施例３の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置の別の構成例を示す図である。
【図１７】本発明の実施例３の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置における固定遅延透過板の構成を示す図である。
【図１８】従来の粒径測定装置の動作を示すフローチャート図である。
【図１９】従来の粒径測定装置により測定されたサンプルとリファレンスの時間波形図の１例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のテラヘルツ波を用いた検査装置及び検査方法の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１のテラヘルツ波を用いた検査装置の構成を示す図である。図１を参照して、検査装置の構成を説明する。本実施例の検査装置は、レーザダイオード１、ビームスプリッター２、ミラー３、レンズ４、テラヘルツ波発振アンテナ５、放物面ミラー６，７、テラヘルツ波受信アンテナ８、レンズ９、ミラー１０、時間遅延機構１１、ミラー１２、信号発生器５０、ロックインアンプ５１、データ保持部５２、表示装置５３、データ処理部５６、制御部５７、及びデータベース５８により構成される。
【００１６】
なお、レーザダイオード１、ビームスプリッター２、ミラー３，１０，１２、レンズ４，９、テラヘルツ波発振アンテナ５、テラヘルツ波受信アンテナ８、放物面ミラー６，７、時間遅延機構１１、及び後述する測定対象物１００は、同一平面状にあるものとする。
【００１７】
レーザダイオード１は、レーザ光を発する。このレーザ光は、数ピコ秒以下で強度が変化している。ただし、レーザダイオード１の代わりにフェムト秒パルスレーザを使用してもよい。また、レーザ光の波長は、後述するテラヘルツ波発振アンテナ５及びテラヘルツ波受信アンテナ８の低温成長ガリウムヒ素基板を励起できる波長であればよく、例えば７８０ｎｍ〜８３０ｎｍ程度である。さらに、レーザダイオード１によるレーザ出力強度は、エミッタ側に約３０ｍＷ、ディテクタ側に約１０ｍＷ出力する強度があればよい。
【００１８】
ビームスプリッター２は、本発明の光分割部に対応し、レーザダイオード１により発せられたレーザ光を第１レーザ光と第２レーザ光とに分割する。
【００１９】
ミラー３は、ビームスプリッター２により発せられた第１レーザ光を所定の方向に反射する。
【００２０】
レンズ４は、ミラー３により反射された第１レーザ光を集光する。
【００２１】
テラヘルツ波発振アンテナ５は、本発明のテラヘルツ波発振部に対応し、ビームスプリッター２により発せられた第１レーザ光がミラー３及びレンズ４を介して照射されることによりテラヘルツ波を発振する。
【００２２】
図２は、本実施例のテラヘルツ波を用いた粒径測定装置におけるテラヘルツ波発振アンテナ５の詳細な構成を示す図である。図２に示すように、テラヘルツ波発振アンテナ５は、シリコンレンズ２５に低温成長ガリウムヒ素基板２２が設けられた構成となっており、低温成長ガリウムヒ素基板２２上の電極２０に信号発生器５０が接続されている。電極２０は、例えばダイポール、ボウタイ等の形状を有しており、材質として主に金が用いられる。また、シリコンレンズ２５は、半球レンズあるいは超半球レンズを用いたものである。さらに、黒丸で示されたレーザ光２３は、ギャップ２１に照射される第１レーザ光の照射箇所を示したものである。
【００２３】
信号発生器５０は、テラヘルツ波発振アンテナ５に電圧を印加し、繰り返し周波数として、例えば１１ｋＨｚ、±１０Ｖでテラヘルツ波を変調する。
【００２４】
放物面ミラー６，７は、テラヘルツ波発振アンテナ５により発振されたテラヘルツ波をテラヘルツ波受信アンテナ８に導くためのミラーである。この放物面ミラー６，７は、テラヘルツ波の減衰がないものであればよく、例えば金属（鉄、アルミ等）が挙げられる。可動ステージは２０μｍ以下でステップするステージであればよい。
【００２５】
ミラー１２は、ビームスプリッター２により発せられた第２レーザ光を所定の方向に反射し、時間遅延機構１１内部に導く。
【００２６】
時間遅延機構１１は、本発明の時間遅延部に対応し、ビームスプリッター２により発せられミラー１２を介して入射された第２レーザ光に時間遅延を与える。時間遅延機構１１に要求される仕様の１例を挙げると、時間遅延機構１１は、内部ミラーの移動範囲が２ｃｍ以上５ｃｍ以下あればよい。その移動速度は、最大で２０ｋｐｐｓ（Ｐｕｌｓｅ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）、最小で１ｋｐｐｓであればよい。また、移動ピッチは１０μｍ毎に動作すればよく、移動精度は０．０１５ｍｍであればよい。
【００２７】
ミラー１０は、時間遅延機構１１により発せられた第２レーザ光を所定の方向に反射する。
【００２８】
レンズ９は、ミラー１０により反射された第２レーザ光を集光する。なお、ビームスプリッター２、ミラー３，１０，１２、及びレンズ４，９は、レーザダイオード１によるレーザ光の出力強度に耐えることができ、且つレーザ光の強度に変化を与えないものがよい。
【００２９】
テラヘルツ波受信アンテナ８は、本発明のテラヘルツ波検出部に対応し、時間遅延機構１１により時間遅延を与えられた第２レーザ光に基づいた検出タイミングでテラヘルツ波発振アンテナ５により発振されたテラヘルツ波を検出し、検出したテラヘルツ波の強度に応じた検出信号を生成する。テラヘルツ波受信アンテナ８は、テラヘルツ波を受信できる装置であればよく、例えばシリコンボロメータ等が挙げられる。
【００３０】
図３は、本実施例のテラヘルツ波を用いた粒径測定装置におけるテラヘルツ波受信アンテナ８の詳細な構成を示す図である。図３に示すように、テラヘルツ波受信アンテナ８は、テラヘルツ波発振アンテナ５と同様の構成を有しており、シリコンレンズ２５に低温成長ガリウムヒ素基板２２が設けられている。ただし、テラヘルツ波受信アンテナ８の低温成長ガリウムヒ素基板２２上の電極２０には、信号発生器５０の代わりにロックインアンプ５１が接続されている。
【００３１】
ロックインアンプ５１は、信号発生器５０の参照信号に同期して、テラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号を増幅する。なお、ロックインアンプ５１は、電流増幅が１０８程あればよい。また、電圧電源は５０Ｖ以下を印加できるものであればよい。
【００３２】
データ保持部５２及びデータ処理部５６は、本発明の検査部に対応し、テラヘルツ波発振アンテナ５とテラヘルツ波受信アンテナ８との間のテラヘルツ波路中に測定対象物１００を設置した場合のテラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号に基づく信号強度データのピーク値に基づいて測定対象物１００の特徴を検査する。例えば、この検査部は、信号強度データのピーク値に対応する粒径のデータを保持するデータベース５８を参照することにより、測定対象物１００の粒径を推定する。
【００３３】
個々の構成について述べると、データ保持部５２は、テラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号に基づく信号強度データを保持する。また、データ処理部５６は、データ保持部５２に保持された信号強度データが示すピーク値に基づいて測定対象物１００の特徴を検査すべく、データ保持部５２を介してデータベース５８を参照することにより測定対象物１００の物理量（例えば粒径）や物性等を推定する。
【００３４】
データベース５８は、予め調べたピーク強度に対応する物理量（例えば粒径）や物性等のデータを保持する。このデータベース５８に保持されたデータは、例えば粒径が既知のガラスビーズ等を使用して予め測定を行い、ピーク強度と粒径との関係を調べて作成したものである。
【００３５】
表示装置５３は、ロックインアンプ５１による出力された検出信号に基づく信号強度データや、検査部（データ保持部５２及びデータ処理部５６）が検査した結果を表示するための装置である。
【００３６】
また、制御部５７は、時間遅延機構１１内部のミラーを移動させることにより、時間遅延量を制御することができる。ここで、制御部５７は、テラヘルツ波発振アンテナ５とテラヘルツ波受信アンテナ８との間のテラヘルツ波路中に測定対象物１００を設置し、時間遅延機構１１により与えられる時間遅延を変化させた場合のテラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測する。さらに、制御部５７は、予測した位置に基づいて時間遅延機構１１が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御する。この制御部５７は、表示装置５３と一体的に設置されていてもよい。
【００３７】
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。ここでは、本実施例の検査装置は、測定対象物１００の粒径を測定するものとする。なお、データベース５８には、既にピーク強度とそれに対応する粒径のデータが保持されているものとする。
【００３８】
最初に、本実施例のテラヘルツ波を用いた粒径測定装置は、図４に示すようなサンプルの時間波形を測定する。具体的に説明すると、ユーザは、測定対象物１００をテラヘルツ波路中に設置する。測定対象物１００は、粒状物や粉体物であり、ポリカーボネイト等のケースに収納されている。
【００３９】
レーザダイオード１は、レーザ光を発する。ビームスプリッター２は、レーザダイオード１により発せられたレーザ光を第１レーザ光と第２レーザ光とに分割する（光分割ステップ）。ここで、第１レーザ光は、テラヘルツ波発振アンテナ２に向かうエミッタ側のレーザ光である。第２レーザ光は、テラヘルツ波受信アンテナ８に向かうディテクタ側のレーザ光である。
【００４０】
エミッタ側のレーザ光（第１レーザ光）は、レンズ４により集光され、テラヘルツ波発振アンテナ５に照射される。第１レーザ光が照射されたテラヘルツ波発振アンテナ５は、信号発生器５０により電圧を印加されることで、テラヘルツ波を発振する（テラヘルツ波発振ステップ）。
【００４１】
発振したテラヘルツ波は、放物面ミラー６，７で反射し、テラヘルツ波受信アンテナ８に照射される。一方、ディテクタ側のレーザ光（第２レーザ光）は、エミッタ側と同様にテラヘルツ波受信アンテナ８に照射される。
【００４２】
このとき、ビームスプリッター２からテラヘルツ波発振アンテナ5を経てテラヘルツ波受信アンテナ８までの光学距離と、ビームスプリッター２からテラヘルツ波受信アンテナ８までの距離が一致するように光学部品を設置する。
【００４３】
テラヘルツ波発振アンテナ５から発振するテラヘルツ波はパルスであり、パルス幅は数ピコ秒のため一つのパルスを一回で受信することはできない。そこで、本実施例の検査装置は、テラヘルツ波発振アンテナ５にテラヘルツ波を繰り返し送信させておき、時間遅延機構１１の光学距離を変えることで時間遅延を発生させ、テラヘルツ波の各箇所を順に測定することでテラヘルツ波を測定する。
【００４４】
すなわち、時間遅延機構１１は、ビームスプリッター２により発せられミラー１２を介して入射された第２レーザ光に時間遅延を与える（時間遅延ステップ）。
【００４５】
テラヘルツ波受信アンテナ８は、時間遅延機構１１により時間遅延を与えられた第２レーザ光に基づいた検出タイミングでテラヘルツ波発振アンテナ５により発振されたテラヘルツ波を検出し、検出したテラヘルツ波の強度に応じた検出信号を生成する（テラヘルツ波検出ステップ）。
【００４６】
具体的には、第２レーザ光がテラヘルツ波受信アンテナ８のギャップ２１に照射されることで電子が励起し、そこにテラヘルツ波が照射されることで、電極２０に微小電流が流れる。ロックインアンプ５１は、信号発生器５０と同期をとるとともに、この微小電流を検出信号として検出して増幅する。
【００４７】
一方、制御部５７は、テラヘルツ波発振アンテナ５とテラヘルツ波受信アンテナ８との間のテラヘルツ波路中に測定対象物１００を設置し、時間遅延機構１１により与えられる時間遅延を変化させた場合のテラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測する。さらに、制御部５７は、予測した位置に基づいて時間遅延機構１１が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御する（制御ステップ）。
【００４８】
ここで、時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御せず、レーザダイオードを用い、放物面ミラー６，７の間に何も放置しない状態での時間波形（リファレンス）と放物面ミラー６，７の間に粒（中心粒径１１０μｍ）を測定対象物１００として設置した状態での測定結果は、上述した図１９のようになる。粒はガラスビーズを用い、ケースはポリカーボネイトを用いている。
【００４９】
しかしながら、本実施例の制御部５７は、上述したように、時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御する。具体的には、本実施例の検査装置は、測定時間を短縮するためにロックインアンプ５１の時定数を短くし（例えば１００ｍｓ）、測定時間を短縮してテラヘルツ波形を測定し、テラヘルツピークの位置をいったん測定し、ピーク位置を洗い出す。ここで洗い出されるピーク位置は、おおまかな位置であるため、本来の時定数（例えば１ｓ）で測定した場合におけるピークの予測位置であるといえる。
【００５０】
すなわち、制御部５７は、ロックインアンプ５１の時定数を制御し、ロックインアンプ５１の時定数が第１所定値（ここでは１００ｍｓ）を有する場合のテラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号に基づいて、時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測する。
【００５１】
次に、制御部５７は、予測した位置に基づいて、時間遅延機構１１が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御する。すなわち、制御部５７は、時定数を適正値（ここでは１ｓ）に戻し、所定の時間遅延範囲で強度ピーク値を再度測定する。
【００５２】
通常、この種のテラヘルツ波送受信装置は、ロックインアンプ５１の時定数を１ｓに設定し、測定するまでの時間は３倍の３ｓ待ってから測定する。フーリエ変換するために１０２４点測定するとして、測定には１０２４×３＝３０７２ｓ（約５０分）かかる。
【００５３】
ところが、本実施例の検査装置は、ロックインアンプ５１の時定数を第１所定値（ここでは１００ｍｓ）に設定して測定するため、１０２４×０．３＝３０７．２ｓ（約５分）で時系列データを測定し、ピーク強度付近を洗い出す。さらに、本実施例の検査装置における制御部５７は、ロックインアンプ５１の時定数を第２所定値（ここでは１ｓ）に戻し、時間遅延機構１１が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御し、洗い出したピーク強度付近を測定する。ここで、例えばピーク強度付近を１０点測定するとすれば、測定にかかる時間は、１０×３＝３０ｓ（０．５分）である。すなわち、トータルの測定時間は５．５分であり、本実施例の検査装置は、従来装置の測定時間に比して１／１０に短縮することができる。
【００５４】
図４は、本実施例のテラヘルツ波を用いた検査装置においてロックインアンプ５１の時定数を変化させた場合の時間波形図である。図４に示すように、時定数を１ｓに設定した場合と１００ｍｓに設定した場合とでピーク位置の違いが１〜２点であるため、本実施例の検査装置は、例えば洗い出したピーク強度付近を時定数１ｓで５点測定するとしてもよい。
【００５５】
次に、本実施例のテラヘルツ波を用いた検査装置は、ロックインアンプ５１による検出信号のピーク強度を計算し、データベースと照合する。具体的には、検査部（データ保持部５２及びデータ処理部５６）は、テラヘルツ波発振アンテナ５とテラヘルツ波受信アンテナ８との間のテラヘルツ波路中に測定対象物１００を設置した場合のテラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号に基づく信号強度データのピーク値に基づいて測定対象物１００の特徴を検査する（検査ステップ）。
【００５６】
本実施例における検査部（データ保持部５２及びデータ処理部５６）は、制御部５７が予測した位置に基づいて時間遅延機構１１が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御するとともにロックインアンプ５１の時定数を第１所定値（ここでは１００ｍｓ）よりも大きな第２所定値（ここでは１ｓ）に変更した場合に、テラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号に基づく信号強度データのピーク値に基づいて、測定対象物１００の特徴を検査する。
【００５７】
一方、上述したように、ユーザは、予め粒径とピーク値との関係を測定しておき、データベース５８を作成しておく。サンプル（測定対象物１００）の測定が終了すると、データ処理部５６は、データ保持部５２に保持された信号強度データから上述したピーク値を算出し、算出したピーク値とデータベース５８とを照合して粒径を推定する。
【００５８】
最後に、表示装置５３は、検査部（データ保持部５２及びデータ処理部５６）が検査することにより判明した測定対象物１００の物理量や物性等（本実施例においては粒径）をディスプレイ等に表示する。
【００５９】
上述のとおり、本発明の実施例１の形態に係るテラヘルツ波を用いた検査装置及び検査方法によれば、測定精度の低下を招くことなく短時間で測定することができる。
【００６０】
すなわち、本実施例の検査装置及び検査方法は、単純にピーク強度に基づいてサンプルの物理量や物性を検査するため従来装置のようにフーリエ変換を行う必要が無く、さらにピーク強度を示す位置を迅速に測定するために、時定数を１００ｍｓに設定しておおまかなピーク強度付近を洗い出し（制御部５７によるピーク位置予測）、その後、時間遅延機構１１による時間遅延の範囲を予測したピーク位置付近に限定し、時定数を１ｓに戻して正確なピーク強度を測定するので、測定精度の低下を招くことなく短時間で測定することができる。
【００６１】
なお、変形例として、制御部５７は、リファレンス（測定対象物を何も設置しない状態で行った測定）の測定結果を利用して、ピーク位置の予測を行ってもよい。すなわち、制御部５７は、予め測定されたリファレンスの時系列信号強度データがピーク値を示す位置に基づいて、テラヘルツ波発振アンテナ５とテラヘルツ波受信アンテナ８との間のテラヘルツ波路中に測定対象物１００を設置し、時間遅延機構１１により与えられる時間遅延を変化させた場合のテラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測する。
【００６２】
具体的には、テラヘルツ波路中に測定対象物１００を設置した場合には、何も設置しない場合に比してテラヘルツ波の伝搬が遅れることを考慮すれば、サンプルのピーク強度を測定する際には、時系列的にリファレンスより前にサンプルのピーク強度が測定されることはない。したがって、制御部５７は、サンプルの時系列信号強度データがピーク値を示す位置は、リファレンスの時系列信号強度データがピーク値を示す位置よりも後であると予測し、予測した位置に基づいて時間遅延機構１１が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御する。また、検査部は、リファレンスの強度ピークとサンプルの強度ピーク値とを比較することで、測定対象物１００の物理量や物性等を推定してもよい。
【００６３】
また、測定対象物１００を入れるサンプルケースの厚さや屈折率が既知の場合には、制御部５７は、それらの情報を利用して、ピーク位置の予測を行ってもよい。すなわち、制御部５７は、測定対象物１００を入れるサンプルケースが有する屈折率と厚みとに基づいて、テラヘルツ波発振アンテナ５とテラヘルツ波受信アンテナ８との間のテラヘルツ波路中に測定対象物１００を設置し、時間遅延機構１１により与えられる時間遅延を変化させた場合のテラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測する。
【００６４】
物質中を進む電磁波は、物質中の電磁波の速度をＶ（ｍ／ｓ）とし、光速をＣ（ｍ／ｓ）とし、物質の屈折率をｎとすると、Ｖ＝Ｃ／ｎの関係式により遅れる。例えば、ポリカーボネイトの屈折率ｎ：１．５９、厚み１ｍｍの場合、物質中の電磁波の速度は約１．９×１０＾８ｍ／ｓとなり、厚み１ｍｍを進むのに５．３ｐｓかかる。したがって、ピークの位置は、リファレンスと比べてサンプルケースの厚さ２枚分である１０．６ｐｓ後にあることが予想できる。距離で示すと、３×１０＾８×１０．６ｐｓ＝３．１８ｍｍであるので、制御部５７は、時間遅延機構１１を１．５９ｍｍずらし、時系列データの測定を実施する。
【００６５】
なお、サンプルケース内の測定対象物１００の粒径による厚みについては、テラヘルツ波の透過量が減衰するだけであるためピーク位置に影響が無く、制御部５７は、ピーク位置の予測をする際に考慮に入れる必要はない。
【実施例２】
【００６６】
次に、本発明の実施例２のテラヘルツ波を用いた検査装置の構成について説明する。図５は、本発明の実施例２のテラヘルツ波を用いた検査装置の構成を示す図である。図１に示す実施例１の検査装置と異なる点は、ビームスプリッター２とテラヘルツ波受信アンテナ８との間に光路調整部６０を備えている点である。本発明の光路調整部６０は、第１レーザ光と第２レーザ光との少なくとも一方の光路上に、光路長の異なる複数の光路を有するものであり、本実施例においては第２レーザ光の光路上にある。
【００６７】
具体的には、光路調整部６０は、光路１から光路５までの０．８７ｍｍずつ光路長が異なる５つの光路を有しており、光路１の光路長が最も短く、光路５が最も長い光路長を有している。さらに、１つの光路のレーザ強度は、約５ｍＷとなるように調整されている。
【００６８】
なお、光路調整部６０は、予め測定されたリファレンスの信号強度データをフーリエ変換した場合に、最も強い強度を示した周波数に基づいて各光路の光路長差が決められている。これにより、光路調整部６０は、フィルタのような役割を果たし、テラヘルツ波受信アンテナ８において特定の周波数のテラヘルツ波が検出されるように作用する。
【００６９】
その他の構成は、実施例１と同様であり、重複した説明を省略する。
【００７０】
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。図６は、本実施例のテラヘルツ波を用いた検査装置において異なる光路長を有する複数の光路の各々に基づくテラヘルツ波の時間波形図である。光路調整部６０が第２レーザ光を５つの光路に分割するので、各光路に基づくテラヘルツ波は、それぞれ本来のテラヘルツ波形の１／５の強度を有する。
【００７１】
図７は、本実施例のテラヘルツ波を用いた検査装置においてテラヘルツ波受信アンテナ８により生成される検出信号の時間波形図であり、いわば図６に示す光路１〜光路５に基づくテラヘルツ波形の合計である。すなわち、テラヘルツ波受信アンテナ８は、光路１〜光路５の各光路を通過した第２レーザ光に基づいた検出タイミングでテラヘルツ波発振アンテナ５により発振されたテラヘルツ波を検出するので、図６に示す５つの点を同時に測定することとなる。
【００７２】
したがって、本実施例の検査装置は、図７に示すように一周期分のみ測定すればよく、時間遅延機構１１が与える時間遅延の範囲を所定の範囲に限定することができる。言い換えると、制御部５７は、一周期内にピーク位置が入っていることを予測でき、予測した位置に基づいて時間遅延機構１１が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御していると言える。
【００７３】
その他の作用は、実施例１と同様であり、重複した説明を省略する。
【００７４】
上述のとおり、本発明の実施例２の形態に係る検査装置によれば、光路調整部６０を備えることにより、図６に示すように５点を同時に測定することができ、時間遅延機構１１の制御範囲を限定できるため、実施例１と同様に短時間の測定で測定対象物１００の物理量や物性等を推定することができる。
【００７５】
なお、変形例として、光路調整部６０の代わりに多重反射ミラーを使用することも考えられる。図８は、本発明の実施例２のテラヘルツ波を用いた検査装置の別の構成例を示す図である。図８に示す検査装置においては、ビームスプリッター２とテラヘルツ波受信アンテナ８との間に光路調整部６０の代わりに多重反射ミラー１３が設置されている。
【００７６】
すなわち、多重反射ミラー１３は、本発明の光路調整部に対応し、第２レーザ光の光路上に、光路長の異なる複数の光路を有するものである。ここで、図９は、図８に示す検査装置における多重反射ミラー１３の各層における反射率を示す図である。第２レーザ光は、多重反射ミラー１３の各層を通過するにつれて減衰するため、各層の反射率を調整することで各光路のレーザ光強度を適切に制御する。例えば、多重反射ミラー１３へのレーザ照射強度を５５ｍＷとし、一層目の反射率：１０％、二層目の反射率：１５％、三層目の反射率：２０％、四層目の反射率：３０％、五層目の反射率：６０％とすれば、反射してくるレーザ強度はそれぞれ、５．５ｍＷ、６，７ｍＷ、６．４ｍＷ、６．２ｍＷ、６．１ｍＷとなる。
【００７７】
５つの反射率が異なる境界を多重反射ミラー１３に設けることで光路調整部６０と同様の動作を行うため、図８に示す検査装置は、図５に示す検査装置の場合と同様に図６の５点を同時に測定することができ、短時間の測定で測定対象物１００の物理量や物性等を推定することができる。
【００７８】
さらに、別の変形例として、光路調整部６０の代わりに固定遅延反射ミラーを使用することも考えられる。図１０は、本発明の実施例２のテラヘルツ波を用いた検査装置の別の構成例を示す図である。図１０に示す検査装置においては、ビームスプリッター２とテラヘルツ波受信アンテナ８との間に光路調整部６０の代わりに固定遅延反射ミラー１４が設置されている。
【００７９】
すなわち、固定遅延反射ミラー１４は、本発明の光路調整部に対応し、厚みの異なる複数のミラーを組み合わせてなり、第２レーザ光の光路上に光路長の異なる複数の光路を有するものである。ここで、図１１は、図１０に示す検査装置における固定遅延反射ミラー１４の構成例を示す図である。図１１に示すように、固定遅延反射ミラー１４は、レーザ光に遅延を発生させるために階段状になっており、段の幅はそれぞれ０．４３５ｍｍずつ異なる。このように０．４３５ｍｍずつ異なる幅のミラーを組み合わせた固定遅延反射ミラー１４を回転させることで、光路調整部６０と同様の動作を行うため、図１０に示す検査装置は、図５に示す検査装置の場合と同様に図６の５点を同時に測定することができ、短時間の測定で測定対象物１００の物理量や物性等を推定することができる。
【００８０】
固定遅延反射ミラー１４の回転周期は、３．３×ＮHｚとする。時定数を１００ｍｓとすると、測定間隔は実施例１と同様に３００ｍｓとなり、この間に必ず固定遅延反射ミラー１４を１周回転させる必要がある。すなわち、固定遅延反射ミラー１４は、１／３００ｍｓ＝３．３Hｚ以上で回転する必要がある。これは、３．３Ｈｚ未満で回転すると、固定遅延反射ミラー１４が１周する前に次の測定が始まってしまうからである。なお、固定遅延反射ミラー１４の回転数は３．３×NＨｚでもよい。
【００８１】
また、時間遅延機構１１の代わりに固定遅延反射ミラーを使用することも考えられる。図１２は、本発明の実施例２のテラヘルツ波を用いた検査装置の別の構成例を示す図である。図１２に示す検査装置においては、ビームスプリッター２とテラヘルツ波受信アンテナ８との間に時間遅延機構１１及び光路調整部６０の代わりに固定遅延反射ミラー１４−１，１４−２が設置されている。
【００８２】
ここで、図１３は、図１２に示す検査装置における固定遅延反射ミラー１４−１，１４−２の構成例を示す図である。固定遅延反射ミラー１４−１は、本発明の時間遅延部に対応し、厚みの異なる複数のミラーを組み合わせてなり、ビームスプリッター２により発せられた第２レーザ光に時間遅延を与える。
【００８３】
すなわち、固定遅延反射ミラー１４−１は、図１３（ａ）に示すように、第２レーザ光に遅延を発生させるために階段状に構成されており、図６のように測定間隔を２６．７ｐｓとして測定するために、段差の幅が４０μｍずつ異なる。ただし、段差の幅は、必ずしも４０μｍに限らず、４０μｍ以下であることが望ましい。また、固定遅延反射ミラー１４−１は、少なくとも１０２４箇所の段差を有している。これにより、１０２４点以上の測定が可能である。例えばロックインアンプ５１の時定数を１ｓとし、各点の測定に３ｓかかるとすると、固定遅延反射ミラー１４−１は、回転する際に各段において３ｓ待つ必要があるため、非常にゆっくりとした速度で回転することになる。
【００８４】
このような固定遅延反射ミラー１４−１を回転させることで、時間遅延機構１１と同様の動作を行うため、図１２に示す検査装置は、後述する固定遅延反射ミラー１４−２と合わせて使用することにより、図５に示す検査装置の場合と同様に図６の５点を同時に測定することができ、短時間の測定で測定対象物１００の物理量や物性等を推定することができる。
【００８５】
一方、固定遅延反射ミラー１４−２は、本発明の光路調整部に対応し、厚みの異なる複数のミラーを組み合わせてなり、第２レーザ光の光路上に光路長の異なる複数の光路を有するものである。固定遅延反射ミラー１４−２は、図１３（ｂ）に示すように、レーザ光に遅延を発生させるために階段状になっており、段差の幅がそれぞれ０．４３５ｍｍずつ異なる。
【００８６】
このように０．４３５ｍｍずつ異なる幅のミラーを組み合わせた固定遅延反射ミラー１４−２を回転させることで、光路調整部６０と同様の動作を行うため、図１２に示す検査装置は、図５に示す検査装置の場合と同様に図６の５点を同時に測定することができ、短時間の測定で測定対象物１００の物理量や物性等を推定することができる。
【実施例３】
【００８７】
図１４は、本発明の実施例３のテラヘルツ波を用いた検査装置の構成を示す図である。図５に示す実施例２の構成と異なる点は、光路調整部６０の代わりに連続遅延反射ミラー１５を備えている点である。
【００８８】
図１５は、図１４に示す検査装置における連続遅延反射ミラー１５の構成を示す図である。ただし、図１４には図示されていないが、実際には連続遅延反射ミラー１５の前にはフィルタ２４が設置されている。これらの連続遅延反射ミラー１５とフィルタ２４とは、本発明の光路調整部に対応し、第２レーザ光の光路上に、光路長の異なる複数の光路を有するものであり、ビームスプリッター２とテラヘルツ波受信アンテナ８との間に設置されている。
【００８９】
具体的には、連続遅延反射ミラー１５は、図１５に示すように、厚みが連続的に変化するミラーであり、言い換えると、第２レーザ光に遅延を発生させるためにスロープ状に構成されている。また、フィルタ２４は、第２レーザ光が通過するための箇所と、第２レーザ光を遮断するための箇所とを有している。
【００９０】
その他の構成は、実施例２と同様であり、重複した説明を省略する。
【００９１】
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。基本的には、実施例２の検査装置の動作と同様である。例えば、図１１で説明した固定遅延反射ミラー１４と同様に０．４３５ｍｍずつ距離が異なる箇所を測定する場合には、本実施例の検査装置は、連続遅延反射ミラー１５とフィルタ２４とを回転させ、０．４３５ｍｍずつ距離が異なる箇所だけにレーザを照射し、反射光を得ることができるように制御する。これにより、連続遅延反射ミラー１５とフィルタ２４とは、図１１で説明した固定遅延反射ミラー１４と同様の動作を行う。
【００９２】
その他の作用は実施例２と同様であり、重複した説明を省略する。
【００９３】
上述のとおり、本発明の実施例３の形態に係る検査装置によれば、連続遅延反射ミラー１５とフィルタ２４とを備えることにより、図６に示すように５点を同時に測定することができ、時間遅延機構１１の制御範囲を限定できるため、実施例２と同様に短時間の測定で測定対象物１００の物理量や物性等を推定することができる。
【００９４】
なお、変形例として、時間遅延機構１１の代わりに固定遅延透過板を使用することも考えられる。図１６は、本発明の実施例３のテラヘルツ波を用いた検査装置の別の構成例を示す図である。図１６に示す検査装置は、ビームスプリッター２とテラヘルツ波受信アンテナ８との間に、時間遅延機構１１の代わりに固定遅延透過板１６を備えている。
【００９５】
ここで、図１７は、図１６に示す検査装置における固定遅延透過板１６の構成を示す図である。固定遅延透過板１６は、本発明の時間遅延部に対応し、厚みの異なる複数の透過板を組み合わせることで構成され、ビームスプリッター２により発せられた第２レーザ光に時間遅延を与える。具体的には、固定遅延透過板１６は、レーザ光に遅延を発生させるために、図１７に示すように各箇所厚みが異なり階段状となっている。
【００９６】
例えば、固定遅延透過板１６の屈折率が１．５で、図６と同じように２６．７ｐｓずつ測定する場合を考える。屈折率が１．５より、レーザ光が固定遅延透過板１６を透過する物質中の速度は、Ｖ＝ｃ／ｎより２×１０８ｍ／ｓとなる（Ｖ：物質中の光速、ｃ：光速、ｎ：屈折率）。２６．７ｐｓずつ測定するには、２×１０８ｍ／ｓ×２６．７×１０−１４ｓ／２＝２６．７μｍずつ厚さを変えればよい。
【００９７】
ただし、図１６に示す検査装置は、本発明の光路調整部に対応する構成を有しないため、時間遅延機構１１を固定遅延透過板１６に置き換えて実施例１で説明したような動作を行うことにより、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００９８】
また、図１６に示す検査装置に対して、固定遅延反射ミラー１４や連続遅延反射ミラー１５等の光路調整部に対応する構成を取り入れてもよい。
【００９９】
このように２６．７μｍずつ厚さが異なる透過板を複数（例えば１０２４枚）組み合わせた固定遅延透過板１６を回転させることで、時間遅延機構１１と同様の動作を行うため、図１６に示す検査装置は、短時間の測定で測定対象物１００の物理量や物性等を推定することができるとともに、装置の小型化を可能とする。
【０１００】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０１】
１ レーザダイオード
２ ビームスプリッター
３ ミラー
４ レンズ
５ テラヘルツ波発振アンテナ
６，７ 放物面ミラー
８ テラヘルツ波受信アンテナ
９ レンズ
１０ ミラー
１１ 時間遅延機構
１２ ミラー
１３ 多重反射ミラー
１４，１４−１，１４−２ 固定遅延反射ミラー
１５ 連続遅延反射ミラー
１６ 固定遅延透過板
２０ 電極
２１ ギャップ
２２ 低温成長ガリウムヒ素基板
２３ レーザ光
２４ フィルタ
２５ シリコンレンズ
５０ 信号発生器
５１ ロックインアンプ
５２ データ保持部
５３ 表示装置
５６ データ処理部
５７ 制御部
５８ データベース
６０ 光路調整部
１００ 測定対象物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テラヘルツ波を用いて検査対象物の物理量や物性等を検査する検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電波と光波のちょうど中間領域にあるテラヘルツ波に注目が集まりつつある。テラヘルツ波は、送受信が困難なことから利用が遅れていた。しかし、最近のレーザ及び半導体技術の進歩等によりテラヘルツ波の利用が可能となってきた。学術分野により違いがあるが、テラヘルツ波は、波長で３０μｍ〜３ｍｍ、振動数では１００ＧＨｚ〜１０ＴＨｚの領域を指す。
【０００３】
このテラヘルツ波を利用することにより、検査対象物の物理量や物性を検査する装置が開示されており、例えば、対象物の粒径を測定する粒径測定装置が存在する。このような従来の粒径測定装置は、対象の粒径を測定するに際して透過率（＝（サンプルのＦＦＴ結果／リファレンスのＦＦＴ結果）＊１００）を使用するのが一般的であるが、透過率を計算するためにはリファレンスとサンプルとの両方の信号強度を測定し、いずれもフーリエ変換を行った後に周波数毎に算出する必要があり、信号処理に手間がかかるという問題点がある。なお、リファレンスとは、測定対象物を何も設置しない状態で行った測定結果を指す。
【０００４】
図１８は、従来の粒径測定装置の動作を示すフローチャート図である。従来の測定装置は、最初にリファレンスの時間波形（時間に対する信号強度）を測定する（ステップＳ１）。次に、従来の測定装置は、測定対象物（サンプル）を設置した場合における時間波形を測定する（ステップＳ２）。ここで、図１９は、従来の測定装置により測定されたサンプル（粒径１１０μｍ）とリファレンスの時間波形図の１例である。
【０００５】
次に、従来の測定装置は、リファレンスとサンプルについてＦＦＴ解析を行う（ステップＳ３）。次に、従来の測定装置は、周波数毎の透過率を計算する（ステップＳ４）。すなわち、従来の測定装置は、ＦＦＴ変換結果に基づいて、所定の周波数におけるサンプルとリファレンスの任意強度を抽出し、上述した式に基づいて透過率を算出する。なお、リファレンスのフーリエ変換後における周波数に対する任意強度は、予めデータベースに記憶された値を用いてもよい。
【０００６】
例えば、フーリエ変換後のサンプルの時間波形から、０．１８３ＴＨｚの周波数に対する任意強度が１２７である場合に、データベースに基づいてリファレンスの０．１８３ＴＨｚの周波数に対する任意強度が２５９であったとすると、従来の測定装置は、（１２７／２５９）＊１００＝４９[％]のように透過率を算出することができる。
【０００７】
次に、従来の測定装置は、算出した透過率をデータベースと照合する（ステップＳ５）。データベースには、所定の周波数において予め測定した粒径に対する透過率が記憶されており、従来の測定装置は、ステップＳ４で算出した透過率をデータベースと照合することにより、粒径を導き出すことができる。最後に、従来の測定装置は、導出した粒径を表示装置に表示して処理を終了する（ステップＳ６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−６１４５５号公報
【特許文献２】特開２００６−７１４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の測定装置は、リファレンスとサンプルの両方の信号強度に対してフーリエ変換を行う必要があり、さらにデータベースによらずにリファレンスを毎回測定する場合には、測定の度にリファレンスとサンプルの両方についてデータをとる必要があり、手間がかかるという問題点がある。
【００１０】
特に、従来の測定装置は、データをとる際にロックインアンプを使用してアンテナで受信したテラヘルツ波を増幅するが、ロックインアンプの時定数を１ｓに設定すると、より正確な値を測定するためには、１点測定するのに時定数の３倍（＝３ｓ）の時間を待って測定する必要がある。フーリエ変換を行うために適当な値として１０２４点測定するとすれば、従来の測定装置は、３×１０２４＝３０７２ｓ（約５０分）かかることとなり、テラヘルツ波時間波形の測定には非常に時間がかかる。また、ロックインアンプの時定数の設定は変更可能であるが、例えば１００ｍｓ程度に短く変更してしまうと容量が十分ではなく、正確な強度を測定できないという問題がある。
【００１１】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するもので、測定精度の低下を招くことなく短時間で測定することができるテラヘルツ波を用いた検査装置及び検査方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るテラヘルツ波を用いた検査装置は、上記課題を解決するために、レーザ光を第１レーザ光と第２レーザ光とに分割する光分割部と、前記光分割部により発せられた第１レーザ光が照射されることによりテラヘルツ波を発振するテラヘルツ波発振部と、前記光分割部により発せられた第２レーザ光に時間遅延を与える時間遅延部と、前記時間遅延部により時間遅延を与えられた第２レーザ光に基づいた検出タイミングで前記テラヘルツ波発振部により発振されたテラヘルツ波を検出し、検出したテラヘルツ波の強度に応じた検出信号を生成するテラヘルツ波検出部と、前記テラヘルツ波発振部と前記テラヘルツ波検出部との間のテラヘルツ波路中に測定対象物を設置し、前記時間遅延部により与えられる時間遅延を変化させた場合の前記テラヘルツ波検出部により生成された検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測し、予測した位置に基づいて前記時間遅延部が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御する制御部と、前記テラヘルツ波発振部と前記テラヘルツ波検出部との間のテラヘルツ波路中に測定対象物を設置した場合の前記テラヘルツ波検出部により生成された検出信号に基づく信号強度データのピーク値に基づいて前記測定対象物の特徴を検査する検査部とを備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置におけるテラヘルツ波発振アンテナの詳細な構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例１の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置におけるテラヘルツ波受信アンテナの詳細な構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例１の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置においてロックインアンプの時定数を変化させた場合の時間波形図である。
【図５】本発明の実施例２の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施例２の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置において異なる光路長を有する複数の光路の各々に基づくテラヘルツ波の時間波形図である。
【図７】本発明の実施例２の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置においてテラヘルツ波受信アンテナにより生成される検出信号の時間波形図である。
【図８】本発明の実施例２の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置の別の構成例を示す図である。
【図９】本発明の実施例２の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置における多重反射ミラーの各層における反射率を示す図である。
【図１０】本発明の実施例２の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置の別の構成例を示す図である。
【図１１】本発明の実施例２の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置における固定遅延反射ミラーの構成例を示す図である。
【図１２】本発明の実施例２の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置の別の構成例を示す図である。
【図１３】本発明の実施例２の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置における固定遅延反射ミラーの構成例を示す図である。
【図１４】本発明の実施例３の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置の構成を示す図である。
【図１５】本発明の実施例３の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置における連続遅延反射ミラーの構成を示す図である。
【図１６】本発明の実施例３の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置の別の構成例を示す図である。
【図１７】本発明の実施例３の形態のテラヘルツ波を用いた検査装置における固定遅延透過板の構成を示す図である。
【図１８】従来の粒径測定装置の動作を示すフローチャート図である。
【図１９】従来の粒径測定装置により測定されたサンプルとリファレンスの時間波形図の１例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のテラヘルツ波を用いた検査装置及び検査方法の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１のテラヘルツ波を用いた検査装置の構成を示す図である。図１を参照して、検査装置の構成を説明する。本実施例の検査装置は、レーザダイオード１、ビームスプリッター２、ミラー３、レンズ４、テラヘルツ波発振アンテナ５、放物面ミラー６，７、テラヘルツ波受信アンテナ８、レンズ９、ミラー１０、時間遅延機構１１、ミラー１２、信号発生器５０、ロックインアンプ５１、データ保持部５２、表示装置５３、データ処理部５６、制御部５７、及びデータベース５８により構成される。
【００１６】
なお、レーザダイオード１、ビームスプリッター２、ミラー３，１０，１２、レンズ４，９、テラヘルツ波発振アンテナ５、テラヘルツ波受信アンテナ８、放物面ミラー６，７、時間遅延機構１１、及び後述する測定対象物１００は、同一平面状にあるものとする。
【００１７】
レーザダイオード１は、レーザ光を発する。このレーザ光は、数ピコ秒以下で強度が変化している。ただし、レーザダイオード１の代わりにフェムト秒パルスレーザを使用してもよい。また、レーザ光の波長は、後述するテラヘルツ波発振アンテナ５及びテラヘルツ波受信アンテナ８の低温成長ガリウムヒ素基板を励起できる波長であればよく、例えば７８０ｎｍ〜８３０ｎｍ程度である。さらに、レーザダイオード１によるレーザ出力強度は、エミッタ側に約３０ｍＷ、ディテクタ側に約１０ｍＷ出力する強度があればよい。
【００１８】
ビームスプリッター２は、本発明の光分割部に対応し、レーザダイオード１により発せられたレーザ光を第１レーザ光と第２レーザ光とに分割する。
【００１９】
ミラー３は、ビームスプリッター２により発せられた第１レーザ光を所定の方向に反射する。
【００２０】
レンズ４は、ミラー３により反射された第１レーザ光を集光する。
【００２１】
テラヘルツ波発振アンテナ５は、本発明のテラヘルツ波発振部に対応し、ビームスプリッター２により発せられた第１レーザ光がミラー３及びレンズ４を介して照射されることによりテラヘルツ波を発振する。
【００２２】
図２は、本実施例のテラヘルツ波を用いた粒径測定装置におけるテラヘルツ波発振アンテナ５の詳細な構成を示す図である。図２に示すように、テラヘルツ波発振アンテナ５は、シリコンレンズ２５に低温成長ガリウムヒ素基板２２が設けられた構成となっており、低温成長ガリウムヒ素基板２２上の電極２０に信号発生器５０が接続されている。電極２０は、例えばダイポール、ボウタイ等の形状を有しており、材質として主に金が用いられる。また、シリコンレンズ２５は、半球レンズあるいは超半球レンズを用いたものである。さらに、黒丸で示されたレーザ光２３は、ギャップ２１に照射される第１レーザ光の照射箇所を示したものである。
【００２３】
信号発生器５０は、テラヘルツ波発振アンテナ５に電圧を印加し、繰り返し周波数として、例えば１１ｋＨｚ、±１０Ｖでテラヘルツ波を変調する。
【００２４】
放物面ミラー６，７は、テラヘルツ波発振アンテナ５により発振されたテラヘルツ波をテラヘルツ波受信アンテナ８に導くためのミラーである。この放物面ミラー６，７は、テラヘルツ波の減衰がないものであればよく、例えば金属（鉄、アルミ等）が挙げられる。可動ステージは２０μｍ以下でステップするステージであればよい。
【００２５】
ミラー１２は、ビームスプリッター２により発せられた第２レーザ光を所定の方向に反射し、時間遅延機構１１内部に導く。
【００２６】
時間遅延機構１１は、本発明の時間遅延部に対応し、ビームスプリッター２により発せられミラー１２を介して入射された第２レーザ光に時間遅延を与える。時間遅延機構１１に要求される仕様の１例を挙げると、時間遅延機構１１は、内部ミラーの移動範囲が２ｃｍ以上５ｃｍ以下あればよい。その移動速度は、最大で２０ｋｐｐｓ（Ｐｕｌｓｅ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）、最小で１ｋｐｐｓであればよい。また、移動ピッチは１０μｍ毎に動作すればよく、移動精度は０．０１５ｍｍであればよい。
【００２７】
ミラー１０は、時間遅延機構１１により発せられた第２レーザ光を所定の方向に反射する。
【００２８】
レンズ９は、ミラー１０により反射された第２レーザ光を集光する。なお、ビームスプリッター２、ミラー３，１０，１２、及びレンズ４，９は、レーザダイオード１によるレーザ光の出力強度に耐えることができ、且つレーザ光の強度に変化を与えないものがよい。
【００２９】
テラヘルツ波受信アンテナ８は、本発明のテラヘルツ波検出部に対応し、時間遅延機構１１により時間遅延を与えられた第２レーザ光に基づいた検出タイミングでテラヘルツ波発振アンテナ５により発振されたテラヘルツ波を検出し、検出したテラヘルツ波の強度に応じた検出信号を生成する。テラヘルツ波受信アンテナ８は、テラヘルツ波を受信できる装置であればよく、例えばシリコンボロメータ等が挙げられる。
【００３０】
図３は、本実施例のテラヘルツ波を用いた粒径測定装置におけるテラヘルツ波受信アンテナ８の詳細な構成を示す図である。図３に示すように、テラヘルツ波受信アンテナ８は、テラヘルツ波発振アンテナ５と同様の構成を有しており、シリコンレンズ２５に低温成長ガリウムヒ素基板２２が設けられている。ただし、テラヘルツ波受信アンテナ８の低温成長ガリウムヒ素基板２２上の電極２０には、信号発生器５０の代わりにロックインアンプ５１が接続されている。
【００３１】
ロックインアンプ５１は、信号発生器５０の参照信号に同期して、テラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号を増幅する。なお、ロックインアンプ５１は、電流増幅が１０８程あればよい。また、電圧電源は５０Ｖ以下を印加できるものであればよい。
【００３２】
データ保持部５２及びデータ処理部５６は、本発明の検査部に対応し、テラヘルツ波発振アンテナ５とテラヘルツ波受信アンテナ８との間のテラヘルツ波路中に測定対象物１００を設置した場合のテラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号に基づく信号強度データのピーク値に基づいて測定対象物１００の特徴を検査する。例えば、この検査部は、信号強度データのピーク値に対応する粒径のデータを保持するデータベース５８を参照することにより、測定対象物１００の粒径を推定する。
【００３３】
個々の構成について述べると、データ保持部５２は、テラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号に基づく信号強度データを保持する。また、データ処理部５６は、データ保持部５２に保持された信号強度データが示すピーク値に基づいて測定対象物１００の特徴を検査すべく、データ保持部５２を介してデータベース５８を参照することにより測定対象物１００の物理量（例えば粒径）や物性等を推定する。
【００３４】
データベース５８は、予め調べたピーク強度に対応する物理量（例えば粒径）や物性等のデータを保持する。このデータベース５８に保持されたデータは、例えば粒径が既知のガラスビーズ等を使用して予め測定を行い、ピーク強度と粒径との関係を調べて作成したものである。
【００３５】
表示装置５３は、ロックインアンプ５１による出力された検出信号に基づく信号強度データや、検査部（データ保持部５２及びデータ処理部５６）が検査した結果を表示するための装置である。
【００３６】
また、制御部５７は、時間遅延機構１１内部のミラーを移動させることにより、時間遅延量を制御することができる。ここで、制御部５７は、テラヘルツ波発振アンテナ５とテラヘルツ波受信アンテナ８との間のテラヘルツ波路中に測定対象物１００を設置し、時間遅延機構１１により与えられる時間遅延を変化させた場合のテラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測する。さらに、制御部５７は、予測した位置に基づいて時間遅延機構１１が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御する。この制御部５７は、表示装置５３と一体的に設置されていてもよい。
【００３７】
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。ここでは、本実施例の検査装置は、測定対象物１００の粒径を測定するものとする。なお、データベース５８には、既にピーク強度とそれに対応する粒径のデータが保持されているものとする。
【００３８】
最初に、本実施例のテラヘルツ波を用いた粒径測定装置は、図４に示すようなサンプルの時間波形を測定する。具体的に説明すると、ユーザは、測定対象物１００をテラヘルツ波路中に設置する。測定対象物１００は、粒状物や粉体物であり、ポリカーボネイト等のケースに収納されている。
【００３９】
レーザダイオード１は、レーザ光を発する。ビームスプリッター２は、レーザダイオード１により発せられたレーザ光を第１レーザ光と第２レーザ光とに分割する（光分割ステップ）。ここで、第１レーザ光は、テラヘルツ波発振アンテナ２に向かうエミッタ側のレーザ光である。第２レーザ光は、テラヘルツ波受信アンテナ８に向かうディテクタ側のレーザ光である。
【００４０】
エミッタ側のレーザ光（第１レーザ光）は、レンズ４により集光され、テラヘルツ波発振アンテナ５に照射される。第１レーザ光が照射されたテラヘルツ波発振アンテナ５は、信号発生器５０により電圧を印加されることで、テラヘルツ波を発振する（テラヘルツ波発振ステップ）。
【００４１】
発振したテラヘルツ波は、放物面ミラー６，７で反射し、テラヘルツ波受信アンテナ８に照射される。一方、ディテクタ側のレーザ光（第２レーザ光）は、エミッタ側と同様にテラヘルツ波受信アンテナ８に照射される。
【００４２】
このとき、ビームスプリッター２からテラヘルツ波発振アンテナ5を経てテラヘルツ波受信アンテナ８までの光学距離と、ビームスプリッター２からテラヘルツ波受信アンテナ８までの距離が一致するように光学部品を設置する。
【００４３】
テラヘルツ波発振アンテナ５から発振するテラヘルツ波はパルスであり、パルス幅は数ピコ秒のため一つのパルスを一回で受信することはできない。そこで、本実施例の検査装置は、テラヘルツ波発振アンテナ５にテラヘルツ波を繰り返し送信させておき、時間遅延機構１１の光学距離を変えることで時間遅延を発生させ、テラヘルツ波の各箇所を順に測定することでテラヘルツ波を測定する。
【００４４】
すなわち、時間遅延機構１１は、ビームスプリッター２により発せられミラー１２を介して入射された第２レーザ光に時間遅延を与える（時間遅延ステップ）。
【００４５】
テラヘルツ波受信アンテナ８は、時間遅延機構１１により時間遅延を与えられた第２レーザ光に基づいた検出タイミングでテラヘルツ波発振アンテナ５により発振されたテラヘルツ波を検出し、検出したテラヘルツ波の強度に応じた検出信号を生成する（テラヘルツ波検出ステップ）。
【００４６】
具体的には、第２レーザ光がテラヘルツ波受信アンテナ８のギャップ２１に照射されることで電子が励起し、そこにテラヘルツ波が照射されることで、電極２０に微小電流が流れる。ロックインアンプ５１は、信号発生器５０と同期をとるとともに、この微小電流を検出信号として検出して増幅する。
【００４７】
一方、制御部５７は、テラヘルツ波発振アンテナ５とテラヘルツ波受信アンテナ８との間のテラヘルツ波路中に測定対象物１００を設置し、時間遅延機構１１により与えられる時間遅延を変化させた場合のテラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測する。さらに、制御部５７は、予測した位置に基づいて時間遅延機構１１が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御する（制御ステップ）。
【００４８】
ここで、時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御せず、レーザダイオードを用い、放物面ミラー６，７の間に何も放置しない状態での時間波形（リファレンス）と放物面ミラー６，７の間に粒（中心粒径１１０μｍ）を測定対象物１００として設置した状態での測定結果は、上述した図１９のようになる。粒はガラスビーズを用い、ケースはポリカーボネイトを用いている。
【００４９】
しかしながら、本実施例の制御部５７は、上述したように、時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御する。具体的には、本実施例の検査装置は、測定時間を短縮するためにロックインアンプ５１の時定数を短くし（例えば１００ｍｓ）、測定時間を短縮してテラヘルツ波形を測定し、テラヘルツピークの位置をいったん測定し、ピーク位置を洗い出す。ここで洗い出されるピーク位置は、おおまかな位置であるため、本来の時定数（例えば１ｓ）で測定した場合におけるピークの予測位置であるといえる。
【００５０】
すなわち、制御部５７は、ロックインアンプ５１の時定数を制御し、ロックインアンプ５１の時定数が第１所定値（ここでは１００ｍｓ）を有する場合のテラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号に基づいて、時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測する。
【００５１】
次に、制御部５７は、予測した位置に基づいて、時間遅延機構１１が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御する。すなわち、制御部５７は、時定数を適正値（ここでは１ｓ）に戻し、所定の時間遅延範囲で強度ピーク値を再度測定する。
【００５２】
通常、この種のテラヘルツ波送受信装置は、ロックインアンプ５１の時定数を１ｓに設定し、測定するまでの時間は３倍の３ｓ待ってから測定する。フーリエ変換するために１０２４点測定するとして、測定には１０２４×３＝３０７２ｓ（約５０分）かかる。
【００５３】
ところが、本実施例の検査装置は、ロックインアンプ５１の時定数を第１所定値（ここでは１００ｍｓ）に設定して測定するため、１０２４×０．３＝３０７．２ｓ（約５分）で時系列データを測定し、ピーク強度付近を洗い出す。さらに、本実施例の検査装置における制御部５７は、ロックインアンプ５１の時定数を第２所定値（ここでは１ｓ）に戻し、時間遅延機構１１が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御し、洗い出したピーク強度付近を測定する。ここで、例えばピーク強度付近を１０点測定するとすれば、測定にかかる時間は、１０×３＝３０ｓ（０．５分）である。すなわち、トータルの測定時間は５．５分であり、本実施例の検査装置は、従来装置の測定時間に比して１／１０に短縮することができる。
【００５４】
図４は、本実施例のテラヘルツ波を用いた検査装置においてロックインアンプ５１の時定数を変化させた場合の時間波形図である。図４に示すように、時定数を１ｓに設定した場合と１００ｍｓに設定した場合とでピーク位置の違いが１〜２点であるため、本実施例の検査装置は、例えば洗い出したピーク強度付近を時定数１ｓで５点測定するとしてもよい。
【００５５】
次に、本実施例のテラヘルツ波を用いた検査装置は、ロックインアンプ５１による検出信号のピーク強度を計算し、データベースと照合する。具体的には、検査部（データ保持部５２及びデータ処理部５６）は、テラヘルツ波発振アンテナ５とテラヘルツ波受信アンテナ８との間のテラヘルツ波路中に測定対象物１００を設置した場合のテラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号に基づく信号強度データのピーク値に基づいて測定対象物１００の特徴を検査する（検査ステップ）。
【００５６】
本実施例における検査部（データ保持部５２及びデータ処理部５６）は、制御部５７が予測した位置に基づいて時間遅延機構１１が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御するとともにロックインアンプ５１の時定数を第１所定値（ここでは１００ｍｓ）よりも大きな第２所定値（ここでは１ｓ）に変更した場合に、テラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号に基づく信号強度データのピーク値に基づいて、測定対象物１００の特徴を検査する。
【００５７】
一方、上述したように、ユーザは、予め粒径とピーク値との関係を測定しておき、データベース５８を作成しておく。サンプル（測定対象物１００）の測定が終了すると、データ処理部５６は、データ保持部５２に保持された信号強度データから上述したピーク値を算出し、算出したピーク値とデータベース５８とを照合して粒径を推定する。
【００５８】
最後に、表示装置５３は、検査部（データ保持部５２及びデータ処理部５６）が検査することにより判明した測定対象物１００の物理量や物性等（本実施例においては粒径）をディスプレイ等に表示する。
【００５９】
上述のとおり、本発明の実施例１の形態に係るテラヘルツ波を用いた検査装置及び検査方法によれば、測定精度の低下を招くことなく短時間で測定することができる。
【００６０】
すなわち、本実施例の検査装置及び検査方法は、単純にピーク強度に基づいてサンプルの物理量や物性を検査するため従来装置のようにフーリエ変換を行う必要が無く、さらにピーク強度を示す位置を迅速に測定するために、時定数を１００ｍｓに設定しておおまかなピーク強度付近を洗い出し（制御部５７によるピーク位置予測）、その後、時間遅延機構１１による時間遅延の範囲を予測したピーク位置付近に限定し、時定数を１ｓに戻して正確なピーク強度を測定するので、測定精度の低下を招くことなく短時間で測定することができる。
【００６１】
なお、変形例として、制御部５７は、リファレンス（測定対象物を何も設置しない状態で行った測定）の測定結果を利用して、ピーク位置の予測を行ってもよい。すなわち、制御部５７は、予め測定されたリファレンスの時系列信号強度データがピーク値を示す位置に基づいて、テラヘルツ波発振アンテナ５とテラヘルツ波受信アンテナ８との間のテラヘルツ波路中に測定対象物１００を設置し、時間遅延機構１１により与えられる時間遅延を変化させた場合のテラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測する。
【００６２】
具体的には、テラヘルツ波路中に測定対象物１００を設置した場合には、何も設置しない場合に比してテラヘルツ波の伝搬が遅れることを考慮すれば、サンプルのピーク強度を測定する際には、時系列的にリファレンスより前にサンプルのピーク強度が測定されることはない。したがって、制御部５７は、サンプルの時系列信号強度データがピーク値を示す位置は、リファレンスの時系列信号強度データがピーク値を示す位置よりも後であると予測し、予測した位置に基づいて時間遅延機構１１が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御する。また、検査部は、リファレンスの強度ピークとサンプルの強度ピーク値とを比較することで、測定対象物１００の物理量や物性等を推定してもよい。
【００６３】
また、測定対象物１００を入れるサンプルケースの厚さや屈折率が既知の場合には、制御部５７は、それらの情報を利用して、ピーク位置の予測を行ってもよい。すなわち、制御部５７は、測定対象物１００を入れるサンプルケースが有する屈折率と厚みとに基づいて、テラヘルツ波発振アンテナ５とテラヘルツ波受信アンテナ８との間のテラヘルツ波路中に測定対象物１００を設置し、時間遅延機構１１により与えられる時間遅延を変化させた場合のテラヘルツ波受信アンテナ８により生成された検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測する。
【００６４】
物質中を進む電磁波は、物質中の電磁波の速度をＶ（ｍ／ｓ）とし、光速をＣ（ｍ／ｓ）とし、物質の屈折率をｎとすると、Ｖ＝Ｃ／ｎの関係式により遅れる。例えば、ポリカーボネイトの屈折率ｎ：１．５９、厚み１ｍｍの場合、物質中の電磁波の速度は約１．９×１０＾８ｍ／ｓとなり、厚み１ｍｍを進むのに５．３ｐｓかかる。したがって、ピークの位置は、リファレンスと比べてサンプルケースの厚さ２枚分である１０．６ｐｓ後にあることが予想できる。距離で示すと、３×１０＾８×１０．６ｐｓ＝３．１８ｍｍであるので、制御部５７は、時間遅延機構１１を１．５９ｍｍずらし、時系列データの測定を実施する。
【００６５】
なお、サンプルケース内の測定対象物１００の粒径による厚みについては、テラヘルツ波の透過量が減衰するだけであるためピーク位置に影響が無く、制御部５７は、ピーク位置の予測をする際に考慮に入れる必要はない。
【実施例２】
【００６６】
次に、本発明の実施例２のテラヘルツ波を用いた検査装置の構成について説明する。図５は、本発明の実施例２のテラヘルツ波を用いた検査装置の構成を示す図である。図１に示す実施例１の検査装置と異なる点は、ビームスプリッター２とテラヘルツ波受信アンテナ８との間に光路調整部６０を備えている点である。本発明の光路調整部６０は、第１レーザ光と第２レーザ光との少なくとも一方の光路上に、光路長の異なる複数の光路を有するものであり、本実施例においては第２レーザ光の光路上にある。
【００６７】
具体的には、光路調整部６０は、光路１から光路５までの０．８７ｍｍずつ光路長が異なる５つの光路を有しており、光路１の光路長が最も短く、光路５が最も長い光路長を有している。さらに、１つの光路のレーザ強度は、約５ｍＷとなるように調整されている。
【００６８】
なお、光路調整部６０は、予め測定されたリファレンスの信号強度データをフーリエ変換した場合に、最も強い強度を示した周波数に基づいて各光路の光路長差が決められている。これにより、光路調整部６０は、フィルタのような役割を果たし、テラヘルツ波受信アンテナ８において特定の周波数のテラヘルツ波が検出されるように作用する。
【００６９】
その他の構成は、実施例１と同様であり、重複した説明を省略する。
【００７０】
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。図６は、本実施例のテラヘルツ波を用いた検査装置において異なる光路長を有する複数の光路の各々に基づくテラヘルツ波の時間波形図である。光路調整部６０が第２レーザ光を５つの光路に分割するので、各光路に基づくテラヘルツ波は、それぞれ本来のテラヘルツ波形の１／５の強度を有する。
【００７１】
図７は、本実施例のテラヘルツ波を用いた検査装置においてテラヘルツ波受信アンテナ８により生成される検出信号の時間波形図であり、いわば図６に示す光路１〜光路５に基づくテラヘルツ波形の合計である。すなわち、テラヘルツ波受信アンテナ８は、光路１〜光路５の各光路を通過した第２レーザ光に基づいた検出タイミングでテラヘルツ波発振アンテナ５により発振されたテラヘルツ波を検出するので、図６に示す５つの点を同時に測定することとなる。
【００７２】
したがって、本実施例の検査装置は、図７に示すように一周期分のみ測定すればよく、時間遅延機構１１が与える時間遅延の範囲を所定の範囲に限定することができる。言い換えると、制御部５７は、一周期内にピーク位置が入っていることを予測でき、予測した位置に基づいて時間遅延機構１１が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御していると言える。
【００７３】
その他の作用は、実施例１と同様であり、重複した説明を省略する。
【００７４】
上述のとおり、本発明の実施例２の形態に係る検査装置によれば、光路調整部６０を備えることにより、図６に示すように５点を同時に測定することができ、時間遅延機構１１の制御範囲を限定できるため、実施例１と同様に短時間の測定で測定対象物１００の物理量や物性等を推定することができる。
【００７５】
なお、変形例として、光路調整部６０の代わりに多重反射ミラーを使用することも考えられる。図８は、本発明の実施例２のテラヘルツ波を用いた検査装置の別の構成例を示す図である。図８に示す検査装置においては、ビームスプリッター２とテラヘルツ波受信アンテナ８との間に光路調整部６０の代わりに多重反射ミラー１３が設置されている。
【００７６】
すなわち、多重反射ミラー１３は、本発明の光路調整部に対応し、第２レーザ光の光路上に、光路長の異なる複数の光路を有するものである。ここで、図９は、図８に示す検査装置における多重反射ミラー１３の各層における反射率を示す図である。第２レーザ光は、多重反射ミラー１３の各層を通過するにつれて減衰するため、各層の反射率を調整することで各光路のレーザ光強度を適切に制御する。例えば、多重反射ミラー１３へのレーザ照射強度を５５ｍＷとし、一層目の反射率：１０％、二層目の反射率：１５％、三層目の反射率：２０％、四層目の反射率：３０％、五層目の反射率：６０％とすれば、反射してくるレーザ強度はそれぞれ、５．５ｍＷ、６，７ｍＷ、６．４ｍＷ、６．２ｍＷ、６．１ｍＷとなる。
【００７７】
５つの反射率が異なる境界を多重反射ミラー１３に設けることで光路調整部６０と同様の動作を行うため、図８に示す検査装置は、図５に示す検査装置の場合と同様に図６の５点を同時に測定することができ、短時間の測定で測定対象物１００の物理量や物性等を推定することができる。
【００７８】
さらに、別の変形例として、光路調整部６０の代わりに固定遅延反射ミラーを使用することも考えられる。図１０は、本発明の実施例２のテラヘルツ波を用いた検査装置の別の構成例を示す図である。図１０に示す検査装置においては、ビームスプリッター２とテラヘルツ波受信アンテナ８との間に光路調整部６０の代わりに固定遅延反射ミラー１４が設置されている。
【００７９】
すなわち、固定遅延反射ミラー１４は、本発明の光路調整部に対応し、厚みの異なる複数のミラーを組み合わせてなり、第２レーザ光の光路上に光路長の異なる複数の光路を有するものである。ここで、図１１は、図１０に示す検査装置における固定遅延反射ミラー１４の構成例を示す図である。図１１に示すように、固定遅延反射ミラー１４は、レーザ光に遅延を発生させるために階段状になっており、段の幅はそれぞれ０．４３５ｍｍずつ異なる。このように０．４３５ｍｍずつ異なる幅のミラーを組み合わせた固定遅延反射ミラー１４を回転させることで、光路調整部６０と同様の動作を行うため、図１０に示す検査装置は、図５に示す検査装置の場合と同様に図６の５点を同時に測定することができ、短時間の測定で測定対象物１００の物理量や物性等を推定することができる。
【００８０】
固定遅延反射ミラー１４の回転周期は、３．３×ＮHｚとする。時定数を１００ｍｓとすると、測定間隔は実施例１と同様に３００ｍｓとなり、この間に必ず固定遅延反射ミラー１４を１周回転させる必要がある。すなわち、固定遅延反射ミラー１４は、１／３００ｍｓ＝３．３Hｚ以上で回転する必要がある。これは、３．３Ｈｚ未満で回転すると、固定遅延反射ミラー１４が１周する前に次の測定が始まってしまうからである。なお、固定遅延反射ミラー１４の回転数は３．３×NＨｚでもよい。
【００８１】
また、時間遅延機構１１の代わりに固定遅延反射ミラーを使用することも考えられる。図１２は、本発明の実施例２のテラヘルツ波を用いた検査装置の別の構成例を示す図である。図１２に示す検査装置においては、ビームスプリッター２とテラヘルツ波受信アンテナ８との間に時間遅延機構１１及び光路調整部６０の代わりに固定遅延反射ミラー１４−１，１４−２が設置されている。
【００８２】
ここで、図１３は、図１２に示す検査装置における固定遅延反射ミラー１４−１，１４−２の構成例を示す図である。固定遅延反射ミラー１４−１は、本発明の時間遅延部に対応し、厚みの異なる複数のミラーを組み合わせてなり、ビームスプリッター２により発せられた第２レーザ光に時間遅延を与える。
【００８３】
すなわち、固定遅延反射ミラー１４−１は、図１３（ａ）に示すように、第２レーザ光に遅延を発生させるために階段状に構成されており、図６のように測定間隔を２６．７ｐｓとして測定するために、段差の幅が４０μｍずつ異なる。ただし、段差の幅は、必ずしも４０μｍに限らず、４０μｍ以下であることが望ましい。また、固定遅延反射ミラー１４−１は、少なくとも１０２４箇所の段差を有している。これにより、１０２４点以上の測定が可能である。例えばロックインアンプ５１の時定数を１ｓとし、各点の測定に３ｓかかるとすると、固定遅延反射ミラー１４−１は、回転する際に各段において３ｓ待つ必要があるため、非常にゆっくりとした速度で回転することになる。
【００８４】
このような固定遅延反射ミラー１４−１を回転させることで、時間遅延機構１１と同様の動作を行うため、図１２に示す検査装置は、後述する固定遅延反射ミラー１４−２と合わせて使用することにより、図５に示す検査装置の場合と同様に図６の５点を同時に測定することができ、短時間の測定で測定対象物１００の物理量や物性等を推定することができる。
【００８５】
一方、固定遅延反射ミラー１４−２は、本発明の光路調整部に対応し、厚みの異なる複数のミラーを組み合わせてなり、第２レーザ光の光路上に光路長の異なる複数の光路を有するものである。固定遅延反射ミラー１４−２は、図１３（ｂ）に示すように、レーザ光に遅延を発生させるために階段状になっており、段差の幅がそれぞれ０．４３５ｍｍずつ異なる。
【００８６】
このように０．４３５ｍｍずつ異なる幅のミラーを組み合わせた固定遅延反射ミラー１４−２を回転させることで、光路調整部６０と同様の動作を行うため、図１２に示す検査装置は、図５に示す検査装置の場合と同様に図６の５点を同時に測定することができ、短時間の測定で測定対象物１００の物理量や物性等を推定することができる。
【実施例３】
【００８７】
図１４は、本発明の実施例３のテラヘルツ波を用いた検査装置の構成を示す図である。図５に示す実施例２の構成と異なる点は、光路調整部６０の代わりに連続遅延反射ミラー１５を備えている点である。
【００８８】
図１５は、図１４に示す検査装置における連続遅延反射ミラー１５の構成を示す図である。ただし、図１４には図示されていないが、実際には連続遅延反射ミラー１５の前にはフィルタ２４が設置されている。これらの連続遅延反射ミラー１５とフィルタ２４とは、本発明の光路調整部に対応し、第２レーザ光の光路上に、光路長の異なる複数の光路を有するものであり、ビームスプリッター２とテラヘルツ波受信アンテナ８との間に設置されている。
【００８９】
具体的には、連続遅延反射ミラー１５は、図１５に示すように、厚みが連続的に変化するミラーであり、言い換えると、第２レーザ光に遅延を発生させるためにスロープ状に構成されている。また、フィルタ２４は、第２レーザ光が通過するための箇所と、第２レーザ光を遮断するための箇所とを有している。
【００９０】
その他の構成は、実施例２と同様であり、重複した説明を省略する。
【００９１】
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。基本的には、実施例２の検査装置の動作と同様である。例えば、図１１で説明した固定遅延反射ミラー１４と同様に０．４３５ｍｍずつ距離が異なる箇所を測定する場合には、本実施例の検査装置は、連続遅延反射ミラー１５とフィルタ２４とを回転させ、０．４３５ｍｍずつ距離が異なる箇所だけにレーザを照射し、反射光を得ることができるように制御する。これにより、連続遅延反射ミラー１５とフィルタ２４とは、図１１で説明した固定遅延反射ミラー１４と同様の動作を行う。
【００９２】
その他の作用は実施例２と同様であり、重複した説明を省略する。
【００９３】
上述のとおり、本発明の実施例３の形態に係る検査装置によれば、連続遅延反射ミラー１５とフィルタ２４とを備えることにより、図６に示すように５点を同時に測定することができ、時間遅延機構１１の制御範囲を限定できるため、実施例２と同様に短時間の測定で測定対象物１００の物理量や物性等を推定することができる。
【００９４】
なお、変形例として、時間遅延機構１１の代わりに固定遅延透過板を使用することも考えられる。図１６は、本発明の実施例３のテラヘルツ波を用いた検査装置の別の構成例を示す図である。図１６に示す検査装置は、ビームスプリッター２とテラヘルツ波受信アンテナ８との間に、時間遅延機構１１の代わりに固定遅延透過板１６を備えている。
【００９５】
ここで、図１７は、図１６に示す検査装置における固定遅延透過板１６の構成を示す図である。固定遅延透過板１６は、本発明の時間遅延部に対応し、厚みの異なる複数の透過板を組み合わせることで構成され、ビームスプリッター２により発せられた第２レーザ光に時間遅延を与える。具体的には、固定遅延透過板１６は、レーザ光に遅延を発生させるために、図１７に示すように各箇所厚みが異なり階段状となっている。
【００９６】
例えば、固定遅延透過板１６の屈折率が１．５で、図６と同じように２６．７ｐｓずつ測定する場合を考える。屈折率が１．５より、レーザ光が固定遅延透過板１６を透過する物質中の速度は、Ｖ＝ｃ／ｎより２×１０８ｍ／ｓとなる（Ｖ：物質中の光速、ｃ：光速、ｎ：屈折率）。２６．７ｐｓずつ測定するには、２×１０８ｍ／ｓ×２６．７×１０−１４ｓ／２＝２６．７μｍずつ厚さを変えればよい。
【００９７】
ただし、図１６に示す検査装置は、本発明の光路調整部に対応する構成を有しないため、時間遅延機構１１を固定遅延透過板１６に置き換えて実施例１で説明したような動作を行うことにより、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００９８】
また、図１６に示す検査装置に対して、固定遅延反射ミラー１４や連続遅延反射ミラー１５等の光路調整部に対応する構成を取り入れてもよい。
【００９９】
このように２６．７μｍずつ厚さが異なる透過板を複数（例えば１０２４枚）組み合わせた固定遅延透過板１６を回転させることで、時間遅延機構１１と同様の動作を行うため、図１６に示す検査装置は、短時間の測定で測定対象物１００の物理量や物性等を推定することができるとともに、装置の小型化を可能とする。
【０１００】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０１】
１ レーザダイオード
２ ビームスプリッター
３ ミラー
４ レンズ
５ テラヘルツ波発振アンテナ
６，７ 放物面ミラー
８ テラヘルツ波受信アンテナ
９ レンズ
１０ ミラー
１１ 時間遅延機構
１２ ミラー
１３ 多重反射ミラー
１４，１４−１，１４−２ 固定遅延反射ミラー
１５ 連続遅延反射ミラー
１６ 固定遅延透過板
２０ 電極
２１ ギャップ
２２ 低温成長ガリウムヒ素基板
２３ レーザ光
２４ フィルタ
２５ シリコンレンズ
５０ 信号発生器
５１ ロックインアンプ
５２ データ保持部
５３ 表示装置
５６ データ処理部
５７ 制御部
５８ データベース
６０ 光路調整部
１００ 測定対象物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を第１レーザ光と第２レーザ光とに分割する光分割部と、
前記光分割部により発せられた第１レーザ光が照射されることによりテラヘルツ波を発振するテラヘルツ波発振部と、
前記光分割部により発せられた第２レーザ光に時間遅延を与える時間遅延部と、
前記時間遅延部により時間遅延を与えられた第２レーザ光に基づいた検出タイミングで前記テラヘルツ波発振部により発振されたテラヘルツ波を検出し、検出したテラヘルツ波の強度に応じた検出信号を生成するテラヘルツ波検出部と、
前記テラヘルツ波発振部と前記テラヘルツ波検出部との間のテラヘルツ波路中に測定対象物を設置し、前記時間遅延部により与えられる時間遅延を変化させた場合の前記テラヘルツ波検出部により生成された検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測し、予測した位置に基づいて前記時間遅延部が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御する制御部と、
前記テラヘルツ波発振部と前記テラヘルツ波検出部との間のテラヘルツ波路中に測定対象物を設置した場合の前記テラヘルツ波検出部により生成された検出信号に基づく信号強度データのピーク値に基づいて前記測定対象物の特徴を検査する検査部と、
を備えることを特徴とするテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項２】
前記テラヘルツ波検出部により生成された検出信号を増幅するロックインアンプを備え、
前記制御部は、前記ロックインアンプの時定数が第１所定値を有する場合の前記テラヘルツ波検出部により生成された検出信号に基づいて時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測し、
前記検査部は、前記制御部が予測した位置に基づいて前記時間遅延部が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御するとともに前記ロックインアンプの時定数を第１所定値よりも大きな第２所定値に変更した場合に、前記テラヘルツ波検出部により生成された検出信号に基づく信号強度データのピーク値に基づいて前記測定対象物の特徴を検査することを特徴とする請求項１記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項３】
前記制御部は、予め測定されたリファレンスの時系列信号強度データがピーク値を示す位置に基づいて、前記テラヘルツ波発振部と前記テラヘルツ波検出部との間のテラヘルツ波路中に測定対象物を設置し、前記時間遅延部により与えられる時間遅延を変化させた場合の前記テラヘルツ波検出部により生成された検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記測定対象物を入れるサンプルケースが有する屈折率と厚みとに基づいて、前記テラヘルツ波発振部と前記テラヘルツ波検出部との間のテラヘルツ波路中に測定対象物を設置し、前記時間遅延部により与えられる時間遅延を変化させた場合の前記テラヘルツ波検出部により生成された検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項５】
前記第１レーザ光と前記第２レーザ光との少なくとも一方の光路上に、光路長の異なる複数の光路を有する光路調整部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項６】
前記光路調整部は、多重反射ミラーにより構成されることを特徴とする請求項５記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項７】
前記光路調整部は、厚みの異なる複数のミラーを組み合わせた固定遅延反射ミラーにより構成されることを特徴とする請求項５記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項８】
前記光路調整部は、厚みが連続的に変化する連続遅延反射ミラーとフィルタとにより構成されることを特徴とする請求項５記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項９】
前記時間遅延部は、厚みの異なる複数のミラーを組み合わせた固定遅延反射ミラーにより構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項１０】
前記時間遅延部は、厚みの異なる複数の透過板を組み合わせた固定遅延透過板により構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項１１】
レーザ光を第１レーザ光と第２レーザ光とに分割する光分割ステップと、
前記光分割ステップにより発せられた第１レーザ光が照射されることによりテラヘルツ波を発振するテラヘルツ波発振ステップと、
前記光分割ステップにより発せられた第２レーザ光に時間遅延を与える時間遅延ステップと、
前記時間遅延ステップにより時間遅延を与えられた第２レーザ光に基づいた検出タイミングで前記テラヘルツ波発振ステップにより発振されたテラヘルツ波を検出し、検出したテラヘルツ波の強度に応じた検出信号を生成するテラヘルツ波検出ステップと、
テラヘルツ波路中に測定対象物を設置し、前記時間遅延ステップにより与えられる時間遅延を変化させた場合の前記テラヘルツ波検出ステップにより生成された検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測し、予測した位置に基づいて前記時間遅延ステップが与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御する制御ステップと、
テラヘルツ波路中に測定対象物を設置した場合の前記テラヘルツ波検出ステップにより生成された検出信号に基づく信号強度データのピーク値に基づいて前記測定対象物の特徴を検査する検査ステップと、
を備えることを特徴とするテラヘルツ波を用いた検査方法。
【請求項１】
レーザ光を第１レーザ光と第２レーザ光とに分割する光分割部と、
前記光分割部により発せられた第１レーザ光が照射されることによりテラヘルツ波を発振するテラヘルツ波発振部と、
前記光分割部により発せられた第２レーザ光に時間遅延を与える時間遅延部と、
前記時間遅延部により時間遅延を与えられた第２レーザ光に基づいた検出タイミングで前記テラヘルツ波発振部により発振されたテラヘルツ波を検出し、検出したテラヘルツ波の強度に応じた検出信号を生成するテラヘルツ波検出部と、
前記テラヘルツ波発振部と前記テラヘルツ波検出部との間のテラヘルツ波路中に測定対象物を設置し、前記時間遅延部により与えられる時間遅延を変化させた場合の前記テラヘルツ波検出部により生成された検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測し、予測した位置に基づいて前記時間遅延部が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御する制御部と、
前記テラヘルツ波発振部と前記テラヘルツ波検出部との間のテラヘルツ波路中に測定対象物を設置した場合の前記テラヘルツ波検出部により生成された検出信号に基づく信号強度データのピーク値に基づいて前記測定対象物の特徴を検査する検査部と、
を備えることを特徴とするテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項２】
前記テラヘルツ波検出部により生成された検出信号を増幅するロックインアンプを備え、
前記制御部は、前記ロックインアンプの時定数が第１所定値を有する場合の前記テラヘルツ波検出部により生成された検出信号に基づいて時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測し、
前記検査部は、前記制御部が予測した位置に基づいて前記時間遅延部が与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御するとともに前記ロックインアンプの時定数を第１所定値よりも大きな第２所定値に変更した場合に、前記テラヘルツ波検出部により生成された検出信号に基づく信号強度データのピーク値に基づいて前記測定対象物の特徴を検査することを特徴とする請求項１記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項３】
前記制御部は、予め測定されたリファレンスの時系列信号強度データがピーク値を示す位置に基づいて、前記テラヘルツ波発振部と前記テラヘルツ波検出部との間のテラヘルツ波路中に測定対象物を設置し、前記時間遅延部により与えられる時間遅延を変化させた場合の前記テラヘルツ波検出部により生成された検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記測定対象物を入れるサンプルケースが有する屈折率と厚みとに基づいて、前記テラヘルツ波発振部と前記テラヘルツ波検出部との間のテラヘルツ波路中に測定対象物を設置し、前記時間遅延部により与えられる時間遅延を変化させた場合の前記テラヘルツ波検出部により生成された検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項５】
前記第１レーザ光と前記第２レーザ光との少なくとも一方の光路上に、光路長の異なる複数の光路を有する光路調整部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項６】
前記光路調整部は、多重反射ミラーにより構成されることを特徴とする請求項５記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項７】
前記光路調整部は、厚みの異なる複数のミラーを組み合わせた固定遅延反射ミラーにより構成されることを特徴とする請求項５記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項８】
前記光路調整部は、厚みが連続的に変化する連続遅延反射ミラーとフィルタとにより構成されることを特徴とする請求項５記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項９】
前記時間遅延部は、厚みの異なる複数のミラーを組み合わせた固定遅延反射ミラーにより構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項１０】
前記時間遅延部は、厚みの異なる複数の透過板を組み合わせた固定遅延透過板により構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。
【請求項１１】
レーザ光を第１レーザ光と第２レーザ光とに分割する光分割ステップと、
前記光分割ステップにより発せられた第１レーザ光が照射されることによりテラヘルツ波を発振するテラヘルツ波発振ステップと、
前記光分割ステップにより発せられた第２レーザ光に時間遅延を与える時間遅延ステップと、
前記時間遅延ステップにより時間遅延を与えられた第２レーザ光に基づいた検出タイミングで前記テラヘルツ波発振ステップにより発振されたテラヘルツ波を検出し、検出したテラヘルツ波の強度に応じた検出信号を生成するテラヘルツ波検出ステップと、
テラヘルツ波路中に測定対象物を設置し、前記時間遅延ステップにより与えられる時間遅延を変化させた場合の前記テラヘルツ波検出ステップにより生成された検出信号に基づく時系列信号強度データがピーク値を示す位置を予測し、予測した位置に基づいて前記時間遅延ステップが与える時間遅延の範囲を所定の限定された範囲に制御する制御ステップと、
テラヘルツ波路中に測定対象物を設置した場合の前記テラヘルツ波検出ステップにより生成された検出信号に基づく信号強度データのピーク値に基づいて前記測定対象物の特徴を検査する検査ステップと、
を備えることを特徴とするテラヘルツ波を用いた検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−２２５７０３（Ｐ２０１２−２２５７０３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９１８６６（Ｐ２０１１−９１８６６）
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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