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WO2017138061A1 - 計測装置 - Google Patents

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Publication number
WO2017138061A1
WO2017138061A1 PCT/JP2016/053632 JP2016053632W WO2017138061A1 WO 2017138061 A1 WO2017138061 A1 WO 2017138061A1 JP 2016053632 W JP2016053632 W JP 2016053632W WO 2017138061 A1 WO2017138061 A1 WO 2017138061A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
terahertz wave
sample
optical system
mirror
incident
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/053632
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
奥田　義行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pioneer Corp filed Critical Pioneer Corp
Priority to PCT/JP2016/053632 priority Critical patent/WO2017138061A1/ja
Publication of WO2017138061A1 publication Critical patent/WO2017138061A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3581—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using far infrared light; using Terahertz radiation

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of a measuring apparatus that measures the refractive index of a sample using, for example, terahertz waves.
  • a measuring device using a terahertz wave is known as a measuring device for measuring the refractive index of a sample.
  • a sample is irradiated with a terahertz wave through a transmission member that is in contact with the sample, and based on the time waveform of the terahertz wave reflected by the transmission member and the time waveform of the terahertz wave reflected by the sample.
  • An information acquisition device for acquiring the refractive index of a sample is described.
  • Patent Document 2 discloses that a terahertz wave is irradiated on a specimen disposed between a reflecting member and a plate-like member through the plate-like member and reflected at the interface between the plate-like member and the specimen.
  • An information acquisition device is described that acquires the refractive index of a specimen based on the time waveform of the wave and the time waveform of the terahertz wave reflected at the interface between the specimen and the reflecting member.
  • JP 2014-209094 A Japanese Patent Laying-Open No. 2015-83964
  • a first example of a measuring apparatus includes a first optical system that causes a terahertz wave generated by a generation unit to be incident on a sample at a first angle, and that the terahertz wave reflected by the sample is incident on a detection unit; A second optical system that causes the terahertz wave generated by the generation unit to be incident on the sample at a second angle different from the first angle, and causes the terahertz wave reflected by the sample to be incident on the detection unit; A switching unit that switches an incident destination of the terahertz wave generated by the generation unit between the first and second optical systems.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of the terahertz wave measuring apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of the flow of measurement operation for measuring the refractive index and thickness performed by the terahertz wave measuring apparatus.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the sample showing the optical path of the terahertz wave irradiated to the sample and the optical path of the terahertz wave reflected by the sample.
  • FIG. 4 is a graph showing a waveform signal of the terahertz wave detected by the terahertz wave detecting element.
  • FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views showing the structure of the optical system used in the first changing operation, respectively.
  • FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views showing the structure of the optical system used in the second changing operation, respectively.
  • FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views showing the structure of the optical system used in the third changing operation, respectively.
  • FIGS. 8A and 8B are cross-sectional views showing the structure of the optical system used in the fourth changing operation, respectively.
  • FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views showing the structure of the optical system used in the fifth changing operation, respectively.
  • the measurement apparatus includes a first optical system that causes the terahertz wave generated by the generation unit to be incident on the sample at a first angle, and causes the terahertz wave reflected by the sample to be incident on the detection unit, and the generation unit.
  • a second optical system that causes the terahertz wave generated by the laser beam to enter the sample at a second angle different from the first angle, and causes the terahertz wave reflected by the sample to enter the detection unit; and the generation unit And a switching unit that switches an incident destination of the terahertz wave generated between the first and second optical systems.
  • the terahertz wave detection unit incident on the sample at the first angle without bringing any special member into contact with the sample is used. Based on the detection result and the detection result of the terahertz wave detection unit incident on the sample at the second angle, the refractive index of the sample can be appropriately measured (that is, calculated). In addition, since the switching unit switches the incident destination of the terahertz wave between the first and second optical systems, the incident angle (irradiation angle) of the terahertz wave with respect to the sample can be appropriately changed.
  • the switching unit switches the incident destination of the terahertz wave generated by the generation unit by moving the second optical system.
  • the incident angle of the terahertz wave with respect to the sample can be appropriately changed by the movement of the second optical system.
  • the switching unit is configured to transmit the terahertz wave guided from the generation unit to the detection unit by the first optical system.
  • the second optical system By inserting the second optical system into the optical path, the incident destination of the terahertz wave generated by the generation unit is switched from the first optical system to the second optical system, and on the other hand, out of the optical path
  • the incident destination of the terahertz wave generated by the generation unit is switched from the second optical system to the first optical system.
  • the second optical system when the second optical system is inserted in the optical path of the terahertz wave guided from the generation unit to the detection unit by the first optical system, the second optical system exists in the optical path. Become. Accordingly, the terahertz wave is guided from the generation unit to the detection unit by the second optical system.
  • the second optical system when the second optical system is drawn out of the optical path of the terahertz wave guided from the generation unit to the detection unit by the first optical system, the second optical system does not exist in the optical path. Therefore, the terahertz wave is guided from the generation unit to the detection unit by the first optical system. As a result, the incident angle of the terahertz wave to the sample can be appropriately changed by the movement of the second optical system.
  • the first and second optical systems are integrated.
  • the incident angle of the terahertz wave with respect to the sample can be appropriately changed by the integrated first and second optical systems.
  • the switching unit moves the integrated first and second optical systems, thereby generating the generating unit.
  • the incident destination of the terahertz wave generated by is switched.
  • the incident angle of the terahertz wave with respect to the sample can be appropriately changed by the movement of the integrated first and second optical systems.
  • the switching unit is configured to include the second terahertz wave in the optical path guided from the generation unit to the detection unit.
  • the incident destination of the terahertz wave generated by the generation unit is changed from the first optical system to the second optical system.
  • the terahertz generated by the generation unit is generated by moving the integrated first and second optical systems so that the first optical system is inserted into the optical path. The wave incidence destination is switched from the second optical system to the first optical system.
  • the first optical system when the first optical system is inserted in the optical path of the terahertz wave guided from the generation unit to the detection unit, the first optical system exists in the optical path. Therefore, the terahertz wave is guided from the generation unit to the detection unit by the first optical system.
  • the second optical system when the second optical system is inserted into the optical path of the terahertz wave guided from the generation unit to the detection unit, the second optical system exists in the optical path. Accordingly, the terahertz wave is guided from the generation unit to the detection unit by the second optical system.
  • the incident angle of the terahertz wave with respect to the sample can be appropriately changed by the movement of the integrated first and second optical systems.
  • the first optical path length of the terahertz wave from the generation unit to the detection unit via the first optical system is calculated from the generation unit to the second optical system. Is substantially the same as the second optical path length of the terahertz wave up to the detection unit.
  • Focus control in other words, focus adjustment
  • the first optical system includes (i) a first mirror that reflects the terahertz wave generated by the generation unit and causes the sample to enter the sample at the first angle. And (ii) a second mirror that reflects the terahertz wave reflected by the sample and makes it incident on the detection unit, and the second optical system includes (i) the terahertz generated by the generation unit A third mirror that reflects the wave and enters the sample at the second angle; and (ii) a fourth mirror that reflects the terahertz wave reflected by the sample and enters the detection unit. Yes.
  • the incident angle of the terahertz wave with respect to the sample can be appropriately changed.
  • At least one of the first and second optical systems includes an elliptical mirror, and the switching unit rotates the elliptical mirror to thereby generate the generation unit.
  • the incident destination of the terahertz wave generated by is switched.
  • the incident angle of the terahertz wave with respect to the sample can be appropriately changed by the rotation of the elliptical mirror.
  • the first optical system generates the terahertz wave generated by the generation unit disposed at the first focal point.
  • a second elliptical mirror that reflects the incident terahertz wave to enter the detection unit arranged at the second focal point, and the second optical system includes the first optical system.
  • An ellipsoidal mirror a seventh mirror that reflects the terahertz wave reflected by the first ellipsoidal mirror and enters the sample at the second angle; and an eighth mirror that reflects the terahertz wave reflected by the sample.
  • the switching unit rotates the first elliptical mirror about the first focal point and rotates the second elliptical mirror about the second focal point.
  • the terahertz wave is incident on the sample at the first angle.
  • the first elliptical mirror is in the second state and the second elliptical mirror is in the fourth state
  • the terahertz wave is incident on the sample at the second angle.
  • the positions of the generation unit and the detection unit are fixed.
  • the terahertz wave incident on the surface of the sample reaches the back surface of the sample located on the opposite side of the surface by passing through the inside of the sample, and then An acquisition unit that acquires, for each of the first and second angles, the transmission time required to reach the surface again by being reflected by the back surface, and the transmission time and the first and second angles. And a calculation unit for calculating the refractive index of the sample.
  • each sample corresponds to a plurality of incident angles (that is, the first and second angles) without bringing any special member into contact with the sample. Based on a plurality of transmission times and a plurality of incident angles, the refractive index of the sample can be appropriately achieved.
  • the measurement apparatus includes the first optical system, the second optical system, and the switching unit. Therefore, even when no special member is brought into contact with the sample, the refractive index of the sample can be measured.
  • the measurement device is applied to the terahertz wave measurement device 100 that measures the refractive index n of the sample 10 by irradiating the sample 10 with the terahertz wave THz.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a terahertz wave measuring apparatus 100 according to the present embodiment.
  • the terahertz wave measuring apparatus 100 irradiates the sample 10 with the terahertz wave THz, and detects the terahertz wave THz reflected by the sample 10 (that is, the terahertz wave THz irradiated on the sample 10).
  • the terahertz region is a frequency region that combines light straightness and electromagnetic wave transparency.
  • the terahertz region is a frequency region in which various substances have unique absorption spectra. Therefore, the terahertz wave measuring apparatus 100 can measure the characteristics of the sample 10 by analyzing the terahertz wave THz irradiated on the sample 10.
  • the terahertz wave measuring apparatus 100 can measure the refractive index n of the sample 10 which is an example of the characteristics of the sample 10 by analyzing the terahertz wave THz irradiated on the sample 10.
  • the terahertz wave measuring apparatus 100 indirectly detects the waveform of the terahertz wave THz by employing a pump-probe method based on time delay scanning.
  • a pump-probe method based on time delay scanning.
  • the terahertz wave measuring apparatus 100 includes a pulse laser device 101, a terahertz wave generating element 110 that is a specific example of a “generating unit”, a beam splitter 161, a reflecting mirror 162, and a reflecting mirror 163.
  • a control unit 150 includes a control unit 150.
  • the pulse laser device 101 generates sub-picosecond order or femtosecond order pulse laser light LB having a light intensity corresponding to the drive current input to the pulse laser device 101.
  • the pulse laser beam LB generated by the pulse laser device 101 is incident on the beam splitter 161 via a light guide (not shown) (for example, an optical fiber).
  • the beam splitter 161 branches the pulsed laser light LB into pump light LB1 and probe light LB2.
  • the pump light LB1 is incident on the terahertz wave generation element 110 through a light guide path (not shown).
  • the probe light LB2 enters the optical delay mechanism 120 via a light guide path and a reflecting mirror 162 (not shown). Thereafter, the probe light LB2 emitted from the optical delay mechanism 120 is incident on the terahertz wave detection element 130 via the reflecting mirror 163 and a light guide path (not shown).
  • the terahertz wave generating element 110 emits a terahertz wave THz.
  • the terahertz wave generating element 110 includes a pair of electrode layers facing each other with a gap interposed therebetween.
  • a bias voltage generated by the bias voltage generation unit 141 is applied to the gap via a pair of electrode layers.
  • an effective bias voltage for example, a bias voltage other than 0 V
  • the pump light LB1 is also applied to the photoconductive layer formed below the gap. Is irradiated. In this case, carriers are generated in the photoconductive layer irradiated with the pump light LB1 by light excitation by the pump light LB1.
  • the terahertz wave generating element 110 generates a pulse-shaped current signal in the order of subpicoseconds or in the order of femtoseconds corresponding to the generated carrier.
  • the generated current signal flows through the pair of electrode layers.
  • the terahertz wave generating element 110 generates (ie, emits) the terahertz wave THz resulting from the pulsed current signal.
  • the terahertz wave THz emitted from the terahertz wave generating element 110 is applied to the sample 10 (particularly, the surface 10a of the sample 10) through the light guide optical system 164.
  • the terahertz wave THz irradiated on the sample 10 is reflected by the sample 10 (particularly, by the front surface 10a and the back surface 10b of the sample).
  • the terahertz wave THz reflected by the sample 10 enters the terahertz wave detecting element 130 via the light guide optical system 164.
  • the terahertz wave detecting element 130 detects the terahertz wave THz incident on the terahertz wave detecting element 130.
  • the terahertz wave detection element 130 includes a pair of electrode layers facing each other with a gap interposed therebetween.
  • the probe light LB2 is irradiated to the gap
  • the probe light LB2 is also irradiated to the photoconductive layer formed below the gap.
  • carriers are generated in the photoconductive layer irradiated with the probe light LB2 by light excitation by the probe light LB2.
  • a current signal corresponding to the carrier flows through the pair of electrode layers included in the terahertz wave detection element 130.
  • the signal intensity of the current signal flowing through the pair of electrode layers changes according to the light intensity of the terahertz wave THz.
  • a current signal whose signal intensity changes according to the light intensity of the terahertz wave THz is output to the IV conversion unit 142 via the pair of electrode layers.
  • the optical delay mechanism 120 adjusts the difference (that is, the optical path length difference) between the optical path length of the pump light LB1 and the optical path length of the probe light LB2. Specifically, the optical delay mechanism 120 adjusts the optical path length difference by adjusting the optical path length of the probe light LB2.
  • the timing at which the pump light LB1 is incident on the terahertz wave generation element 110 (or the timing at which the terahertz wave generation element 110 emits the terahertz wave THz) and the probe light LB2 are detected by the terahertz wave detection element 130.
  • the time difference from the timing at which the light enters (or the timing at which the terahertz wave detecting element 130 detects the terahertz wave THz) is adjusted.
  • the terahertz wave measuring apparatus 100 indirectly detects the waveform of the terahertz wave THz by adjusting the time difference. For example, when the optical path of the probe light LB2 is increased by 0.3 millimeters (however, the optical path length in the air) by the optical delay mechanism 120, the timing at which the probe light LB2 enters the terahertz wave detection element 130 is delayed by 1 picosecond. Become. In this case, the timing at which the terahertz wave detecting element 130 detects the terahertz wave THz is delayed by 1 picosecond.
  • the terahertz wave detection element 130 can indirectly detect the waveform of the terahertz wave THz. That is, the lock-in detection unit 151 described later can detect the waveform of the terahertz wave THz based on the detection result of the terahertz wave detection element 130.
  • the current signal output from the terahertz wave detection element 130 is converted into a voltage signal by the IV conversion unit 142.
  • the control unit 150 performs a control operation for controlling the entire operation of the terahertz wave measuring apparatus 100.
  • the control unit 150 includes a CPU (Central Processing Unit) and a memory.
  • the memory stores a computer program for causing the control unit 150 to perform a control operation.
  • a logical processing block for performing a control operation is formed inside the CPU.
  • the computer program may not be recorded in the memory. In this case, the CPU may execute a computer program downloaded via a network.
  • the control unit 150 performs a measurement operation for measuring the characteristics of the sample 10 based on the detection result of the terahertz wave detection element 130 (that is, the voltage signal output from the IV conversion unit 142).
  • the control unit 150 includes a lock-in detection unit 151 and a signal processing unit 152 as logical processing blocks formed in the CPU.
  • the lock-in detection unit 151 performs synchronous detection on the voltage signal output from the IV conversion unit 142 using the bias voltage generated by the bias voltage generation unit 141 as a reference signal. As a result, the lock-in detection unit 151 detects a sample value of the terahertz wave THz. Thereafter, the same operation is repeated while appropriately adjusting the difference between the optical path length of the pump light LB1 and the optical path length of the probe light LB2 (that is, the optical path length difference).
  • the waveform (time waveform) of the terahertz wave THz detected by the detection element 130 can be detected.
  • the lock-in detection unit 151 outputs a waveform signal indicating the waveform of the terahertz wave THz detected by the terahertz wave detection element 130 to the signal processing unit 152. That is, the lock-in detection unit 151 removes a noise component having a frequency different from that of the reference signal from the voltage signal output from the IV conversion unit 142 (that is, the detection signal of the terahertz wave THz). That is, the lock-in detection unit 151 detects a waveform signal with relatively high sensitivity and relatively high accuracy by performing synchronous detection using the detection signal and the reference signal.
  • a DC voltage may be applied to the terahertz wave generating element 110 as a bias voltage.
  • the signal processing unit 152 performs a measurement operation for measuring the characteristics of the sample 10 based on the waveform signal output from the lock-in detection unit 151 as an example of the control operation. For example, the signal processing unit 152 acquires a frequency spectrum of the terahertz wave THz using terahertz time domain spectroscopy, and performs a measurement operation that measures the characteristics of the sample 10 based on the frequency spectrum.
  • the signal processing unit 152 performs a measurement operation for measuring the refractive index n of the sample 10, which is a specific example of the characteristics of the sample 10, based on the waveform signal output from the lock-in detection unit 151. . Furthermore, the signal processing unit 152 is based on the waveform signal output from the lock-in detection unit 151, and the thickness d of the sample 10, which is a specific example of the characteristics of the sample 10 (that is, the terahertz wave THz relative to the sample 10). A measurement operation for measuring the thickness d) along the direction in which the light enters is performed.
  • the thickness d means “physical distance between the front surface 10a and the back surface 10b”.
  • the signal processing unit 152 includes a detection time acquisition unit 1521 that is a specific example of the “acquisition unit” and one of the “calculation unit” as logical processing blocks formed inside the CPU.
  • a specific example includes a refractive index calculation unit 1522 and a thickness calculation unit 1523. Note that specific examples of operations of the detection time acquisition unit 1521, the refractive index calculation unit 1522, and the thickness calculation unit 1523 will be described in detail later and will not be described here.
  • the control unit 150 further includes an incident angle changing unit 153 that is a specific example of a “switching unit” as a logical processing block formed inside the CPU.
  • the incident angle changing unit 153 controls the light guide optical system 164 so as to change the incident angle ⁇ of the terahertz wave THz with respect to the sample 10.
  • the incident angle changing unit 153 controls the light guide optical system 164 so that the terahertz wave detection element 130 appropriately detects the terahertz wave THz reflected by the sample 10.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a flow of a measurement operation for measuring the refractive index n and the thickness d performed by the terahertz wave measuring apparatus 100.
  • the incident angle changing unit 153 controls the light guide optical system 164 so that the incident angle ⁇ becomes “ ⁇ 1 ”, which is a specific example of “first angle” (step S101). ).
  • the incident angle changing unit 153 controls the light guide optical system 164 so that the terahertz detection element 130 appropriately detects the terahertz wave THz incident on the sample 10 at the incident angle ⁇ 1 (step 101). Note that the operation of changing the incident angle ⁇ will be described in detail later (see FIGS. 5A to 9B), and thus the description thereof is omitted here.
  • the terahertz wave generating element 110 emits the terahertz wave THz toward the surface 10a of the sample 10 (step S102).
  • the terahertz wave THz is incident on the surface 10a of the sample 10 at an incident angle theta 1.
  • the terahertz wave THz irradiated on the sample 10 a is reflected by the sample 10.
  • the reflection of the terahertz wave THz by the sample 10 will be described with reference to FIG.
  • a part of the terahertz wave THz incident on the sample 10 at the incident angle ⁇ 1 is reflected by the surface 10 a of the sample 10.
  • a part of the terahertz wave THz incident on the sample 10 at the incident angle ⁇ 1 is transmitted through the sample 10 without being reflected by the surface 10a. Thereafter, the terahertz wave THz transmitted through the sample 10 reaches the back surface 10 b of the sample 10. As a result, a part of the terahertz wave THz transmitted through the sample 10 is reflected by the back surface 10 b of the sample 10. The terahertz wave THz reflected by the back surface 10b passes through the sample 10 again. Thereafter, the terahertz wave THz transmitted through the sample 10 reaches the surface 10 a of the sample 10. As a result, some of the terahertz wave THz reflected by the rear surface 10b, so as to emit from the sample 10 at the emission angle theta 1, propagates to the terahertz wave detecting element 130 from the sample 10.
  • the front surface 10a and the back surface 10b are the two outer surfaces of the sample 10 facing each other along the propagation direction of the terahertz wave THz in the sample 10 (the horizontal direction in FIGS. 1 and 3).
  • the surface 10a corresponds to one outer surface close to the terahertz wave generating element 110 and the terahertz wave detecting element 130 among the two outer surfaces.
  • the back surface 10b corresponds to the other outer surface far from the terahertz wave generating element 110 and the terahertz wave detecting element 130 out of the two outer surfaces.
  • a reflecting member may be arranged so as to be in contact with or in close contact with the back surface 10b of the sample 10.
  • the terahertz wave THz reflected by the sample 10 is detected by the terahertz wave detecting element 130 (step S102).
  • a waveform signal indicating the waveform of the terahertz wave THz detected by the terahertz wave detecting element 130 is input to the signal processing unit 152.
  • the detection time acquisition unit 1521 acquires the first detection time t a1 and the second detection time t b1 based on the waveform signal input to the signal processing unit 152 (step S103). That is, the terahertz wave measuring apparatus 100 based on the detection result of the terahertz wave THz incident on the sample 10 at an incident angle theta 1, to obtain a first detection time t a1 and the second detection time t b1.
  • the detection time acquisition unit 1521 outputs the first detection time t a1 and the second detection time t b1 acquired when the terahertz wave THz is incident on the sample 10 at the incident angle ⁇ 1 to the refractive index calculation unit 1522.
  • FIG. 4 is a graph showing a waveform signal of the terahertz wave THz detected by the terahertz wave detecting element 130.
  • the waveform signal includes a waveform signal corresponding to the terahertz wave THz reflected by the front surface 10a and a waveform signal corresponding to the terahertz wave THz reflected by the back surface 10b.
  • the terahertz wave THz reflected by the back surface 10b reaches the terahertz wave detecting element 130 after passing through the inside of the sample 10, while the terahertz wave THz reflected by the front surface 10a does not pass through the inside of the sample 10 and does not pass through the terahertz wave.
  • the wave detection element 130 is reached.
  • the terahertz wave THz reflected by the back surface 10b reaches the terahertz wave detecting element 130 later in time than the terahertz wave THz reflected by the front surface 10a. Therefore, also on the waveform signal, the waveform signal corresponding to the terahertz wave THz reflected by the back surface 10b is delayed in time from the waveform signal corresponding to the terahertz wave THz reflected by the front surface 10a.
  • the first detection time ta1 is a time required for the terahertz wave THz reflected from the surface 10a of the sample 10 to reach the terahertz wave detection element 130 after the terahertz wave generation element 110 starts irradiation with the terahertz wave THz. is there.
  • the second detection time tb1 is from when the terahertz wave generation element 110 starts irradiation of the terahertz wave THz until the terahertz wave THz reflected by the back surface 10b of the sample 10 reaches the terahertz wave detection element 130. It takes time.
  • the detection time acquisition unit 1521 can easily acquire (in other words, calculate or specify) the first detection time t a1 and the second detection time t b1 by analyzing the waveform signal.
  • the terahertz wave measuring apparatus 100 performs the above-described operation (that is, the operation for obtaining the first detection time t a2 and the second detection time t b2 ) again.
  • the incident angle changing unit 153 makes the light guide optical system 164 so that the incident angle ⁇ is different from “ ⁇ 1 ” and becomes “ ⁇ 2 ” which is a specific example of “second angle”. Is controlled (step S111).
  • the incident angle changing unit 153 controls the light guide optical system 164 so that the terahertz detection element 130 appropriately detects the terahertz wave THz incident on the sample 10 at the incident angle ⁇ 2 (step 111).
  • the terahertz wave generating element 110 irradiates the surface 10a of the sample 10 with the terahertz wave THz (step S112).
  • the terahertz wave THz is incident on the sample 10 at an incident angle theta 2.
  • the terahertz wave detecting element 130 detects the terahertz wave THz reflected by the sample 10 (step S112).
  • a waveform signal indicating the waveform of the terahertz wave THz detected by the terahertz wave detecting element 130 is input to the signal processing unit 152.
  • the detection time acquisition unit 1521 acquires the first detection time t a2 and the second detection time t b2 based on the waveform signal input to the signal processing unit 152 (step S113). That is, the terahertz wave measuring apparatus 100 based on the detection result of the terahertz wave THz incident on the sample 10 at an incident angle theta 2, to obtain a first detection time t a2 and the second detection time t b2.
  • the detection time acquisition unit 1521 outputs the first detection time t a2 and the second detection time t b2 acquired when the terahertz wave THz is incident on the sample 10 at the incident angle ⁇ 2 to the refractive index calculation unit 1522.
  • the refractive index calculator 1522 calculates the first detection time t a1 and the second detection time t b1 , the first detection time ta 2 and the second detection time t b2 , and the incident angles ⁇ 1 and ⁇ 2 .
  • the refractive index n of the sample 10 is calculated (step S121). Specifically, the refractive index calculation unit 1522 calculates the refractive index n using Equation 1. Note that the variable a in Equation 1 is defined by Equation 2. ⁇ t 1 in Expression 2 corresponds to the time required for the terahertz wave THz to pass through the sample 10 when the terahertz wave THz is incident on the sample 10 at the incident angle ⁇ 1 .
  • ⁇ t 1 in Equation 2 indicates that when the terahertz wave THz is incident on the sample 10 at the incident angle ⁇ 1 , the terahertz wave THz reaches the surface 10 a again from the front surface 10 a of the sample 10 through the back surface 10 b. This corresponds to the time required.
  • ⁇ t 2 in Expression 2 corresponds to the time required for the terahertz wave THz to pass through the sample 10 when the terahertz wave THz is incident on the sample 10 at the incident angle ⁇ 2 .
  • ⁇ t 2 in Equation 2 indicates that when the terahertz wave THz is incident on the sample 10 at the incident angle ⁇ 2 , the terahertz wave THz reaches the surface 10 a again from the front surface 10 a of the sample 10 through the back surface 10 b. This corresponds to the time required.
  • ⁇ t 1 and ⁇ t 2 are specific examples of the transmission time.
  • the thickness calculation unit 1523 performs the first detection time t a1 and the second detection time t b1 (more specifically, ⁇ t 1 obtained from the first detection time t a1 and the second detection time t b1 ), refraction. rate n, and, based on the incident angle theta 1, to calculate the thickness d of the sample 10 (step S122). Specifically, the thickness calculation unit 1523 calculates the thickness d of the sample 10 using Equation 3.
  • the thickness calculation unit 1523 performs the first detection time t a2 and the second detection time t b2 (more specifically, ⁇ t 2 obtained from the first detection time t a2 and the second detection time t b2 ), refraction.
  • the thickness d of the sample 10 may be calculated based on the rate n and the incident angle ⁇ 2 (step S122).
  • the thickness calculation unit 1523 may calculate the thickness d of the sample 10 using Formula 4 instead of Formula 3.
  • the terahertz wave measuring apparatus 100 of the present embodiment can suitably measure (that is, calculate) the refractive index n of the sample 10.
  • the terahertz wave measuring apparatus 100 according to the present embodiment is suitable for the refractive index n without bringing any special member into contact with the sample 10 because the terahertz wave THz is incident on the sample 10 at a plurality of different incident angles ⁇ . Can be measured.
  • the terahertz wave measuring apparatus 100 of the present embodiment can suitably measure the refractive index n, the thickness d of the sample 10 can also be favorably measured.
  • the sample 10 is irradiated with the terahertz wave THz after setting the incident angle ⁇ to zero.
  • a terahertz wave measuring device is assumed.
  • the terahertz wave measuring apparatus of the comparative example to obtain a first detection time t a and the second detection time t b.
  • the terahertz wave measuring apparatus 100 of the comparative example needs to measure the refractive index n in order to measure the original thickness d.
  • the measurement of the refractive index n is generally troublesome.
  • the terahertz wave measuring apparatus 100 of the present embodiment has a great advantage that the refractive index n can be measured relatively easily.
  • FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views showing the structure of the light guide optical system 164a used in the first changing operation, respectively.
  • the light guide optical system 164a includes a first optical system 1641a and a second optical system 1642a.
  • the first optical system 1641a is a terahertz wave THz terahertz wave generating device 110 has generated, is incident at an incident angle theta 1 to the sample 10. Furthermore, the first optical system 1641a are terahertz waves THz to a sample 10 is reflected (i.e., a reflected wave from the sample 10 of the terahertz wave THz incident at an angle theta 1, emitted from the sample 10 at the emission angle theta 1 The incoming terahertz wave THz) is incident on the terahertz wave detecting element 130.
  • the first optical system 1641a includes a first terahertz wave THz is incident at an incident angle theta 1 with respect to and sample 10 a first optical path of the terahertz wave THz toward the terahertz wave detecting element 130 from the terahertz wave generating element 110 It is an optical system that forms one optical path.
  • the first optical system 1641a includes a mirror 1641a-1 which is a specific example of “first mirror” and a mirror 1641a-2 which is a specific example of “second mirror”. I have.
  • the mirror 1641 a-1 reflects the terahertz wave THz generated by the terahertz wave generating element 110 toward the sample 10.
  • Mirror 1641a-1 are terahertz waves THz which the mirror 1641a-1 is reflected to be incident at an incident angle theta 1 to the sample 10, and reflects the terahertz waves THz.
  • the terahertz wave THz incident on the sample 10 through the mirror 1641a-1 is reflected by the sample 10.
  • the terahertz wave THz incident on the sample 10 through the mirror 1641a-1 is coming emitted from the sample 10 at emission angle theta 1.
  • the mirror 1641 a-2 reflects the terahertz wave THz reflected by the sample 10 (that is, the terahertz wave THz emitted from the sample 10 at the emission angle ⁇ 1 ) toward the terahertz wave detection element 130.
  • the terahertz wave detection element 130 detects the terahertz wave THz that has propagated through the first optical path (that is, the terahertz wave THz incident on the sample 10 at the incident angle ⁇ 1 ).
  • the second optical system 1642a is a terahertz wave THz terahertz wave generating device 110 has generated, is incident at an incident angle theta 2 to the sample 10. Further, the second optical system 1642a are terahertz waves THz to a sample 10 is reflected (i.e., a reflected wave from the sample 10 of the terahertz wave THz incident at an angle theta 2, emitted from the sample 10 at an emission angle theta 2 The incoming terahertz wave THz) is incident on the terahertz wave detecting element 130.
  • the second optical system 1642a includes a first terahertz wave THz is incident at an incident angle theta 2 with respect to and the sample 10 and a second optical path of the terahertz wave THz toward the terahertz wave detecting element 130 from the terahertz wave generating element 110 This is an optical system that forms two optical paths.
  • the second optical system 1642a includes a mirror 1642a-1 which is a specific example of “third mirror” and a mirror 1642a-2 which is a specific example of “fourth mirror”. I have.
  • the mirror 1642 a-1 reflects the terahertz wave THz generated by the terahertz wave generating element 110 toward the sample 10.
  • Mirror 1642a-1 are terahertz waves THz which the mirror 1642a-1 is reflected to be incident at an incident angle theta 2 to the sample 10, and reflects the terahertz waves THz.
  • the terahertz wave THz incident on the sample 10 through the mirror 1642a-1 is reflected by the sample 10.
  • the terahertz wave THz incident on the sample 10 through the mirror 1642a-1 is coming emitted from the sample 10 at exit angle theta 2.
  • the mirror 1642 a-2 reflects the terahertz wave THz reflected by the sample 10 (that is, the terahertz wave THz emitted from the sample 10 at the emission angle ⁇ 2 ) toward the terahertz wave detection element 130.
  • the terahertz wave detecting element 130 detects the terahertz wave THz that has propagated through the second optical path (that is, the terahertz wave THz incident on the sample 10 at the incident angle ⁇ 2 ).
  • State of the guiding optical system 164a includes a first state in which the terahertz wave THz through the first optical path is incident on the sample 10 at an incident angle theta 1 (see FIG. 5 (a)), through the second optical path terahertz wave THz is switched between the second state incident to the sample 10 at an incident angle theta 2 (see Figure 5 (b)).
  • the state of the light guide optical system 164a is switched by the movement of the mirrors 1642a-1 and 1642a-2.
  • the light guide optical system 164a includes an actuator 1643a.
  • the actuator 1643a can move the mirrors 1642a-1 and 1642a-2 so that the mirrors 1642a-1 and 1642a-2 are inserted into the first optical path under the control of the incident angle changing unit 153.
  • the actuator 1643a can move the mirrors 1642a-1 and 1642a-2 in the state shown in FIG. 5A toward the right side in FIG. 5A. is there.
  • the actuator 1643a controls the mirrors 1642a-1 and 1642a-2 so that the mirrors 1642a-1 and 1642a-2 are pulled out of the first optical path (in other words, taken out) under the control of the incident angle changing unit 153. Is movable. In the example shown in FIG. 5A, the actuator 1643a can move the mirrors 1642a-1 and 1642a-2 in the state shown in FIG. 5B toward the left side in FIG. 5B. is there.
  • the terahertz wave THz is transmitted from the terahertz wave generating element 110 through the first optical path. Propagates toward the wave detection element 130. Therefore, the terahertz wave THz is incident on the sample 10 at the incident angle ⁇ 1 .
  • the terahertz wave THz is transmitted through the second optical path. It propagates from 110 toward the terahertz wave detection element 130. Accordingly, terahertz waves THz is incident on the sample 10 at an incident angle theta 2.
  • the mirrors 1642a-1 and 1642a-2 are moved via the connecting member 1642a-3 in order to move the mirrors 1642a-1 and 1642a-2 at the same time. Connected (in other words, integrated). However, the mirrors 1642a-1 and 1642a-2 do not have to be connected via the connecting member 1642a-3. In this case, the actuator 1643a may move the mirrors 1642a-1 and 1642a-2 individually.
  • the incident angle ⁇ is appropriately changed by the movement of the mirrors 1642a-1 and 1642a-2.
  • the terahertz wave THz generated by the terahertz wave generating element 110 is appropriately generated. Propagates toward the wave detection element 130.
  • the positions of the terahertz wave generating element 110 and the terahertz wave detecting element 130 are fixed. preferable. That is, it is preferable that the terahertz wave generation element 110 and the terahertz wave detection element 130 do not move in order to change the incident angle ⁇ .
  • the light guide optical system 164a may have any structure.
  • the light guide optical system 164a may not include at least one of the mirrors 1641a-1, 1641a-2, 1642a-1, and 1642a-2.
  • the light guide optical system 164a may include any optical element (for example, a mirror, a lens, a wave plate, etc.) different from the mirrors 1641a-1, 1641a-2, 1642a-1 and 1642a-2. Good. The same applies to the following second to fifth changing operations.
  • FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views showing the structure of the light guide optical system 164b used in the second changing operation, respectively.
  • the light guide optical system 164b includes the mirrors 1641b-1 and 1641b-2 included in the first optical system 1641b and the first optical system 164a, as compared with the light guide optical system 164a.
  • Part of the structure of the mirrors 1642b-1 and 1642b-2 included in the second optical system 1642b is the same as that of the mirrors 1641a-1 and 1641a-2 included in the first optical system 1641a and the mirrors 1642a-1 and 1642a included in the second optical system 1642a.
  • -2 differs in that it differs from part of the structure of -2.
  • Other features of the light guide optical system 164b are the same as other features of the light guide optical system 164a.
  • the mirror 1641b-1 and the mirror 1642b-1 are integrated. Further, the mirror 1641b-2 and the mirror 1642b-2 are integrated. Other features of the mirror 1641b-1 are the same as those of the mirror 1641a-1. The other characteristics of the mirror 1641b-2 are the same as the other characteristics of the mirror 1641a-2. Other features of mirror 1642b-1 are the same as other features of mirror 1642a-1. Other features of mirror 1642b-2 are the same as other features of mirror 1642a-2.
  • the state of the light guide optical system 164b is switched by the movement of the mirrors 1641b-1 and 1641b-2 and 1642b-1 and 1642b-2.
  • the actuator 1643a the mirrors 1641b-1 and 1641b-2 are inserted into the terahertz wave THz optical path from the terahertz wave generating element 110 toward the terahertz wave detecting element 130 under the control of the incident angle changing unit 153.
  • the mirrors 1641b-1 and 1641b-2 and 1642b-1 and 1642b-2 can be moved. In this case, as shown in FIG.
  • the terahertz wave THz propagates from the terahertz wave generating element 110 to the terahertz wave detecting element 130 via the first optical path (that is, via the first optical system 1641b). . Therefore, the terahertz wave THz is incident on the sample 10 at the incident angle ⁇ 1 .
  • the actuator 1643a allows the mirrors 1642b-1 and 1642b-2 to be inserted into the optical path of the terahertz wave THz from the terahertz wave generating element 110 toward the terahertz wave detecting element 130 under the control of the incident angle changing unit 153. Further, the mirrors 1641b-1 and 1641b-2 and 1642b-1 and 1642b-2 can be moved.
  • the terahertz wave THz propagates from the terahertz wave generation element 110 to the terahertz wave detection element 130 via the second optical path (that is, via the second optical system 1642b). . Accordingly, terahertz waves THz is incident on the sample 10 at an incident angle theta 2.
  • the incident angle ⁇ is appropriately changed by the movement of the mirrors 1641b-1 and 1641b-2 and 1642b-1 and 1642b-2. Therefore, in the second change operation, the same effect as that which can be enjoyed in the first change operation can be enjoyed.
  • FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views showing the structure of the light guide optical system 164c used in the third changing operation, respectively.
  • the light guide optical system 164c has a first optical path (that is, from the terahertz wave generating element 110 to the first optical system 1641a as compared with the light guide optical system 164a.
  • the optical path length of the terahertz wave THz reaching the terahertz wave detecting element 130 through the second optical path that is, the terahertz wave reaching the terahertz wave detecting element 130 from the terahertz wave generating element 110 via the second optical system 1642c).
  • the difference is that the optical path length of the optical path of THz is substantially the same.
  • Other features of the light guide optical system 164c are the same as other features of the light guide optical system 164a.
  • the state that “the optical path length of the first optical path and the optical path length of the second optical path are substantially the same” here means that “the optical path length of the first optical path and the optical path length of the second optical path are literally completely identical. As well as a state that “there is only a slight difference between the optical path length of the first optical path and the optical path length of the second optical path so that they can be identified with each other”.
  • the second optical system 1642c includes mirrors 1642c-4 and 1642c-5.
  • the mirror 1642a-1 reflects the terahertz wave THz generated by the terahertz wave generating element 110 toward the mirror 1642c-4.
  • Mirror 1642c-4 is terahertz wave THz which the mirror 1642c-4 is reflected to be incident at an incident angle theta 2 to the sample 10, and reflects the terahertz waves THz.
  • Mirror 1642c-5 is terahertz wave THz to a sample 10 is reflected (i.e., terahertz waves THz coming emitted from the sample 10 at an emission angle theta 2), and is reflected toward the mirror 1642a-2.
  • the mirror 1642 a-2 reflects the terahertz wave THz reflected by the mirror 1642 c-5 toward the terahertz wave detection element 130.
  • the optical path length of the second optical path can be adjusted according to the arrangement mode of the mirrors 1642c-4 and 1642c-5. Therefore, in the light guide optical system 164c, the mirrors 1642c-4 and 1642c-5 are arranged in an appropriate arrangement mode in which the optical path length of the first optical path and the optical path length of the second optical path can be made substantially the same.
  • the incident angle ⁇ is appropriately changed by moving the movements of the mirrors 1642a-1 and 1642a-2. Therefore, in the third change operation, the same effect as that which can be enjoyed in the first change operation can be enjoyed.
  • the optical path length of the first optical path and the optical path length of the second optical path are substantially the same. For this reason, even if the incident angle ⁇ changes, it is not necessary to adjust the focus position of the terahertz wave THz.
  • the terahertz wave THz generated by the terahertz wave generating element 110 is often directed to the terahertz wave detecting element 130 via an optical element including a focus lens. That is, the terahertz wave measuring apparatus 100 often includes an optical element including a focus lens.
  • the light guide optical system 164c may have any structure.
  • the light guide optical system 164c may not include at least one of the mirrors 1642c-4 and 1642c-5.
  • the light guide optical system 164c may include an arbitrary optical element (for example, a mirror, a lens, a wave plate, etc.) different from the mirrors 1642c-4 and 1642c-5.
  • FIGS. 8A and 8B are cross-sectional views showing the structure of the light guide optical system 164d used in the fourth changing operation, respectively.
  • the light guide optical system 164d has a first optical path (that is, from the terahertz wave generating element 110 to the first optical system 1641b, compared to the light guide optical system 164b.
  • the optical path length of the terahertz wave THz reaching the terahertz wave detecting element 130 through the second optical path that is, the terahertz wave reaching the terahertz wave detecting element 130 from the terahertz wave generating element 110 via the second optical system 1642d).
  • the difference is that the optical path length of the optical path of THz is substantially the same.
  • Other features of the light guide optical system 164d are the same as other features of the light guide optical system 164b.
  • the configuration for making the optical path length of the first optical path and the optical path length of the second optical path substantially the same is the optical path length of the first optical path and the optical path length of the second optical path in the light guide optical system 164c used in the third changing operation. Is the same as the configuration for making them substantially the same. That is, the light guide optical system 164d includes the mirrors 1642c-4 and 1642c-5, similarly to the light guide optical system 164c. That is, the light guide optical system 164d is different from the light guide optical system 164b in that it includes mirrors 1642c-4 and 1642c-5. For this reason, the description of the configuration for making the optical path length of the first optical path and the optical path length of the second optical path substantially the same is also omitted.
  • the incident angle ⁇ is appropriately changed by the movement of the movements of the mirrors 1641b-1 and 1641b-2 and 1642b-1 and 1642b-2. . Therefore, also in the fourth change operation, it is possible to enjoy the same effect as that which can be enjoyed in the second change operation.
  • the optical path length of the first optical path and the optical path length of the second optical path are substantially the same as in the third change operation. Therefore, in the fourth change operation, the same effect as that which can be enjoyed in the third change operation can be enjoyed.
  • FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views showing the structure of the light guide optical system 164e used in the fifth changing operation, respectively.
  • the light guide optical system 164e includes a first optical system 1641e and a second optical system 1642e.
  • the first optical system 1641e is the first optical path of the terahertz wave THz from the terahertz wave generating element 110 to the terahertz wave detecting element 130, and the terahertz wave THz is incident on the sample 10 in the same manner as the first optical system 1641a.
  • the second optical system 1642e is a second optical path of the terahertz wave THz from the terahertz wave generation element 110 to the terahertz wave detection element 130, and the terahertz wave THz is incident on the sample 10.
  • the first optical system 1641e includes an elliptical mirror 1641e-1, a mirror 1641e-2, a mirror 1641e-3, and an elliptical mirror 1641e-4.
  • the second optical system 1642e includes an elliptical mirror 1641e-1, a mirror 1642e-2, a mirror 1642e-3, and an elliptical mirror 1641e-4. That is, the first optical system 1641e and the second optical system 1642e share the elliptical mirrors 1641e-1 and 1641e-4.
  • the elliptical mirror 1641e-1 (see FIG. 9B) that forms the second optical path replaces the elliptical mirror 1641e-1 (see FIG. 9A) that forms the first optical path with one of the elliptical mirrors 1641e-1
  • the elliptical mirror 1641e-4 (see FIG. 9B) that forms the second optical path is the elliptical mirror 1641e-4 (see FIG. 9A) that forms the first optical path.
  • the elliptical mirror 1641e-1 (# 1) reflects the terahertz wave THz generated by the terahertz wave generating element 110 toward the mirror 1641e-2.
  • the mirror 1641e-2 reflects the terahertz wave THz reflected by the elliptical mirror 1641e-1 (# 1) toward the sample 10.
  • Mirror 1641e-2 are terahertz waves THz which the mirror 1641e-2 is reflected to be incident at an incident angle theta 1 to the sample 10, and reflects the terahertz waves THz.
  • Terahertz waves THz incident on the sample 10 via the mirror 1641e-2 will come emitted from the sample 10 at emission angle theta 1.
  • Mirror 1641e-3 is a terahertz wave THz to a sample 10 is reflected (i.e., terahertz waves THz coming emitted from the sample 10 at emission angle theta 1), and is reflected toward the ellipsoidal mirror 1641e-4 (# 1).
  • the elliptical mirror 1641e-4 (# 1) reflects the terahertz wave THz reflected by the mirror 1641e-3 toward the terahertz wave detecting element 130.
  • the elliptical mirror 1641e-1 (# 2) reflects the terahertz wave THz generated by the terahertz wave generating element 110 toward the mirror 1642e-2.
  • the mirror 1642e-2 reflects the terahertz wave THz reflected by the elliptical mirror 1641e-1 (# 2) toward the sample 10.
  • Mirror 1642e-2 are terahertz waves THz which the mirror 1642e-2 is reflected to be incident at an incident angle theta 2 to the sample 10, and reflects the terahertz waves THz.
  • Terahertz waves THz incident on the sample 10 via the mirror 1642e-2 will come emitted from the sample 10 at exit angle theta 2.
  • Mirror 1642e-3 is a terahertz wave THz to a sample 10 is reflected (i.e., terahertz waves THz coming emitted from the sample 10 at an emission angle theta 2), and is reflected toward the ellipsoidal mirror 1641e-4 (# 2).
  • the elliptical mirror 1641e-4 (# 2) reflects the terahertz wave THz reflected by the mirror 1642e-3 toward the terahertz wave detecting element 130.
  • a terahertz wave generating element 110 is disposed at one focal point P11 of the elliptical mirror 1641e-1.
  • the sample 10 is arranged at a line-symmetrical position with respect to the other focal point P12 (# 1) of the elliptical mirror 1641e-1 (# 1) (where the symmetry axis is the reflection surface of the mirror 1641e-2).
  • the sample 10 is arranged at a line-symmetrical position with respect to the other focal point P12 (# 2) of the elliptical mirror 1641e-1 (# 2) (where the symmetry axis is the reflecting surface of the mirror 1642e-2).
  • the terahertz wave THz reflected by the elliptical mirror 1641e-1 (# 1) is directed to the focal point P12 (# 1).
  • the elliptical mirror 1641e-1 has an elliptical characteristic.
  • terahertz waves THz mirror 1641e-1 (# 1) is reflected is reflected by the mirror 1641e-2, is incident on the sample 10 at an incident angle theta 1.
  • the terahertz wave THz reflected by the elliptical mirror 1641e-1 (# 1) is directed to the focal point P12 (# 12).
  • the reflecting surface of the mirror 1642e-2 is the axis of symmetry between the focal point P12 (# 2) and the sample 10, and therefore, the characteristics of the elliptical mirror 1641e-1 Accordingly, terahertz waves THz elliptical mirror 1641e-1 (# 2) is reflected is reflected by the mirror 1642e-2, is incident on the sample 10 at an incident angle theta 2. Therefore, even when the elliptical mirror 1641e-1 is rotated to change the incident angle ⁇ , the terahertz wave THz is appropriately incident on the sample 10.
  • a terahertz wave detecting element 130 is disposed at one focal point P41 of the elliptical mirror 1641e-4.
  • the sample 10 is arranged at a line-symmetrical position with respect to the other focal point P42 (# 1) of the elliptical mirror 1641e-4 (# 1) (however, the axis of symmetry is the reflecting surface of the mirror 1641e-3).
  • the sample 10 is disposed at a position line-symmetric with the other focal point P42 (# 2) of the elliptical mirror 1641e-4 (# 2) (however, the axis of symmetry is the reflection surface of the mirror 1642e-3). In this case, as shown in FIG.
  • the characteristics of the elliptical mirror 1641e-4, terahertz waves THz emitted from the sample 10 at the emission angle theta 1 is mirror 1641e-3 and ellipsoidal mirror 1641e-4 (# 1 ) And then enters the focal point P41 (that is, the terahertz wave detecting element 130).
  • the mirror 1641e-2 may be omitted, and the terahertz wave THz reflected by the elliptical mirror 1641e-1 may be directly incident on the sample 10.
  • the terahertz wave THz is reflected by the elliptical mirror 1641e-1
  • it is reflected by the mirror 1642e-2 and reaches the sample 10
  • the sample 10 is reflected by the elliptical mirror 1641e-1 and directly.
  • the center of rotation of the elliptical mirror 1641e-1 may be shifted from the focal point P11 so that the optical path length until reaching the point approximately coincides.
  • the mirror 1642e-2 may be omitted instead of the mirror 1641e-2.
  • the mirror 1641e-3 may be omitted, and the terahertz wave THz reflected by the sample 10 may be directly incident on the elliptical mirror 1641e-4 and then reflected toward the terahertz wave detecting element 130.
  • the terahertz wave THz reflected by the sample 10 is reflected by the mirror 1642e-3 and then enters the elliptical mirror 1641e-4 directly from the sample 10 until it reaches the terahertz wave detecting element 130.
  • the center of rotation of the elliptical mirror 1641e-4 may be shifted from the focal point P41 so that the optical path length until reaching the terahertz wave detecting element 130 substantially coincides.
  • the mirror 1642e-3 may be omitted instead of the mirror 1641e-3.
  • the incident angle ⁇ of the terahertz wave THz with respect to the sample 10 is appropriately changed by the rotation of the elliptical mirrors 1641e-1 and 1641e-4. Therefore, in the fifth change operation, the same effect as that which can be enjoyed in the first change operation can be enjoyed.

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Abstract

計測装置（１００）は、生成部（１１０）が生成したテラヘルツ波（ＴＨｚ）を試料（１０）に対して第１角度（θ１）で入射させ、試料が反射したテラヘルツ波を検出部（１３０）に入射させる第１光学系（１６４１）と、生成部が生成したテラヘルツ波を試料に対して第２角度（θ２）で入射させ、試料が反射したテラヘルツ波を検出部に入射させる第２光学系（１６４２）と、生成部が生成したテラヘルツ波の入射先を、第１及び第２光学系の間で切り替える切替部（１５３）とを備える。

Description

計測装置
　本発明は、例えばテラヘルツ波を用いて試料の屈折率を計測する計測装置の技術分野に関する。
　試料の屈折率を計測するための計測装置として、テラヘルツ波を用いた計測装置が知られている。例えば、特許文献１には、試料と接している透過部材を介してテラヘルツ波を試料に照射すると共に、透過部材で反射したテラヘルツ波の時間波形及び試料で反射したテラヘルツ波の時間波形に基づいて試料の屈折率を取得する情報取得装置が記載されている。例えば、特許文献２には、反射部材と板状部材との間に配置された検体に対して板状部材を介してテラヘルツ波を照射すると共に、板状部材と検体との界面で反射したテラヘルツ波の時間波形及び検体と反射部材との界面で反射したテラヘルツ波の時間波形に基づいて検体の屈折率を取得する情報取得装置が記載されている。
特開２０１４－２０９０９４号公報 特開２０１５－８３９６４号公報
　特許文献１及び２に記載された情報取得装置では、屈折率を計測するためには、試料（言い換えれば、検体）に対して特殊な部材（具体的には、透過部材、又は、板状部材及び反射部材）を密着させる必要がある。しかしながら、何らかの要因によって、特殊な部材を試料に密着させることができない可能性が出てくる。この場合、特許文献１及び２に記載された情報取得装置が試料の屈折率を計測することができないという技術的問題点が生ずる。
　本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、試料の屈折率を計測するために試料に何らかの特殊な部材を接触させなくてもよい計測装置を提供することを課題とする。
　本発明の計測装置の第１の例は、生成部が生成したテラヘルツ波を試料に対して第１角度で入射させ、前記試料が反射した前記テラヘルツ波を検出部に入射させる第１光学系と、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波を前記試料に対して前記第１角度とは異なる第２角度で入射させ、前記試料が反射した前記テラヘルツ波を前記検出部に入射させる第２光学系と、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波の入射先を、前記第１及び第２光学系の間で切り替える切替部とを備える。
図１は、本実施例のテラヘルツ波計測装置の構成を示すブロック図である。 図２は、テラヘルツ波計測装置が行う屈折率及び厚さを計測する計測動作の流れの一例を示すフローチャートである。 図３は、試料に照射されるテラヘルツ波の光路及び試料によって反射されたテラヘルツ波の光路を示す試料の断面図である。 図４は、テラヘルツ波検出素子が検出したテラヘルツ波の波形信号を示すグラフである。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、夫々、第１変更動作において用いられる光学系の構造を示す断面図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、夫々、第２変更動作において用いられる光学系の構造を示す断面図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、夫々、第３変更動作において用いられる光学系の構造を示す断面図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、夫々、第４変更動作において用いられる光学系の構造を示す断面図である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、夫々、第５変更動作において用いられる光学系の構造を示す断面図である。
　＜１＞
　本実施形態の計測装置は、生成部が生成したテラヘルツ波を試料に対して第１角度で入射させ、前記試料が反射した前記テラヘルツ波を検出部に入射させる第１光学系と、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波を前記試料に対して前記第１角度とは異なる第２角度で入射させ、前記試料が反射した前記テラヘルツ波を前記検出部に入射させる第２光学系と、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波の入射先を、前記第１及び第２光学系の間で切り替える切替部とを備える。
　本実施形態の計測装置によれば、後に具体的な数式を用いて詳述するように、試料に何らかの特殊な部材を接触させることなく、第１角度で試料に入射したテラヘルツ波の検出部による検出結果及び第２角度で試料に入射したテラヘルツ波の検出部による検出結果に基づいて、試料の屈折率が適切に計測（つまり、算出）可能となる。加えて、切替部がテラヘルツ波の入射先を第１及び第２光学系の間で切り替えるがゆえに、試料に対するテラヘルツ波の入射角度（照射角度）が適切に変更可能となる。
　＜２＞
　本実施形態の計測装置の他の態様では、前記切替部は、前記第２光学系を移動させることで、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波の入射先を切り替える。
　この態様によれば、第２光学系の移動により、試料に対するテラヘルツ波の入射角度が適切に変更可能となる。
　＜３＞
　上述の如く第１及び第２光学系のうちの少なくとも一方を移動させる計測装置の他の態様では、前記切替部は、前記第１光学系によって前記生成部から前記検出部に導かれる前記テラヘルツ波の光路中に前記第２光学系を挿入することで、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波の入射先を前記第１光学系から前記第２光学系へと切り替え、一方で、前記光路外へ前記第２光学系を引き出すことで、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波の入射先を前記第２光学系から前記第１光学系へと切り替える。
　この態様によれば、第１光学系によって生成部から検出部に導かれるテラヘルツ波の光路中に第２光学系が挿入される場合には、当該光路中に第２光学系が存在することになる。従って、テラヘルツ波は、第２光学系によって生成部から検出部に導かれる。一方で、第１光学系によって生成部から検出部に導かれるテラヘルツ波の光路外に第２光学系が引き出される場合には、当該光路中に第２光学系が存在しないことになる。従って、テラヘルツ波は、第１光学系によって生成部から検出部に導かれる。その結果、第２光学系の移動により、試料に対するテラヘルツ波の入射角度が適切に変更可能となる。
　＜４＞
　本実施形態の計測装置の他の態様では、前記第１及び第２光学系は一体化されている。
　この態様によれば、一体化された第１及び第２光学系により、試料に対するテラヘルツ波の入射角度が適切に変更可能となる。
　＜５＞
　上述の如く第１及び第２光学系は一体化されている計測装置の他の態様では、前記切替部は、前記一体化された第１及び第２光学系を移動させることで、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波の入射先を切り替える。
　この態様によれば、一体化された第１及び第２光学系の移動により、試料に対するテラヘルツ波の入射角度が適切に変更可能となる。
　＜６＞
　上述の如く一体化された第１及び第２光学系を移動させる計測装置の他の態様では、前記切替部は、前記生成部から前記検出部に導かれる前記テラヘルツ波の光路中に前記第２光学系が挿入されるように、前記一体化された第１及び第２光学系を移動することで、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波の入射先を前記第１光学系から前記第２光学系へと切り替え、一方で、前記光路中に前記第１光学系が挿入されるように、前記一体化された第１及び第２光学系を移動することで、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波の入射先を前記第２光学系から前記第１光学系へと切り替える。
　この態様によれば、生成部から検出部に導かれるテラヘルツ波の光路中に第１光学系が挿入される場合には、当該光路中に第１光学系が存在することになる。従って、テラヘルツ波は、第１光学系によって生成部から検出部に導かれる。一方で、生成部から検出部に導かれるテラヘルツ波の光路中に第２光学系が挿入される場合には、当該光路中に第２光学系が存在することになる。従って、テラヘルツ波は、第２光学系によって生成部から検出部に導かれる。その結果、一体化された第１及び第２光学系の移動により、試料に対するテラヘルツ波の入射角度が適切に変更可能となる。
　＜７＞
　本実施形態の計測装置の他の態様では、前記生成部から前記第１光学系を介して前記検出部に至るまでの前記テラヘルツ波の第１光路長は、前記生成部から前記第２光学系を介して前記検出部に至るまでの前記テラヘルツ波の第２光路長と略同一である。
　この態様によれば、フォーカスレンズ等の光学素子を介して生成部から検出部に向かってテラヘルツ波が伝搬する計測装置において、試料に対するテラヘルツ波の入射角度が変わる場合であっても、光学素子のフォーカス制御（言い換えれば、焦点調整）が行われなくてもよくなる。
　＜８＞
　本実施形態の計測装置の他の態様では、前記第１光学系は、（ｉ）前記生成部が生成した前記テラヘルツ波を反射して前記試料に対して前記第１角度で入射させる第１ミラーと、（ｉｉ）前記試料が反射した前記テラヘルツ波を反射して前記検出部に入射させる第２ミラーとを備えており、前記第２光学系は、（ｉ）前記生成部が生成した前記テラヘルツ波を反射して前記試料に対して前記第２角度で入射させる第３ミラーと、（ｉｉ）前記試料が反射した前記テラヘルツ波を反射して前記検出部に入射させる第４ミラーとを備えている。
　この態様によれば、試料に対するテラヘルツ波の入射角度が適切に変更可能となる。
　＜９＞
　本実施形態の計測装置の他の態様では、前記第１及び第２光学系の少なくとも一方は、楕円ミラーを備えており、前記切替部は、前記楕円ミラーを、回転させることで、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波の入射先を切り替える。
　この態様によれば、楕円ミラーの回転により、試料に対するテラヘルツ波の入射角度が適切に変更可能となる。
　＜１０＞
　上述の如く第１及び第２光学系の少なくとも一方が楕円ミラーを備える計測装置の他の態様では、前記第１光学系は、第１焦点に配置された前記生成部が生成した前記テラヘルツ波を反射する第１楕円ミラーと、前記第１楕円ミラーが反射した前記テラヘルツ波を反射して前記試料に対して前記第１角度で入射させる第５ミラーと、前記試料が反射した前記テラヘルツ波を反射する第６ミラーと、入射してくる前記テラヘルツ波を反射して第２焦点に配置された前記検出部に入射させる第２楕円ミラーとを備えており、前記第２光学系は、前記第１楕円ミラーと、前記第１楕円ミラーが反射した前記テラヘルツ波を反射して前記試料に対して前記第２角度で入射させる第７ミラーと、前記試料が反射した前記テラヘルツ波を反射する第８ミラーと、前記第２楕円ミラーとを備えており、前記切替部は、前記第１楕円ミラーを前記第１焦点を中心に回転させ且つ前記第２楕円ミラーを前記第２焦点を中心に回転させることで、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波を前記第５ミラーに向けて反射するとともに、前記第６ミラーが反射した前記テラヘルツ波を前記検出部に向けて反射する第１状態と、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波を前記第７ミラーに向けて反射するとともに、前記第８ミラーが反射した前記テラヘルツ波を前記検出部に向けて反射する第２状態との間で切り替える。
　この態様によれば、第１楕円ミラーが第１状態にあり且つ第２楕円ミラーが第３状態にある場合には、テラヘルツ波は、試料に対して第１角度で入射する。一方で、第１楕円ミラーが第２状態にあり且つ第２楕円ミラーが第４状態にある場合には、テラヘルツ波は、試料に対して第２角度で入射する。その結果、第１及び第２楕円ミラーの回転により、試料に対するテラヘルツ波の入射角度が適切に変更可能となる。
　＜１１＞
　本実施形態の計測装置の他の態様では、前記生成部及び前記検出部の夫々の位置が固定されている。
　この態様によれば、生成部及び検出部の夫々の位置が固定された（つまり、生成部及び検出部の夫々が移動しない）状況下において、試料に対するテラヘルツ波の入射角度が適切に変更可能となる。
　＜１２＞
　本実施形態の計測装置の他の態様では、前記試料の表面に入射した前記テラヘルツ波が、前記試料の内部を透過することで前記表面の反対側に位置する前記試料の裏面に到達し、その後当該裏面によって反射されることで前記表面に再度到達するために要する透過時間を、前記第１及び第２角度の夫々毎に取得する取得部と、前記透過時間並びに前記第１及び第２角度に基づいて、前記試料の屈折率を算出する算出部とを備える。
　この態様によれば、後に具体的な数式を用いて詳述するように、試料に何らかの特殊な部材を接触させることなく、複数の入射角度（つまり、第１及び第２角度）に夫々対応する複数の透過時間並びに複数の入射角度に基づいて、試料の屈折率が適切に可能となる。
　本実施形態の計測装置の作用及び他の利得については、以下に示す実施例において、より詳細に説明する。
　以上説明したように、本実施形態の計測装置は、第１光学系と、第２光学系と、切替部とを備える。従って、試料に何らかの特殊な部材を接触させない場合であっても、試料の屈折率が計測可能となる。
　以下、図面を参照しながら、計測装置の実施例について説明する。特に、以下では、計測装置が、テラヘルツ波ＴＨｚを試料１０に照射することで当該試料１０の屈折率ｎを計測するテラヘルツ波計測装置１００に適用された例を用いて説明を進める。
　（１）テラヘルツ波計測装置１００の構成
　初めに、図１を参照しながら、本実施例のテラヘルツ波計測装置１００の構成について説明する。図１は、本実施例のテラヘルツ波計測装置１００の構成を示すブロック図である。
　図１に示すように、テラヘルツ波計測装置１００は、テラヘルツ波ＴＨｚを試料１０に照射すると共に、試料１０が反射したテラヘルツ波ＴＨｚ（つまり、試料１０に照射されたテラヘルツ波ＴＨｚ）を検出する。
　テラヘルツ波ＴＨｚは、１テラヘルツ（１ＴＨｚ＝１０１２Ｈｚ）前後の周波数領域（つまり、テラヘルツ領域）に属する電磁波成分を含む電磁波である。テラヘルツ領域は、光の直進性と電磁波の透過性を兼ね備えた周波数領域である。テラヘルツ領域は、様々な物質が固有の吸収スペクトルを有する周波数領域である。従って、テラヘルツ波計測装置１００は、試料１０に照射されたテラヘルツ波ＴＨｚを解析することで、試料１０の特性を計測することができる。本実施例では、テラヘルツ波計測装置１００は、試料１０に照射されたテラヘルツ波ＴＨｚを解析することで、試料１０の特性の一例である試料１０の屈折率ｎを計測することができる。
　ここで、テラヘルツ波ＴＨｚの周期は、サブピコ秒のオーダーの周期であるがゆえに、当該テラヘルツ波ＴＨｚの波形を直接的に検出することが技術的に困難である。そこで、テラヘルツ波計測装置１００は、時間遅延走査に基づくポンプ・プローブ法を採用することで、テラヘルツ波ＴＨｚの波形を間接的に検出する。以下、このようなポンプ・プローブ法を採用するテラヘルツ波計測装置１００についてより具体的に説明を進める。
　図１に示すように、テラヘルツ波計測装置１００は、パルスレーザ装置１０１と、「生成部」の一具体例であるテラヘルツ波生成素子１１０と、ビームスプリッタ１６１と、反射鏡１６２と、反射鏡１６３と、導光光学系１６４と、光学遅延機構１２０と、「検出部」の一具体例であるテラヘルツ波検出素子１３０と、バイアス電圧生成部１４１と、Ｉ－Ｖ（電流－電圧）変換部１４２と、制御部１５０とを備えている。
　パルスレーザ装置１０１は、当該パルスレーザ装置１０１に入力される駆動電流に応じた光強度を有するサブピコ秒オーダー又はフェムト秒オーダーのパルスレーザ光ＬＢを生成する。パルスレーザ装置１０１が生成したパルスレーザ光ＬＢは、不図示の導光路（例えば、光ファイバ等）を介して、ビームスプリッタ１６１に入射する。
　ビームスプリッタ１６１は、パルスレーザ光ＬＢを、ポンプ光ＬＢ１とプローブ光ＬＢ２とに分岐する。ポンプ光ＬＢ１は、不図示の導光路を介して、テラヘルツ波生成素子１１０に入射する。一方で、プローブ光ＬＢ２は、不図示の導光路及び反射鏡１６２を介して、光学遅延機構１２０に入射する。その後、光学遅延機構１２０から出射したプローブ光ＬＢ２は、反射鏡１６３及び不図示の導光路を介して、テラヘルツ波検出素子１３０に入射する。
　テラヘルツ波生成素子１１０は、テラヘルツ波ＴＨｚを出射する。具体的には、テラヘルツ波生成素子１１０は、ギャップを介して互いに対向する一対の電極層を備えている。ギャップには、一対の電極層を介して、バイアス電圧生成部１４１が生成したバイアス電圧が印加されている。有効なバイアス電圧（例えば、０Ｖでないバイアス電圧）がギャップに印加されている状態でポンプ光ＬＢ１がギャップに照射されると、ギャップの下側に形成されている光伝導層にもまたポンプ光ＬＢ１が照射される。この場合、ポンプ光ＬＢ１が照射された光伝導層には、ポンプ光ＬＢ１による光励起によってキャリアが発生する。その結果、テラヘルツ波生成素子１１０には、発生したキャリアに応じたサブピコ秒オーダーの又はフェムト秒オーダーのパルス状の電流信号が発生する。発生した電流信号は、一対の電極層に流れる。その結果、テラヘルツ波生成素子１１０は、当該パルス状の電流信号に起因したテラヘルツ波ＴＨｚを生成（つまり、出射）する。
　テラヘルツ波生成素子１１０から出射したテラヘルツ波ＴＨｚは、導光光学系１６４を介して、試料１０（特に、試料１０の表面１０ａ）に照射される。試料１０に照射されたテラヘルツ波ＴＨｚは、試料１０によって（特に、試料の表面１０ａ及び裏面１０ｂの夫々によって）反射される。試料１０によって反射されたテラヘルツ波ＴＨｚは、導光光学系１６４を介して、テラヘルツ波検出素子１３０に入射する。
　テラヘルツ波検出素子１３０は、テラヘルツ波検出素子１３０に入射するテラヘルツ波ＴＨｚを検出する。具体的には、テラヘルツ波検出素子１３０は、ギャップを介して互いに対向する一対の電極層を備えている。ギャップにプローブ光ＬＢ２が照射されると、ギャップの下側に形成されている光伝導層にもまたプローブ光ＬＢ２が照射される。この場合、プローブ光ＬＢ２が照射された光伝導層には、プローブ光ＬＢ２による光励起によってキャリアが発生する。その結果、キャリアに応じた電流信号が、テラヘルツ波検出素子１３０が備える一対の電極層に流れる。プローブ光ＬＢ２がギャップに照射されている状態でテラヘルツ波検出素子１３０にテラヘルツ波ＴＨｚが照射されると、一対の電極層に流れる電流信号の信号強度は、テラヘルツ波ＴＨｚの光強度に応じて変化する。テラヘルツ波ＴＨｚの光強度に応じて信号強度が変化する電流信号は、一対の電極層を介して、Ｉ－Ｖ変換部１４２に出力される。
　光学遅延機構１２０は、ポンプ光ＬＢ１の光路長とプローブ光ＬＢ２の光路長との間の差分（つまり、光路長差）を調整する。具体的には、光学遅延機構１２０は、プローブ光ＬＢ２の光路長を調整することで、光路長差を調整する。光路長差が調整されると、ポンプ光ＬＢ１がテラヘルツ波生成素子１１０に入射するタイミング（或いは、テラヘルツ波生成素子１１０がテラヘルツ波ＴＨｚを出射するタイミング）と、プローブ光ＬＢ２がテラヘルツ波検出素子１３０に入射するタイミング（或いは、テラヘルツ波検出素子１３０がテラヘルツ波ＴＨｚを検出するタイミング）との時間差が調整される。テラヘルツ波計測装置１００は、この時間差を調整することで、テラヘルツ波ＴＨｚの波形を間接的に検出する。例えば、光学遅延機構１２０によってプローブ光ＬＢ２の光路が０．３ミリメートル（但し、空気中での光路長）だけ長くなると、プローブ光ＬＢ２がテラヘルツ波検出素子１３０に入射するタイミングが１ピコ秒だけ遅くなる。この場合、テラヘルツ波検出素子１３０がテラヘルツ波ＴＨｚを検出するタイミングが、１ピコ秒だけ遅くなる。テラヘルツ波検出素子１３０に対して同一の波形を有するテラヘルツ波ＴＨｚが数十ＭＨｚ程度の間隔で繰り返し入射することを考慮すれば、テラヘルツ波検出素子１３０がテラヘルツ波ＴＨｚを検出するタイミングを徐々にずらすことで、テラヘルツ波検出素子１３０は、テラヘルツ波ＴＨｚの波形を間接的に検出することができる。つまり、後述するロックイン検出部１５１は、テラヘルツ波検出素子１３０の検出結果に基づいて、テラヘルツ波ＴＨｚの波形を検出することができる。
　テラヘルツ波検出素子１３０から出力される電流信号は、Ｉ－Ｖ変換部１４２によって、電圧信号に変換される。
　制御部１５０は、テラヘルツ波計測装置１００の全体の動作を制御するための制御動作を行う。制御部１５０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ））と、メモリとを備える。メモリには、制御部１５０に制御動作を行わせるためのコンピュータプログラムが記録されている。当該コンピュータプログラムがＣＰＵによって実行されることで、ＣＰＵの内部には、制御動作を行うための論理的な処理ブロックが形成される。但し、メモリにコンピュータプログラムが記録されていなくてもよい。この場合、ＣＰＵは、ネットワークを介してダウンロードしたコンピュータプログラムを実行してもよい。
　制御部１５０は、制御動作の一例として、テラヘルツ波検出素子１３０の検出結果（つまり、Ｉ－Ｖ変換部１４２が出力する電圧信号）に基づいて、試料１０の特性を計測する計測動作を行う。計測動作を行うために、制御部１５０は、ＣＰＵの内部に形成される論理的な処理ブロックとして、ロックイン検出部１５１と、信号処理部１５２とを備えている。
　ロックイン検出部１５１は、Ｉ－Ｖ変換部１４２から出力される電圧信号に対して、バイアス電圧生成部１４１が生成するバイアス電圧を参照信号とする同期検波を行う。その結果、ロックイン検出部１５１は、テラヘルツ波ＴＨｚのサンプル値を検出する。その後、ポンプ光ＬＢ１の光路長とプローブ光ＬＢ２の光路長との間の差分（つまり、光路長差）を適宜調整しながら同様の動作が繰り返されることで、ロックイン検出部１５１は、テラヘルツ波検出素子１３０が検出したテラヘルツ波ＴＨｚの波形（時間波形）を検出することができる。ロックイン検出部１５１は、テラヘルツ波検出素子１３０が検出したテラヘルツ波ＴＨｚの波形を示す波形信号を、信号処理部１５２に対して出力する。つまり、ロックイン検出部１５１は、Ｉ－Ｖ変換部１４２から出力される電圧信号（つまり、テラヘルツ波ＴＨｚの検出信号）から参照信号とは異なる周波数のノイズ成分を除去する。即ち、ロックイン検出部１５１は、検出信号と参照信号とを用いて同期検波をすることによって、波形信号を相対的に高い感度で且つ相対的に高精度に検波する。尚、テラヘルツ波計測装置１００がロックイン検出を用いない場合は、テラヘルツ波生成素子１１０には、バイアス電圧として直流電圧が印加されればよい。
　信号処理部１５２は、制御動作の一例として、ロックイン検出部１５１から出力される波形信号に基づいて、試料１０の特性を計測する計測動作を行う。例えば、信号処理部１５２は、テラヘルツ時間領域分光法を用いてテラヘルツ波ＴＨｚの周波数スペクトルを取得すると共に、当該周波数スペクトルに基づいて試料１０の特性を計測する計測動作を行う。
　本実施例では特に、信号処理部１５２は、ロックイン検出部１５１から出力される波形信号に基づいて、試料１０の特性の一具体例である試料１０の屈折率ｎを計測する計測動作を行う。更に、信号処理部１５２は、ロックイン検出部１５１から出力される波形信号に基づいて、試料１０の特性の一具体例である試料１０の厚さｄ（つまり、試料１０に対してテラヘルツ波ＴＨｚが入射する方向に沿った厚さｄ）を計測する計測動作を行う。尚、ここでいう厚さｄは、「表面１０ａと裏面１０ｂとの間の物理的な距離」を意味する。計測動作を行うために、信号処理部１５２は、ＣＰＵの内部に形成される論理的な処理ブロックとして、「取得部」の一具体例である検出時間取得部１５２１と、「算出部」の一具体例である屈折率算出部１５２２と、厚さ算出部１５２３とを備える。尚、検出時間取得部１５２１、屈折率算出部１５２２、厚さ算出部１５２３の動作の具体例については、後に詳述するためここでの説明を省略する。
　制御部１５０は更に、ＣＰＵの内部に形成される論理的な処理ブロックとして、「切替部」の一具体例である入射角度変更部１５３を備える。入射角度変更部１５３は、テラヘルツ波ＴＨｚの試料１０に対する入射角度θを変更するように、導光光学系１６４を制御する。尚、入射角度θが変わると、試料１０によって反射されたテラヘルツ波ＴＨｚの試料１０からの出射角度もまた変わる。従って、入射角度変更部１５３は、試料１０によって反射されたテラヘルツ波ＴＨｚをテラヘルツ波検出素子１３０が適切に検出するように、導光光学系１６４を制御する。
　（２）テラヘルツ波計測装置１００が行う屈折率ｎ及び厚さｄを計測する計測動作
　続いて、図２を参照しながら、テラヘルツ波計測装置１００が行う屈折率ｎ及び厚さｄを計測する計測動作について説明する。図２は、テラヘルツ波計測装置１００が行う屈折率ｎ及び厚さｄを計測する計測動作の流れの一例を示すフローチャートである。
　図２に示すように、入射角度変更部１５３は、入射角度θが、「第１角度」の一具体例である“θ１”になるように、導光光学系１６４を制御する（ステップＳ１０１）。入射角度変更部１５３は、入射角度θ１で試料１０に入射するテラヘルツ波ＴＨｚをテラヘルツ検出素子１３０が適切に検出するように、導光光学系１６４を制御する（ステップ１０１）。尚、入射角度θの変更動作については、後に詳述するため（図５（ａ）から図９（ｂ）参照）、ここでの説明を省略する。
　その後、テラヘルツ波生成素子１１０は、テラヘルツ波ＴＨｚを試料１０の表面１０ａに向けて出射する（ステップＳ１０２）。その結果、テラヘルツ波ＴＨｚは、入射角度θ１で試料１０の表面１０ａに入射する。
　試料１０ａに照射されたテラヘルツ波ＴＨｚは、試料１０によって反射される。ここで、図３を参照しながら、試料１０によるテラヘルツ波ＴＨｚの反射について説明する。図３に示すように、入射角度θ１で試料１０に入射したテラヘルツ波ＴＨｚの一部は、試料１０の表面１０ａによって反射される。表面１０ａによって反射されたテラヘルツ波ＴＨｚは、出射角度θ１で試料１０から出射するように、試料１０からテラヘルツ波検出素子１３０に伝搬していく。
　一方で、入射角度θ１で試料１０に入射したテラヘルツ波ＴＨｚの一部は、表面１０ａによって反射されることなく、試料１０の内部を透過していく。その後、試料１０の内部を透過したテラヘルツ波ＴＨｚは、試料１０の裏面１０ｂに到達する。その結果、試料１０の内部を透過したテラヘルツ波ＴＨｚの一部は、試料１０の裏面１０ｂによって反射される。裏面１０ｂによって反射されたテラヘルツ波ＴＨｚは、再び試料１０の内部を透過していく。その後、試料１０の内部を透過したテラヘルツ波ＴＨｚは、試料１０の表面１０ａに到達する。その結果、裏面１０ｂによって反射されたテラヘルツ波ＴＨｚの一部は、出射角度θ１で試料１０から出射するように、試料１０からテラヘルツ波検出素子１３０に伝搬していく。
　尚、本実施例において、表面１０ａ及び裏面１０ｂは、試料１０内でのテラヘルツ波ＴＨｚの伝搬方向（図１及び図３で言えば、図面横方向）に沿って対向する試料１０の２つの外面を意味する。この場合、表面１０ａは、２つの外面のうちテラヘルツ波生成素子１１０及びテラヘルツ波検出素子１３０に近い一方の外面に相当する。一方で、裏面１０ｂは、２つの外面のうちテラヘルツ波生成素子１１０及びテラヘルツ波検出素子１３０から遠い他方の外面に相当する。
　また、試料１０の裏面１０ｂによるテラヘルツ波ＴＨｚの反射を促進するべく、試料１０の裏面１０ｂに接する又は密着するように反射部材が配置されていてもよい。
　再び図２において、試料１０によって反射されたテラヘルツ波ＴＨｚは、テラヘルツ波検出素子１３０によって検出される（ステップＳ１０２）。その結果、テラヘルツ波検出素子１３０が検出したテラヘルツ波ＴＨｚの波形を示す波形信号が、信号処理部１５２に入力される。
　その後、検出時間取得部１５２１は、信号処理部１５２に入力された波形信号に基づいて、第１検出時間ｔａ１及び第２検出時間ｔｂ１を取得する（ステップＳ１０３）。つまり、テラヘルツ波計測装置１００は、入射角度θ１で試料１０に入射したテラヘルツ波ＴＨｚの検出結果に基づいて、第１検出時間ｔａ１及び第２検出時間ｔｂ１を取得する。検出時間取得部１５２１は、入射角度θ１でテラヘルツ波ＴＨｚが試料１０に入射した場合に取得された第１検出時間ｔａ１及び第２検出時間ｔｂ１を、屈折率算出部１５２２に出力する。
　ここで、図４を参照しながら、第１検出時間ｔａ１及び第２検出時間ｔｂ１の取得動作について説明する。図４は、テラヘルツ波検出素子１３０が検出したテラヘルツ波ＴＨｚの波形信号を示すグラフである。
　図４に示すように、波形信号には、表面１０ａで反射されたテラヘルツ波ＴＨｚに相当する波形信号及び裏面１０ｂで反射されたテラヘルツ波ＴＨｚに相当する波形信号が含まれている。裏面１０ｂで反射されたテラヘルツ波ＴＨｚが試料１０の内部を透過した後にテラヘルツ波検出素子１３０に到達する一方で、表面１０ａで反射されたテラヘルツ波ＴＨｚは試料の１０の内部を透過することなくテラヘルツ波検出素子１３０に到達する。このため、裏面１０ｂで反射されたテラヘルツ波ＴＨｚは、表面１０ａで反射されたテラヘルツ波ＴＨｚよりも時間的に遅れてテラヘルツ波検出素子１３０に到達する。従って、波形信号上でも、裏面１０ｂで反射されたテラヘルツ波ＴＨｚに相当する波形信号は、表面１０ａで反射されたテラヘルツ波ＴＨｚに相当する波形信号よりも時間的に遅れている。
　第１検出時間ｔａ１は、テラヘルツ波生成素子１１０がテラヘルツ波ＴＨｚの照射を開始してから試料１０の表面１０ａで反射されたテラヘルツ波ＴＨｚがテラヘルツ波検出素子１３０に到達するまでに要する時間である。一方で、第２検出時間ｔｂ１は、テラヘルツ波生成素子１１０がテラヘルツ波ＴＨｚの照射を開始してから試料１０の裏面１０ｂで反射されたテラヘルツ波ＴＨｚがテラヘルツ波検出素子１３０に到達するまでに要する時間である。検出時間取得部１５２１は、波形信号を解析することで、第１検出時間ｔａ１及び第２検出時間ｔｂ１を容易に取得する（言い換えれば、算出する又は特定する）ことができる。
　再び図２において、その後、テラヘルツ波計測装置１００は、入射角度θを変更した後に、上述した動作（つまり、第１検出時間ｔａ２及び第２検出時間ｔｂ２を取得する動作）を再度行う。具体的には、入射角度変更部１５３は、入射角度θが、“θ１”とは異なり且つ「第２角度」の一具体例である“θ２”になるように、導光光学系１６４を制御する（ステップＳ１１１）。入射角度変更部１５３は、入射角度θ２で試料１０に入射するテラヘルツ波ＴＨｚをテラヘルツ検出素子１３０が適切に検出するように、導光光学系１６４を制御する（ステップ１１１）。その後、テラヘルツ波生成素子１１０は、テラヘルツ波ＴＨｚを試料１０の表面１０ａに照射する（ステップＳ１１２）。その結果、テラヘルツ波ＴＨｚは、入射角度θ２で試料１０に入射する。その後、テラヘルツ波検出素子１３０は、試料１０によって反射されたテラヘルツ波ＴＨｚを検出する（ステップＳ１１２）。その結果、テラヘルツ波検出素子１３０が検出したテラヘルツ波ＴＨｚの波形を示す波形信号が、信号処理部１５２に入力される。その後、検出時間取得部１５２１は、信号処理部１５２に入力された波形信号に基づいて、第１検出時間ｔａ２及び第２検出時間ｔｂ２を取得する（ステップＳ１１３）。つまり、テラヘルツ波計測装置１００は、入射角度θ２で試料１０に入射したテラヘルツ波ＴＨｚの検出結果に基づいて、第１検出時間ｔａ２及び第２検出時間ｔｂ２を取得する。検出時間取得部１５２１は、入射角度θ２でテラヘルツ波ＴＨｚが試料１０に入射した場合に取得された第１検出時間ｔａ２及び第２検出時間ｔｂ２を、屈折率算出部１５２２に出力する。
　その後、屈折率算出部１５２２は、第１検出時間ｔａ１及び第２検出時間ｔｂ１、第１検出時間ｔａ２及び第２検出時間ｔｂ２、並びに、入射角度θ１及びθ２に基づいて、試料１０の屈折率ｎを算出する（ステップＳ１２１）。具体的には、屈折率算出部１５２２は、数式１を用いて、屈折率ｎを算出する。尚、数式１中の変数ａは、数式２によって定義される。数式２中のΔｔ１は、入射角度θ１でテラヘルツ波ＴＨｚが試料１０に入射した場合において、テラヘルツ波ＴＨｚが試料１０の内部を透過するために要する時間に相当する。つまり、数式２中のΔｔ１は、入射角度θ１でテラヘルツ波ＴＨｚが試料１０に入射した場合において、テラヘルツ波ＴＨｚが試料１０の表面１０ａから裏面１０ｂを介して再度表面１０ａに到達するために要する時間に相当する。数式２中のΔｔ２は、入射角度θ２でテラヘルツ波ＴＨｚが試料１０に入射した場合において、テラヘルツ波ＴＨｚが試料１０の内部を透過するために要する時間に相当する。つまり、数式２中のΔｔ２は、入射角度θ２でテラヘルツ波ＴＨｚが試料１０に入射した場合において、テラヘルツ波ＴＨｚが試料１０の表面１０ａから裏面１０ｂを介して再度表面１０ａに到達するために要する時間に相当する。尚、Δｔ１及びΔｔ２は、夫々、透過時間の一具体例である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　その後、厚さ算出部１５２３は、第１検出時間ｔａ１及び第２検出時間ｔｂ１（より具体的には、第１検出時間ｔａ１及び第２検出時間ｔｂ１から得られるΔｔ１）、屈折率ｎ、並びに、入射角度θ１に基づいて、試料１０の厚さｄを算出する（ステップＳ１２２）。具体的には、厚さ算出部１５２３は、数式３を用いて、試料１０の厚さｄを算出する。
　但し、厚さ算出部１５２３は、第１検出時間ｔａ２及び第２検出時間ｔｂ２（より具体的には、第１検出時間ｔａ２及び第２検出時間ｔｂ２から得られるΔｔ２）、屈折率ｎ、並びに、入射角度θ２に基づいて、試料１０の厚さｄを算出してもよい（ステップＳ１２２）。具体的には、厚さ算出部１５２３は、数式３に代えて、数式４を用いて、試料１０の厚さｄを算出してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　以上説明したように、本実施例のテラヘルツ波計測装置１００は、試料１０の屈折率ｎを好適に計測する（つまり、算出する）ことができる。特に、本実施例のテラヘルツ波計測装置１００は、異なる複数の入射角度θでテラヘルツ波ＴＨｚが試料１０に入射することで、試料１０に何らかの特殊な部材を接触させることなく、屈折率ｎを好適に計測することができる。更に、本実施例のテラヘルツ波計測装置１００は、屈折率ｎを好適に計測することができるがゆえに、試料１０の厚さｄもまた好適に計測することができる。
　ここで、屈折率ｎを計測することなく試料１０の厚さｄを計測する比較例のテラヘルツ波計測装置の一例として、入射角度θをゼロに設定した上でテラヘルツ波ＴＨｚを試料１０に照射するテラヘルツ波計測装置が想定される。この場合、比較例のテラヘルツ波計測装置は、第１検出時間ｔａ及び第２検出時間ｔｂを取得する。更に、比較例のテラヘルツ波計測装置は、厚さｄ＝ｃ×（ｔｂ－ｔａ）／２という数式を用いて、試料１０の厚さｄを計測する。しかしながら、上述したように、試料１０の内部でのテラヘルツ波ＴＨｚの速度ｃ’は、屈折率ｎに応じて変動する。このため、比較例のテラヘルツ波計測装置によって計測される厚さｄは、試料１０の本来の厚さｄ＝（ｃ／ｎ）×（ｔｂ－ｔａ）／２よりも大きな値となってしまう。
　このため、比較例のテラヘルツ波計測装置１００は、本来の厚さｄを計測するためには、屈折率ｎを計測する必要がある。しかしながら、特許文献１及び２に記載されているように、屈折率ｎの計測には手間がかかるのが一般的である。このため、本実施例のテラヘルツ波計測装置１００は、比較的容易に屈折率ｎを計測することができると言う大きな利点を有している。
　（３）入射角度θの変更動作
　続いて、図２のステップＳ１０１及びＳ１１１における入射角度θの変更動作の一例について説明する。以下では、入射角度θの変更動作として、第１変更動作から第５変更動作について順に説明する。尚、各変更動作は、各変更動作に特有の構造を有する導光光学系１６４を制御することで、入射角度θを変更する。従って、以下では、導光光学系１６４の構造と共に各変更動作について説明する。また、以下の説明では、複数の変更動作において共用可能な同一の構成要素に対しては同一の参照符号を付することで、その詳細な説明を省略する。
　（３－１）第１変更動作
　図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照しながら、第１変更動作について説明する。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、夫々、第１変更動作において用いられる導光光学系１６４ａの構造を示す断面図である。
　図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、導光光学系１６４ａは、第１光学系１６４１ａと、第２光学系１６４２ａとを備えている。
　図５（ａ）に示すように、第１光学系１６４１ａは、テラヘルツ波生成素子１１０が生成したテラヘルツ波ＴＨｚを、試料１０に対して入射角度θ１で入射させる。更に、第１光学系１６４１ａは、試料１０が反射したテラヘルツ波ＴＨｚ（つまり、入射角度θ１で入射したテラヘルツ波ＴＨｚの試料１０からの反射波であり、出射角度θ１で試料１０から出射してくるテラヘルツ波ＴＨｚ）をテラヘルツ波検出素子１３０に入射させる。つまり、第１光学系１６４１ａは、テラヘルツ波生成素子１１０からテラヘルツ波検出素子１３０に向かうテラヘルツ波ＴＨｚの第１光路であって且つ試料１０に対してテラヘルツ波ＴＨｚが入射角度θ１で入射する第１光路を形成する光学系である。
　第１光路を形成するために、第１光学系１６４１ａは、「第１ミラー」の一具体例であるミラー１６４１ａ－１と、「第２ミラー」の一具体例であるミラー１６４１ａ－２とを備えている。ミラー１６４１ａ－１は、テラヘルツ波生成素子１１０が生成したテラヘルツ波ＴＨｚを、試料１０に向けて反射する。ミラー１６４１ａ－１は、当該ミラー１６４１ａ－１が反射したテラヘルツ波ＴＨｚが試料１０に対して入射角度θ１で入射するように、テラヘルツ波ＴＨｚを反射する。ミラー１６４１ａ－１を介して試料１０に入射したテラヘルツ波ＴＨｚは、試料１０によって反射される。つまり、ミラー１６４１ａ－１を介して試料１０に入射したテラヘルツ波ＴＨｚは、出射角度θ１で試料１０から出射してくる。ミラー１６４１ａ－２は、試料１０が反射したテラヘルツ波ＴＨｚ（つまり、出射角度θ１で試料１０から出射してくるテラヘルツ波ＴＨｚ）を、テラヘルツ波検出素子１３０に向けて反射する。その結果、テラヘルツ波検出素子１３０は、第１光路を伝搬してきたテラヘルツ波ＴＨｚ（つまり、試料１０に対して入射角度θ１で入射したテラヘルツ波ＴＨｚ）を検出する。
　図５（ｂ）に示すように、第２光学系１６４２ａは、テラヘルツ波生成素子１１０が生成したテラヘルツ波ＴＨｚを、試料１０に対して入射角度θ２で入射させる。更に、第２光学系１６４２ａは、試料１０が反射したテラヘルツ波ＴＨｚ（つまり、入射角度θ２で入射したテラヘルツ波ＴＨｚの試料１０からの反射波であり、出射角度θ２で試料１０から出射してくるテラヘルツ波ＴＨｚ）をテラヘルツ波検出素子１３０に入射させる。つまり、第２光学系１６４２ａは、テラヘルツ波生成素子１１０からテラヘルツ波検出素子１３０に向かうテラヘルツ波ＴＨｚの第２光路であって且つ試料１０に対してテラヘルツ波ＴＨｚが入射角度θ２で入射する第２光路を形成する光学系である。
　第２光路を形成するために、第２光学系１６４２ａは、「第３ミラー」の一具体例であるミラー１６４２ａ－１と、「第４ミラー」の一具体例であるミラー１６４２ａ－２とを備えている。ミラー１６４２ａ－１は、テラヘルツ波生成素子１１０が生成したテラヘルツ波ＴＨｚを、試料１０に向けて反射する。ミラー１６４２ａ－１は、当該ミラー１６４２ａ－１が反射したテラヘルツ波ＴＨｚが試料１０に対して入射角度θ２で入射するように、テラヘルツ波ＴＨｚを反射する。ミラー１６４２ａ－１を介して試料１０に入射したテラヘルツ波ＴＨｚは、試料１０によって反射される。つまり、ミラー１６４２ａ－１を介して試料１０に入射したテラヘルツ波ＴＨｚは、出射角度θ２で試料１０から出射してくる。ミラー１６４２ａ－２は、試料１０が反射したテラヘルツ波ＴＨｚ（つまり、出射角度θ２で試料１０から出射してくるテラヘルツ波ＴＨｚ）を、テラヘルツ波検出素子１３０に向けて反射する。その結果、テラヘルツ波検出素子１３０は、第２光路を伝搬してきたテラヘルツ波ＴＨｚ（つまり、試料１０に対して入射角度θ２で入射したテラヘルツ波ＴＨｚ）を検出する。
　導光光学系１６４ａの状態は、第１光路を介してテラヘルツ波ＴＨｚが入射角度θ１で試料１０に入射する第１状態（図５（ａ）参照）と、第２光路を介してテラヘルツ波ＴＨｚが入射角度θ２で試料１０に入射する第２状態（図５（ｂ）参照）との間で切り替えられる。導光光学系１６４ａの状態は、ミラー１６４２ａ－１及び１６４２ａ－２の移動によって切り替えられる。
　ミラー１６４２ａ－１及び１６４２ａ－２を移動させるために、導光光学系１６４ａは、アクチュエータ１６４３ａを備えている。アクチュエータ１６４３ａは、入射角度変更部１５３の制御下で、ミラー１６４２ａ－１及び１６４２ａ－２が第１光路中に挿入されるように、ミラー１６４２ａ－１及び１６４２ａ－２を移動可能である。図５（ａ）に示す例で言えば、アクチュエータ１６４３ａは、図５（ａ）に示す状態にあるミラー１６４２ａ－１及び１６４２ａ－２を、図５（ａ）中の右側に向かって移動可能である。更に、アクチュエータ１６４３ａは、入射角度変更部１５３の制御下で、ミラー１６４２ａ－１及び１６４２ａ－２が第１光路外に引き出される（言い換えれば、取り出される）ように、ミラー１６４２ａ－１及び１６４２ａ－２を移動可能である。図５（ａ）に示す例で言えば、アクチュエータ１６４３ａは、図５（ｂ）に示す状態にあるミラー１６４２ａ－１及び１６４２ａ－２を、図５（ｂ）中の左側に向かって移動可能である。
　図５（ａ）に示すように、ミラー１６４２ａ－１及び１６４２ａ－２が第１光路外に引き出されている場合には、テラヘルツ波ＴＨｚは、第１光路を介してテラヘルツ波生成素子１１０からテラヘルツ波検出素子１３０に向かって伝搬する。従って、テラヘルツ波ＴＨｚは、入射角度θ１で試料１０に入射する。一方で、図５（ｂ）に示すように、ミラー１６４２ａ－１及び１６４２ａ－２が第１光路中に挿入されている場合には、テラヘルツ波ＴＨｚは、第２光路を介してテラヘルツ波生成素子１１０からテラヘルツ波検出素子１３０に向かって伝搬する。従って、テラヘルツ波ＴＨｚは、入射角度θ２で試料１０に入射する。
　尚、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す例では、ミラー１６４２ａ－１及び１６４２ａ－２を同時に移動させるために、ミラー１６４２ａ－１及び１６４２ａ－２が連結部材１６４２ａ－３を介して連結されている（言い換えれば、一体化されている）。しかしながら、ミラー１６４２ａ－１及び１６４２ａ－２が連結部材１６４２ａ－３を介して連結されていなくてもよい。この場合、アクチュエータ１６４３ａは、ミラー１６４２ａ－１及び１６４２ａ－２を個別に移動させてもよい。
　このように、第１変更動作では、ミラー１６４２ａ－１及び１６４２ａ－２の移動により、入射角度θが適切に変更される。特に、導光光学系１６４ａさえ適切に配置（言い換えれば、設計）されていれば、入射角度θが変更される場合であっても、テラヘルツ波生成素子１１０が生成したテラヘルツ波ＴＨｚが適切にテラヘルツ波検出素子１３０に向かって伝搬する。尚、テラヘルツ波生成素子１１０が生成したテラヘルツ波ＴＨｚを適切にテラヘルツ波検出素子１３０に向かって伝搬させるためには、テラヘルツ波生成素子１１０及びテラヘルツ波検出素子１３０の位置が固定されていることが好ましい。つまり、入射角度θを変更するために、テラヘルツ波生成素子１１０及びテラヘルツ波検出素子１３０が移動しないことが好ましい。
　尚、入射角度θを変更することができる限りは、導光光学系１６４ａは、どのような構造を有していてもよい。例えば、導光光学系１６４ａは、ミラー１６４１ａ－１、１６４１ａ－２、１６４２ａ－１及び１６４２ａ－２のうちの少なくとも一つを備えていなくてもよい。例えば、導光光学系１６４ａは、ミラー１６４１ａ－１、１６４１ａ－２、１６４２ａ－１及び１６４２ａ－２とは異なる任意の光学素子（例えば、ミラーや、レンズや、波長板等）を備えていてもよい。以下の、第２変更動作から第５変更動作についても同様である。
　（３－２）第２変更動作
　図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照しながら、第２変更動作について説明する。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、夫々、第２変更動作において用いられる導光光学系１６４ｂの構造を示す断面図である。
　図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、導光光学系１６４ｂは、導光光学系１６４ａと比較して、第１光学系１６４１ｂが備えるミラー１６４１ｂ－１及び１６４１ｂ－２並びに第２光学系１６４２ｂが備えるミラー１６４２ｂ－１及び１６４２ｂ－２の構造の一部が、第１光学系１６４１ａが備えるミラー１６４１ａ－１及び１６４１ａ－２並びに第２光学系１６４２ａが備えるミラー１６４２ａ－１及び１６４２ａ－２の構造の一部と異なるという点で異なる。導光光学系１６４ｂのその他の特徴は、導光光学系１６４ａのその他の特徴と同一である。
　具体的には、ミラー１６４１ｂ－１とミラー１６４２ｂ－１とが一体化している。更に、ミラー１６４１ｂ－２とミラー１６４２ｂ－２とが一体化している。ミラー１６４１ｂ－１のその他の特徴は、ミラー１６４１ａ－１のその他の特徴と同一である。ミラー１６４１ｂ－２のその他の特徴は、ミラー１６４１ａ－２のその他の特徴と同一である。ミラー１６４２ｂ－１のその他の特徴は、ミラー１６４２ａ－１のその他の特徴と同一である。ミラー１６４２ｂ－２のその他の特徴は、ミラー１６４２ａ－２のその他の特徴と同一である。
　第２変更動作では、導光光学系１６４ｂの状態は、ミラー１６４１ｂ－１及び１６４１ｂ－２並びに１６４２ｂ－１及び１６４２ｂ－２の移動によって切り替えられる。具体的には、アクチュエータ１６４３ａは、入射角度変更部１５３の制御下で、ミラー１６４１ｂ－１及び１６４１ｂ－２がテラヘルツ波生成素子１１０からテラヘルツ波検出素子１３０に向かうテラヘルツ波ＴＨｚの光路中に挿入されるように、ミラー１６４１ｂ－１及び１６４１ｂ－２並びに１６４２ｂ－１及び１６４２ｂ－２を移動可能である。この場合、図６（ａ）に示すように、テラヘルツ波ＴＨｚは、第１光路を介して（つまり、第１光学系１６４１ｂを介して）テラヘルツ波生成素子１１０からテラヘルツ波検出素子１３０に伝搬する。従って、テラヘルツ波ＴＨｚは、入射角度θ１で試料１０に入射する。加えて、アクチュエータ１６４３ａは、入射角度変更部１５３の制御下で、ミラー１６４２ｂ－１及び１６４２ｂ－２がテラヘルツ波生成素子１１０からテラヘルツ波検出素子１３０に向かうテラヘルツ波ＴＨｚの光路中に挿入されるように、ミラー１６４１ｂ－１及び１６４１ｂ－２並びに１６４２ｂ－１及び１６４２ｂ－２を移動可能である。この場合、図６（ｂ）に示すように、テラヘルツ波ＴＨｚは、第２光路を介して（つまり、第２光学系１６４２ｂを介して）テラヘルツ波生成素子１１０からテラヘルツ波検出素子１３０に伝搬する。従って、テラヘルツ波ＴＨｚは、入射角度θ２で試料１０に入射する。
　このように、第２変更動作では、ミラー１６４１ｂ－１及び１６４１ｂ－２並びに１６４２ｂ－１及び１６４２ｂ－２の移動により、入射角度θが適切に変更される。従って、第２変更動作においても、第１変更動作において享受可能な効果と同様の効果が享受可能である。
　（３－３）第３変更動作
　図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照しながら、第３変更動作について説明する。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、夫々、第３変更動作において用いられる導光光学系１６４ｃの構造を示す断面図である。
　図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、導光光学系１６４ｃは、導光光学系１６４ａと比較して、第１光路（つまり、テラヘルツ波生成素子１１０から第１光学系１６４１ａを介してテラヘルツ波検出素子１３０に至るテラヘルツ波ＴＨｚの光路）の光路長と、第２光路（つまり、テラヘルツ波生成素子１１０から第２光学系１６４２ｃを介してテラヘルツ波検出素子１３０に至るテラヘルツ波ＴＨｚの光路）の光路長とが略同一であるという点で異なる。導光光学系１６４ｃのその他の特徴は、導光光学系１６４ａのその他の特徴と同一である。
　尚、ここでいう「第１光路の光路長と第２光路の光路長とが略同一である」という状態は、「第１光路の光路長と第２光路の光路長とが文字通り完全に同一である」という状態のみならず、「第１光路の光路長と第２光路の光路長との間に、両者を同一視できる程度のわずかな差異しか存在しない」という状態をも含む。
　図７（ａ）及び図７（ｃ）に示す例では、第１光路の光路長と第２光路の光路長とを略同一にするために、第２光学系１６４２ｃは、ミラー１６４２ｃ－４及び１６４２ｃ－５を備えている。導光光学系１６４２ｃでは、ミラー１６４２ａ－１は、テラヘルツ波生成素子１１０が生成したテラヘルツ波ＴＨｚを、ミラー１６４２ｃ－４に向けて反射する。ミラー１６４２ｃ－４は、当該ミラー１６４２ｃ－４が反射したテラヘルツ波ＴＨｚが試料１０に対して入射角度θ２で入射するように、テラヘルツ波ＴＨｚを反射する。ミラー１６４２ｃ－５は、試料１０が反射したテラヘルツ波ＴＨｚ（つまり、出射角度θ２で試料１０から出射してくるテラヘルツ波ＴＨｚ）を、ミラー１６４２ａ－２に向けて反射する。ミラー１６４２ａ－２は、ミラー１６４２ｃ－５が反射したテラヘルツ波ＴＨｚを、テラヘルツ波検出素子１３０に向けて反射する。
　ミラー１６４２ｃ－４及び１６４２ｃ－５の配置態様に応じて、第２光路の光路長が調整可能である。従って、導光光学系１６４ｃでは、第１光路の光路長と第２光路の光路長とを略同一にすることが可能な適切な配置態様でミラー１６４２ｃ－４及び１６４２ｃ－５が配置される。
　このように、第３変更動作においても、第１変更動作と同様に、ミラー１６４２ａ－１及び１６４２ａ－２の移動の移動により、入射角度θが適切に変更される。従って、第３変更動作においても、第１変更動作において享受可能な効果と同様の効果が享受可能である。
　加えて、第３変更動作では、第１光路の光路長と第２光路の光路長とが略同一になる。このため、入射角度θが変わる場合であっても、テラヘルツ波ＴＨｚのフォーカス位置を調整しなくてもよくなる。具体的には、テラヘルツ波生成素子１１０が生成したテラヘルツ波ＴＨｚは、フォーカスレンズ等を含む光学素子を介してテラヘルツ波検出素子１３０に向かうことが多い。つまり、テラヘルツ波計測装置１００は、フォーカスレンズ等を含む光学素子を備えていることが多い。ここで、第１光路の光路長と第２光路の光路長とが異なる状況下で入射角度θが変わると、テラヘルツ波ＴＨｚのフォーカス位置の調整（例えば、光学素子のフォーカス制御）が必要になる。しかしながら、第３変更動作では、第１光路の光路長と第２光路の光路長とが略同一であるがゆえに、入射角度θが変わったとしてもテラヘルツ波ＴＨｚのフォーカス位置の調整が不要である。
　尚、第１光路の光路長と第２光路の光路長とが略同一になる限りは、導光光学系１６４ｃは、どのような構造を有していてもよい。例えば、導光光学系１６４ｃは、ミラー１６４２ｃ－４及び１６４２ｃ－５のうちの少なくとも一方を備えていなくてもよい。例えば、導光光学系１６４ｃは、ミラー１６４２ｃ－４及び１６４２ｃ－５とは異なる任意の光学素子（例えば、ミラーや、レンズや、波長板等）を備えていてもよい。
　（３－４）第４変更動作
　図８（ａ）及び図８（ｂ）を参照しながら、第４変更動作について説明する。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、夫々、第４変更動作において用いられる導光光学系１６４ｄの構造を示す断面図である。
　図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、導光光学系１６４ｄは、導光光学系１６４ｂと比較して、第１光路（つまり、テラヘルツ波生成素子１１０から第１光学系１６４１ｂを介してテラヘルツ波検出素子１３０に至るテラヘルツ波ＴＨｚの光路）の光路長と、第２光路（つまり、テラヘルツ波生成素子１１０から第２光学系１６４２ｄを介してテラヘルツ波検出素子１３０に至るテラヘルツ波ＴＨｚの光路）の光路長とが略同一であるという点で異なる。導光光学系１６４ｄのその他の特徴は、導光光学系１６４ｂのその他の特徴と同一である。
　第１光路の光路長と第２光路の光路長とを略同一にするための構成は、第３変更動作で用いられる導光光学系１６４ｃにおいて第１光路の光路長と第２光路の光路長とを略同一にするための構成と同一である。つまり、導光光学系１６４ｄは、導光光学系１６４ｃと同様に、ミラー１６４２ｃ－４及び１６４２ｃ－５を備えている。つまり、導光光学系１６４ｄは、導光光学系１６４ｂと比較して、ミラー１６４２ｃ－４及び１６４２ｃ－５を備えているという点で異なる。このため、第１光路の光路長と第２光路の光路長とを略同一にするための構成の説明も省略する。
　このように、第４変更動作においても、第２変更動作と同様に、ミラー１６４１ｂ－１及び１６４１ｂ－２並びに１６４２ｂ－１及び１６４２ｂ－２の移動の移動により、入射角度θが適切に変更される。従って、第４変更動作においても、第２変更動作において享受可能な効果と同様の効果が享受可能である。加えて、第４変更動作においても、第３変更動作と同様に、第１光路の光路長と第２光路の光路長とが略同一になる。従って、第４変更動作においても、第３変更動作において享受可能な効果と同様の効果が享受可能である。
　（３－５）第５変更動作
　図９（ａ）及び図９（ｂ）を参照しながら、第５変更動作について説明する。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、夫々、第５変更動作において用いられる導光光学系１６４ｅの構造を示す断面図である。
　図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、導光光学系１６４ｅは、第１光学系１６４１ｅと、第２光学系１６４２ｅとを備えている。第１光学系１６４１ｅは、第１光学系１６４１ａと同様に、テラヘルツ波生成素子１１０からテラヘルツ波検出素子１３０に向かうテラヘルツ波ＴＨｚの第１光路であって且つ試料１０に対してテラヘルツ波ＴＨｚが入射角度θ１で入射する第１光路を形成する光学系である。第２光学系１６４２ｅは、第２光学系１６４２ａと同様に、テラヘルツ波生成素子１１０からテラヘルツ波検出素子１３０に向かうテラヘルツ波ＴＨｚの第２光路であって且つ試料１０に対してテラヘルツ波ＴＨｚが入射角度θ２で入射する第２光路を形成する光学系である。
　第１光学系１６４１ｅは、楕円ミラー１６４１ｅ－１と、ミラー１６４１ｅ－２と、ミラー１６４１ｅ－３と、楕円ミラー１６４１ｅ－４とを備えている。一方で、第２光学系１６４２ｅは、楕円ミラー１６４１ｅ－１と、ミラー１６４２ｅ－２と、ミラー１６４２ｅ－３と、楕円ミラー１６４１ｅ－４とを備えている。つまり、第１光学系１６４１ｅ及び第２光学系１６４２ｅは、楕円ミラー１６４１ｅ－１及び１６４１ｅ－４を共用している。
　第２光路を形成する楕円ミラー１６４１ｅ－１（図９（ｂ）参照）は、第１光路を形成する楕円ミラー１６４１ｅ－１（図９（ａ）参照）を当該楕円ミラー１６４１ｅ－１の一方の焦点Ｐ１１を中心に所定角度だけ回転させることで得られる楕円ミラー１６４１ｅ－１に相当する。このため、楕円ミラー１６４１ｅ－１は、入射角度変更部１５３の制御下で、不図示のアクチュエータにより、焦点Ｐ１１を中心に回転可能である。同様に、第２光路を形成する楕円ミラー１６４１ｅ－４（図９（ｂ）参照）は、第１光路を形成する楕円ミラー１６４１ｅ－４（図９（ａ）参照）を当該楕円ミラー１６４１ｅ－４の一方の焦点Ｐ４１を中心に所定角度だけ回転させることで得られる楕円ミラー１６４１ｅ－４に相当する。このため、楕円ミラー１６４１ｅ－４は、入射角度変更部１５３の制御下で、不図示のアクチュエータにより、焦点Ｐ４１を中心に回転可能である。以降、説明の便宜上、第１光路を形成する状態にある楕円ミラー１６４１ｅ－１及び１６４１ｅ－４（図９（ａ）参照）を、夫々、楕円ミラー１６４１ｅ－１（＃１）及び１６４１ｅ－４（＃１）と称する。また、第２光路を形成する状態にある楕円ミラー１６４１ｅ－１及び１６４１ｅ－４（図９（ｂ）参照）を、夫々、楕円ミラー１６４１ｅ－１（＃２）及び１６４１ｅ－４（＃２）と称する。
　図９（ａ）に示すように、楕円ミラー１６４１ｅ－１（＃１）は、テラヘルツ波生成素子１１０が生成したテラヘルツ波ＴＨｚを、ミラー１６４１ｅ－２に向けて反射する。ミラー１６４１ｅ－２は、楕円ミラー１６４１ｅ－１（＃１）が反射したテラヘルツ波ＴＨｚを、試料１０に向けて反射する。ミラー１６４１ｅ－２は、当該ミラー１６４１ｅ－２が反射したテラヘルツ波ＴＨｚが試料１０に対して入射角度θ１で入射するように、テラヘルツ波ＴＨｚを反射する。ミラー１６４１ｅ－２を介して試料１０に入射したテラヘルツ波ＴＨｚは、出射角度θ１で試料１０から出射してくる。ミラー１６４１ｅ－３は、試料１０が反射したテラヘルツ波ＴＨｚ（つまり、出射角度θ１で試料１０から出射してくるテラヘルツ波ＴＨｚ）を、楕円ミラー１６４１ｅ－４（＃１）に向けて反射する。楕円ミラー１６４１ｅ－４（＃１）は、ミラー１６４１ｅ－３が反射したテラヘルツ波ＴＨｚを、テラヘルツ波検出素子１３０に向けて反射する。
　図９（ｂ）に示すように、楕円ミラー１６４１ｅ－１（＃２）は、テラヘルツ波生成素子１１０が生成したテラヘルツ波ＴＨｚを、ミラー１６４２ｅ－２に向けて反射する。ミラー１６４２ｅ－２は、楕円ミラー１６４１ｅ－１（＃２）が反射したテラヘルツ波ＴＨｚを、試料１０に向けて反射する。ミラー１６４２ｅ－２は、当該ミラー１６４２ｅ－２が反射したテラヘルツ波ＴＨｚが試料１０に対して入射角度θ２で入射するように、テラヘルツ波ＴＨｚを反射する。ミラー１６４２ｅ－２を介して試料１０に入射したテラヘルツ波ＴＨｚは、出射角度θ２で試料１０から出射してくる。ミラー１６４２ｅ－３は、試料１０が反射したテラヘルツ波ＴＨｚ（つまり、出射角度θ２で試料１０から出射してくるテラヘルツ波ＴＨｚ）を、楕円ミラー１６４１ｅ－４（＃２）に向けて反射する。楕円ミラー１６４１ｅ－４（＃２）は、ミラー１６４２ｅ－３が反射したテラヘルツ波ＴＨｚを、テラヘルツ波検出素子１３０に向けて反射する。
　楕円ミラー１６４１ｅ－１の一方の焦点Ｐ１１には、テラヘルツ波生成素子１１０が配置されている。試料１０は、楕円ミラー１６４１ｅ－１（＃１）の他方の焦点Ｐ１２（＃１）と線対称な位置（但し、対称軸は、ミラー１６４１ｅ－２の反射面）に配置されている。試料１０は、楕円ミラー１６４１ｅ－１（＃２）の他方の焦点Ｐ１２（＃２）と線対称な位置（但し、対称軸は、ミラー１６４２ｅ－２の反射面）に配置されている。この場合、楕円ミラー１６４１ｅ－１（＃１）が反射したテラヘルツ波ＴＨｚは、焦点Ｐ１２（＃１）に向かう。しかしながら、図９（ａ）に示すように、ミラー１６４１ｅ－２の反射面が焦点Ｐ１２（＃１）と試料１０との間の対称軸になるがゆえに、楕円ミラー１６４１ｅ－１の特性により、楕円ミラー１６４１ｅ－１（＃１）が反射したテラヘルツ波ＴＨｚは、ミラー１６４１ｅ－２によって反射された後、入射角度θ１で試料１０に入射する。同様に、楕円ミラー１６４１ｅ－１（＃１）が反射したテラヘルツ波ＴＨｚは、焦点Ｐ１２（＃１２）に向かう。しかしながら、図９（ｂ）に示すように、ミラー１６４２ｅ－２の反射面が焦点Ｐ１２（＃２）と試料１０との間の対称軸になるがゆえに、このため、楕円ミラー１６４１ｅ－１の特性により、楕円ミラー１６４１ｅ－１（＃２）が反射したテラヘルツ波ＴＨｚは、ミラー１６４２ｅ－２によって反射された後、入射角度θ２で試料１０に入射する。従って、入射角度θを変更するために楕円ミラー１６４１ｅ－１が回転した場合であっても、テラヘルツ波ＴＨｚは、試料１０に適切に入射する。
　楕円ミラー１６４１ｅ－４の一方の焦点Ｐ４１には、テラヘルツ波検出素子１３０が配置されている。試料１０は、楕円ミラー１６４１ｅ－４（＃１）の他方の焦点Ｐ４２（＃１）と線対称な位置（但し、対称軸は、ミラー１６４１ｅ－３の反射面）に配置されている。試料１０は、楕円ミラー１６４１ｅ－４（＃２）の他方の焦点Ｐ４２（＃２）と線対称な位置（但し、対称軸は、ミラー１６４２ｅ－３の反射面）に配置されている。この場合、図９（ａ）に示すように、楕円ミラー１６４１ｅ－４の特性により、出射角度θ１で試料１０から出射したテラヘルツ波ＴＨｚは、ミラー１６４１ｅ－３及び楕円ミラー１６４１ｅ－４（＃１）で反射された後、焦点Ｐ４１（つまり、テラヘルツ波検出素子１３０）に入射する。同様に、図９（ｂ）に示すように、楕円ミラー１６４１ｅ－４の特性により、出射角度θ２で試料１０から出射したテラヘルツ波ＴＨｚは、ミラー１６４２ｅ－３及び楕円ミラー１６４１ｅ－４（＃２）で反射された後、焦点Ｐ４１（つまり、テラヘルツ波検出素子１３０）に入射する。従って、入射角度θを変更するために楕円ミラー１６４１ｅ－４が回転した場合であっても、テラヘルツ波ＴＨｚは、テラヘルツ波検出素子１３０に適切に入射する。
　なお、ミラー１６４１ｅ－２を省略し、楕円ミラー１６４１ｅ－１により反射されたテラヘルツ波ＴＨｚが直接的に試料１０へ入射されるようにしてもよい。この場合、テラヘルツ波ＴＨｚが楕円ミラー１６４１ｅ－１により反射された後、ミラー１６４２ｅ－２で反射されて試料１０へ到達するまでの光路長と、楕円ミラー１６４１ｅ－１により反射され直接的に試料１０へ到達するまでの光路長とが略一致するように、楕円ミラー１６４１ｅ－１の回転の中心を焦点Ｐ１１からずらすようにしてもよい。あるいは、ミラー１６４１ｅ－２に代えてミラー１６４２ｅ－２を省略してもよい。同様に、ミラー１６４１ｅ－３を省略し、試料１０により反射されたテラヘルツ波ＴＨｚが直接的に楕円ミラー１６４１ｅ－４へ入射した後、テラヘルツ波検出素子１３０へ向けて反射されるようにしてもよい。この場合、試料１０で反射したテラヘルツ波ＴＨｚが、ミラー１６４２ｅ－３により反射された後、テラヘルツ波検出素子１３０に到達するまでの光路長と、試料１０から直接的に楕円ミラー１６４１ｅ－４へ入射した後、テラヘルツ波検出素子１３０へ到達するまでの光路長とが略一致するように、楕円ミラー１６４１ｅ－４の回転の中心を焦点Ｐ４１からずらすようにしてもよい。ミラー１６４１ｅ－３に代えてミラー１６４２ｅ－３を省略してもよい。
　このように、第５変更動作では、楕円ミラー１６４１ｅ－１及び１６４１ｅ－４の回転により、試料１０に対するテラヘルツ波ＴＨｚの入射角度θが適切に変更される。従って、第５変更動作においても、第１変更動作において享受可能な効果と同様の効果が享受可能である。
　本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う計測装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
　１０　試料
　１０ａ　表面
　１０ｂ　裏面
　１００　テラヘルツ波計測装置
　１０１　パルスレーザ装置
　１１０　テラヘルツ波生成素子
　１２０　光学遅延機構
　１３０　テラヘルツ波検出素子
　１５０　制御部
　１５１　ロックイン検出部
　１５２　信号処理部
　１５２１　検出時間取得部
　１５２２　屈折率算出部
　１５２３　厚さ算出部
　１５３　入射角度変更部
　１６４　光学系
　１６４１　第１光学系
　１６４２　第２光学系
　ＬＢ１　ポンプ光
　ＬＢ２　プローブ光
　ＴＨｚ　テラヘルツ波
　θ、θ１、θ２　入射角度

Claims (12)

  1. 　生成部が生成したテラヘルツ波を試料に対して第１角度で入射させ、前記試料が反射した前記テラヘルツ波を検出部に入射させる第１光学系と、
    　前記生成部が生成した前記テラヘルツ波を前記試料に対して前記第１角度とは異なる第２角度で入射させ、前記試料が反射した前記テラヘルツ波を前記検出部に入射させる第２光学系と、
    　前記生成部が生成した前記テラヘルツ波の入射先を、前記第１及び第２光学系の間で切り替える切替部と
    　を備える計測装置。
  2. 　前記切替部は、前記第２光学系を移動させることで、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波の入射先を切り替える
    　請求項１に記載の計測装置。
  3. 　前記切替部は、前記第１光学系によって前記生成部から前記検出部に導かれる前記テラヘルツ波の光路中に前記第２光学系を挿入することで、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波の入射先を前記第１光学系から前記第２光学系へと切り替え、一方で、前記光路外へ前記第２光学系を引き出すことで、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波の入射先を前記第２光学系から前記第１光学系へと切り替える
    　請求項２に記載の計測装置。
  4. 　前記第１及び第２光学系は一体化されている
    　請求項１から３のいずれか一項に記載の計測装置。
  5. 　前記切替部は、前記一体化された第１及び第２光学系を移動させることで、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波の入射先を切り替える
    　請求項４に記載の計測装置。
  6. 　前記切替部は、前記生成部から前記検出部に導かれる前記テラヘルツ波の光路中に前記第２光学系が挿入されるように、前記一体化された第１及び第２光学系を移動することで、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波の入射先を前記第１光学系から前記第２光学系へと切り替え、一方で、前記光路中に前記第１光学系が挿入されるように、前記一体化された第１及び第２光学系を移動することで、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波の入射先を前記第２光学系から前記第１光学系へと切り替える
    　請求項５に記載の計測装置。
  7. 　前記生成部から前記第１光学系を介して前記検出部に至るまでの前記テラヘルツ波の第１光路長は、前記生成部から前記第２光学系を介して前記検出部に至るまでの前記テラヘルツ波の第２光路長と略同一である
    　請求項１から６のいずれか一項に記載の計測装置。
  8. 　前記第１光学系は、（ｉ）前記生成部が生成した前記テラヘルツ波を反射して前記試料に対して前記第１角度で入射させる第１ミラーと、（ｉｉ）前記試料が反射した前記テラヘルツ波を反射して前記検出部に入射させる第２ミラーとを備えており、
    　前記第２光学系は、（ｉ）前記生成部が生成した前記テラヘルツ波を反射して前記試料に対して前記第２角度で入射させる第３ミラーと、（ｉｉ）前記試料が反射した前記テラヘルツ波を反射して前記検出部に入射させる第４ミラーとを備えている
    　請求項１から７のいずれか一項に記載の計測装置。
  9. 　前記第１及び第２光学系の少なくとも一方は、楕円ミラーを備えており、
    　前記切替部は、前記楕円ミラーを、回転させることで、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波の入射先を切り替える
    　請求項１から８のいずれか一項に記載の計測装置。
  10. 　前記第１光学系は、第１焦点に配置された前記生成部が生成した前記テラヘルツ波を反射する第１楕円ミラーと、前記第１楕円ミラーが反射した前記テラヘルツ波を反射して前記試料に対して前記第１角度で入射させる第５ミラーと、前記試料が反射した前記テラヘルツ波を反射する第６ミラーと、入射してくる前記テラヘルツ波を反射して第２焦点に配置された前記検出部に入射させる第２楕円ミラーとを備えており、
    　前記第２光学系は、前記第１楕円ミラーと、前記第１楕円ミラーが反射した前記テラヘルツ波を反射して前記試料に対して前記第２角度で入射させる第７ミラーと、前記試料が反射した前記テラヘルツ波を反射する第８ミラーと、前記第２楕円ミラーとを備えており、
    　前記切替部は、前記第１楕円ミラーを前記第１焦点を中心に回転させる且つ前記第２楕円ミラーを前記第２焦点を中心に回転させることで、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波を前記第５ミラーに向けて反射するとともに、前記第６ミラーが反射した前記テラヘルツ波を前記検出部に向けて反射する第１状態と、前記生成部が生成した前記テラヘルツ波を前記第７ミラーに向けて反射するとともに、前記第８ミラーが反射した前記テラヘルツ波を前記検出部に向けて反射する第２状態との間で切り替える
    　請求項９に記載の計測装置。
  11. 　前記生成部及び前記検出部の夫々の位置が固定されている
    　請求項１から１０のいずれか一項に記載の計測装置。
  12. 　前記試料の表面に入射した前記テラヘルツ波が、前記試料の内部を透過することで前記表面の反対側に位置する前記試料の裏面に到達し、その後当該裏面によって反射されることで前記表面に再度到達するために要する透過時間を、前記第１及び第２角度の夫々毎に取得する取得部と、
    　前記透過時間並びに前記第１及び第２角度に基づいて、前記試料の屈折率を算出する算出部と
    　を備える請求項１から１１のいずれか一項に記載の計測装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110836854A (zh) * 2019-12-23 2020-02-25 赫智科技(苏州)有限公司 一种多功能测试平台

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007309857A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Canon Inc 測定装置及び測定方法
WO2010106589A1 (ja) * 2009-03-18 2010-09-23 株式会社村田製作所 光測定装置及び光測定方法
JP2012237657A (ja) * 2011-05-12 2012-12-06 Advantest Corp 電磁波測定装置、測定方法、プログラム、記録媒体
JP2014119448A (ja) * 2012-12-17 2014-06-30 Advantest Corp 光線入射装置および反射光測定装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007309857A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Canon Inc 測定装置及び測定方法
WO2010106589A1 (ja) * 2009-03-18 2010-09-23 株式会社村田製作所 光測定装置及び光測定方法
JP2012237657A (ja) * 2011-05-12 2012-12-06 Advantest Corp 電磁波測定装置、測定方法、プログラム、記録媒体
JP2014119448A (ja) * 2012-12-17 2014-06-30 Advantest Corp 光線入射装置および反射光測定装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110836854A (zh) * 2019-12-23 2020-02-25 赫智科技(苏州)有限公司 一种多功能测试平台

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