特開 2025-8606 波形計測装置、波形計測方法、波形計測プログラム

(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】P2025008606

(43)【公開日】2025-01-20

(54)【発明の名称】波形計測装置、波形計測方法、波形計測プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/3586 20140101AFI20250109BHJP

【ＦＩ】

G01N21/3586

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023110908

(22)【出願日】2023-07-05

(71)【出願人】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100116274

【弁理士】

【氏名又は名称】富所 輝観夫

(72)【発明者】

【氏名】谷内 華菜

(72)【発明者】

【氏名】村野 賢一

【テーマコード（参考）】

2G059

【Ｆターム（参考）】

2G059AA05

2G059BB08

2G059EE01

2G059EE04

2G059FF04

2G059GG01

2G059GG08

2G059GG10

2G059HH05

2G059JJ19

2G059KK10

2G059LL01

2G059MM05

(57)【要約】

【課題】テラヘルツ波パルス等の電磁波パルスの波形の計測時間を短縮できる波形計測装置等を提供する。
【解決手段】波形計測装置１は、発振パルスＯＰに基づいて、実質的に同じ周波数の電磁波パルスＥＭＰを発振する電磁波発振部２３と、発振パルスＯＰと実質的に同じ周波数の検出パルスＤＰに基づいて、電磁波パルスＥＭＰを検出する電磁波検出部２４と、検出パルスＤＰの経路長を変更する経路長変更部２５と、経路長変更部２５によって経路長を変更しながら、サンプルＳに照射された後の電磁波パルスＥＭＰ’を電磁波検出部２４に検出させることで、当該電磁波パルスＥＭＰ’のサンプル波形を計測する波形計測部３と、サンプルＳがない状態における電磁波パルスＥＭＰのリファレンス波形に対するサンプル波形の時間的遅延を低減する方向に経路長を調整し、サンプル波形の計測開始時における初期経路長を設定する初期経路長設定部４２と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発振パルスに基づいて発振される電磁波パルスの波形を計測する波形計測装置であって、
前記発振パルスおよび検出パルスの少なくともいずれかの経路長を変更する経路長変更部と、
前記経路長変更部によって前記経路長を変更しながら、サンプルに照射された後の前記電磁波パルスを前記検出パルスに基づいて検出することで、当該電磁波パルスの波形であるサンプル波形を計測する波形計測部と、
前記サンプルがない状態における前記電磁波パルスの波形であるリファレンス波形に対する前記サンプル波形の時間的遅延を低減する方向に前記経路長を調整し、前記サンプル波形の計測開始時における初期経路長を設定する初期経路長設定部と、
を備える波形計測装置。

【請求項2】

前記発振パルスに基づいて、当該発振パルスと実質的に同じ周波数の前記電磁波パルスを発振する電磁波発振部と、
前記発振パルスと実質的に同じ周波数の前記検出パルスに基づいて、前記電磁波パルスを検出する電磁波検出部と、
を備え、
前記経路長変更部は、前記電磁波発振部および前記電磁波検出部の少なくともいずれかの前段に設けられ、
前記波形計測部は、前記経路長変更部によって前記経路長を変更しながら、前記サンプルに照射された後の前記電磁波パルスを前記電磁波検出部に検出させることで、前記サンプル波形を計測する、
請求項１に記載の波形計測装置。

【請求項3】

前記波形計測部は、前記経路長変更部によって前記経路長を変更しながら、前記サンプルがない状態における前記電磁波パルスを前記電磁波検出部に検出させることで、当該電磁波パルスの波形である前記リファレンス波形を計測する、請求項２に記載の波形計測装置。

【請求項4】

前記初期経路長設定部は、前記リファレンス波形の計測開始時における初期経路長を、前記サンプル波形の計測開始時における初期経路長と異なるように設定する、請求項３に記載の波形計測装置。

【請求項5】

前記波形計測部は、前記サンプル波形のピークであるサンプルピークおよび前記リファレンス波形のピークであるリファレンスピークを計測し、
前記初期経路長設定部は、前記サンプルピークより所定の前計測期間だけ前に前記サンプル波形の計測が開始されるような前記初期経路長を設定し、前記リファレンスピークより同じ前計測期間だけ前に前記リファレンス波形の計測が開始されるような前記初期経路長を設定する、
請求項４に記載の波形計測装置。

【請求項6】

前記波形計測部は、
前記サンプルピークより前記前計測期間だけ前から、当該サンプルピークより所定の後計測期間だけ後まで、前記サンプル波形を計測し、
前記リファレンスピークより前記前計測期間だけ前から、当該リファレンスピークより同じ後計測期間だけ後まで、前記リファレンス波形を計測する、
請求項５に記載の波形計測装置。

【請求項7】

前記波形計測部は、前記サンプル波形のピークであるサンプルピークおよび前記リファレンス波形のピークであるリファレンスピークを計測し、
前記初期経路長設定部は、前記波形計測部によって計測される前記サンプル波形および前記リファレンス波形において、前記サンプルピークおよび前記リファレンスピークが重なるように前記各初期経路長を設定する、
請求項４に記載の波形計測装置。

【請求項8】

一定周波数の基本パルスを生成する基本パルス生成部と、
前記基本パルスを、前記発振パルスおよび前記検出パルスに分割するパルス分割部と、
を備える請求項１から７のいずれかに記載の波形計測装置。

【請求項9】

前記基本パルス生成部は、前記基本パルスとしてのレーザパルスを生成する、請求項８に記載の波形計測装置。

【請求項10】

前記電磁波パルスは、テラヘルツ波パルスである、請求項１から７のいずれかに記載の波形計測装置。

【請求項11】

発振パルスに基づいて、電磁波パルスを発振することと、
検出パルスに基づいて、前記電磁波パルスを検出することと、
前記発振パルスおよび前記検出パルスの少なくともいずれかの経路長を変更することと、
前記経路長を変更しながら、サンプルに照射された後の前記電磁波パルスを検出することで、当該電磁波パルスの波形であるサンプル波形を計測することと、
前記サンプルがない状態における前記電磁波パルスの波形であるリファレンス波形に対する前記サンプル波形の時間的遅延を低減する方向に前記経路長を調整し、前記サンプル波形の計測開始時における初期経路長を設定することと、
を実行する波形計測方法。

【請求項12】

発振パルスに基づいて、電磁波パルスを発振することと、
検出パルスに基づいて、前記電磁波パルスを検出することと、
前記発振パルスおよび前記検出パルスの少なくともいずれかの経路長を変更することと、
前記経路長を変更しながら、サンプルに照射された後の前記電磁波パルスを検出することで、当該電磁波パルスの波形であるサンプル波形を計測することと、
前記サンプルがない状態における前記電磁波パルスの波形であるリファレンス波形に対する前記サンプル波形の時間的遅延を低減する方向に前記経路長を調整し、前記サンプル波形の計測開始時における初期経路長を設定することと、
をコンピュータに実行させる波形計測プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、波形計測装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、テラ（10¹²）ヘルツ領域の周波数を有する電磁波であるテラヘルツ波を使用してサンプルを検査する、いわゆるテラヘルツ時間領域分光法（THz-TDS: Terahertz Time-Domain Spectroscopy）の一例が開示されている。一般的なテラヘルツ時間領域分光法では、サンプルに照射された後のテラヘルツ波パルスの時間的な波形（時間波形）を計測するために、当該テラヘルツ波パルスと実質的に同じ周波数の検出パルス（以下では、プローブ光やプローブパルスとも表される）が使用される。プローブ光が伝播する経路長または光路長を順次変えることで、当該プローブ光によって検出対象のテラヘルツ波パルスを時間領域において実質的にスキャンできるため、当該テラヘルツ波パルスの時間波形が得られる。

【0003】

テラヘルツ時間領域分光法では、サンプルがある状態におけるテラヘルツ波パルスの波形であるサンプル波形に加えて、サンプルがない状態におけるテラヘルツ波パルスの波形であるリファレンス波形が利用されることがある。リファレンス波形からのサンプル波形の振幅や位相の変化が、サンプルについての有益な情報をもたらす。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－１５０８７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般的に、テラヘルツ波パルスは、サンプルの厚さや屈折率等の影響によって、サンプルを通過する際に時間的な遅延を受ける。このため、サンプル波形は、同じ計測条件の下で得られたリファレンス波形より時間的に遅れて現れる。このように時間差を伴って現れるリファレンス波形およびサンプル波形を確実に捕捉するため、時間領域における波形計測範囲を大きく設定しておく必要があった（波形計測範囲が小さいと、例えば、リファレンス波形に対して遅れて現れるサンプル波形の後ろの方が切れてしまう）。時間領域における波形計測範囲を大きくすることは、波形計測時におけるプローブ光の光路長の総変更距離を大きくすることと等価であり、波形計測時間の長期化を招く。

【0006】

本開示はこうした状況に鑑みてなされたものであり、テラヘルツ波パルス等の電磁波パルスの波形の計測時間を短縮できる波形計測装置等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本開示のある態様の波形計測装置は、発振パルスに基づいて発振される電磁波パルスの波形を計測する波形計測装置であって、発振パルスおよび検出パルスの少なくともいずれかの経路長を変更する経路長変更部と、経路長変更部によって経路長を変更しながら、サンプルに照射された後の電磁波パルスを検出パルスに基づいて検出することで、当該電磁波パルスの波形であるサンプル波形を計測する波形計測部と、サンプルがない状態における電磁波パルスの波形であるリファレンス波形に対するサンプル波形の時間的遅延を低減する方向に経路長を調整し、サンプル波形の計測開始時における初期経路長を設定する初期経路長設定部と、を備える。

【0008】

本態様では、リファレンス波形に対するサンプル波形の時間的遅延が低減されるように、当該サンプル波形の計測開始時における初期経路長が設定される。この結果、リファレンス波形およびサンプル波形の時間差が小さくなるため、時間領域におけるサンプル波形の計測範囲（サンプル波形の計測時における経路長変更部の経路長の総変更距離）を従来より小さく設定でき、サンプル波形の計測時間を短縮できる。

【0009】

本開示の別の態様は、波形計測方法である。この方法は、発振パルスに基づいて、電磁波パルスを発振することと、検出パルスに基づいて、電磁波パルスを検出することと、発振パルスおよび検出パルスの少なくともいずれかの経路長を変更することと、経路長を変更しながら、サンプルに照射された後の電磁波パルスを検出することで、当該電磁波パルスの波形であるサンプル波形を計測することと、サンプルがない状態における電磁波パルスの波形であるリファレンス波形に対するサンプル波形の時間的遅延を低減する方向に経路長を調整し、サンプル波形の計測開始時における初期経路長を設定することと、を実行する。

【0010】

なお、以上の構成要素の任意の組合せや、これらの表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラム等に変換したものも、本開示に包含される。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、テラヘルツ波パルス等の電磁波パルスの波形の計測時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】波形計測装置の構成を模式的に示す。

【図2】波形計測装置によって計測されるサンプル波形およびリファレンス波形の例を示す。

【図3】偏光計測の例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下では、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態（以下では実施形態とも表される）について詳細に記述する。記述および／または図面においては、同一または同等の構成要素、部材、処理等に同一の符号を付して重複する記述を省略する。図示される各部の縮尺や形状は、記述の簡易化のために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。実施形態は例示であり、本開示の範囲を何ら限定するものではない。実施形態において提示される全ての特徴やそれらの組合せは、必ずしも本開示の本質的なものであるとは限らない。実施形態は、便宜的に、それを実現する機能毎および／または機能群毎の構成要素に分解されて提示される。但し、実施形態における一つの構成要素が、実際には別体としての複数の構成要素の組合せによって実現されてもよいし、実施形態における複数の構成要素が、実際には一体としての一つの構成要素によって実現されてもよい。

【0014】

図１は、本開示の実施形態に係る波形計測装置１の構成を模式的に示す。波形計測装置１は、サンプルＳおよび／または当該サンプルＳと同種の不図示の対象物（以下では、サンプルＳと対象物を区別する必要がある場合を除いて、サンプルＳと総称される）の特性や内部状態の検査等のために、サンプルＳに照射された後の電磁波パルスの波形を計測する。図示されるように、サンプルＳに照射される前の電磁波パルスはＥＭＰと表され、サンプルＳに照射された後の電磁波パルスはＥＭＰ’と表される。典型的には、電磁波パルスＥＭＰ’は、サンプルＳを透過または通過した電磁波パルスＥＭＰである。なお、以下では、サンプルＳ照射前の電磁波パルスＥＭＰおよびサンプルＳ照射後の電磁波パルスＥＭＰ’は、特に区別される必要がある場合を除いて電磁波パルスＥＭＰと総称される。

【0015】

本実施形態では、テラヘルツ領域の周波数を有するテラヘルツ波のパルスが電磁波パルスＥＭＰとして使用される。テラヘルツ波は、低周波数の電波と高周波数の光の中間的な性質を有し、例えば、一般的な光が透過できない高分子材料も電波のように透過できる。また、テラヘルツ波は、生体分子その他の高分子材料における固有振動による吸収等の強い作用を受ける。このような特徴から、テラヘルツ波は、高分子材料の分光計測（スペクトル計測）に好適に使用される。但し、本開示に係る波形計測装置は、テラヘルツ波より周波数が高い任意の光や、テラヘルツ波より周波数が低い任意の電波（例えば、ギガ（10⁹）ヘルツ領域の周波数を有するギガヘルツ波）を、テラヘルツ波に代えてまたは加えて使用できる。

【0016】

電磁波パルスＥＭＰとしてテラヘルツ波パルスを使用するテラヘルツ時間領域分光法によれば、電磁波パルスＥＭＰ’の波形計測を通じて、サンプルＳの各種の特性や内部状態を計測できる。例えば、サンプルＳにおける屈折率異方性、誘電率異方性、吸光度、残留応力、歪み、配向、内部構造、劣化等が、テラヘルツ時間領域分光法によって計測されうる。なお、後述するように、例えば、サンプルＳの屈折率異方性や誘電率異方性の計測のためには、互いに異なる偏光（例えば、水平偏光と垂直偏光）を有する複数種類の電磁波パルスＥＭＰを使用した偏光計測が行われる、一方、例えば、サンプルＳの吸光度の計測では、単一の電磁波パルスＥＭＰが使用される。

【0017】

図１は、波形計測装置１がサンプルＳに対して行う予備計測に関する構成を模式的に示す。ここで、予備計測とは、サンプルＳと同種の典型的には多数の対象物（不図示）に対する本計測に使用される各種の計測パラメータを適切に設定するために、サンプルＳに対して予備的に行われる分光計測である。後述するように、本実施形態では、波形計測範囲設定部４における各種の計測パラメータが、波形計測部３を通じたサンプルＳに対する予備計測を通じて適切に設定される。サンプルＳと同種の対象物に対する本計測では、予備計測を通じて設定された波形計測範囲設定部４における各種のパラメータに基づいて、当該対象物に照射された後の電磁波パルスＥＭＰ’の波形を波形計測部３によって計測する。

【0018】

なお、サンプルＳと対象物が「同種」であるとは、波形計測範囲設定部４における共通のパラメータを使用して有意な計測が行われうる程度に、両者が類似していることを意味する。例えば、サンプルＳおよび対象物が実質的に同じ材料で、実質的に同じ形状や厚さ（電磁波パルスＥＭＰが透過する寸法）に形成されている場合、両者は「同種」であるといえる。同様に、例えば、サンプルＳおよび対象物が、実質的に同じ製造装置（例えば、射出成形機）および／または実質的に同じ製造方法によって製造された実質的に同じ製品（例えば、樹脂成形品）である場合、両者は「同種」であるといえる。このように、サンプルＳおよび対象物は同じ製品群に属していてもよい。また、サンプルＳは、当該製品群から予備計測のために抽出された一または複数の少数の製品でもよい。

【0019】

図１において、波形計測装置１は、電磁波分光計測部２と、波形計測部３と、波形計測範囲設定部４と、ユーザ入力部５と、を備える。波形計測装置１が以下で説明する作用および／または効果の少なくとも一部を実現できる限り、これらの機能ブロックの一部は省略できる。これらの機能ブロックは、コンピュータの中央演算処理装置、メモリ、入力装置、出力装置、コンピュータに接続される周辺機器等のハードウェア資源と、それらを用いて実行されるソフトウェアの協働により実現されてもよい。コンピュータの種類や設置場所は問わず、上記の各機能ブロックは、単一のコンピュータのハードウェア資源で実現してもよいし、複数のコンピュータに分散したハードウェア資源を組み合わせて実現してもよい。

【0020】

電磁波分光計測部２は、テラヘルツ時間領域分光法における物理的な分光計測を担うテラヘルツ波分光計測部である。電磁波分光計測部２は、基本パルス生成部２１と、パルス分割部２２と、電磁波発振部２３と、電磁波検出部２４と、経路長変更部２５と、を備える。

【0021】

基本パルス生成部２１は、一定周波数（繰返し周波数）の基本パルスＢＰを生成する。基本パルス生成部２１の構成や方式は任意であるが、本実施形態の例では、一定周波数のレーザパルスを基本パルスＢＰとして生成可能なパルスレーザ装置によって基本パルス生成部２１が構成される。

【0022】

後述するように、基本パルスＢＰの一部は、電磁波発振部２３に向かう発振パルスＯＰになる。このような基本パルスＢＰまたは発振パルスＯＰの周波数等の光学的特性は、電磁波発振部２３における電磁波パルスＥＭＰの発振が適切に行われるように決定される。電磁波発振部２３が電磁波パルスＥＭＰとしてテラヘルツ波パルスを発振する本実施形態の例では、例えば、テラヘルツ波の発振に好適な約800nm（例えば、780nm）の波長のレーザ光による数10MHz～100MHzの繰返し周波数のレーザパルス（フェムト秒レーザとも呼ばれる）が、基本パルスＢＰおよび発振パルスＯＰ（および、検出パルスＤＰ）として使用される。

【0023】

なお、本明細書において「周波数が実質的に同じ」であるとは、各種のパルスについて繰返し周波数が実質的に同じであることを意味する。具体的には、後述するように、基本パルスＢＰ、発振パルスＯＰ、検出パルスＤＰ、電磁波パルスＥＭＰが、実質的に同じ周波数（例えば、数10MHzの繰返し周波数）を有する。

【0024】

ビームスプリッタ等によって構成されるパルス分割部２２は、基本パルス生成部２１が生成した基本パルスＢＰを、電磁波発振部２３に向かう発振パルスＯＰと、電磁波検出部２４に向かう検出パルスＤＰに分割する。このため、基本パルスＢＰ、発振パルスＯＰ、検出パルスＤＰは、周波数、波長、偏光を含む実質的に同じ光学的特性を有する。発振パルスＯＰはポンプパルスまたはポンプ光と表されてもよく、検出パルスＤＰはプローブパルスまたはプローブ光と表されてもよい。

【0025】

なお、基本パルス生成部２１およびパルス分割部２２の代わりに、実質的に同じ光学的特性（特に、繰返し周波数）を有する発振パルスＯＰおよび検出パルスＤＰをそれぞれ生成可能な発振パルス生成部および検出パルス生成部が、別のフェムト秒レーザ装置等として設けられてもよい。

【0026】

電磁波発振部２３は、基本パルス生成部２１およびパルス分割部２２から提供される発振パルスＯＰに基づいて、当該発振パルスＯＰと実質的に同じ周波数の電磁波パルスＥＭＰを発振する。前述の通り、本実施形態では、テラヘルツ波発振部としての電磁波発振部２３が、発振パルスＯＰに基づいて電磁波パルスＥＭＰとしてのテラヘルツ波パルスを発振する。テラヘルツ時間領域分光法において知られているように、電磁波発振部２３は、テルル化亜鉛や三フッ化Ｎ，Ｎ－ジエチルアミノ硫黄（DAST）等の非線形光学結晶や、光伝導アンテナとも呼ばれる光伝導スイッチによって構成される。

【0027】

ここで、電磁波発振部２３の入力である発振パルスＯＰ（および、当該発振パルスＯＰと実質的に同じ検出パルスＤＰおよび基本パルスＢＰ）と、電磁波発振部２３の出力である電磁波パルスＥＭＰは、実質的に同じ繰返し周波数（例えば、数10MHz）を有する。なお、発振パルスＯＰを構成するレーザ光自体の物理的な周波数（780nmの波長のレーザ光の場合は約384THz）と、電磁波パルスＥＭＰを構成するテラヘルツ波自体の物理的な周波数（例えば、1THz（約300μmの波長に相当））は異なる。

【0028】

電磁波発振部２３が発振または生成したテラヘルツ波パルスである電磁波パルスＥＭＰは、サンプルＳに照射される。そして、サンプルＳに照射された後の電磁波パルスＥＭＰ’は、テラヘルツ波検出部としての電磁波検出部２４によって検出される。電磁波検出部２４は、電磁波発振部２３と同様に、光伝導スイッチまたは光伝導アンテナとして構成されてもよい。このような電磁波検出部２４は、発振パルスＯＰおよび電磁波パルスＥＭＰと実質的に同じ周波数（例えば、数10MHzの繰返し周波数）の検出パルスＤＰに基づいて、電磁波パルスＥＭＰ’を検出する。具体的には、電磁波検出部２４は、検出パルスＤＰが入力されたタイミング（または、瞬間）で、テラヘルツ波パルスとしての電磁波パルスＥＭＰ’の時間波形における一点を検出する。

【0029】

このように、電磁波検出部２４が一回で検出できるのは、電磁波パルスＥＭＰ’の時間波形における一点である。電磁波発振部２３および電磁波検出部２４の少なくともいずれかの前段（および、パルス分割部２２の後段）に設けられる時間遅延ステージとしての経路長変更部２５は、発振パルスＯＰおよび検出パルスＤＰの少なくともいずれかが伝播する経路長または光路長を変更することで、電磁波パルスＥＭＰ’の時間波形において電磁波検出部２４が検出する点（検出点）を連続的に移動させる。経路長変更部２５は、発振パルスＯＰおよび検出パルスＤＰの少なくともいずれかの経路長を変更する機構として、例えば、固定ミラー２５１および可動ミラー２５２を備える。固定ミラー２５１は、電磁波分光計測部２内において実質的に固定されており、可動ミラー２５２は、固定ミラー２５１に対して移動可能に設けられる（図１では、二つの位置２５２、２５２’が例示されている）。

【0030】

経路長変更部２５が電磁波検出部２４の前段に設けられる図１の例では、パルス分割部２２によって分割された検出パルスＤＰが、固定ミラー２５１の入力側ミラーに入射して可動ミラー２５２に向けて反射される。この検出パルスＤＰは、可動ミラー２５２における一対の反射ミラーによって略反転されて、固定ミラー２５１の出力側ミラーに戻される。当該出力側ミラーは、検出パルスＤＰを電磁波検出部２４に対して出力する。固定ミラー２５１に対する可動ミラー２５２の距離を徐々に変化させることで、検出パルスＤＰが電磁波検出部２４に入るタイミングがシフトする。具体的には、固定ミラー２５１に対する可動ミラー２５２の距離を大きくすると、検出パルスＤＰが電磁波検出部２４に入るタイミングが遅くなり、固定ミラー２５１に対する可動ミラー２５２の距離を小さくすると、検出パルスＤＰが電磁波検出部２４に入るタイミングが早くなる。このように、経路長変更部２５による経路長の変更を通じて、電磁波検出部２４に入る検出パルスＤＰのタイミングを自在に変えられるため、当該検出パルスＤＰに基づいて当該電磁波検出部２４が検出する電磁波パルスＥＭＰの時間波形上の点を自在に変えられる。

【0031】

一方、図示は省略するが、経路長変更部２５が電磁波発振部２３の前段に設けられる場合、パルス分割部２２によって分割された発振パルスＯＰが、固定ミラー２５１の入力側ミラーに入射して可動ミラー２５２に向けて反射される。この発振パルスＯＰは、可動ミラー２５２における一対の反射ミラーによって略反転されて、固定ミラー２５１の出力側ミラーに戻される。当該出力側ミラーは、発振パルスＯＰを電磁波発振部２３に対して出力する。固定ミラー２５１に対する可動ミラー２５２の距離を徐々に変化させることで、発振パルスＯＰ由来の電磁波パルスＥＭＰに対して検出パルスＤＰが電磁波検出部２４に入る相対的なタイミングがシフトする。具体的には、固定ミラー２５１に対する可動ミラー２５２の距離を大きくすると、発振パルスＯＰが電磁波発振部２３に入るタイミングが遅くなり、当該発振パルスＯＰ由来の電磁波パルスＥＭＰに対して検出パルスＤＰが電磁波検出部２４に入る相対的なタイミングが早くなる。逆に、固定ミラー２５１に対する可動ミラー２５２の距離を小さくすると、発振パルスＯＰが電磁波発振部２３に入るタイミングが早くなり、当該発振パルスＯＰ由来の電磁波パルスＥＭＰに対して検出パルスＤＰが電磁波検出部２４に入る相対的なタイミングが遅くなる。このように、経路長変更部２５による経路長の変更を通じて、電磁波発振部２３に入る発振パルスＯＰのタイミングを自在に変えられるため、当該発振パルスＯＰ由来の電磁波パルスＥＭＰに対して相対的に動く検出パルスＤＰに基づいて、電磁波検出部２４が検出する電磁波パルスＥＭＰの時間波形上の点を自在に変えられる。

【0032】

波形計測部３は、以上のような原理に基づいて、電磁波パルスＥＭＰの時間波形を計測する。すなわち、波形計測部３は、経路長変更部２５によって検出パルスＤＰおよび／または発振パルスＯＰの経路長を変更しながら、電磁波パルスＥＭＰを電磁波検出部２４に連続的に検出させることで、当該電磁波パルスＥＭＰの波形を計測する。前述の通り、電磁波検出部２４は一つの電磁波パルスＥＭＰについて時間波形上の一点のみを検出するが、連続的な電磁波パルスＥＭＰについて検出タイミングを徐々にずらしながら（経路長変更部２５における経路長を徐々に変えながら）連続的な検出を行うことで、時間波形の全体を計測できる。

【0033】

波形計測部３は、少なくとも、経路長変更部２５によって検出パルスＤＰおよび／または発振パルスＯＰの経路長を変更しながら、サンプルＳに照射された後の電磁波パルスＥＭＰ’を電磁波検出部２４に検出させることで、当該電磁波パルスＥＭＰ’の時間波形であるサンプル波形を計測するサンプル波形計測部３１を備える。波形計測部３は、経路長変更部２５によって検出パルスＤＰおよび／または発振パルスＯＰの経路長を変更しながら、サンプルＳがない状態における電磁波パルスＥＭＰを電磁波検出部２４に検出させることで、当該電磁波パルスＥＭＰの時間波形であるリファレンス波形を計測するリファレンス波形計測部３２を備えてもよい。

【0034】

図２（Ａ）は、同じ計測条件の下で得られるサンプル波形ＷＦｓおよびリファレンス波形ＷＦｒの例を示す。この例における主な計測条件は、経路長変更部２５における可動ミラー２５２の計測開始位置Ｐｓ’と計測終了位置Ｐｅ’である。すなわち、図２（Ａ）の例では、サンプル波形計測部３１およびリファレンス波形計測部３２が、サンプル波形ＷＦｓおよびリファレンス波形ＷＦｒをそれぞれ計測する際に、共通の計測開始位置Ｐｓ’および計測終了位置Ｐｅ’（すなわち、共通の波形計測範囲ΔＰ’＝Ｐｅ’－Ｐｓ’）を使用する。図示されるように、図２（Ａ）における横軸の最小値または原点（すなわち、波形開始時刻「0ps」）は計測開始位置Ｐｓ’に相当し、図２（Ａ）における横軸の最大値（すなわち、波形終了時刻「24ps」）は計測終了位置Ｐｅ’に相当する。換言すれば、サンプル波形計測部３１およびリファレンス波形計測部３２は、それぞれサンプル波形ＷＦｓおよびリファレンス波形ＷＦｒを計測する際に、波形開始時刻「0ps」に相当する計測開始位置Ｐｓ’から波形終了時刻「24ps」に相当する計測終了位置Ｐｅ’まで、波形計測範囲ΔＰ’に亘って可動ミラー２５２を連続的に移動させる。

【0035】

一般的に、テラヘルツ波パルス等の電磁波パルスＥＭＰ’は、サンプルＳの厚さや屈折率等の影響によって、サンプルＳを通過する際に時間的な遅延を受ける。具体的には、サンプルＳが厚いほど、または、サンプルＳの屈折率が高いほど、遅延が大きくなる。このため、サンプル波形ＷＦｓは、同じ計測条件の下で得られたリファレンス波形ＷＦｒより時間的に遅れて現れる（図２（Ａ）の例では、約「3ps」の遅延ΔＴが存在する）。このように時間差を伴って現れるリファレンス波形ＷＦｒおよびサンプル波形ＷＦｓを確実に捕捉するため、時間領域における波形計測範囲（例えば、リファレンス波形ＷＦｒのピークより前の前計測期間Ｔａと、リファレンス波形ＷＦｒのピークより後の後計測期間Ｔｂ’の和）を大きく設定しておく必要があった。例えば、リファレンス波形ＷＦｒを捕捉するためには、後述されるような短い後計測期間Ｔｂで十分であるが、当該リファレンス波形ＷＦｒより遅れて現れるサンプル波形ＷＦｓを捕捉するためには、長い後計測期間Ｔｂ’を設定しておく必要があった。このように時間領域における波形計測範囲（Ｔａ＋Ｔｂ’）を大きくすることは、経路長変更部２５におけるプローブ光ＤＰの光路長の総変更距離（あるいは、可動ミラー２５２の総移動距離（波形計測範囲）ΔＰ’＝Ｐｅ’－Ｐｓ’）を大きくすることと等価であり、波形計測時間の長期化を招く。

【0036】

以上のような課題を解決するために、本実施形態では波形計測範囲設定部４が設けられる。波形計測範囲設定部４は、ピーク探索部４１と、初期経路長設定部４２と、波形計測長設定部４３と、を備える。

【0037】

ピーク探索部４１は、波形計測部３（特に、サンプル波形計測部３１）によるサンプル波形ＷＦｓの予備計測を通じて、当該サンプル波形ＷＦｓのピークであるサンプルピークＳＰを計測する。また、ピーク探索部４１は、波形計測部３（特に、リファレンス波形計測部３２）によるリファレンス波形ＷＦｒの予備計測を通じて、当該リファレンス波形ＷＦｒのピークであるリファレンスピークＲＰを計測してもよい。このような予備計測の結果、リファレンスピークＲＰに対するサンプルピークＳＰの時間的遅延ΔＴが検出される。なお、ここでは、各波形ＷＦｒ、ＷＦｓの代表的な形状的な特徴であるピークＲＰ、ＳＰに着目することで時間的遅延ΔＴを効率的に検出できるが、両波形ＷＦｒ、ＷＦｓのピークＲＰ、ＳＰ以外の任意の形状的な特徴の比較に基づいて、当該両波形ＷＦｒ、ＷＦｓの時間的遅延ΔＴが検出されてもよい。

【0038】

初期経路長設定部４２におけるサンプル波形計測初期経路長設定部４２１は、予備計測において検出されたリファレンス波形ＷＦｒに対するサンプル波形ＷＦｓの時間的遅延ΔＴを低減する方向に経路長変更部２５における経路長を調整し、サンプル波形ＷＦｓの計測開始時における初期経路長を設定する。ここで、経路長変更部２５における経路長は、前述のように、可動ミラー２５２の位置によって決まる。従って、サンプル波形計測初期経路長設定部４２１は、サンプル波形ＷＦｓの計測開始時における可動ミラー２５２の初期位置を設定する。

【0039】

図２（Ｂ）に模式的に示されるように、サンプル波形計測初期経路長設定部４２１は、図２（Ａ）における可動ミラー２５２の計測開始位置Ｐｓ’と異なる計測開始位置Ｐｓを、サンプル波形ＷＦｓの計測（および／または、サンプルＳと同種の不図示の対象物に照射された後の電磁波パルスＥＭＰ’の波形の本計測：以下同様）のために設定する。

【0040】

経路長変更部２５が検出パルスＤＰの経路長の変更のために設けられる図２の例では、サンプル波形計測初期経路長設定部４２１が、経路長変更部２５における検出パルスＤＰの経路長を短く調整し、サンプル波形ＷＦｓの計測開始時における可動ミラー２５２の初期位置Ｐｓ（図２（Ａ）における初期位置Ｐｓ’より左側）を設定する。一方、図示は省略するが、経路長変更部２５が発振パルスＯＰの経路長の変更のために設けられる場合、サンプル波形計測初期経路長設定部４２１が、経路長変更部２５における発振パルスＯＰの経路長を長く調整し、サンプル波形ＷＦｓの計測開始時における可動ミラー２５２の初期位置Ｐｓ（変更前の初期位置Ｐｓ’より右側）を設定する。

【0041】

なお、初期経路長設定部４２におけるリファレンス波形計測初期経路長設定部４２２は、図２（Ａ）と同じリファレンス波形ＷＦｒの計測開始時における初期経路長、すなわち、リファレンス波形ＷＦｒの計測開始時における可動ミラー２５２の初期位置Ｐｓ’を設定してもよい。このように、本実施形態の初期経路長設定部４２によれば、リファレンス波形ＷＦｒの計測開始時における初期経路長（図２（Ａ）における可動ミラー２５２の初期位置Ｐｓ’）を、サンプル波形ＷＦｓの計測開始時における初期経路長（図２（Ｂ）における可動ミラー２５２の初期位置Ｐｓ）と異なるように設定してもよい。

【0042】

以上のようなサンプル波形計測初期経路長設定部４２１による初期経路長（可動ミラー２５２の初期位置Ｐｓ）の設定の結果、図２（Ｂ）に模式的に示されるように、設定前の図２（Ａ）ではリファレンス波形ＷＦｒから大きく遅れていたサンプル波形ＷＦｓが、リファレンス波形ＷＦｒに近づく。好ましくは、図２（Ｂ）に示されるように、サンプル波形計測初期経路長設定部４２１による適切な設定の結果、両波形ＷＦｒ、ＷＦｓ（特に、ピークＲＰ、ＳＰ）の間の時間的距離ΔＴが略零になる。この場合、波形計測部３によって計測されるサンプル波形ＷＦｓおよびリファレンス波形ＷＦｒ（図２（Ｂ））において、両ピークＳＰ、ＲＰおよび／または両波形ＷＦｓ、ＷＦｒ全体が重複または略一致する。

【0043】

前述のように、サンプル波形計測初期経路長設定部４２１による設定前の図２（Ａ）では、リファレンス波形ＷＦｒより遅れて現れるサンプル波形ＷＦｓを捕捉するために、リファレンスピークＲＰより後の後計測期間Ｔｂ’を長く設定しておく必要があった。これに対して、サンプル波形計測初期経路長設定部４２１による設定後の図２（Ｂ）では、リファレンス波形ＷＦｒとサンプル波形ＷＦｓの間の時間的遅延ΔＴが大幅に低減されているため、互いに略一致するリファレンスピークＲＰおよびサンプルピークＳＰの後計測期間Ｔｂを、図２（Ａ）における後計測期間Ｔｂ’より有意に小さくできる。このように、波形計測部３によるサンプル波形ＷＦｓおよびリファレンス波形ＷＦｒの時間領域における波形計測範囲（Ｔａ＋Ｔｂ）を、図２（Ａ）（Ｔａ＋Ｔｂ’）より小さくできる（図２の例では、ΔＴに相当する約「3ps」の短縮が可能）。このことは、経路長変更部２５における経路長の総変更距離（あるいは、図２（Ｂ）における可動ミラー２５２の総移動距離（波形計測範囲）ΔＰ＝Ｐｅ－Ｐｓ）を小さくすることと等価であり、リファレンス波形ＷＦｒおよびサンプル波形ＷＦｓの各計測時間を短縮できる。

【0044】

図２（Ｂ）に示されるように、リファレンス波形ＷＦｒおよびサンプル波形ＷＦｓの各計測時間は「Ｔａ＋Ｔｂ」は実質的に同じである。この計測時間は、ピーク探索部４１によって検出されるリファレンスピークＲＰおよび／またはサンプルピークＳＰより前の共通の前計測期間Ｔａと、ピーク探索部４１によって検出されるリファレンスピークＲＰおよび／またはサンプルピークＳＰより後の共通の後計測期間Ｔｂの和として、波形計測長設定部４３によって設定されてもよい。波形計測長設定部４３は、前計測期間Ｔａを個別に設定する前計測期間設定部４３１と、後計測期間Ｔｂを個別に設定する後計測期間設定部４３２と、を備えてもよい。前計測期間設定部４３１および／または後計測期間設定部４３２は、リファレンス波形ＷＦｒおよびサンプル波形ＷＦｓを適切に捕捉できる前計測期間Ｔａおよび／または後計測期間Ｔｂを自動的に設定してもよいが、図１の例ではユーザが操作可能なコンピュータ等によって構成されるユーザ入力部５を通じてマニュアルで設定する。

【0045】

なお、リファレンス波形ＷＦｒおよびサンプル波形ＷＦｓの計測において、図２（Ｂ）における最適化後の計測時間（Ｔａ＋Ｔｂ）が実質的に同じであるのに対し、前述のように可動ミラー２５２の初期位置は異なる。すなわち、リファレンス波形ＷＦｒの計測開始時における可動ミラー２５２の初期位置は図２（Ａ）に示される「Ｐｓ’」であり（但し、総移動距離は、図２（Ａ）に示される「ΔＰ’」ではなく、図２（Ｂ）に示される「ΔＰ」である）、サンプル波形ＷＦｓの計測開始時における可動ミラー２５２の初期位置は図２（Ｂ）に示される「Ｐｓ」である。

【0046】

以上のように、本実施形態では、波形計測範囲設定部４または初期経路長設定部４２が、互いに略一致するサンプルピークＳＰおよびリファレンスピークＲＰより共通の前計測期間Ｔａだけ前にサンプル波形ＷＦｓおよびリファレンス波形ＷＦｒの計測が開始されるような初期経路長（サンプル波形ＷＦｓに対する初期位置「Ｐｓ」およびリファレンス波形ＷＦｒに対する初期位置「Ｐｓ’」）を設定する。そして、サンプル波形計測部３１は、サンプルピークＳＰより共通の前計測期間Ｔａだけ前から、当該サンプルピークＳＰより共通の後計測期間Ｔｂだけ後まで、サンプル波形ＷＦｓを計測し、リファレンス波形計測部３２は、リファレンスピークＲＰより共通の前計測期間Ｔａだけ前から、当該リファレンスピークＲＰより共通の後計測期間Ｔｂだけ後まで、リファレンス波形ＷＦｒを計測する。

【0047】

以上のような本実施形態によれば、リファレンス波形ＷＦｒに対するサンプル波形ＷＦｓの時間的遅延ΔＴが低減されるように、当該サンプル波形ＷＦｓの計測開始時における初期経路長（可動ミラー２５２の初期位置Ｐｓ）が設定される。この結果、リファレンス波形ＷＦｒおよびサンプル波形ＷＦｓの時間差が小さくなる（好ましくは、略零になる）ため、時間領域におけるサンプル波形ＷＦｓおよびリファレンス波形ＷＦｒの計測範囲（図２（Ｂ）における、Ｔａ＋Ｔｂ）またはサンプル波形ＷＦｓおよびリファレンス波形ＷＦｒの計測時における経路長変更部２５の経路長の総変更距離（図２（Ｂ）における、ΔＰ）を従来より小さく設定でき、サンプル波形ＷＦｓおよびリファレンス波形ＷＦｒの計測時間を短縮できる。

【0048】

また、図２（Ａ）の例では、リファレンス波形ＷＦｒおよびサンプル波形ＷＦｓの両方が波形計測範囲（Ｔａ＋Ｔｂ’）に含まれるものの、それぞれのピークＲＰおよびＳＰが互いにずれているため、リファレンス波形ＷＦｒでは相対的にリファレンスピークＲＰ後の計測期間（Ｔｂ’）が長く、サンプル波形ＷＦｓでは相対的にサンプルピークＳＰ前の計測期間が長くなっていた。このように、リファレンス波形ＷＦｒおよびサンプル波形ＷＦｓの計測範囲は完全に一致しておらず、両者の厳密な比較に支障を及ぼす可能性があると共に、波形計測範囲（Ｔａ＋Ｔｂ’）以降に含まれうるサンプル波形ＷＦｓの有益な情報を捕捉できない恐れがあった。これに対して、図２（Ｂ）の例では、リファレンスピークＲＰおよびサンプルピークＳＰが略一致しているため、当該各ピークＲＰ、ＳＰ前後の実質的に等しい期間（ＴａおよびＴｂ）に亘って各波形ＷＦｒ、ＷＦｓを計測できる。このため、両波形ＷＦｒ、ＷＦｓの厳密な比較が可能になると共に、一方の波形（特に、サンプル波形ＷＦｓ）のみで有益な情報が欠落するという事態も回避できる。

【0049】

テラヘルツ時間領域分光法において知られているように、サンプル波形計測部３１によって計測されるサンプル波形ＷＦｓ（および／または、サンプルＳと同種の不図示の対象物に照射された後の電磁波パルスＥＭＰ’の本計測に係る波形）と、リファレンス波形計測部３２によって計測されるリファレンス波形ＷＦｒ（サンプルＳに照射される前の電磁波パルスＥＭＰの波形と実質的に同じ）の比較に基づいて、サンプルＳ（および／または、サンプルＳと同種の不図示の対象物）の各種の特性や内部状態を計測できる。

【0050】

例えば、図２（Ｂ）に示されるグラフでは、リファレンス波形ＷＦｒとサンプル波形ＷＦｓの位相変化（図２（Ａ）における時間的遅延ΔＴに相当）に関する情報は見かけ上失われているが、振幅変化に関する情報は残っている。例えば、この振幅変化（典型的には、リファレンスピークＲＰからサンプルピークＳＰへの減少）に基づいて、サンプルＳの吸光度等が計測され、サンプルＳの特性や内部状態が推定される。また、図２（Ｂ）では見かけ上失われているリファレンス波形ＷＦｒとサンプル波形ＷＦｓの位相変化の情報も、サンプル波形計測初期経路長設定部４２１によって設定された初期経路長（図２（Ｂ）における計測開始位置Ｐｓと、図２（Ａ）における計測開始位置Ｐｓ’の差）として保存されているため、引き続き活用できる。

【0051】

また、例えば、サンプルＳの屈折率異方性や誘電率異方性の計測においては、互いに異なる偏光（例えば、水平偏光と垂直偏光）を有する複数種類の電磁波パルスＥＭＰまたは発振パルスＯＰが利用される。この場合、図２（Ｂ）における最適化は、一の偏光（例えば、水平偏光）の電磁波パルスＥＭＰについて行われる。このため、当該一の偏光の電磁波パルスＥＭＰについては、図２（Ｂ）に示されるような、リファレンスピークＲＰおよびサンプルピークＳＰが略一致した波形ＷＦｒ、ＷＦｓが得られる。一方、図示は省略するが、他の偏光（例えば、垂直偏光）の電磁波パルスＥＭＰについては、典型的な場合、サンプルＳの異方性のためにリファレンスピークＲＰおよびサンプルピークＳＰが僅かにずれて現れる（図２（Ａ）における時間的遅延ΔＴより小さいずれ）。このような他の偏光の電磁波パルスＥＭＰについての波形ＷＦｒ、ＷＦｓの僅かなずれに基づいて、サンプルＳの屈折率異方性や誘電率異方性等が計測され、サンプルＳの特性や内部状態が推定される。

【0052】

図３は、以上のような偏光計測の例を示すフローチャートである。この図では、便宜的に、サンプルＳに対する予備計測と、サンプルＳと同種の対象物（不図示）に対する本計測が、一つのフローチャートにおける一連の処理として示されている。しかし、予備計測と本計測は例えば別の日時における別の処理として実行されてもよい。なお、フローチャートにおける「Ｓ」は、ステップまたは処理を意味する。Ｓ１～Ｓ７がサンプルＳの予備計測に関する処理であり、Ｓ８～Ｓ１６が対象物の本計測に関する処理である。

【0053】

Ｓ１では、電磁波発振部２３が発振する電磁波パルスＥＭＰを第１偏光（例えば、水平偏光）に設定する。具体的には、第１偏光に対応する所望の姿勢（または、方向）で電磁波発振部２３の後段（および、サンプルＳの前段）に配置されるワイヤーグリッド偏光子等の不図示のサンプル前偏光部によって、サンプルＳに照射される電磁波パルスＥＭＰが第１偏光に設定される。なお、直線偏光である第１偏光の電磁波パルスＥＭＰは、サンプルＳを通過する際に典型的には楕円偏光に変わる。一方、後段の電磁波検出部２４では直線偏光のみが検出可能であるため、サンプルＳを通過した後の電磁波パルスＥＭＰ’の楕円偏光を直線偏光に変える不図示のサンプル後偏光部が設けられる。Ｓ２では、リファレンス波形計測部３２が、Ｓ１で設定された第１偏光の電磁波パルスＥＭＰのリファレンス波形ＷＦｒを計測する。なお、予備計測（Ｓ１～Ｓ７）では、後述するＳ５においてリファレンスピークＲＰが検出されればよいため、Ｓ２においては図２に示されるようなリファレンス波形ＷＦｒ全体を計測しなくてもよい。例えば、図２（Ａ）における原点（可動ミラー２５２の初期位置Ｐｓ’に相当）からリファレンスピークＲＰが検出されるまでのリファレンス波形ＷＦｒの部分波形が計測されてもよい。

【0054】

Ｓ３では、サンプルＳが設置される。Ｓ４では、サンプル波形計測部３１が、Ｓ１で設定された第１偏光の電磁波パルスＥＭＰ’のサンプル波形ＷＦｓを計測する。なお、予備計測（Ｓ１～Ｓ７）では、後述するＳ５においてサンプルピークＳＰが検出されればよいため、Ｓ４においては図２に示されるようなサンプル波形ＷＦｓ全体を計測する必要はない。ここで、サンプルＳの材料、厚さ、屈折率等の基本的な構成がある程度分かっている場合には、図２（Ａ）に示されるような時間的遅延ΔＴをある程度予測できるため、Ｓ４ではサンプルピークＳＰが現れる可能性が高い範囲（予測された時間的遅延ΔＴの近傍）に絞って、サンプル波形ＷＦｓの一部のみを計測すればよい。

【0055】

Ｓ５では、ピーク探索部４１が、Ｓ２で計測されたリファレンス波形ＷＦｒにおけるリファレンスピークＲＰおよびＳ４で計測されたサンプル波形ＷＦｓにおけるサンプルピークＳＰを探索または特定する。Ｓ６では、サンプル波形計測初期経路長設定部４２１が、Ｓ５で特定されたリファレンスピークＲＰおよびサンプルピークＳＰの時間差ΔＴを低減する方向に経路長変更部２５における経路長を調整し、サンプル波形ＷＦｓの本計測（後述するＳ１０およびＳ１５）開始時における初期経路長を設定する。前述のように、図２（Ｂ）の例では、サンプル波形計測初期経路長設定部４２１が、サンプル波形ＷＦｓの本計測開始時における可動ミラー２５２の初期位置（Ｐｓ）を設定する。なお、リファレンス波形計測初期経路長設定部４２２は、Ｓ２におけるリファレンス波形ＷＦｓの予備計測開始時における初期経路長（図２（Ａ）における可動ミラー２５２の初期位置Ｐｓ’に相当）を、リファレンス波形ＷＦｒの本計測（後述するＳ８およびＳ１３）開始時における初期経路長として設定する。

【0056】

Ｓ７では、予備計測の最終ステップとして、サンプルＳが撤去される。このように、予備計測はＳ１で設定された第１偏光について行われればよく、第１偏光と異なる第２偏光（例えば、垂直偏光）については予備計測が行われなくてもよい。

【0057】

Ｓ８では、リファレンス波形計測部３２が、Ｓ６で設定された初期経路長（可動ミラー２５２の初期位置Ｐｓ’）に基づいて、Ｓ１で設定された第１偏光の電磁波パルスＥＭＰのリファレンス波形ＷＦｒを計測する。なお、Ｓ８は予備計測におけるＳ２と実質的に同じであるため、Ｓ２でリファレンス波形ＷＦｒの全体が計測されている場合には、Ｓ８を重複して実行しなくてもよい。

【0058】

Ｓ９では、サンプルＳと同種の検査対象物が設置される。Ｓ１０では、サンプル波形計測部３１が、Ｓ６で設定された初期経路長（可動ミラー２５２の初期位置Ｐｓ）に基づいて、Ｓ１で設定された第１偏光の電磁波パルスＥＭＰ’のサンプル波形ＷＦｓを計測する。Ｓ８およびＳ１０における第１偏光の電磁波パルスＥＭＰの波形計測の結果、図２（Ｂ）に示されるような互いに重複したリファレンス波形ＷＦｒおよびサンプル波形ＷＦｓが得られる。Ｓ１１では、検査対象物が一旦撤去される。

【0059】

Ｓ１２では、電磁波発振部２３が発振する電磁波パルスＥＭＰを第１偏光と異なる第２偏光（例えば、垂直偏光）に設定する。具体的には、第２偏光に対応する所望の姿勢（または、方向）で電磁波発振部２３の後段（および、サンプルＳの前段）に配置されるワイヤーグリッド偏光子等の不図示のサンプル前偏光部によって、サンプルＳに照射される電磁波パルスＥＭＰが第２偏光に設定される。なお、直線偏光である第２偏光の電磁波パルスＥＭＰは、サンプルＳを通過する際に典型的には楕円偏光に変わる。一方、後段の電磁波検出部２４では直線偏光のみが検出可能であるため、サンプルＳを通過した後の電磁波パルスＥＭＰ’の楕円偏光を直線偏光に変える不図示のサンプル後偏光部が設けられる。

【0060】

Ｓ１３では、リファレンス波形計測部３２が、Ｓ６で設定された初期経路長（可動ミラー２５２の初期位置Ｐｓ’）に基づいて、Ｓ１２で設定された第２偏光の電磁波パルスＥＭＰのリファレンス波形ＷＦｒを計測する。

【0061】

Ｓ１４では、Ｓ１１で一旦撤去された検査対象物が再設置される。Ｓ１５では、サンプル波形計測部３１が、Ｓ６で設定された初期経路長（可動ミラー２５２の初期位置Ｐｓ）に基づいて、Ｓ１２で設定された第２偏光の電磁波パルスＥＭＰ’のサンプル波形ＷＦｓを計測する。Ｓ１３およびＳ１５における第２偏光の電磁波パルスＥＭＰの波形計測の結果、リファレンス波形ＷＦｒおよびサンプル波形ＷＦｓ（不図示）が得られる。

【0062】

Ｓ１６では、Ｓ８およびＳ１０において得られた第１偏光の電磁波パルスＥＭＰのリファレンス波形ＷＦｒおよびサンプル波形ＷＦｓ（図２（Ｂ））における振幅等の比較、および／または、Ｓ１３およびＳ１５において得られた第２偏光の電磁波パルスＥＭＰのリファレンス波形ＷＦｒおよびサンプル波形ＷＦｓ（不図示）における振幅や位相等の比較に基づいて、検査対象物の特性や内部状態が多面的に検査または評価される。

【0063】

以上、本開示を実施形態に基づいて説明した。例示としての実施形態における各構成要素や各処理の組合せには様々な変形例が可能であり、そのような変形例が本開示の範囲に含まれることは当業者にとって自明である。

【0064】

なお、実施形態で説明した各装置や各方法の構成、作用、機能は、ハードウェア資源またはソフトウェア資源によって、あるいは、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働によって実現できる。ハードウェア資源としては、例えば、プロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種の集積回路を利用できる。ソフトウェア資源としては、例えば、オペレーティングシステム、アプリケーション等のプログラムを利用できる。

【符号の説明】

【0065】

１ 波形計測装置、２ 電磁波分光計測部、３ 波形計測部、４ 波形計測範囲設定部、５ ユーザ入力部、２１ 基本パルス生成部、２２ パルス分割部、２３ 電磁波発振部、２４ 電磁波検出部、２５ 経路長変更部、３１ サンプル波形計測部、３２ リファレンス波形計測部、４１ ピーク探索部、４２ 初期経路長設定部、４３ 波形計測長設定部、２５１ 固定ミラー、２５２ 可動ミラー、４２１ サンプル波形計測初期経路長設定部、４２２ リファレンス波形計測初期経路長設定部、４３１ 前計測期間設定部、４３２ 後計測期間設定部。

【図1】

【図2】

【図3】