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電磁波波面整形素子及びそれを備えた電磁波イメージング装置、並びに電磁波イメージング方法 コモンズ

国内特許コード P110002535
整理番号 S2010-0474-N0
掲載日 2011年5月6日
出願番号 特願2010-044794
公開番号 特開2011-179989
登録番号 特許第4534027号
出願日 平成22年3月1日(2010.3.1)
公開日 平成23年9月15日(2011.9.15)
登録日 平成22年6月25日(2010.6.25)
発明者
  • 紀和 利彦
  • 塚田 啓二
出願人
  • 国立大学法人 岡山大学
発明の名称 電磁波波面整形素子及びそれを備えた電磁波イメージング装置、並びに電磁波イメージング方法 コモンズ
発明の概要


【課題】電磁波によるイメージングを高速に行うための電磁波波面整形素子及びそれを備えた電磁波イメージング装置、並びに電磁波イメージング方法を提供する。
【解決手段】電磁波10に対して波面整形を行うための電磁波波面整形素子1であって、半導体23と、当該半導体23上に形成される絶縁体22と、当該絶縁体22上にアレイ状に形成される複数の電極21と、前記複数の電極21と前記半導体23との各間に所定の印加電圧をそれぞれ付与するとともに、前記印加電圧をそれぞれ制御するための電圧印加手段3と、を具備し、前記半導体23にパルスレーザー光9が入射した際に、前記電圧印加手段3により前記印加電圧をそれぞれ制御することで、前記印加電圧が付与された電極21に対応する前記半導体23のパルスレーザー光入射面23aから発生する電磁波10の放射強度を制御する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


テラヘルツ(THz)周波数帯を利用する技術の急速な発展に伴い、多岐にわたる産業分野へのテラヘルツ波を応用した技術開発が進展しており、同時に様々なTHzコンポーネントへの需要が拡大している。例えば、テラヘルツ波の優れた透過性を利用したものとして、空港等のセキュリティチェックで使用される荷物検査装置やテラヘルツ波(テラヘルツ光)を分光計測に応用して物質の特定や薬品・食品検査に使用するなどの用途開発が期待されている。また、そのような技術としては、非特許文献1に開示されているテラヘルツ波を利用するイメージング装置があり、このようなイメージング装置においては、発生したテラヘルツ波を波面整形(変調)するためにマスク(メタルメッシュのホールフィルター:金属板に穴を開口形成したフィルター。図15参照)が一般的に用いられている。



また、非特許文献1に記載のイメージング装置は、前記マスクにより試料に変調されたテラヘルツ波を照射することで、試料に含まれる物質の空間分布と分光特性をマップとして一度に取得することできるものである。すなわち、このようなテラヘルツ波を用いたイメージング装置では、試料の非破壊検査が可能であり、例えば、試料として内容物が不明である梱包物に対して、テラヘルツ波の照射を行い、梱包物を透過したテラヘルツ波を解析することで、内容物の化学成分の分光特性や物理的な形状をマップや画像として取得することが可能である。



一方、特許文献1には、テラヘルツ波を利用した技術として、電磁波変調装置が記載されている。この電磁波変調装置は、電磁波(テラヘルツ波)の波面を受ける面を含む電波経路において、波面内の少なくとも1つの方向にプラズマの電子密度が変化する空間的な電子密度分布を形成して電磁波の伝播状態(伝播方向)を変化させるものである。また、当該電磁波変調装置は、プラズマを発生させる発生手段と、プラズマの空間的な電子密度分布を調節する電子密度分布調節手段を有する。具体的には、特許文献1に記載の電磁波変調装置は、実施例7(特許文献1における図12)に記載されているように固定された対象物体にテラヘルツ波光源から出射されたテラヘルツ波を集光して、この集光ビームの方向を右から左へと偏向(走査)させることで、テラヘルツ波によるイメージングを行うものである。

産業上の利用分野


本発明は、電磁波波面を制御しながら電磁波を放射するための電磁波波面整形素子及びそれを備えた電磁波イメージング装置、並びに電磁波イメージング方法の技術に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
電磁波に対して波面整形を行うための電磁波波面整形素子であって、
半導体と、
当該半導体上に形成される絶縁体と、
当該絶縁体上にアレイ状に形成される複数の電極と、
前記複数の電極と前記半導体との各間に所定の印加電圧をそれぞれ付与するとともに、前記印加電圧をそれぞれ制御するための電圧印加手段と、を具備し、
前記半導体にパルスレーザー光が入射した際に、前記電圧印加手段により前記印加電圧をそれぞれ制御することで、前記印加電圧が付与された電極に対応する前記半導体のパルスレーザー光入射面から発生する電磁波の放射強度を制御することを特徴とする電磁波波面整形素子。

【請求項2】
請求項1に記載した電磁波波面整形素子を備えた電磁波イメージング装置であって、
前記半導体のパルスレーザー光入射面に前記パルスレーザー光を照射する手段と、
前記半導体のパルスレーザー光入射面から発生する電磁波を検査対象物に放射して、当該検査対象物を透過もしくは反射した電磁波を検出する手段と、を有することを特徴とする電磁波イメージング装置。

【請求項3】
請求項2に記載した電磁波波面整形素子を備えた電磁波イメージング装置に適用する電磁波イメージング方法であって、
前記半導体のパルスレーザー光入射面に前記パルスレーザー光を照射する照射工程と、
前記半導体のパルスレーザー光入射面から発生する電磁波を検査対象物に放射する電磁波放射工程と、
前記半導体にパルスレーザー光が入射した際に、前記電圧印加手段により前記印加電圧をそれぞれ制御することで、前記印加電圧が付与された電極に対応する前記半導体のパルスレーザー光入射面から発生する電磁波の放射強度を制御する電磁波制御工程と、
前記検査対象物を透過もしくは反射した電磁波を検出する電磁波検出工程と、を有することを特徴とする電磁波イメージング方法。

【請求項4】
前記電磁波検出工程により検出された電磁波に基づいて画像処理をする画像処理工程をさらに有することを特徴とする請求項3に記載の電磁波イメージング方法。

【請求項5】
電磁波に対して波面整形を行うための電磁波波面整形素子であって、
半導体と、
当該半導体上に形成される絶縁体と、
当該絶縁体上にアレイ状に形成される複数の電極と、
前記複数の電極と前記半導体との各間に所定の印加電圧をそれぞれ付与するとともに、前記印加電圧をそれぞれ制御するための電圧印加手段と、を具備し、
前記半導体にパルスレーザー光が入射した際に、前記電圧印加手段により前記印加電圧をそれぞれ制御することで、前記印加電圧が付与された電極に対応する前記半導体のパルスレーザー光入射面から発生する電磁波の放射方向を偏向することを特徴とする電磁波波面整形素子。

【請求項6】
前記電圧印加手段は、
前記複数の電極への前記印加電圧のON又はOFFをそれぞれ制御し、前記印加電圧が付与された電極からなる所定のパターンを形成させることで、当該所定のパターンを形成した電極に対応する前記半導体のパルスレーザー光入射面から発生する電磁波の放射方向を偏向することを特徴とする請求項5に記載の電磁波波面整形素子。

【請求項7】
請求項5または請求項6に記載した電磁波波面整形素子を備えた電磁波イメージング装置であって、
前記半導体のパルスレーザー光入射面に前記パルスレーザー光を照射する手段と、
前記半導体のパルスレーザー光入射面から発生する電磁波を検査対象物に放射するとともに、前記発生する電磁波の放射方向を偏向することで検査対象物を走査し、当該検査対象物を透過もしくは反射した電磁波を検出する手段と、を有することを特徴とする電磁波イメージング装置。

【請求項8】
請求項7に記載した電磁波波面整形素子を備えた電磁波イメージング装置に適用する電磁波イメージング方法であって、
前記半導体のパルスレーザー光入射面に前記パルスレーザー光を照射する照射工程と、
前記半導体のパルスレーザー光入射面から発生する電磁波を検査対象物に放射する電磁波放射工程と、
前記半導体にパルスレーザー光が入射した際に、前記電圧印加手段により前記印加電圧をそれぞれ制御することで、前記印加電圧が付与された電極に対応する前記半導体のパルスレーザー光入射面から発生する電磁波の放射方向を偏向し、前記検査対象物を走査する電磁波走査工程と、
前記検査対象物を透過もしくは反射した電磁波を検出する電磁波検出工程と、を有することを特徴とする電磁波イメージング方法。

【請求項9】
前記電磁波検出工程により検出された電磁波に基づいて画像処理をする画像処理工程をさらに有することを特徴とする請求項8に記載の電磁波イメージング方法。
産業区分
  • 試験、検査
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010044794thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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