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静電気センサ NEW

国内特許コード P210017955
整理番号 (S2020-0203-N0)
掲載日 2021年11月1日
出願番号 特願2021-031080
公開番号 特開2021-135301
出願日 令和3年2月26日(2021.2.26)
公開日 令和3年9月13日(2021.9.13)
優先権データ
  • 特願2020-031917 (2020.2.27) JP
発明者
  • ▲高▼橋 和
  • 保田 賢志
  • 浅野 卓
  • 野田 進
出願人
  • 公立大学法人大阪
発明の名称 静電気センサ NEW
発明の概要 【課題】静電気に対して安定して動作する、繰り返し使用することが可能な、小型の静電気センサを実現する。
【解決手段】静電気センサ(101)は、励起光を発する励起光源(1)と、シリコン基板に形成された非線形光学媒質を有し、当該非線形光学媒質に、前記励起光によって励起され、かつ励起波長で共振することにより、前記励起波長を有する光または前記励起波長とは異なる波長を有する光を発生する微小共振器(31)が設けられている発光素子(3)と、発光素子(3)から出射された光を検出する受光素子(5)と、を備えている。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

静電気は、様々な要因によって、いたるところに発生する。特に、電子機器は、静電気の影響を受けやすく、動作不良を生じたり、故障したりすることがある。また、工場などの、粉塵や粉体が飛散する環境下、揮発物質の漂う雰囲気下などにおいては、静電気による爆発を誘発する虞がある。このような不具合を回避するためには、帯電物の静電気を検出して除電を行うことが求められる。

従来、静電気の検出には、ハンディ型の検出器が用いられていたが、製造ラインに配置できるように、さらに小型化された検出器も用いられている。しかしながら、半導体デバイスの内部などの狭所に発生した静電気を検出するには、検出器のさらなる小型化が求められる。

このような要求に対する技術として、例えば、特許文献1には、シリコン基板と、シリコン基板上に形成された絶縁膜とを備えた半導体静電気センサが開示されている。この半導体静電気センサにおいて、絶縁膜の電極に電荷が注入されることで電極の電位が絶縁膜の静電耐圧を超えたとき、絶縁膜が絶縁破壊され、絶縁破壊が生じたときの電極の電位から、電荷量がわかる。このような半導体静電気センサは、シリコンチップに形成できることから、十分な小型化が可能である。

産業上の利用分野

本発明は、電荷により発光状態が変化する現象を利用した静電気センサに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
励起光を発する励起光源と、
半導体基板に形成された非線形光学媒質を有し、当該非線形光学媒質に、前記励起光によって励起され、かつ励起波長で共振することにより、前記励起波長を有する光または前記励起波長とは異なる波長を有する光を発生する共振器が設けられている発光素子と、
前記発光素子から出射された光を検出する光検出器と、を備えていることを特徴とする静電気センサ。

【請求項2】
前記半導体基板には、多数の空孔が形成されたフォトニック結晶構造体が形成され、
前記共振器は、前記フォトニック結晶構造体に設けられ、前記励起光により生じたラマン散乱光に対するラマン共振モードを有することを特徴とする請求項1に記載の静電気センサ。

【請求項3】
前記共振器は、前記励起光を励起光共振モードで閉じ込め、前記ラマン散乱光をラマン散乱光共振モードで閉じ込め、前記励起光共振モードのQ値として10000以上の第1Q値を有するとともに、前記ラマン散乱光共振モードのQ値として100000以上の第2Q値を有することを特徴とする請求項2に記載の静電気センサ。

【請求項4】
励起光を発する励起光源と、
半導体基板に形成された非線形光学媒質を有し、当該非線形光学媒質に、前記励起光を通過させるか、または前記励起光を励起波長とは異なる波長を有する光に変換する導波路が設けられている発光素子と、
前記発光素子から出射された光を検出する光検出器と、を備えていることを特徴とする静電気センサ。

【請求項5】
前記励起光源からの前記励起光を前記発光素子に導く第1光ファイバと、
前記発光素子からの光を前記光検出器に導く第2光ファイバと、をさらに備えていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の静電気センサ。

【請求項6】
前記励起光源に接続された単一の前記第1光ファイバを複数の前記第1光ファイバに分岐する光分岐器をさらに備え、
前記発光素子、前記第2光ファイバおよび光検出器は、それぞれ複数設けられており、
分岐した複数の前記第1光ファイバは、複数の前記発光素子に個々に接続され、
複数の前記第2光ファイバは、複数の前記発光素子と複数の前記光検出器とを個々に接続していることを特徴とする請求項5に記載の静電気センサ。
国際特許分類(IPC)
Fターム
  • 2K102AA15
  • 2K102BA18
  • 2K102BB02
  • 2K102BC01
  • 2K102BD09
  • 2K102DA09
  • 2K102DB01
  • 2K102DD03
  • 2K102EB16
  • 2K102EB20
  • 2K102EB22
画像

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JP2021031080thum.jpg
出願権利状態 公開
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