2023-93834 試料保持器およびそれを用いた開放形共振器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023093834

(43)【公開日】2023-07-05

(54)【発明の名称】試料保持器およびそれを用いた開放形共振器

(51)【国際特許分類】

   G01N 22/00 20060101AFI20230628BHJP

   H01P 7/06 20060101ALI20230628BHJP

【ＦＩ】

G01N22/00 J

G01N22/00 Y

G01N22/00 V

H01P7/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021208912

(22)【出願日】2021-12-23

(71)【出願人】

【識別番号】597123515

【氏名又は名称】ＥＭラボ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121946

【弁理士】

【氏名又は名称】岸本 泰広

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 由香里

【テーマコード（参考）】

5J006

【Ｆターム（参考）】

5J006HC02

5J006HC22

5J006LA02

5J006LA23

(57)【要約】

【課題】フィルム状または板状の試料の誘電特性をより高精度に測定するための試料保持器およびそれを用いた開放形共振器を提供する。
【解決手段】誘電特性を測定する試料を保持する試料保持器２０は、磁性体２６を有する第１の保持筐体としての保持筐体２１Ａと、保持筐体２１Ａに対向して配置され、磁性体２６に対向する位置に磁石２７を有する第２の保持筐体としての保持筐体２１Ｂと、を備える。試料保持器２０は、磁性体２６と磁石２７との間に生じる引力によって、保持筐体２１Ａと保持筐体２１Ｂとの間に試料を挟持する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘電特性を測定する試料を保持する試料保持器であって、
磁性体を有する第１の保持筐体と、
前記第１の保持筐体に対向して配置され、前記磁性体に対向する位置に磁石を有する第２の保持筐体と、を備え、
前記磁性体と前記磁石との間に生じる引力によって、前記第１の保持筐体と前記第２の保持筐体との間に前記試料を挟持する、
試料保持器。

【請求項2】

前記試料を保持した状態で、前記磁性体と前記磁石との間に間隙を有する、
請求項１に記載の試料保持器。

【請求項3】

前記第１の保持筐体または前記第２の保持筐体は、前記試料を配置する凹部を有する、
請求項１または２に記載の試料保持器。

【請求項4】

前記第１の保持筐体および前記第２の保持筐体うちの一方の保持筐体はガイドシャフトを有し、
前記一方の保持筐体と異なる他方の保持筐体は前記ガイドシャフトに沿って可動する、
請求項１～３のいずれか一項に記載の試料保持器。

【請求項5】

前記試料を、試料保持板を介して保持する、
請求項１～４のいずれか一項に記載の試料保持器。

【請求項6】

前記第１の保持筐体または前記第２の保持筐体は、前記試料の位置を調整する位置調整機構の台座に固定される、
請求項１～５のいずれか一項に記載の試料保持器。

【請求項7】

前記試料を垂直方向に保持する、
請求項１～６のいずれか一項に記載の試料保持器。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか一項に記載の試料保持器と、
前記試料保持器を挟んで、互いに対向して配置される２つの球面反射鏡を、備える、
開放形共振器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、誘電体の誘電特性（複素比誘電率の実数部（比誘電率ε’）および誘電正接（ｔａｎδ））の測定に適した開放形共振器に関する。

【背景技術】

【0002】

車載レーダー、光通信、高速デジタル機器、などの応用分野において、ミリ波帯の周波数が用いられているが、レーダーにおける位置分解能の向上、光通信における通信速度の上昇、デジタル機器における処理の高速化が必須の課題となっており、使用されるミリ波の周波数はさらに高まっていくことが想定される。現状では、それぞれ、７５－８０ＧＨｚ帯、５０ＧＨｚ帯、４０ＧＨｚ帯が最先端機器での使用周波数帯であるが、今後は１００ＧＨｚを超える周波数が想定されている。また、第５世代通信網（５Ｇ）の次に来る第６世代通信網（６Ｇ）においては、３３０ＧＨｚ帯まで使うことを想定した議論がなされている。これに伴い、それらの機器に使用される材料特性の測定においても、より高周波を用いた測定が必要となってきている。材料特性のうちでも、高周波化にともなうミリ波のエネルギー損失が大きな問題となることから、材料の誘電特性の測定が必須の課題となっている。

【0003】

ミリ波帯での誘電特性の測定においては、特にそのエネルギー損失の低減が重要な開発課題であることから、誘電正接（損失角、ｔａｎδ）の測定が重要であり、従来、共振器を用いた測定が主流である。スプリットシリンダー共振器はその代表的な装置であり、６０ＧＨｚ程度までの低損失材料の誘電正接の測定に用いられている。しかし、スプリットシリンダー共振器ではそれより高い周波数での誘電特性を正確に測定することが困難となってきており、それより上の周波数においては開放形共振器（ファブリペロ共振器）が適している（非特許文献１）。

【0004】

ファブリペロ共振器においては、互いに対向して配置された２つの球面反射鏡の間にフィルム状または板状に加工した試料を挿入し、例えば、１００ＧＨｚ程度の周波数の入力信号を入力して共振測定を行って共振波形を取得し、その試料の誘電特性を測定する。共振測定にはネットワークアナライザを用いることが多い。ネットワークアナライザをファブリペロ共振器につないで、横軸を周波数、縦軸を透過信号強度（透過係数）としたグラフ（共振波形）を取得し、共振特性を測定する。ここで、「共振特性」とは共振の中心周波数（共振周波数）とＱ値（本明細書では中心周波数と３ｄＢバンド幅の比を採用）のことである。試料があるときとないときの共振特性から試料の比誘電率と誘電正接を計算またはシミュレーションで求めるのが一般的である。

【0005】

ファブリペロ共振器では共振によって作られる定在波が存在し、定在波の腹の数が奇数となる周波数において、誘電特性の測定を行うことが通常である。測定試料は定在波全体の中心にある腹の中央に設置し、試料がない場合の共振特性と試料を設置した状態での共振特性との差分から誘電率を計算するため、試料位置が腹の中心からずれると、本来の共振特性の変化が生じず、誘電特性の測定に誤差が生じる。従来のファブリペロ共振器ではフィルム状の試料を水平の状態で保持している。貫通孔を有する試料台の上に試料を置き、その上に押えを置くことで試料を固定している。この方式は、任意の形状の試料を簡単に設置することができ、また、柔らかい試料でも設置することが容易であるので、従来のファブリペロ共振器に採用されている。この方式の採用は、従来必要とされていた入力信号の測定周波数が低く、波長が長い場合は、試料の設置位置精度に対する制約が緩いため、試料の設置位置精度よりも設置のしやすさが重視されことによる。

【0006】

ミリ波、サブミリ波においては、従来、用いられた周波数の信号に比べて大幅に波長が短くなり、ファブリペロ共振器を用いた誘電特性の測定において、試料の設置位置の精度への要求が厳しくなってきた。設置位置は、位置だけでなく、平面度が重要である。測定には自由空間の電磁波を用いるため、定在波の腹の位置は完全な平面であり、試料をその平面にたわみやずれなく平行に設置する必要がある。多くの場合、試料は樹脂フィルムであり、水平方向（重力方向と直角をなす方向）に置くと少しではあるが自重でのたわみが生じる。測定周波数がミリ波領域になると、この少しのたわみが波長に比べて無視できない大きさとなり、誤差が生じる。市場で要求される比誘電率の誤差の許容値は約１％であり、たわみによる比誘電率の測定誤差への寄与は０．１％程度に抑える必要がある。試料位置が位相換算で２度ずれると、比誘電率の測定誤差が約０．１％生じる。よって、試料位置は波長の１／１８０（＝２／３６０）以内の精度で設置する必要がある。１００ＧＨｚのミリ波の場合、これは１７μｍ程度となり、小さなたわみも許容できなくなっている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】A. L. CULLEN and P. K. YU, The accurate measurement of permittivity by means of open resonator, Proc. R. Soc. Lond. A. 325, 493-509 (1971)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

測定試料の設置時の位置精度を高めることにより、フィルム状または板状の試料の誘電特性をより高精度に測定することができる試料保持器およびそれを用いた開放形共振器を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の試料保持器は、誘電特性を測定する試料を保持する試料保持器であって、磁性体を有する第１の保持筐体と、前記第１の保持筐体に対向して配置され、前記磁性体に対向する位置に磁石を有する第２の保持筐体と、を備え、前記磁性体と前記磁石との間に生じる引力によって、前記第１の保持筐体と前記第２の保持筐体との間に前記試料を挟持する。また、本開示の開放形共振器は、前記試料保持器と、前記試料保持器を挟んで、互いに対向して配置される２つの球面反射鏡を、備える。

【発明の効果】

【0010】

本開示の試料保持器によれば、フィルム状または板状の試料の設置時のたわみやたるみを抑えることにより、試料の位置精度を高めることできるので、試料の誘電特性を高精度に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１に係るファブリペロ共振器の模式図

【図2】実施の形態１に係るファブリペロ共振器の試料保持器の斜視図

【図3】実施の形態１に係るファブリペロ共振器の試料保持板への試料の取付を示す図

【図4A】実施の形態１に係るファブリペロ共振器の試料保持器のＺ方向から見た模式図

【図4B】図４Ａに示す４Ｂ－４Ｂ断面線による断面を示す説明図

【図4C】図４Ａに示す４Ｃ－４Ｃ断面線による断面を示す説明図

【発明を実施するための形態】

【0012】

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るファブリペロ共振器の模式図である。図１に示すように、実施の形態１に係るファブリペロ共振器１００は、固定台１０、第１の球面反射鏡１１、第２の球面反射鏡１２、試料保持器２０、位置調整機構３５および覆い５０を有する。ファブリペロ共振器１００は、開放形共振器の一例である。以下の説明では、図１に示すＸＹＺ直交座標系を用いて説明し、Ｘ方向は上下方向、Ｙ方向は前後方向、Ｚ方向は左右方向に、それぞれ対応する。

【0013】

固定台１０には、図１に示すように、第１の反射球面１３を有する第１の球面反射鏡１１と第２の反射球面１４を有する第２の球面反射鏡１２が、互いに対向して配置される。このとき、第１の反射球面１３の中心と第２の反射球面１４の中心とは、所定の球面間距離Ｄ０を有する。第１の反射球面１３および第２の反射球面１４の中心には、それぞれ第１の導波管４１および第２の導波管４２が配置され、第１の導波管４１および第２の導波管４２の球面側の先端開口部には、所望の共振特性を得る結合状態を形成するための微小の径を有する第１の結合孔１５および第２の結合孔１６がそれぞれ形成されている。第１の球面反射鏡１１の第１の導波管４１は試料の誘電特性の測定のための入力信号が入力される信号注入部であり、第２の球面反射鏡１２の第２の導波管４２は検出信号が出力される信号検出部である。

【0014】

図２は、試料保持器２０の斜視図である。図２に示すように、試料保持器２０は、互いに対向して配置される２つの保持筐体２１Ａ、２１Ｂ、４つの磁性体２６、４つの磁石２７および２つのガイドシャフト２８を有する。試料保持器は、図１に示すように、互いに対向する第１の球面反射鏡１１と第２の球面反射鏡１２との間に配置される。試料保持器２０は、誘電特性の測定の対象となる試料３３（図３参照）を取り付ける試料取付機構である（詳細は後述する）。

【0015】

保持筐体２１Ａには、図２に示すように、凹部２２と貫通孔２４Ａが設けられている。凹部２２は、－Ｘ方向、±Ｙ方向および－Ｚ方向側に壁を有し、＋Ｘ方向および＋Ｚ方向側が開放された形状である。凹部２２には、２つの試料保持板３１Ａ、３１Ｂ（総称して、試料保持板３１という）の間に試料３３を挟んで保持した試料保持板３１が載置される。貫通孔２４Ａは、凹部２２に形成され、Ｚ方向に貫通する円形状の孔である。保持筐体２１Ａには、図２に示すように、４つの磁性体２６および２つのガイドシャフト２８が取り付けられている。４つの磁性体２６は、凹部２２の外側であって保持筐体２１Ａの４つの角の近傍に、保持筐体２１Ｂに対向するように配置される。２つのガイドシャフト２８は、凹部２２の外側にＹ方向に並んで配置され、保持筐体２１Ｂの側（＋Ｚ方向）に突出している。保持筐体２１Ａは第１の保持筐体の一例である。

【0016】

保持筐体２１Ｂには、図２に示すように、凸部２３、貫通孔２４Ｂおよび２つの軸受け孔２９が設けられている。凸部２３は、保持筐体２１Ａの凹部２２と対応する位置に設けられ、－Ｚ方向に突出し、凹部２２との間で試料保持板３１を挟持する。貫通孔２４Ｂは、凸部２３に形成され、Ｚ方向に貫通する円形状の孔であり、貫通孔２４Ａと実質的の同一の径を有する。２つの軸受け孔２９には、保持筐体２１Ａの２つのガイドシャフト２８が、それぞれ挿通される。保持筐体２１Ｂには、図２に示すように、４つの磁石２７が取り付けられている。４つの磁石２７は、凸部２３の外側であって保持筐体２１Ｂの４つの角の近傍に、保持筐体２１Ａに取り付けられた４つの磁性体２６にそれぞれ対向するように配置される。４つの磁石２７が４つの磁性体２６に近づくと、４つの磁性体２６との間に生じる引力が大きくなり、保持筐体２１Ｂは、ガイドシャフト２８に沿って、保持筐体２１Ａに引き寄せられ、試料保持板３１は、保持筐体２１Ａの凹部２２と保持筐体２１Ｂの凸部２３との間で挟持される。保持筐体２１Ｂは第２の保持筐体の一例である。

【0017】

位置調整機構３５は、図１に示すように、台座３６およびマイクロメータ３７を有する。台座３６は固定台１０（即ち、第１の球面反射鏡１１および第２の球面反射鏡１２）に対してＺ方向に可動（スライド）するように設置されている。作業者はマイクロメータ３７を操作することにより台座３６を可動させることができる。台座３６には、試料保持器２０の保持筐体２１Ａが固定されている。即ち、作業者は、マイクロメータ３７を操作して台座３６を介して台座３６に固定された試料保持器２０を可動させることにより、試料保持器２０に取り付けられた試料３３のＺ方向の位置を調整することができる。

【0018】

覆い５０は、透明のアクリル板からなる前板、背板および前板と背板とを接続する天板を有してコの字形状に形成されている。図１に示すように、誘電特性の測定時においては、覆い５０の前板、背板および天板は、それぞれファブリペロ共振器１００の前面側、背面側および上面側を覆う。また、試料取付時においては、覆い５０は上方にスライドされてファブリペロ共振器１００から外され、第１の球面反射鏡１１と第２の球面反射鏡１２との間の空間（即ち、試料保持器２０が配置される空間）が露出した状態となっている。

【0019】

図３は、ファブリペロ共振器１００の試料保持板３１への試料の取付を示す図である。２つの試料保持板３１Ａ、３１Ｂは、円形状の貫通孔３２Ａ、３２Ｂ（総称して、貫通孔３２という）をそれぞれ有し、実質的に同一の形状を有する。２つの試料保持板３１Ａ、３１Ｂの間に試料３３を配置した状態で、２つの貫通孔３２Ａ、３２Ｂが重なるように２つの試料保持板３１Ａ、３１Ｂを重ね合わせることにより、試料３３が試料保持板３１に取り付けられる。この場合、貫通孔３２から試料３３が露出した状態となる。実施の形態１では、２つの試料保持板３１Ａ、３１Ｂはアルミニウム製の板（アルミ板）である。２つの試料保持板３１Ａ、３１Ｂとして他の非磁性の金属や樹脂の板を用いてもよい。

【0020】

次に、試料保持器２０の詳細を説明する。図４Ａは、試料３３を保持した試料保持板３１を挟持した状態における試料保持器２０のＺ方向から見た模式図であり、図４Ｂは、図４Ａに示す４Ｂ－４Ｂ断面線による断面を示し、図４Ｃは、図４Ａに示す４Ｃ－４Ｃ断面線による断面を示している。前述のように、４つの磁性体２６と４つの磁石２７との間に生じる引力によって、試料３３を保持した試料保持板３１は、保持筐体２１Ａの凹部２２と保持筐体２１Ｂの凸部２３との間で挟持される（図４Ｂ参照）。この場合、図４Ｂに示すように、フィルム状の試料３３は、ＸＹ平面に平行（即ち、垂直方向（重力方向と平行な方向））に、試料保持器２０に保持される。また、試料保持板３１が試料保持器２０に挟持された状態で、貫通孔３２Ａ、３２Ｂは貫通孔２４Ａ、２４Ｂに対応した位置に配置される。実施の形態１では、貫通孔３２Ａ、３２Ｂの径は貫通孔２４Ａ、２４Ｂの径よりも小さい。貫通孔３２Ａ、３２Ｂの径を貫通孔２４Ａ、２４Ｂの径以下に設定することにより、試料３３のたるみを抑えて保持筐体２１Ａの凹部２２と保持筐体２１Ｂの凸部２３とにより確実に試料保持板３１を挟持することができる。

【0021】

また、図４Ｃに示すように、試料３３を保持した状態で、磁性体２６と磁石２７とは直接接触せず、間隙Ｇを有する。間隙Ｇを有することにより、直接接触している場合に比べて、試料保持板３１を試料保持器２０から取り外す際の保持筐体２１Ａから保持筐体２１Ｂを遠ざける作業がしやすくなる。即ち、比較的容易に保持筐体２１Ａから保持筐体２１Ｂを遠ざけることができるため、位置調整機構３５等の他の構成要素に力が加わってそれらを動かしてしまうことを避けることができる。共振器本体が動くと、接続されている導波管やケーブルからの応力が変化し、対面している一対の球面反射鏡間の球面間距離Ｄ０が変化する。これにより、共振周波数が変化し、測定誤差となる。球面間距離Ｄ０の１μｍの変化で、標準的な試料の場合、比誘電率で１％程度の誤差となる。実際、共振器本体の少しの動きでも数μｍの変化が観測されているので、誤差としては数％程度になり、許容範囲外となる。磁性体２６に直接接触してしまった磁石２７を引きはがす際に共振器本体が動いてしまうかす危険を回避するためにも、磁石２７が直接、磁性体２６と接触しない構造としている。

【0022】

実施の形態１の試料保持器２０では、磁性体２６として、鉄製の皿ネジを用いている。これにより、容易に保持筐体２１Ａに磁性体２６を取り付けることができる。また、磁性体２６としてネジを用い、それを回転させることにより、磁性体２６と磁石２７との間隙Ｇを容易に調整することができる。

【0023】

実施の形態１のガイドシャフト２８は、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン）製である。これにより、ガイドシャフト２８と保持筐体２１Ｂの軸受け孔２９との間の摺動時の摩擦が小さくなり、磁石２７の磁力を必要以上に大きくすることなく、保持筐体２１Ｂを保持筐体２１Ａに引き寄せることができる。なお、ガイドシャフト２８として、フッ素樹脂コーティングを施した金属製のシャフトを用いてもよいし、軸受け孔２９にフッ素樹脂コーティングを施してもよい。

【0024】

（誘電特性の測定）
ファブリペロ共振器１００による誘電特性の測定の手順（ステップ）は次の通りである。
１）ファブリペロ共振器１００、ネットワークアナライザおよびコントローラをケーブルで接続する。
２）試料を装着しない状態（試料無）で、測定する共振周波数において、共振特性（第１の共振特性）を測定し共振波形のバンド幅からＱ値Ｑemptyを求める。
３）測定する周波数における共振とその前後の共振とを合わせた５個の共振を測定し、５個の共振周波数から、反射球面間の球面間距離Ｄ０を計算で求める。
４）覆い５０を外して試料３３挟んだ試料保持板３１を試料保持器２０に装着した後、覆い５０で第１の球面反射鏡１１と第２の球面反射鏡１２との間の空間を覆う。
５）マイクロメータ３７を操作して、試料３３の位置調整を行う（共振周波数が最小値を示す位置に試料３３の位置を合わせる）。
６）試料３３の位置調整がされた状態（試料有）で、測定する共振周波数において、共振特性（第２の共振特性）を測定し、試料３３の挿入によって移動した共振の中心周波数（共振周波数Ｆsample）とＱ値Ｑsampleを求める。
７）試料３３の厚さｔ、球面間距離Ｄ０、試料を装着しない状態のＱ値Ｑempty、試料を装着した状態の共振周波数Ｆsample、試料を装着した状態のＱ値Ｑsampleから試料の比誘電率ε’と誘電正接ｔａｎδを計算で求める。
同一の試料３３に対して複数の周波数で誘電特性を測定するときは、上記ステップ１）の後、上記ステップ２）および３）を測定対象のすべての周波数で行い、次に上記ステップ４）および５）を行った後、上記ステップ６）および７）を測定対象のすべての周波数で行う。

【0025】

上記ステップ４）においては、例えば、図２に示すように、保持筐体２１Ａから保持筐体２１Ｂを遠ざけた状態で、試料３３を挟んだ試料保持板３１を保持筐体２１Ａの凹部に載置する。その後、保持筐体２１Ｂを保持筐体２１Ａに近づけると、徐々に磁性体２６と磁石２７との間に生じる引力が大きくなり、保持筐体２１Ｂは、ガイドシャフト２８に沿って、自然と保持筐体２１Ａに引き寄せられる。このとき、試料保持板３１は、保持筐体２１Ａの凹部２２と保持筐体２１Ｂの凸部２３との間で挟持され、試料保持板３１に挟まれている試料３３は、高い平面度を保った状態で試料保持器２０に保持される。

【0026】

（効果等）
前述の通り、誘電特性を測定する試料３３を保持する試料保持器２０は、磁性体２６を有する保持筐体２１Ａと、保持筐体２１Ａに対向して配置され、磁性体２６に対向する位置に磁石２７を有する保持筐体２１Ｂと、を備える。磁性体２６と磁石２７との間に生じる引力によって、保持筐体２１Ａと保持筐体２１Ｂとの間に試料３３を挟持する。これにより、機械的に単純かつ簡素な構成でフィルム状または板状の試料の設置時のたわみやたるみを抑えることができるとともに、小型の試料保持器２０を構成することができる。

【0027】

例えば、バネやレバーを使って測定試料を保持しようとすると、そのための構造体が大きくなり、ファブリペロ共振器が無意味に大きくなってしまう。大きな構造体は、使い勝手が悪化するだけでなく、熱膨張や振動の影響を受けやすくなり、安定した共振が得られない。また、大きく複雑な金属の構造体は隙間、穴、突起などの形状を有しており、これらの形状はすべて何らかの「共振器」を形成する。複雑な凹凸のある構造は不要共振を生じさせ、共振器としての性能劣化につながる。さらに、レバーを用いた機構では、レバーを締める瞬間に加わる力により共振器本体が動いてしまう危険があり、共振器本体が動いた場合の誘電特性の測定に与える影響は前述のとおりである。また、ネジを用いて試料を挟んだ保持筐体を手作業で締め付ける構造では、まず、作業性が悪い。さらに、ネジの締め圧が各所で同一にならないことで、試料に不均一な圧力がかかり、試料の保持状態の形状に歪が生じる。この歪は、誘電特性の測定値に誤差を生じさせる。

【0028】

前述の通り、試料保持器２０は、試料３３を保持した状態で、磁性体２６と磁石２７との間に間隙Ｇを有する。これにより、様々な厚みを有する試料３３に対応することができる。試料３３の厚みには、数μｍから２００μｍ程度の範囲がある。特に、厚みの薄い試料３３の場合、磁石２７と磁性体２６が直接に接触すると、試料３３を確実に挟持できない可能性がある。また、同じ試料を再度装着した場合にも一定の力で試料を押さえるため、測定結果の再現性が高まる。

【0029】

前述の通り、試料保持器２０の保持筐体２１Ａは、試料３３が配置される凹部２２を有する。これにより、保持筐体２１Ｂの凸部２３との間で確実に試料３３を挟持することができる。

【0030】

前述の通り、試料保持器２０の保持筐体２１Ａはガイドシャフト２８を有し、保持筐体２１Ｂはガイドシャフト２８に沿って可動する。これにより、保持筐体２１Ａの凹部２２と保持筐体２１Ｂの凸部２３との間に確実に試料３３を挟持することができる。

【0031】

前述の通り、試料保持器２０は、試料保持板３１を介して試料３３を保持する。これにより、比較的薄く、柔らかい試料３３であっても、試料保持器２０への装着が容易となるとともに、高い平面度を保って保持することができる。

【0032】

前述の通り、試料保持器２０の保持筐体２１Ａは、試料３３の位置を調整する位置調整機構３５の台座３６に固定される。これにより、保持筐体２１Ａが固定された状態で、保持筐体２１Ｂをガイドシャフト２８に沿ってスライドさせて、試料３３を装着することができる。

【0033】

前述の通り、試料保持器２０は、試料３３を垂直方向に保持する。これにより、フィルム状の試料３３の自重によるたわみを抑えた状態で、試料３３を保持することができる。

【0034】

前述の通り、ファブリペロ共振器１００は、試料保持器２０と、試料保持器２０を挟んで、互いに対向して配置される第１の球面反射鏡１１および第２の球面反射鏡１２を、備える。これにより、試料３３が高い平面度を保って保持されている状態で、試料３３の共振特性を測定することができ、試料３３の誘電特性を高い精度で測定することができる。

【0035】

（他の実施の形態）
実施の形態１の試料保持器２０では、保持筐体２１Ａの４つの角の近傍に４つの磁性体２６をそれぞれ配置し、４つの磁性体２６に対応する保持筐体２１Ｂの位置に４つの磁石２７をそれぞれ配置したが、磁性体２６および磁石２７の数は４つに限られず、試料３３を保持することが可能であれば、３つ以下でも５つ以上でもよい。

【0036】

実施の形態１の試料保持器２０では、保持筐体２１Ａに磁性体２６を配置し、保持筐体２１Ｂに磁石２７を配置する構成を説明したが、磁性体２６と磁石２７を入れ替えて、保持筐体２１Ａに磁石を配置し、保持筐体２１Ｂに磁性体を配置してもよい。また、磁石は磁性体の一種であるので、磁性体２６を磁石として、保持筐体２１Ａと保持筐体２１Ｂの両方に磁石を配置してもよい。

【0037】

実施の形態１の試料保持器２０では、２つのガイドシャフト２８とそれらに対応する２つの軸受け孔２９とにより、２つの保持筐体２１Ａ、２１Ｂの位置合わせを行う例を示したが、ガイドシャフト２８とそれに対応する軸受け孔２９の数は２つに限られず、１つでも３つ以上でもよい。また、実施の形態１の試料保持器２０では、保持筐体２１Ａにガイドシャフト２８を配置し、保持筐体２１Ｂの軸受け孔２９にガイドシャフト２８を挿通する例を示したが、保持筐体２１Ｂにガイドシャフトを配置し、保持筐体２１Ａに設けられた軸受け孔にガイドシャフトを挿通するように構成することもできる。

【0038】

実施の形態１では、試料３３を試料保持板３１に挟んだ状態で試料保持器２０に保持する例を示した。試料３３の自立性、厚みによっては、試料保持板３１を用いることなく、試料３３を直接、試料保持器２０に挟持し保持することも可能である。この場合も、試料３３は、４つの磁性体２６と４つの磁石２７との間に生じる引力によって、保持筐体２１Ａの凹部２２と保持筐体２１Ｂの凸部２３との間で挟持され、十分な平面度を有して、試料保持器２０に保持される。

【0039】

実施の形態１の試料保持器２０では、試料３３を挟んだ試料保持板３１を保持筐体２１Ａの凹部２２に配置し、保持筐体２１Ｂの凸部２３との間で挟持することにより、試料３３を保持する例を説明した。保持筐体２１Ａに凸部を設け、その凸部に対応した凹部を保持筐体２１Ｂに設け、保持筐体２１Ｂに設けた凹部に試料３３を挟んだ試料保持板３１を配置し保持筐体２１Ｂに設けた凸部との間で挟持することにより、試料３３を保持することも可能である。

【0040】

実施の形態１では、試料保持器２０により試料３３が垂直方向に保持される例を説明したが、試料３３は水平方向に保持されてもよい。即ち、ファブリペロ共振器１００をＺＸ平面に沿って９０度回転させた状態で使用することもできる。前述のように、試料３３を水平方向に配置した場合に生じるたわみを考慮すると、試料３３の位置精度に対しては垂直方向の配置が有利である。しかしながら、試料３３が水平方向に保持される場合であっても、試料３３の剛性、厚み、試料保持板３１の貫通孔３２の大きさ等の条件によって、たわみが比較的小さい場合は、実施の形態１で説明した試料保持器２０によって、試料３３のたわみやたるみを抑えて、試料３３を高精度に配置することができる。

【0041】

実施の形態１のファブリペロ共振器１００では、信号注入部および信号検出部に第１の導波管４１および第２の導波管４２をそれぞれ用いた。測定周波数に応じて、第１の導波管４１および第２の導波管４２に代えて、先端にループアンテナを有する同軸ケーブルを用いることもできる。

【産業上の利用可能性】

【0042】

本発明の開放形共振器は、フィルム状または板状の試料の誘電特性をより高精度に測定することに適している。

【符号の説明】

【0043】

１０ 固定台
１１ 第１の球面反射鏡
１２ 第２の球面反射鏡
１３ 第１の反射球面
１４ 第２の反射球面
１５ 第１の結合孔
１６ 第２の結合孔
２０ 試料保持器
２１Ａ、２１Ｂ 保持筐体
２２ 凹部
２３ 凸部
２４Ａ、２４Ｂ 貫通孔
２６ 磁性体
２７ 磁石
２８ ガイドシャフト
２９ 軸受け孔
３１、３１Ａ、３１Ｂ 試料保持板
３２、３２Ａ、３２Ｂ 貫通孔
３３ 試料
３５ 位置調整機構
３６ 台座
３７ マイクロメータ
４１ 第１の導波管
４２ 第２の導波管
５０ 覆い
１００ ファブリペロ共振器
Ｄ０ 球面間距離
Ｇ 間隙

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】