(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-25
(45)【発行日】2024-11-05
(54)【発明の名称】テラヘルツ装置
(51)【国際特許分類】
H01P 1/00 20060101AFI20241028BHJP
H01P 5/08 20060101ALI20241028BHJP
H03B 7/08 20060101ALI20241028BHJP
【ＦＩ】
H01P1/00 B
H01P5/08 M
H03B7/08
【請求項の数】
26
(21)【出願番号】P 2021551711
(86)(22)【出願日】2020-10-09
(86)【国際出願番号】 JP2020038252
(87)【国際公開番号】W WO2021070921
(87)【国際公開日】2021-04-15
【審査請求日】2023-08-15
(31)【優先権主張番号】P 2019186699
(32)【優先日】2019-10-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000116024
【氏名又は名称】ローム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】金 在瑛
(72)【発明者】
【氏名】鶴田 一魁
(72)【発明者】
【氏名】西田 陽亮
【審査官】佐藤 当秀
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－２６８１６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／０７７９９４（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｐ １／００
Ｈ０１Ｐ ５／０８
Ｈ０３Ｂ ７／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
テラヘルツ帯の電磁波を発振及び放射するテラヘルツ素子と、前記電磁波を伝送する伝送領域を有する導波管と、
を備え、
前記テラヘルツ素子は、互いに反対側を向く素子主面及び素子裏面と、前記素子主面に前記電磁波を発振する発振点と前記電磁波を放射する放射点とを有し、
前記テラヘルツ素子は、前記発振点及び前記放射点が前記伝送領域内に配置されるように配置され、
前記テラヘルツ素子は、前記発振点に、前記電磁波と電気エネルギーとの変換を行う能動素子を有し、
前記テラヘルツ素子は、前記能動素子に接続され、前記素子主面と直交する方向を前記電磁波の放射方向とするアンテナを備え、
前記アンテナは、ダイポールアンテナ、ボータイアンテナ、スロットアンテナ、パッチアンテナ、リングアンテナのいずれかである
テラヘルツ装置。
【請求項2】
テラヘルツ帯の電磁波を発振及び放射するテラヘルツ素子と、
前記電磁波を伝送する伝送領域を有する導波管と、
を備え、
前記テラヘルツ素子は、互いに反対側を向く素子主面及び素子裏面と、前記素子主面に前記電磁波を発振する発振点と前記電磁波を放射する放射点とを有し、
前記テラヘルツ素子は、前記発振点及び前記放射点が前記伝送領域内に配置されるように配置され、
前記テラヘルツ素子は、前記発振点に、前記電磁波と電気エネルギーとの変換を行う能動素子を有し、
前記テラヘルツ素子は、前記能動素子に接続され、前記素子主面と平行な方向を前記電磁波の放射方向とするアンテナを備え、
前記アンテナは、テーパスロットアンテナ、八木・宇田アンテナ、ボータイアンテナ、ダイポールアンテナのいずれかである
テラヘルツ装置。
【請求項3】
前記テラヘルツ素子は、前記放射点が前記伝送領域の中心に位置するように配置されている、請求項１または２に記載のテラヘルツ装置。
【請求項4】
テラヘルツ帯の電磁波を伝送する伝送領域を有する導波管と、前記電磁波を受信及び検出するテラヘルツ素子と、
を備え、
前記テラヘルツ素子は、互いに反対側を向く素子主面及び素子裏面と、前記素子主面に前記電磁波を受信する受信点と前記電磁波を検出する検出点とを有し、
前記テラヘルツ素子は、前記受信点及び前記検出点が前記伝送領域内に配置されるように配置され、
前記テラヘルツ素子は、前記検出点に、前記電磁波と電気エネルギーとの変換を行う能動素子を有し、
前記テラヘルツ素子は、前記能動素子に接続され、前記素子主面と直交する方向を前記電磁波の受信方向とするアンテナを備え、
前記アンテナは、ダイポールアンテナ、ボータイアンテナ、スロットアンテナ、パッチアンテナ、リングアンテナのいずれかである
テラヘルツ装置。
【請求項5】
テラヘルツ帯の電磁波を伝送する伝送領域を有する導波管と、
前記電磁波を受信及び検出するテラヘルツ素子と、
を備え、
前記テラヘルツ素子は、互いに反対側を向く素子主面及び素子裏面と、前記素子主面に前記電磁波を受信する受信点と前記電磁波を検出する検出点とを有し、
前記テラヘルツ素子は、前記受信点及び前記検出点が前記伝送領域内に配置されるように配置され、
前記テラヘルツ素子は、前記検出点に、前記電磁波と電気エネルギーとの変換を行う能動素子を有し、
前記テラヘルツ素子は、前記能動素子に接続され、前記素子主面と平行な方向を前記電磁波の受信方向とするアンテナを備え、
前記アンテナは、テーパスロットアンテナ、八木・宇田アンテナ、ボータイアンテナ、ダイポールアンテナのいずれかである
テラヘルツ装置。
【請求項6】
前記テラヘルツ素子は、前記受信点が前記伝送領域の中心に位置するように配置されている、請求項４または５に記載のテラヘルツ装置。
【請求項7】
前記能動素子は、共鳴トンネルダイオード、タンネットダイオード、インパットダイオード、ＧａＡｓ系電界効果トランジスタ、ＧａＮ系ＦＥＴ、高電子移動度トランジスタ、ヘテロ接合バイポーラトランジスタのいずれかである請求項１～６のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【請求項8】
前記伝送領域の側を向く基板主面と、前記基板主面と反対側を向く基板裏面とを有し、前記テラヘルツ素子を支持する支持基板を備え、前記テラヘルツ素子は、前記基板主面に搭載されている、請求項１～７のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【請求項9】
テラヘルツ帯の電磁波を発振及び放射するテラヘルツ素子と、
前記電磁波を伝送する伝送領域を有する導波管と、
を備え、
前記テラヘルツ素子は、互いに反対側を向く素子主面及び素子裏面と、前記素子主面に前記電磁波を発振する発振点と前記電磁波を放射する放射点とを有し、
前記テラヘルツ素子は、前記発振点及び前記放射点が前記伝送領域内に配置されるように配置され、
前記伝送領域の側を向く基板主面と、前記基板主面と反対側を向く基板裏面とを有し、前記テラヘルツ素子を支持する支持基板を備え、
前記テラヘルツ素子は、前記基板主面に搭載されている
テラヘルツ装置。
【請求項10】
前記テラヘルツ素子は、前記放射点が前記伝送領域の中心に位置するように配置されている、請求項９に記載のテラヘルツ装置。
【請求項11】
前記テラヘルツ素子は、前記発振点に、前記電磁波と電気エネルギーとの変換を行う能動素子を有する
請求項９または１０に記載のテラヘルツ装置。
【請求項12】
前記テラヘルツ素子は、前記能動素子に接続され、前記素子主面と直交する方向を前記電磁波の放射方向とするアンテナを備える
請求項１１に記載のテラヘルツ装置。
【請求項13】
前記テラヘルツ素子は、前記能動素子に接続され、前記素子主面と平行な方向を前記電磁波の放射方向とするアンテナを備える
請求項１１に記載のテラヘルツ装置。
【請求項14】
テラヘルツ帯の電磁波を伝送する伝送領域を有する導波管と、
前記電磁波を受信及び検出するテラヘルツ素子と、
を備え、
前記テラヘルツ素子は、互いに反対側を向く素子主面及び素子裏面と、前記素子主面に前記電磁波を受信する受信点と前記電磁波を検出する検出点とを有し、
前記テラヘルツ素子は、前記受信点及び前記検出点が前記伝送領域内に配置されるように配置され、
前記伝送領域の側を向く基板主面と、前記基板主面と反対側を向く基板裏面とを有し、前記テラヘルツ素子を支持する支持基板を備え、
前記テラヘルツ素子は、前記基板主面に搭載されている
テラヘルツ装置。
【請求項15】
前記テラヘルツ素子は、前記受信点が前記伝送領域の中心に位置するように配置されている、請求項１４に記載のテラヘルツ装置。
【請求項16】
前記テラヘルツ素子は、前記検出点に、前記電磁波と電気エネルギーとの変換を行う能動素子を有する、請求項１４又は請求項１５に記載のテラヘルツ装置。
【請求項17】
前記テラヘルツ素子は、前記能動素子に接続され、前記素子主面と直交する方向を前記電磁波の受信方向とするアンテナを備えた、請求項１６に記載のテラヘルツ装置。
【請求項18】
前記テラヘルツ素子は、前記能動素子に接続され、前記素子主面と平行な方向を前記電磁波の受信方向とするアンテナを備えた、請求項１６に記載のテラヘルツ装置。
【請求項19】
前記能動素子は、共鳴トンネルダイオード、タンネットダイオード、インパットダイオード、ＧａＡｓ系電界効果トランジスタ、ＧａＮ系ＦＥＴ、高電子移動度トランジスタ、ヘテロ接合バイポーラトランジスタのいずれかである請求項１１～１３，１６～１８のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【請求項20】
前記アンテナは、ダイポールアンテナ、ボータイアンテナ、スロットアンテナ、パッチアンテナ、リングアンテナのいずれかである
請求項１２または１７に記載のテラヘルツ装置。
【請求項21】
前記アンテナは、テーパスロットアンテナ、八木・宇田アンテナ、ボータイアンテナ、ダイポールアンテナのいずれかである
請求項１３または１８に記載のテラヘルツ装置。
【請求項22】
前記支持基板は、前記テラヘルツ素子に接続される伝送線路を有する請求項８～２１のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【請求項23】
前記伝送線路は、前記テラヘルツ素子に接続される主導体を含み、前記導波管は、前記主導体が形成された前記支持基板の面の側に、前記主導体に沿って延び、前記主導体を囲む溝部を有する、請求項２２に記載のテラヘルツ装置。
【請求項24】
前記支持基板は、前記伝送領域に配置され、前記テラヘルツ素子を支持する支持部と、前記支持部を前記導波管に固定する固定部とを有し、前記支持部は、前記導波管の伝送領域の大きさに設定されている
請求項２３に記載のテラヘルツ装置。
【請求項25】
前記導波管内において前記電磁波が伝送される伝送方向である第１方向と直交する方向を第２方向、前記伝送方向及び前記第２方向と直交する方向を第３方向としたとき、前記支持部は、前記第２方向の寸法に対して前記第３方向の寸法が短い長方形状であり、
前記固定部は、前記支持部に対して前記第２方向に接続されている、
請求項２４に記載のテラヘルツ装置。
【請求項26】
前記固定部は第１の固定部と第２の固定部とを備え、前記第１の固定部は、前記支持部に対して前記第２方向に接続され、前記第２の固定部は、前記支持部に対して前記第１の固定部と反対側に接続されている、請求項２５に記載のテラヘルツ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、テラヘルツ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えばミリ波を超える高周波の信号の伝搬には、通常、低損失の中空導波管が用いられる。高周波の電気信号を生成する半導体チップは、導波管の外に設けられたキャビティに収容され、先端が導波管内に挿入された伝送線路と接続される。高周波の電気信号は、半導体チップから伝送線路を介してその先端のアンテナに伝達され、アンテナから電磁波として送出される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１７－１４３３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記のような構成では、伝送線路における信号の減衰が生じ、導波管に対する結合効率が低くなる場合がある。
【0005】
本開示の目的は、効率の高い結合が得られるテラヘルツ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様であるテラヘルツ装置は、テラヘルツ帯の電磁波を発振及び放射するテラヘルツ素子と、前記電磁波を伝送する伝送領域を有する導波管と、を備え、前記テラヘルツ素子は、互いに反対側を向く素子主面及び素子裏面と、前記素子主面に前記電磁波を発振する発振点と前記電磁波を放射する放射点とを有し、前記テラヘルツ素子は、前記発振点及び前記放射点が前記伝送領域内に配置されるように配置されている。
【0007】
この構成によれば、テラヘルツ素子の発振点及び放射点が導波管の伝送領域内に配置されるため、テラヘルツ素子から導波管の伝送領域内に電磁波が直接放射され、導波管とテラヘルツ素子との間に効率の高い結合が得られる。
【0008】
本開示の一態様であるテラヘルツ装置は、テラヘルツ帯の電磁波を伝送する伝送領域を有する導波管と、前記電磁波を受信及び検出するテラヘルツ素子と、を備え、前記テラヘルツ素子は、互いに反対側を向く素子主面及び素子裏面と、前記素子主面に前記電磁波を受信する受信点と前記電磁波を検出する検出点とを有し、前記テラヘルツ素子は、前記受信点及び前記検出点が前記伝送領域内に配置されるように配置されている。
【0009】
この構成によれば、テラヘルツ素子の受信点及び検出点が導波管の伝送領域内に配置されるため、導波管を伝播する電磁波がテラヘルツ素子にて直接受信及び検出され、導波管とテラヘルツ素子との間に効率の高い結合が得られる。
【発明の効果】
【0010】
本開示の一態様であるテラヘルツ装置によれば、導波管とテラヘルツ素子とにおいて効率の高い結合が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第一実施形態のテラヘルツ装置を示す正面断面図。
【図2】第一実施形態のテラヘルツ装置を示す側面断面図。
【図3】第一実施形態の支持基板及びテラヘルツ素子を示す平面図。
【図5】能動素子およびその周辺を模式的に示す端面図。
【図6】能動素子の断面構造を拡大して示す端面図。
【図7】第一実施形態のテラヘルツ装置における位相整合の説明図。
【図8】第二実施形態のテラヘルツ装置を示す正面断面図。
【図9】第二実施形態のテラヘルツ装置を示す側面断面図。
【図10】第二実施形態の支持基板及びテラヘルツ素子を示す平面図。
【図11】第二実施形態のテラヘルツ装置における位相整合の説明図。
【図12】第三実施形態のテラヘルツ装置を示す正面断面図。
【図13】第三実施形態のテラヘルツ装置の一部拡大説明図。
【図14】第三実施形態のテラヘルツ装置を示す側面断面図。
【図15】変更例のテラヘルツ装置を示す正面断面図。
【図18】変更例のテラヘルツ装置を示す正面断面図。
【図21】変更例のテラヘルツ装置を示す正面断面図。
【図22】変更例のテラヘルツ装置を示す正面断面図。
【図23】変更例のテラヘルツ装置を示す正面断面図。
【図24】変更例のテラヘルツ装置を示す正面断面図。
【図25】変更例のテラヘルツ装置を示す正面断面図。
【図26】変更例のテラヘルツ装置を示す正面断面図。
【図27】変更例のテラヘルツ装置を示す正面断面図。
【図28】変更例のテラヘルツ装置を示す正面断面図。
【図29】変更例のテラヘルツ装置を示す正面断面図。
【図30】変更例のテラヘルツ装置を示す正面断面図。
【図31】変更例の支持基板を示す平面図。
【図32】変更例の支持基板を示す平面図。
【図33】変更例の支持基板を示す平面図。
【図34】変更例の支持基板を備えたテラヘルツ装置を示す正面断面図。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、実施形態及び変更例について図面を参照して説明する。以下に示す実施形態及び変更例は、技術的思想を具体化するための構成や方法を例示するものであって、各構成部品の材質、形状、構造、配置、寸法等を下記のものに限定するものではない。以下の各実施形態及び変更例は、種々の変更を加えることができる。また、以下の実施形態及び変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【0013】
（第一実施形態）
以下、第一実施形態を説明する。
以下、第一実施形態を説明する。
【0014】
【0015】
導波管１０は、電磁波を伝送させる中空金属管である。導波管１０は、例えば方形導波管である。
【0016】
テラヘルツ素子５０は、テラヘルツ帯の電磁波と電気エネルギーとの変換を行う素子である。なお、電磁波とは、光および電波のいずれか一方あるいは両方の概念を含むものとしている。テラヘルツ素子５０は、発振により、供給される電気エネルギーをテラヘルツ帯の電磁波に変換する。これにより、テラヘルツ素子５０は、テラヘルツ帯の電磁波、換言すればテラヘルツ波を放射する。電磁波の周波数は、例えば０．１Ｔｈｚ～１０Ｔｈｚである。また、テラヘルツ素子５０は、テラヘルツ帯の電磁波を受信し、その電磁波を電気エネルギーに変換する。これにより、テラヘルツ素子５０は、テラヘルツ波を検出する。
【0017】
テラヘルツ素子５０は、導波管１０内に設けられている。開示のテラヘルツ装置Ａ１は、電磁波を伝送させる導波管１０と、導波管１０に結合されたテラヘルツ素子５０とを有する。説明の便宜上、導波管１０における電磁波の伝送方向を第１方向ｚとする。第１方向ｚは、導波管１０が有する伝送領域１０１が延びる方向である。また、第１方向ｚに直交し、かつ、互いに直交する方向を第２方向ｘ及び第３方向ｙとする。
【0018】
導波管１０は、アンテナ部１２、本体部１４、短絡部１６を有している。
【0019】
本体部１４は、第１方向ｚから視て、矩形の外形を有し、かつ中央に貫通孔１５を有する環状に形成されている。本体部１４は、テラヘルツ素子５０が放射又は受信する電磁波に対して非透過性を有する導体材料により形成されている。この材料として、銅（Ｃｕ）、Ｃｕ合金、アルミニウム（Ａｌ）、Ａｌ合金、等の金属、またはこれらの表面に金めっきを施したものを用いることができる。
【0020】
本体部１４は、主面１４１、裏面１４２、外側面１４３、１４４，１４５，１４６を有している。主面１４１と裏面１４２は、第１方向ｚにおいて、互いに反対側を向く。外側面１４３，１４４は、第２方向ｘにおいて互いに反対側を向く。図２に示すように、外側面１４５、１４６は、第３方向ｙにおいて互いに反対側を向く。主面１４１及び裏面１４２は、各外側面１４３～１４６と直交する。
【0021】
図１，図２に示すように、本体部１４は貫通孔１５を有している。貫通孔１５は、本体部１４の主面１４１から裏面１４２まで本体部１４を貫通している。貫通孔１５は、内側面１５１，１５２，１５３，１５４により規定される。内側面１５１，１５２は、第２方向ｘにおいて互いに対向する。図２に示すように、内側面１５３，１５４は、第３方向ｙにおいて互いに対向する。この貫通孔１５は、電磁波を伝送する伝送領域１０１として機能する。従って、以降の説明において、貫通孔１５を伝送領域１０１として説明する。つまり、伝送領域１０１は、本体部１４の内側面１５１～１５４により規定される。図３、図１４に示すように、本実施形態の伝送領域１０１は、第１方向ｚから視て長方形状である。つまり、本実施形態の導波管１０は、方形導波管である。
【0022】
図１，図２に示すように、第２方向ｘにおける伝送領域１０１の寸法ａと第３方向ｙにおける伝送領域１０１の寸法ｂ、つまり、内側面１５１，１５２間の距離と、内側面１５３，１５４間の距離は、導波管１０のモードによって規定される。本実施形態において、第２方向ｘにおける伝送領域１０１の寸法ａは、第３方向ｙにおける伝送領域１０１の寸法距離ｂよりも大きい。つまり、本実施形態の伝送領域１０１は、第２方向ｘを長辺方向、第３方向ｙを短辺方向とする長方形状である。導波管１０のモードは、例えばＴＥ１０モードである。なお、導波管１０のモードは適宜変更されてもよい。
【0023】
本体部１４は、溝部１４７を有している。溝部１４７は、本体部１４の裏面１４２から主面１４１に向けて窪むように形成されている。溝部１４７は、本体部１４の外側面１４３から内側面１５１まで延びている。溝部１４７は、第２方向ｘから視て例えば半円状の断面を有するように形成されている。溝部１４７は、後述する支持基板３０に設けられた給電用線路３１の主導体３１１に沿って延び、主導体３１１を囲むように形成されている。従って、本体部１４は、主導体３１１に対して非接触となる。なお、溝部１４７は、本体部１４に対して主導体３１１が非接触であればよく、その断面形状は四角形状、三角形状、等の任意の形状に変更できる。
【0024】
短絡部１６は、本体部１４の裏面１４２に取付けられている。短絡部１６は、テラヘルツ素子５０が放射又は受信する電磁波に対して非透過性を有する導体材料により形成されている。この材料として、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｌ、Ａｌ合金、等の金属、またはこれらの表面に金めっきを施したものを用いることができる。
【0025】
短絡部１６は、直方体状に形成されている。短絡部１６は、主面１６１、裏面１６２、外側面１６３，１６４，１６５，１６６を有している。主面１６１と裏面１６２は、第１方向ｚにおいて、互いに反対側を向く。外側面１６３，１６４は、第２方向ｘにおいて互いに反対側を向く。図２に示すように、外側面１６５，１６６は、第３方向ｙにおいて互いに反対側を向く。
【0026】
短絡部１６の主面１６１は、本体部１４の裏面１４２と対向し、裏面１４２に取付けられる。短絡部１６は、例えば、導電性を有する接着材、フランジ、等によって、本体部１４と接続される。また、短絡部１６は、本体部１４と互いに接続された一体物として形成されてもよい。
【0027】
この短絡部１６は、本体部１４を貫通する伝送領域１０１の一方を閉塞する。これにより、導波管１０は、伝送領域１０１を、一方が開口し他方が短絡された導波管路として有する。
【0028】
図１、図２に示すように、短絡部１６は、支持基板３０に対応する基板収容凹部１６７を有している。図１に示すように、基板収容凹部１６７は、第２方向ｘに沿って、短絡部１６の外側面１６３から外側面１６４まで延びている。なお、支持基板３０の第２方向ｘの寸法は、短絡部１６の第２方向ｘの寸法と同一としているが、支持基板３０は、導波管１０の伝送領域１０１内にテラヘルツ素子５０の発振点Ｐ１及び放射点Ｐ２を配置できればよく、支持基板３０の第２方向ｘの寸法は適宜変更されてもよい。そして、短絡部１６の基板収容凹部１６７は、支持基板３０を収容するように、外側面１６３から外側面１６４に向かって支持基板３０の寸法だけ延びていればよい。
【0029】
図２に示すように、基板収容凹部１６７は、壁面１６７ａ，１６７ｂと底面１６７ｃとにより規定される。図２に示すように、壁面１６７ａ，１６７ｂは、第３方向ｙにおいて互いに対向している。底面１６７ｃは、第１方向ｚにおいて、本体部１４の側を向く。なお、基板収容凹部１６７は、本体部１４に設けられても良い。
【0030】
図１、図２に示すように、短絡部１６は、バックショート部１７を有している。バックショート部１７は、短絡部１６に形成された内側面１７１，１７２，１７３，１７４と底面１７５とにより規定される凹部である。内側面１７１，１７２は、第２方向ｘにおいて互いに対向する。図２に示すように、内側面１７３，１７４は、第３方向ｙにおいて互いに対向する。底面１７５は、第１方向ｚにおいて、本体部１４の側を向く。第一実施形態において、第１方向ｚから視て、バックショート部１７の各内側面１７１～１７４は、本体部１４の伝送領域１０１を規定する内側面１５１～１５４と同じ位置にある。つまり、第１方向ｚから視て、バックショート部１７は、伝送領域１０１と同じ大きさである。
【0031】
図１、図２に示すように、アンテナ部１２は、本体部１４に対して、短絡部１６の反対側に設けられている。アンテナ部１２は、テラヘルツ素子５０が放射する電磁波に対して非透過性を有する導体材料により形成されている。この材料として、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｌ、Ａｌ合金、等の金属、またはこれらの表面に金めっきを施したものを用いることができる。
【0032】
アンテナ部１２は、主面１２１、裏面１２２、外側面１２３，１２４，１２５，１２６を有している。主面１２１と裏面１２２は、第１方向ｚにおいて、互いに反対側を向く。外側面１２３，１２４は、第２方向ｘにおいて互いに反対側を向く。図２に示すように、外側面１２５、１２６は、第３方向ｙにおいて互いに反対側を向く。主面１２１及び裏面１２２は、各外側面１２３～１２６と直交する。
【0033】
アンテナ部１２は、主面１２１から裏面１２２まで貫通する貫通孔１３を有している。貫通孔１３は、内側面１３１，１３２，１３３，１３４により規定される。内側面１３１，１３２は、第２方向ｘを向き、内側面１３３，１３４は、第３方向ｙを向く。
【0034】
アンテナ部１２の裏面１２２は、本体部１４の主面１４１と対向し、主面１４１と接続されている。アンテナ部１２と本体部１４とは、例えば導電性を有する接着材、それぞれが有するフランジ部により互いに接続されている。なお、アンテナ部１２と本体部１４とが互いに接続された一体物として形成されてもよい。
【0035】
アンテナ部１２の裏面１２２における貫通孔１３の開口径は、本体部１４の主面１４１における伝送領域１０１の開口径と等しい。貫通孔１３を規定する内側面１３１，１３２は、アンテナ部１２の裏面１２２から主面１２１に向かうにつれて互いの間隔が大きくなるように傾斜している。図２に示すように、貫通孔１３を規定する内側面１３３，１３４は、アンテナ部１２の裏面１２２から主面１２１に向かうにつれて互いの間隔が大きくなるように傾斜している。このアンテナ部１２は、ホーンアンテナとして機能する。なお、アンテナ部１２は省略されてもよい。
【0036】
【0037】
支持基板３０は、テラヘルツ素子５０が放射する電磁波、又はテラヘルツ素子５０が受信する電磁波を透過する材料で形成されている。本実施形態では、支持基板３０は、誘電体で形成されている。誘電体としては、例えば石英ガラス等のガラス、サファイア、エポキシ樹脂等の合成樹脂、Ｓｉ（シリコン）等の単結晶の真性半導体を用いることができ、本実施形態では石英ガラスが用いられている。
【0038】
【0039】
基板主面３０１と基板裏面３０２は、第１方向ｚにおいて、互いに反対側を向く。基板側面３０３，３０４は、第２方向ｘにおいて、互いに反対側を向く。図２に示すように、基板側面３０５，３０６は、第３方向ｙにおいて互いに反対側を向く。支持基板３０は、基板主面３０１が本体部１４の側を向き、基板側面３０５，３０６及び基板裏面３０２が短絡部１６の基板収容凹部１６７の壁面１６７ａ，１６７ｂ及び底面１６７ｃと接触または接着材などの中間層を介して対向している状態で短絡部１６に取付けられている。つまり、支持基板３０は、基板主面３０１及び基板裏面３０２を、導波管１０の中心軸１０２と直交するように、導波管１０に取着されている。中心軸１０２は、第１方向ｚから視て、導波管１０の本体部１４が有する伝送領域１０１の中心である。
【0040】
支持基板３０は、テラヘルツ素子５０に接続される伝送線路としての給電用線路３１を有している。本実施形態の給電用線路３１は、コプレーナ線路である。なお、給電用線路３１として、マイクロストリップ線路、ストリップ線路、スロット線路、等とすることもできる。
【0041】
図３に示すように、本実施形態の給電用線路３１は、支持基板３０の基板主面に形成された主導体３１１、接地導体３１２，３１３を備える。主導体３１１は、第２方向ｘに延びている。接地導体３１２，３１３は、主導体３１１の両側に設けられている。主導体３１１及び接地導体３１２，３１３は、例えばＣｕにより形成されている。主導体３１１は、支持基板３０の基板側面３０３に配置されたコネクタ３２の芯線と接続されている。コネクタ３２は、高周波信号を伝達可能なものであり、例えばＳＭＡコネクタである。コネクタ３２のハウジングは、導波管１０の本体部１４と接続されている。接地導体３１２，３１３は、導波管１０の本体部１４の裏面１４２と接触し、本体部１４と電気的に接続されている。
【0042】
図１及び図２に示すように、テラヘルツ素子５０は、第１方向ｚから視て矩形の板状である。テラヘルツ素子５０は、第１方向ｚから視て例えば正方形状である。なお、テラヘルツ素子５０の形状は、矩形状に限定されず、円形状、楕円形状、あるいは多角形状であってもよい。
【0043】
テラヘルツ素子５０は、素子主面５０１、素子裏面５０２、素子側面５０３，５０４，５０５，５０６を有している。素子主面５０１と素子裏面５０２は、テラヘルツ素子５０の厚さ方向において互いに反対側を向く。
【0044】
図１～図４に示すように、テラヘルツ素子５０は、支持基板３０に搭載されている。本実施形態のテラヘルツ素子５０は、素子裏面５０２が基板主面３０１に対して接触または中間層を介して対向している状態で支持基板３０に取付けられている。
【0045】
テラヘルツ素子５０は、素子主面５０１及び素子裏面５０２と垂直な方向、つまりテラヘルツ素子５０の厚さ方向となる第１方向ｚに向けて電磁波を放射する放射パターンを有している。本実施形態の支持基板３０は、テラヘルツ素子５０の放射パターンに応じて、テラヘルツ素子５０における電磁波の放射方向を、導波管１０の中心軸１０２と平行とするように、導波管１０に取着されている。
【0046】
つまり、図１及び図２において、テラヘルツ素子５０における厚さ方向は、第１方向ｚに一致している。言い換えると、本実施形態のテラヘルツ素子５０は、素子主面５０１と垂直な方向、つまりテラヘルツ素子５０の厚さ方向を導波管１０において電磁波を伝播する方向（第１方向ｚ）に一致するように配置されている。第２方向ｘは第１方向ｚと直交し、第３方向ｙは第１方向ｚおよび第２方向ｘと直交する。説明の便宜上、テラヘルツ素子５０についても第１方向ｚ、第２方向ｘ、第３方向ｙを用いて説明する。
【0047】
素子主面５０１及び素子裏面５０２は、第１方向ｚに対して交差する面であり、本実施形態では、第１方向ｚに対して直交する面である。なお、素子主面５０１及び素子裏面５０２は、第１方向ｚから視て矩形状であり、例えば正方形状である。なお、素子主面５０１及び素子裏面５０２の形状はこれに限定されず、任意の形状であってもよい。
【0048】
素子側面５０３，５０４は、厚さ方向と直交する第２方向ｘにおいて、互いに反対側を向く。素子側面５０３，５０４は、第２方向ｘに対して交差する面であり、本実施形態では、第２方向ｘに対して直交する面である。素子側面５０５，５０６は、第３方向ｙにおいて、互いに反対側を向く。素子側面５０５，５０６は、第３方向ｙに対して交差する面であり、本実施形態では、第３方向ｙに対して直交する面である。
【0049】
【0050】
【0051】
素子基板５１は、半導体よりなり、半絶縁性を有する。素子基板５１を構成する半導体は、例えば、ＩｎＰ（リン化インジウム）であるが、ＩｎＰ以外の半導体であってもよい。素子基板５１がＩｎＰである場合、その屈折率（絶対屈折率）は、約３．４である。本実施形態では、素子基板５１は矩形板状であり、例えば平面視で正方形状である。素子主面５０１および素子裏面５０２は素子基板５１の主面および裏面であり、各素子側面５０３，５０４，５０５，５０６は素子基板５１の各側面である。
【0052】
能動素子５２は、テラヘルツ帯の電磁波と電気エネルギーとの変換を行う。能動素子５２は、素子基板５１に設けられている。本実施形態では、能動素子５２は、素子主面５０１の中心に設けられている。能動素子５２は、アンテナ５５と接続されることにより、供給される電気エネルギーをテラヘルツ帯の電磁波に変換する。これによりテラヘルツ素子５０は、テラヘルツ帯の電磁波（テラヘルツ波）を放射する。従って、能動素子５２は、テラヘルツ波を発振する発振点Ｐ１ということができ、アンテナ５５は、テラヘルツ波を放射する放射点Ｐ２ということができる。そして、本実施形態のテラヘルツ素子５０は、素子主面５０１の中心に放射点Ｐ２を有する。なお、本実施形態において、テラヘルツ素子５０は、放射点Ｐ２と発振点Ｐ１とを同一位置に有する。
【0053】
能動素子５２は、典型的には共鳴トンネルダイオード（ＲＴＤ：Resonant Tunneling Diode）である。能動素子５２としては、例えば、タンネット（ＴＵＮＮＥＴＴ：Tunnel injection Transit Time）ダイオード、インパット（ＩＭＰＡＴＴ：Impact Ionization Avalanche Transit Time）ダイオード、ＧａＡｓ系電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）、ＧａＮ系ＦＥＴ、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ：High Electron Mobility Transistor）、あるいは、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ：Heterojunction Bipolar Transistor）であってもよい。
【0054】
能動素子５２を実現するための一例を説明する。
【0055】
素子基板５１上には、半導体層６１ａが形成されている。半導体層６１ａは、例えばＧａＩｎＡｓによって形成されている。半導体層６１ａには、ｎ型不純物が高濃度にドープされている。
【0056】
半導体層６１ａ上には、ＧａＩｎＡｓ層６２ａが積層されている。ＧａＩｎＡｓ層６２ａには、ｎ型不純物がドープされている。例えば、ＧａＩｎＡｓ層６２ａの不純物濃度は、半導体層６１ａの不純物濃度よりも低い。
【0057】
ＧａＩｎＡｓ層６２ａ上には、ＧａＩｎＡｓ層６３ａが積層されている。ＧａＩｎＡｓ層６３ａには、不純物がドープされていない。
【0058】
ＧａＩｎＡｓ層６３ａ上には、ＡｌＡｓ層６４ａが積層されており、ＡｌＡｓ層６４ａ上にはＩｎＧａＡｓ層６５が積層されており、ＩｎＧａＡｓ層６５上にはＡｌＡｓ層６４ｂが積層されている。これらＡｌＡｓ層６４ａとＩｎＧａＡｓ層６５とＡｌＡｓ層６４ｂとによって共鳴トンネル部が構成されている。
【0059】
ＡｌＡｓ層６４ｂ上には、不純物がドープされていないＧａＩｎＡｓ層６３ｂが積層されている。ＧａＩｎＡｓ層６３ｂ上には、ｎ型不純物がドープされているＧａＩｎＡｓ層６２ｂが積層されている。ＧａＩｎＡｓ層６２ｂ上には、ＧａＩｎＡｓ層６１ｂが積層されている。ＧａＩｎＡｓ層６１ｂには、ｎ型不純物が高濃度にドープされている。例えば、ＧａＩｎＡｓ層６１ｂの不純物濃度は、ＧａＩｎＡｓ層６２ｂの不純物濃度よりも高い。
【0060】
なお、能動素子５２の具体的構成は、電磁波を発生（あるいは検出およびその両方）可能なものであれば任意である。換言すれば、能動素子５２は、テラヘルツ帯の電磁波に対して発振及び検出の少なくとも一方を行うものであればよいともいえる。
【0061】
図５に示すように、テラヘルツ素子５０は、電磁波の発振を行う発振点Ｐ１を有している。発振点Ｐ１は、素子主面５０１に形成されている。発振点Ｐ１がある素子主面５０１は能動面ともいえる。また、発振点Ｐ１は、能動素子５２が設けられている位置ともいえる。
【0062】
本実施形態の放射点Ｐ２（アンテナ５５）は、素子主面５０１の中心に配置されている。ただし、放射点Ｐ２の位置、換言すれば素子主面５０１に対するアンテナ５５の位置は、素子主面５０１の中心に限られず任意である。また、発振点Ｐ１（能動素子５２）は、放射点Ｐ２と同一位置に限られず任意である。
【0063】
図３、図４に示すように、第１導電体層５３および第２導電体層５４はそれぞれ、素子主面５０１上に形成されている。第１導電体層５３および第２導電体層５４は互いに絶縁されている。第１導電体層５３および第２導電体層５４はそれぞれ、金属の積層構造を有する。第１導電体層５３および第２導電体層５４の各々の積層構造は、例えばＡｕ（金）、Ｐｄ（パラジウム）およびＴｉ（チタン）が積層された構造である。あるいは、第１導電体層５３および第２導電体層５４の各々の積層構造は、ＡｕおよびＴｉが積層された構造である。第１導電体層５３および第２導電体層５４はいずれも、真空蒸着法あるいはスパッタリング法などによって形成される。
【0064】
図４に示すように、第１導電体層５３は、第１導電部５３１、第１接続部５３２、第１パッド電極５３３を含む。第２導電体層５４は、第２導電部５４１、第２接続部５４２、第２パッド電極５４３を含む。
【0065】
第１導電部５３１と第２導電部５４１は、テラヘルツ素子５０の素子側面５０５，５０６と直交する方向（第３方向ｙ）において、能動素子５２から互いに反対方向に向かって延びている。つまり、第１導電部５３１と第２導電部５４１は、テラヘルツ素子５０の素子側面５０３，５０４と平行である。図３、図４に示すように、第１方向ｚから視た伝送領域１０１の形状は長方形状である。本実施形態において、伝送領域１０１内に配置されたテラヘルツ素子５０において、第１導電部５３１及び第２導電部５４１は、伝送領域１０１の短辺方向に沿って延びている。
【0066】
第１導電部５３１と第２導電部５４１は、アンテナ５５として機能する。テラヘルツ素子５０は、第１導電体層５３の一部である第１導電部５３１と、第２導電体層５４の一部である第２導電部５４１とによって、素子主面５０１の側において集積されたアンテナ５５を有している。つまり、テラヘルツ素子５０は、テラヘルツ帯の周波数の電磁波を発振・検出する能動素子５２と、素子主面５０１と垂直な方向の放射パターンを有して電磁波を放射・受信するアンテナ５５とを有している。
【0067】
アンテナ５５は、例えばダイポールアンテナである。第１導電部５３１の先端から第２導電部５４１の先端までの長さ、つまりアンテナの長さは、テラヘルツ素子５０が放射する電磁波の１／２波長（λ／２）である。なお、アンテナはダイポールアンテナに限定されず、ボータイアンテナ、スロットアンテナ、パッチアンテナ、リングアンテナ、等の他のアンテナであってもよい。アンテナの長さは、アンテナの構成によって変更されてもよい。
【0068】
第１接続部５３２は、第２方向ｘに延び、第１導電部５３１と第１パッド電極５３３とを接続する。第２接続部５４２は第２方向ｘに延び、第２導電部５４１と第２パッド電極５４３とを接続する。第１パッド電極５３３と第２パッド電極５４３は、第３方向ｙにおいて互いに離れて配置されて、互いに絶縁されている。
【0069】
また、本実施形態のテラヘルツ素子５０は、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）リフレクタ５６を有している。ＭＩＭリフレクタ５６は、金属／絶縁体／金属からなる積層構造を有している。例えば、ＭＩＭリフレクタ５６は、第１パッド電極５３３の一部と第２パッド電極５４３の一部とでテラヘルツ素子５０の厚さ方向に絶縁体を挟み込むことによって構成される。絶縁体は、例えばＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜、ＳｉＯＮ膜、ＨｆＯ２膜、Ａｌ２Ｏ３膜、等を用いることができる。
【0070】
ＭＩＭリフレクタ５６は、第１導電体層５３と第２導電体層５４とを高周波的に短絡させるものである。ＭＩＭリフレクタ５６は、高周波の電磁波を反射させることができる。ＭＩＭリフレクタ５６は、低域通過フィルタとして機能する。ただし、ＭＩＭリフレクタ５６は必須ではなく、ＭＩＭリフレクタ５６を省略してもよい。
【0071】
図５、図６に示すように、本実施形態では、能動素子５２に対して第３方向ｙの両側に、第１導電部５３１および第２導電部５４１が配置されている。第１導電部５３１は、能動素子５２に対して第１方向ｚに重なる第１接続領域５３１ａを有している。第１接続領域５３１ａは、ＧａＩｎＡｓ層６１ｂ上に位置しており、ＧａＩｎＡｓ層６１ｂに接している。
【0072】
図５に示すように、半導体層６１ａは、ＧａＩｎＡｓ層６２ａ等の他の層よりも第２導電体層５４に向けて第２方向ｘに延びている。図５、図６に示すように、第２導電部５４１は、半導体層６１ａのうちＧａＩｎＡｓ層６２ａ等が積層されていない部分に積層された第２接続領域５４１ａを有している。これにより、能動素子５２が第１導電部５３１および第２導電部５４１に導通している。なお、第２接続領域５４１ａとＧａＩｎＡｓ層６２ａ等の他の層とは第２方向ｘに離間している。
【0073】
図示は省略するが、図６とは異なり、ｎ型不純物を高濃度にドープされたＧａＩｎＡｓ層が、ＧａＩｎＡｓ層６１ｂと第１接続領域５３１ａとの間に介在していてもよい。これにより、第１導電部５３１とＧａＩｎＡｓ層６１ｂとのコンタクトが良好になりうる。
【0074】
図３、図４に示すように、第１パッド電極５３３は、ワイヤ７１によって支持基板３０の主導体３１１と電気的に接続されている。また、第２パッド電極５４３は、ワイヤ７２によって支持基板３０の接地導体３１２と電気的に接続されている。ワイヤ７１，７２は、例えば金（Ａｕ）により構成される。なお、第１パッド電極５３３が接地導体３１３に接続され、第２パッド電極５４３が主導体３１１に接続されてもよい。ワイヤ７１，７２を複数本としてもよい。また、ワイヤ７１の本数とワイヤ７２の本数とが相違していてもよい。
【0075】
図４は、導波管１０の伝送領域１０１とテラヘルツ素子５０との関係を示す。
【0076】
テラヘルツ素子５０において、第２方向ｘにおける寸法をｘ０、第３方向ｙにおける寸法をｙ０とする。これら寸法ｘ０と寸法ｙ０は、誘電体共振器アンテナに基づいて設定される。
【0077】
本実施形態において、放射点Ｐ２は、テラヘルツ素子５０の中心に設定される。放射点Ｐ２から素子側面５０４までの距離をｘ１とすると、この距離ｘ１は、素子寸法ｘ０の１／２である。この距離ｘ１（＝ｘ０／２）は、（λ１／２）＋（（λ１／２）×Ｎ（Ｎは０以上の整数：Ｎ＝０，１，２，３，・・・））であるとよい。λ１は、テラヘルツ素子５０の内部（素子基板５１）を伝達する電磁波の実効的な波長である。テラヘルツ素子５０（素子基板５１）の屈折率をｎ１、ｃを光速、ｆｃを電磁波の中心周波数としたとき、λ１は、（１／ｎ１）×（ｃ／ｆｃ）である。同様に、放射点Ｐ２から素子側面５０６までの距離をｙ１とすると、この距離ｙ１は、素子寸法ｙ０の１／２である。このｙ１（＝ｙ０／２）は、（λ１／２）＋（（λ１／２）×Ｎ（Ｎは０以上の整数：Ｎ＝０，１，２，３，・・・））であるとよい。このように、距離ｘ１，ｙ１、つまり素子寸法ｘ０，ｙ０を設定することで、アンテナ５５から放射された電磁波は、各素子側面５０３～５０６で自由端反射する。よって、テラヘルツ素子５０自体が、テラヘルツ装置Ａ１における共振器（１次共振器）として設計されている。
【0078】
なお、放射点Ｐ２から各素子側面５０３～５０６までの距離は、各々が上記計算式によって算出される値であれば、素子側面５０３～５０６ごとに異なる値であってもよい。例えば、図４において、放射点Ｐ２から素子側面５０３までの距離と、放射点Ｐ２から素子側面５０４までの距離とが異なっていてもよい。同様に、放射点Ｐ２から素子側面５０５までの距離と、放射点Ｐ２から素子側面５０６までの距離とが異なっていてもよい。
【0079】
導波管１０における伝送領域１０１において、第２方向ｘにおける寸法を長辺寸法ａ、第３方向ｙにおける寸法を短辺寸法ｂとする。これら長辺寸法ａと短辺寸法ｂは、導波管の規格に応じて設定される。
【0080】
そして、本実施形態において、テラヘルツ素子５０は、テラヘルツ素子５０の放射点Ｐ２を、導波管１０の開口側（図１において上側）から視て、導波管１０の伝送領域１０１の中心に位置するように配置されている。従って、テラヘルツ素子５０は、第２方向ｘにおいて、伝送領域１０１を規定する内側面１５２から放射点Ｐ２までの距離ｘｃをａ／２とする位置に配置される。また、テラヘルツ素子５０は、第３方向ｙにおいて、伝送領域１０１を規定する内側面１５４から放射点Ｐ２までの距離ｙｃをｂ／２とする位置に配置される。
【0081】
テラヘルツ素子５０、支持基板３０、バックショート部１７の第１方向ｚの寸法（厚さ）は、例えば、テラヘルツ素子５０が放射する電磁波の周波数（波長）に応じて設定されているとよい。さらに、テラヘルツ素子５０、支持基板３０、バックショート部１７の第１方向ｚの寸法（厚さ）は、例えば、それぞれにおいて位相を揃えるように設定されているとよい。
【0082】
図７の矢印は、テラヘルツ装置Ａ１における電磁波の伝播（光路）を示す。テラヘルツ素子５０の素子主面５０１には、図５、図６に示す能動素子５２が搭載され、その能動素子５２を発振点Ｐ１としてテラヘルツ波が発振され、アンテナ５５を放射点Ｐ２として電磁波が放射される。図１において、テラヘルツ素子５０は、素子主面５０１に対して直交する方向、つまり本体部１４の開口に向かう方向と、短絡部１６に向かう方向とに電磁波を放射する。
【0083】
図７に示すように、テラヘルツ素子５０の素子裏面５０２の側から放射された電磁波は、図７にて太い矢印にて示すように、テラヘルツ素子５０、支持基板３０、バックショート部１７を通過し、バックショート部１７の底面１７５にて反射する。その反射した電磁波は、バックショート部１７、支持基板３０、テラヘルツ素子５０を通過し、テラヘルツ素子５０の素子主面５０１から導波管１０の本体部１４の内部へと放射される。
【0084】
テラヘルツ素子５０は、ＩｎＰ等による構成される。支持基板３０は、石英等により構成される。バックショート部１７は、空間であり、空気中を電磁波が伝播する。
【0085】
テラヘルツ素子５０では、テラヘルツ素子５０における光路長を２πの整数倍とする。支持基板３０では、支持基板３０における光路長を２πの整数倍とする。支持基板３０とバックショート部１７との界面では、電磁波が自由端反射する。バックショート部１７では、底面１７５にて電磁波が固定端反射するため、位相がπずれる。このため、バックショート部１７では、反射による位相のずれ量（π）を考慮し、光路長をπの奇数倍とすることで、位相が揃う。
【0086】
上記に基づき、テラヘルツ素子５０の厚さｄ１は、（λ１／２）×Ｍ（Ｍは１以上の整数：Ｍ＝１，２，３，・・・）とするとよい。λ１は、テラヘルツ素子５０の内部を伝播する電磁波の実効波長である。テラヘルツ素子５０（素子基板５１）の屈折率をｎ１、ｃを光速、ｆｃを電磁波の中心周波数としたとき、λ１は、（１／ｎ１）×（ｃ／ｆｃ）で与えられる。テラヘルツ素子５０と支持基板３０との界面においては、電磁波が自由端反射する。このようにテラヘルツ素子５０の厚さｄ１を設定することにより、位相を揃えることができる。
【0087】
支持基板３０の厚さｄ２は、（λ２／２）×Ｍ（Ｍは１以上の整数：Ｍ＝１，２，３，・・・）とするとよい。λ２は、支持基板３０の内部を伝播する電磁波の実効波長である。支持基板３０の屈折率をｎ２、ｃを光速、ｆｃを電磁波の中心周波数としたとき、λ２は、（１／ｎ２）×（ｃ／ｆｃ）で与えられる。支持基板３０とバックショート部１７の空間との界面においては、電磁波が自由端反射する。このように支持基板３０の厚さｄ２を設定することにより、位相を揃えることができる。
【0088】
バックショート部１７の厚さｄ３は、（λ／４）＋（λ／２）×Ｍ（Ｍは０以上の整数：Ｍ＝０，１，２，・・・）とするとよい。λは、テラヘルツ素子５０が放射する電磁波の波長である。このように、テラヘルツ素子５０の厚さｄ１、支持基板３０の厚さｄ２、バックショート部１７の厚さｄ３を設定することで、位相を揃えることができる。
【0089】
（作用）
次に、上記のテラヘルツ装置Ａ１の作用を説明する。
次に、上記のテラヘルツ装置Ａ１の作用を説明する。
【0090】
本実施形態のテラヘルツ装置Ａ１は、導波管１０の伝送領域１０１内に、テラヘルツ素子５０の発振点Ｐ１及び放射点Ｐ２が位置している。したがって、伝送領域の外に配置された発振素子から伝送線路により伝送領域内に配置したアンテナに高周波信号を伝送して電磁波を発生するものと比べ、損失を低減できる。つまり、本実施形態のテラヘルツ装置Ａ１は、テラヘルツ素子５０と導波管１０との間で効率の高い結合が得られる。
【0091】
テラヘルツ素子５０は、素子主面５０１と素子裏面５０２とを有し、素子主面５０１及び素子裏面５０２に垂直な方向に電磁波を放射する放射パターンを有している。テラヘルツ素子５０は、支持基板３０の基板主面３０１に搭載されている。支持基板３０は、テラヘルツ素子５０の放射パターンに応じて、テラヘルツ素子５０における電磁波の放射方向を、導波管１０の中心軸１０２と平行とするように、導波管１０に取着されている。従って、導波管１０に対してテラヘルツ素子５０を効率高く結合できる。
【0092】
導波管１０は、テラヘルツ素子５０の素子裏面５０２の側に配置される短絡部１６を備えている。短絡部１６は、主面１６１から裏面１６２に向けて窪むバックショート部１７を有している。テラヘルツ素子５０の素子裏面５０２から放射される電磁波は、バックショート部１７の底面１７５にて反射され、導波管１０の伝送領域１０１に放射される。これにより、テラヘルツ装置Ａ１から放射される電磁波の出力を高くできる。従って、テラヘルツ装置Ａ１の利得の向上を図ることができる。
【0093】
テラヘルツ素子５０の厚さｄ１、支持基板３０の厚さｄ２、バックショート部１７の厚さｄ３は、電磁波の光路長による位相を考慮して設定される。従って、伝送領域１０１に向けて放射する電磁波の位相を揃えることができ、導波管１０に対してテラヘルツ素子５０を効率高く結合できる。
【0094】
テラヘルツ素子５０は、電磁波を発生する能動素子５２と、能動素子５２に接続されたアンテナ５５とを有している。アンテナ５５は、能動素子５２から互いに反対方向に延びる第１導電部５３１と第２導電部５４１とにより構成される。導波管１０の伝送領域１０１は、導波管１０のモード（例えばＴＥ１０モード）に応じて形成されている。テラヘルツ素子５０は、アンテナ５５が延びる方向を、伝送領域１０１の短手方向とするように配置されている。従って、アンテナ５５の偏波方向を導波管１０のモードに合わせてテラヘルツ素子５０を配置することで、効率の高い結合が得られる。
【0095】
以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
【0096】
（１－１）テラヘルツ装置Ａ１は、テラヘルツ帯の電磁波を発振及び放射するテラヘルツ素子５０と、電磁波を伝送する伝送領域１０１を有する導波管１０とを備える。テラヘルツ素子５０は、互いに反対側を向く素子主面５０１及び素子裏面５０２と、素子主面５０１に電磁波を発振する発振点Ｐ１と電磁波を放射する放射点Ｐ２とを有している。テラヘルツ素子５０は、発振点Ｐ１及び放射点Ｐ２が伝送領域１０１内に配置されるように配置されている。従って、本実施形態のテラヘルツ装置Ａ１は、テラヘルツ素子５０と導波管１０との間で効率の高い結合が得られる。
【0097】
（１－２）テラヘルツ素子５０は、素子主面５０１と素子裏面５０２とを有し、素子主面５０１及び素子裏面５０２に垂直な方向に電磁波を放射する放射パターンを有している。テラヘルツ素子５０は、支持基板３０の基板主面３０１に搭載されている。支持基板３０は、テラヘルツ素子５０の放射パターンに応じて、テラヘルツ素子５０における電磁波の放射方向を、導波管１０の中心軸１０２と平行とするように、導波管１０に取着されている。従って、導波管１０に対してテラヘルツ素子５０を効率高く結合できる。
【0098】
（１－３）導波管１０は、テラヘルツ素子５０の素子裏面５０２の側に配置される短絡部１６を備えている。短絡部１６は、主面１６１から裏面１６２に向けて窪むバックショート部１７を有している。テラヘルツ素子５０の素子裏面５０２から放射される電磁波は、バックショート部１７の底面１７５にて反射され、導波管１０の伝送領域１０１に放射される。これにより、テラヘルツ装置Ａ１から放射される電磁波の出力を高くできる。従って、テラヘルツ装置Ａ１の利得の向上を図ることができる。
【0099】
（１－４）テラヘルツ素子５０の厚さｄ１、支持基板３０の厚さｄ２、バックショート部１７の厚さｄ３は、電磁波の光路長による位相を考慮して設定される。従って、伝送領域１０１に向けて放射する電磁波の位相を揃えることができ、導波管１０に対してテラヘルツ素子５０を効率高く結合できる。
【0100】
（１－５）テラヘルツ素子５０は、電磁波を発生する能動素子５２と、能動素子５２に接続されたアンテナ５５とを有している。アンテナ５５は、能動素子５２から互いに反対方向に延びる第１導電部５３１と第２導電部５４１とにより構成される。導波管１０の伝送領域１０１は、導波管１０のモード（例えばＴＥ１０モード）に応じて形成されている。テラヘルツ素子５０は、アンテナ５５が延びる方向を、伝送領域１０１の短手方向とするように配置されている。従って、アンテナ５５の偏波方向を導波管１０のモードに合わせてテラヘルツ素子５０を配置することで、効率の高い結合が得られる。
【0101】
（第二実施形態）
以下、第二実施形態を説明する。
以下、第二実施形態を説明する。
【0102】
なお、この実施形態において、上記実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明の一部又は全てを省略する。
【0103】
【0104】
支持基板３０は、互いに反対側を向く基板主面３０１及び基板裏面３０２と、基板主面３０１及び基板裏面３０２と交差する基板側面３０３～３０６を有している。基板裏面３０２には、給電用線路３１が形成されている。
【0105】
導波管１０は、アンテナ部１２、本体部１４、短絡部１６を有している。本体部１４は、支持基板３０に対応する基板収容凹部１４８を有している。基板収容凹部１４８は、本体部１４の裏面１４２から主面１４１に向けて窪むように形成されている。図８、図９に示すように、基板収容凹部１４８は、第２方向ｘに沿って本体部１４の外側面１４３から外側面１４４まで延びている。なお、支持基板３０の第２方向ｘの寸法は、本体部１４の第２方向ｘの寸法と同一としているが、支持基板３０は、導波管１０の伝送領域１０１内にテラヘルツ素子５０の発振点Ｐ１及び放射点Ｐ２を配置できればよく、支持基板３０の第２方向ｘの寸法は適宜変更されてもよい。そして、本体部１４の基板収容凹部１４８は、支持基板３０を収容するように、外側面１４３から外側面１４４に向かって支持基板３０の寸法だけ延びていればよい。
【0106】
図９に示すように、基板収容凹部１４８は、壁面１４８ａ，１４８ｂと底面１４８ｃとにより規定される。図９に示すように、壁面１４８ａ，１４８ｂは、第３方向ｙにおいて互いに対向している。底面１４８ｃは、第１方向ｚにおいて、短絡部１６の側を向く。なお、基板収容凹部１４８は、短絡部１６に設けられてもよい。
【0107】
図８、図９に示すように、短絡部１６は、溝部１６８を有している。溝部１６８は、短絡部１６の主面１６１から裏面１６２に向けて窪むように形成されている。溝部１６８は、短絡部１６の外側面１６３から、バックショート部１７の内側面１７１まで延びている。溝部１６８は、図９に示すように、第２方向ｘから視て例えば半円状の断面を有するように形成されている。溝部１６８は、支持基板３０の主導体３１１に沿って延び、主導体３１１を囲むように形成されている。従って、短絡部１６は、主導体３１１に対して非接触となる。なお、溝部１６８は、短絡部１６に対して主導体３１１が非接触であればよく、その断面形状は四角形状、三角形状、等の任意の形状に変更できる。
【0108】
本実施形態において、テラヘルツ素子５０、支持基板３０、バックショート部１７の第１方向ｚの寸法（厚さ）は、例えば、テラヘルツ素子５０が放射する電磁波の周波数（波長）に応じて設定されるとよい。さらに、支持基板３０の寸法（厚さ）は、支持基板３０とテラヘルツ素子５０の配列関係に応じて設定されるとよい。テラヘルツ素子５０とバックショート部１７の寸法（厚さ）は、例えば、それぞれにおいて位相を揃えるように設定されているとよい。
【0109】
図１１における矢印は、本実施形態のテラヘルツ装置Ａ２における電磁波の伝播（光路）を示す。テラヘルツ素子５０の素子裏面５０２から放射される電磁波は、支持基板３０を通過して、導波管１０の本体部１４の内部へと放射される。また、テラヘルツ素子５０の素子主面５０１から放射される電磁波は、バックショート部１７の底面１７５で反射され、テラヘルツ素子５０と支持基板３０を通過して、本体部１４の内部へと放射される。
【0110】
従って、支持基板３０には、材料と寸法（厚さ）において反射防止膜（ＡＲコーティング）の考え方を適用できる。支持基板３０を反射防止膜とした場合、支持基板３０の厚さｄ２は、（λ２／４）＋（λ２／２）×Ｍ（Ｍは０以上の整数：Ｍ＝０，１，２，・・・）とするとよい。λ２は、支持基板３０の内部を伝播する電磁波の実効波長である。支持基板３０の屈折率をｎ２、ｃを光速、ｆｃを電磁波の中心周波数としたとき、λ２は、（１／ｎ２）×（ｃ／ｆｃ）で与えられる。支持基板３０の材料は、空気の屈折率ｎ０と、テラヘルツ素子５０の屈折率ｎ１とに基づいて、ｎ２＝√（ｎ０×ｎ１）により与えられる屈折率ｎ２、又はこの値に近い屈折率の材料を用いるとよい。例えば、石英ガラスの屈折率は１．４５であり、支持基板３０として用いることができる。
【0111】
テラヘルツ素子５０の厚さｄ１は、（λ１／２）×Ｍ（Ｍは１以上の整数：Ｍ＝１，２，３，・・・）とするとよい。λ１は、テラヘルツ素子５０の内部を伝播する電磁波の実効波長である。テラヘルツ素子５０（素子基板５１）の屈折率をｎ１、ｃを光速、ｆｃを電磁波の中心周波数としたとき、λ１は、（１／ｎ１）×（ｃ／ｆｃ）で与えられる。テラヘルツ素子５０と支持基板３０との界面においては、電磁波が自由端反射する。このようにテラヘルツ素子５０の厚さｄ１を設定することにより、位相を揃えることができる。
【0112】
バックショート部１７の厚さｄ３は、（λ／４）＋（λ／２）×Ｍ（Ｍは０以上の整数：Ｍ＝０，１，２，・・・）とするとよい。λは、テラヘルツ素子５０が放射する電磁波の波長である。このように、テラヘルツ素子５０の厚さｄ１、支持基板３０の厚さｄ２、バックショート部１７の厚さｄ３を設定することで、位相を揃えることができる。
【0113】
以上記述したように、本実施の形態によれば、第一実施形態の効果に加え、以下の効果を奏する。
【0114】
（２－１）テラヘルツ素子５０は、支持基板３０の基板裏面３０２に搭載されている。支持基板３０は、基板主面３０１を本体部１４の開口に向けて本体部１４と短絡部１６との間に固定されている。従って、テラヘルツ素子５０は、短絡部１６に形成されたバックショート部１７に収容され、そのバックショート部１７は、支持基板３０により閉止される。このため、導波管１０のアンテナ部１２を介して本体部１４の伝送領域１０１内に異物が侵入しても、その異物によるテラヘルツ素子５０やワイヤ７１，７２への影響を抑制できる。
【0115】
（第三実施形態）
以下、第三実施形態を説明する。
以下、第三実施形態を説明する。
【0116】
なお、この実施形態において、上記実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明の一部又は全てを省略する。
【0117】
【0118】
導波管１０Ａは、アンテナ部１２、本体部１４Ａ、短絡部１６Ａを有している。
【0119】
【0120】
基板主面３０１と基板裏面３０２は、第２方向ｘにおいて、互いに反対側を向く。基板側面３０３，３０４は、第１方向ｚにおいて、互いに反対側を向き、基板側面３０５，３０６は、第３方向ｙにおいて、互いに反対側を向く。つまり、支持基板３０Ａは、基板主面３０１及び基板裏面３０２を、導波管１０Ａの中心軸１０２と平行とするように、導波管１０Ａに取着されている。
【0121】
例えば、導波管１０Ａの本体部１４Ａは、伝送領域１０１を区画する内側面１５１，１５２，１５３，１５４を有している。そして、導波管１０Ａの本体部１４Ａは、内側面１５２を形成する第１壁部材１４Ａ１と、内側面１５１，１５３，１５４を形成する第２壁部材１４Ａ２とを有している。第１壁部材１４Ａ１は板状に形成され、その第１壁部材１４Ａ１に支持基板３０Ａの基板裏面３０２が接触または接着材などの中間層を介して対向している状態で、第１壁部材１４Ａ１に取着されている。第２壁部材１４Ａ２には、支持基板３０Ａに対応する基板収容凹部１４９が形成されている。第１壁部材１４Ａ１と第２壁部材１４Ａ２とにより支持基板３０Ａを挟むように、支持基板３０Ａを支持する。
【0122】
テラヘルツ素子５０Ａは、支持基板３０Ａに搭載され、本体部１４Ａ内に配置されている。
【0123】
本実施形態において、テラヘルツ素子５０Ａは、素子主面５０１、素子裏面５０２、素子側面５０３～５０６を有している。テラヘルツ素子５０Ａは、素子主面５０１の中心に、放射点Ｐ２及び発振点Ｐ１を有している。そして、本実施形態のテラヘルツ素子５０Ａは、素子主面５０１と平行な方向に電磁波を放射する放射パターンを有している。本実施形態のテラヘルツ素子５０Ａは、素子側面５０３，５０４と直交する方向を電磁波の放射方向とするように構成されている。
【0124】
テラヘルツ素子５０Ａは、支持基板３０Ａの基板主面３０１に搭載されている。図１２に示すように、テラヘルツ素子５０Ａは、支持基板３０Ａの基板側面３０４側の端部に実装されている。本実施形態において、テラヘルツ素子５０Ａの素子側面５０４は、支持基板３０Ａの基板側面３０４と面一である。支持基板３０Ａは、基板主面３０１に搭載されたテラヘルツ素子５０Ａにおける放射方向を、導波管１０Ａの中心軸１０２と平行とするように、導波管１０Ａに取着されている。
【0125】
図１４に示すように、テラヘルツ素子５０Ａは、素子基板５１、能動素子５２、第１導電体層５３、第２導電体層５４を備えている。第１導電体層５３及び第２導電体層５４はそれぞれ、素子主面５０１上に形成されている。第１導電体層５３及び第２導電体層５４は互いに絶縁されている。
【0126】
第１導電体層５３は、第１導電部５３４、第１パッド電極５３３を含む。第２導電体層５４は、第２導電部５４４、第２パッド電極５４３を含む。
【0127】
第１導電部５３４と第２導電部５４４は、テラヘルツ素子５０Ａの素子側面５０３，５０４と直交する方向（第１方向ｚ）に沿って延びるとともに、素子側面５０５，５０６と直交する方向（第３方向ｙ）において互いに離れている。さらに、第１導電部５３４と第２導電部５４４は、素子側面５０４と平行な方向（第３方向ｙ）における互いの間隔が、素子側面５０４に向かうにつれて大きくなるように形成されている。つまり、第１導電部５３４と第２導電部５４４は、それらの間に、素子側面５０４に向かうにつれて幅が広がるテーパ形状のスロットを形成する。これら第１導電部５３４と第２導電部５４４は、アンテナ５５Ａとして機能する。アンテナ５５Ａは、例えばテーパスロットアンテナである。このアンテナ５５Ａは、テラヘルツ素子５０Ａにて発生する電磁波を、テラヘルツ素子５０Ａの素子主面５０１と平行な方向、つまりテラヘルツ素子５０Ａに対して横方向に電磁波を放射する。なお、アンテナ５５Ａは、テーパスロットアンテナに限定されず、八木・宇田アンテナ、ダイポールアンテナ、ボータイアンテナ、パッチアンテナ、又はリングアンテナ、等の他のアンテナであってもよい。
【0128】
以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
【0129】
（３－１）第一実施形態の（１－１）と同様の効果を奏する。
【0130】
（３－２）テラヘルツ素子５０Ａは、素子側面５０３，５０４に垂直な方向に電磁波を放射する放射パターンを有している。テラヘルツ素子５０Ａは、支持基板３０Ａの基板主面３０１に搭載されている。支持基板３０Ａは、テラヘルツ素子５０Ａの放射パターンに応じて、テラヘルツ素子５０Ａにおける電磁波の放射方向を、導波管１０Ａの中心軸１０２と平行とするように、導波管１０Ａに取着されている。従って、導波管１０Ａに対してテラヘルツ素子５０Ａを効率高く結合できる。
【0131】
（変更例）
上記各実施形態は、以下のように変更できる。以下の各変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
上記各実施形態は、以下のように変更できる。以下の各変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【0132】
・第一実施形態において、テラヘルツ装置Ａ１において、短絡部１６のバックショート部１７の底面１７５は、テラヘルツ素子５０の素子裏面５０２の側に配置された反射部として機能する。反射部の構成，位置は、適宜変更されてもよい。
【0133】
図１５～図１７に示すテラヘルツ装置Ａ１１は、テラヘルツ素子５０が基板主面３０１に実装された支持基板３０の基板裏面３０２に、反射部としての反射膜３３が形成されている。反射膜３３は、例えばＣｕにより形成される。図１６に示すように、反射膜３３は、例えば支持基板３０を貫通する貫通電極３３１により、基板主面３０１の接地導体３１２，３１３と電気的に接続される。なお、貫通電極３３１が省略されてもよい。
【0134】
反射部として、短絡部１６の表面を用い、電磁波反射してもよい。つまり、第一実施形態の短絡部１６において、バックショート部１７を省略することで、短絡部１６の基板収容凹部１６７の底面１６７ｃにて電磁波を反射する構成とする。このように電磁波を反射する構成とした場合、支持基板３０の基板裏面３０２と反射膜３３の界面、又は短絡部１６の底面１６７ｃにおいて、電磁波が固定端反射するため、位相がπずれる。よって、支持基板３０の厚さｄ２は、電磁波の周波数（波長）と反射部による位相のずれを考慮し、（λ２／４）＋（λ２／２）×Ｍ（Ｍは０以上の整数、Ｍ＝０，１，２，・・・）とするとよい。
【0135】
図１８～図２０に示すテラヘルツ装置Ａ１２は、支持基板３０の基板主面３０１に、反射部としての反射膜３４が形成されている。反射膜３４は、例えばＣｕにより形成される。図２０に示すように、反射膜３４は、接地導体３１２，３１３と接続され、連続的に形成される。この場合、反射膜３４によって電磁波が固定端反射するため、位相がπずれる。よって、テラヘルツ素子５０の第１方向ｚの寸法（厚さｄ１）は、テラヘルツ素子５０内の電磁波の波長λ１として、（λ１／４）＋（λ１／２）×Ｍ（Ｍは０以上の整数、Ｍ＝０，１，２，・・・）とするとよい。
【0136】
なお、反射部としての反射膜３４は、例えばテラヘルツ素子５０に形成されてもよい。例えば、素子基板５１において、能動素子５２が配置された素子主面５０１とは反対側の素子裏面５０２に、反射膜を形成する。反射膜は、例えば、Ａｕ／Ｔｉ、Ａｕ／Ｐｄ／Ｔｉ、等により構成される。また、支持基板３０の基板主面３０１とテラヘルツ素子５０の素子裏面５０２とに反射膜が形成されてもよい。
【0137】
・図２１に示すテラヘルツ装置Ａ１３は、支持基板３０の素子収容凹部３５にテラヘルツ素子５０が埋め込まれている。図２１に示す変更例では、支持基板３０の基板主面３０１とテラヘルツ素子５０の素子主面５０１とが面一である。この構成によれば、テラヘルツ素子５０と支持基板３０とを接続するワイヤ７１，７２が短くなり、信号伝送をより高速に行うことができる。
【0138】
また、図２２に示すテラヘルツ装置Ａ１４は、支持基板３０の素子収容凹部３５にテラヘルツ素子５０の一部が埋め込まれている。この構成によれば、ワイヤ７１，７２の長さが短くなり、信号伝送を高速に行うことができる。また、支持基板３０に埋め込む素子収容凹部３５の底面と基板裏面３０２との間の厚さを電磁波の周波数（波長）に応じて設定する、つまり、素子収容凹部３５の深さによって電磁波の位相を揃えることができる。
【0139】
・図２３に示すテラヘルツ装置Ａ１５は、バンプ７４によってテラヘルツ素子５０が支持基板３０にフリップチップ実装されている。この構成によれば、信号伝送をより高速に行うことができる。また、テラヘルツ素子５０と支持基板３０とを接続するワイヤによる導波管１０内の伝播モードへの影響を低減できる。
【0140】
・図２４に示すテラヘルツ装置Ａ１６は、短絡部１６のバックショート部１７に誘電体１８が充填されている。バックショート部１７に充填する誘電体１８の種類（材質、構成比）を変更することで、その充填した誘電体１８の誘電率により、バックショート部１７の厚さｄ３を変更することなく、インピーダンスを調整できる。
【0141】
・図２５に示すテラヘルツ装置Ａ１７は、短絡部１６のバックショート部１７の形状が変更されている。この短絡部１６は、バックショート部１７の深さ方向（第１方向ｚ）の途中に、遮蔽部１９１，１９２を有している。遮蔽部１９１，１９２は、例えば第２方向ｘにおいて互いに離れて設けられ、スリット１９３を形成する。スリット１９３の幅、位置によって、インピーダンスを設定できる。
【0142】
・図２６に示すテラヘルツ装置Ａ１８は、導波管１０の伝送領域１０１よりも素子主面５０１が大きなテラヘルツ素子５０を備えている。このテラヘルツ装置Ａ１８において、導波管１０の本体部１４は、テラヘルツ素子５０よりも大きな素子収容部１５５を有している。このような素子収容部１５５により、種々の大きさのテラヘルツ素子５０を導波管１０に内蔵でき、種々のテラヘルツ素子５０を備えたテラヘルツ装置Ａ１８を提供できる。
【0143】
図２７に示すテラヘルツ装置Ａ１９のように、素子収容部１５６の形状を、伝送領域１０１に向かうにつれて徐々に幅が狭くなる四角錐台状のようにテーパ形状とすることで、不整合等を抑制できる。
【0144】
・図２８に示すテラヘルツ装置Ａ２０は、第三実施形態のテラヘルツ装置Ａ３と比べ、支持基板３０Ａの厚さｄ２が変更されている。導波管１０Ａは、第１壁部材１４Ａ１に支持基板３０Ａの一部を収容する凹部１４Ｂを有している。なお、図２８では、図１２に示す短絡部１６Ａが省略されている。第２方向ｘにおける凹部１４Ｂの深さｄ５は、支持基板３０Ａの厚さｄ２、テラヘルツ素子５０の厚さｄ１、伝送領域１０１の寸法ａに基づいて、テラヘルツ素子５０の素子主面５０１の放射点Ｐ２を伝送領域１０１の中心軸１０２と一致するように、ｄ５＝ｄ１＋ｄ２－（ａ／２）に設定される。
【0145】
・図２９に示すテラヘルツ装置Ａ２１は、短絡部１６のバックショート部１７の形状を調整可能である。テラヘルツ装置Ａ２１は、調整部材Ｓ１を有する。調整部材Ｓ１は、例えばネジである。図２９において、短絡部１６には、バックショート部１７の底面１７５と裏面１６２との間を貫通してネジ孔１６Ｒが形成され、そのネジ孔１６Ｒに調整部材Ｓ１の先端Ｓ１ａをバックショート部１７内に位置するように螺入されている。調整部材Ｓ１の先端Ｓ１ａの位置、つまり調整部材Ｓ１の挿入状態を変更することにより、バックショート部１７の形状を調整できる。これにより、インピーダンスを調整できる。
【0146】
・図３０に示すテラヘルツ装置Ａ２２は、複数（図３０では３個）のテラヘルツ素子５０を備えている。導波管１０Ｂの伝送領域中には、３つのテラヘルツ素子５０にそれぞれ対応する３つの本体部１４が設けられている。各テラヘルツ素子５０はそれぞれ対応する支持基板３０に搭載されている。各支持基板３０は、３つの本体部１４と１つの短絡部１６とのうちの対応する２つに挟まれている。このテラヘルツ装置Ａ２２において、テラヘルツ素子５０の配置間隔Ｌａは、電磁波の波長λの整数倍（ｍλ、ｍは１以上の整数：ｍ＝１，２，３，・・・）であるとよい。このように複数のテラヘルツ素子５０を配置することで、テラヘルツ素子５０間の結合効率が強くでき、高利得にできる。
【0147】
・上記各実施形態の導波管１０，１０Ａ，１０Ｂは、伝送領域１０１が長方形状である方形導波管としたが、開口側から視た伝送領域の形状が円形である円形導波管としてもよい。
【0148】
・テラヘルツ素子５０は、入射されるテラヘルツ帯の電磁波を電気エネルギーに変換するものであってもよい。第一実施形態のテラヘルツ装置Ａ１を用いて具体的に説明する。テラヘルツ素子５０の能動素子５２は、入射されるテラヘルツ帯の電磁波（テラヘルツ波）を電気エネルギーに変換する。これにより、テラヘルツ素子５０は、アンテナ５５においてテラヘルツ波を受信し、能動素子５２において検出する。従って、アンテナ５５は、テラヘルツ波を受信する受信点Ｐ２ということができるし、テラヘルツ波により共振動作する共振点ということもできる。このため、テラヘルツ素子５０は、素子主面５０１の中心の受信点Ｐ２と、検出点Ｐ１とを有する。この場合、支持基板３０に形成された給電用線路３１は、テラヘルツ素子５０によって変換された電気エネルギーを電気信号としてテラヘルツ装置Ａ１の外部へ出力する伝送線路として機能する。
【0149】
さらに、テラヘルツ素子５０は、テラヘルツ波を発振及び検出の両方を行うものであってもよく、能動素子５２は発振点Ｐ１及び検出点Ｐ１ということができる。この場合、支持基板３０に形成された給電用線路３１は、テラヘルツ素子５０に電磁波を放射するための高周波電気信号を供給する線路と、テラヘルツ素子５０によって変換された電気エネルギーを電気信号としてテラヘルツ装置Ａ１の外部へ出力する伝送線路として機能する。
【0150】
・テラヘルツ素子を支持する支持基板の形状は適宜変更されてもよい。
【0151】
図３１に示すように、支持基板３０Ｂは、支持部３６と固定部３７とを有する。支持部３６は、導波管の伝送領域１０１の大きさ、詳しくは伝送方向と直交する面における伝送領域１０１の形状及び大きさに設定されている。伝送領域１０１は、例えば第２方向ｘの長辺寸法ａ（図４参照）に対して第３方向ｙの短辺寸法ｂ（図４参照）が短い長方形状である。したがって、支持部３６は、第２方向ｘの長さに対して第３方向ｙの長さが短い長方形状である。そして、支持部３６の第２方向ｘの寸法は長辺寸法ａであり、第３方向の寸法は短辺寸法ｂである。支持部３６にはテラヘルツ素子５０が実装されている。テラヘルツ素子５０は、例えば放射点Ｐ２を支持部３６の中心に位置するように配置されている。固定部３７は、支持部３６に対して第２方向ｘに接続されている。つまり、固定部３７は、長方形状の支持部３６に対して、支持部３６の長辺が伸びる方向に接続されている。言い換えれば、固定部３７は、長方形状の支持部３６の短辺に接続されている。支持部３６に実装されたテラヘルツ素子５０は、アンテナ５５を有している。テラヘルツ素子５０は、アンテナ５５の伸びる方向を、伝送領域１０１の短手方向とするように配置されている。したがって、固定部３７は、支持部３６に対して、その支持部３６に実装されたテラヘルツ素子５０のアンテナ５５の伸びる方向と直交する方向に接続されている。
【0152】
固定部３７は、導波管の本体部と短絡部との間に配設される。支持部３６を伝送領域１０１の大きさとするとともにその支持部３６に対して固定部３７を第２方向ｘに接続することで、周波数特性低下を抑制できる。伝送領域１０１に対して第３方向ｙ（伝送領域１０１の寸法ｂ方向）に支持基板がはみ出すと、不要な共振が発生する虞がある。発生する不要な共振は、周波数特性の悪化を招く。なお、第２方向ｘの支持基板のはみ出しは周波数特性に影響しない。このため、第２方向ｘに固定部３７を設けることで、支持部３６を支持できる。給電用線路３１の主導体３１１及び接地導体３１２，３１３は、給電用線路３１が接続されるコネクタの形状に対応する。なお、図３２に示すように、接地導体３１２，３１３は、支持部３６に向かうにつれて幅狭となるように形成してもよい。
【0153】
図３３に示すように、支持基板３０Ｃは、第１の固定部３７と第２の固定部３８とを有する。第１の固定部３７は、支持部３６に対して第２方向ｘに接続されている。第２の固定部３８は、支持部３６に対して第１の固定部３７と反対側に接続されている。第２の固定部３８は、給電側の第１の固定部３７と同じ大きさであることが好ましい。このように支持基板３０Ｃを構成することにより、テラヘルツ素子５０の周辺の電界分布が第２方向ｘにおいて均等となり、周波数特性をより安定化できる。この支持基板３０Ｃの場合、図３４に示すテラヘルツ装置Ａ２３のように、本体部１４に、給電側の第１の溝部１４７ａと同じ形状の第２の溝部１４７ｂが設けられることが好ましい。このように第１の溝部１４７ａと第２の溝部１４７ｂとを設けることにより、電界分布が第２方向ｘにおいてより均等となり、周波数特性をより安定化できる。
【0154】
・発振点Ｐ１と放射点Ｐ２（検出点Ｐ１と受信点Ｐ２）は互いに異なる位置であってもよい。例えば、発振点Ｐ１は、アンテナ５５（放射点Ｐ２）と第１パッド電極５３３及び第２パッド電極５４３との間に配置されてもよい。
【0155】
（付記）
次に、上記各実施形態および各変更例に基づく技術的思想を以下に記載する。
次に、上記各実施形態および各変更例に基づく技術的思想を以下に記載する。
【0156】
（付記１）
テラヘルツ帯の電磁波を発振及び放射するテラヘルツ素子と、
前記電磁波を伝送する伝送領域を有する導波管と、
を備え、
前記テラヘルツ素子は、互いに反対側を向く素子主面及び素子裏面と、前記素子主面に前記電磁波を発振する発振点と前記電磁波を放射する放射点とを有し、
前記テラヘルツ素子は、前記発振点及び前記放射点が前記伝送領域内に配置されるように配置されている、
テラヘルツ装置。
テラヘルツ帯の電磁波を発振及び放射するテラヘルツ素子と、
前記電磁波を伝送する伝送領域を有する導波管と、
を備え、
前記テラヘルツ素子は、互いに反対側を向く素子主面及び素子裏面と、前記素子主面に前記電磁波を発振する発振点と前記電磁波を放射する放射点とを有し、
前記テラヘルツ素子は、前記発振点及び前記放射点が前記伝送領域内に配置されるように配置されている、
テラヘルツ装置。
【0157】
（付記２）
前記テラヘルツ素子は、前記放射点が前記伝送領域の中心に位置するように配置されている、付記１に記載のテラヘルツ装置。
前記テラヘルツ素子は、前記放射点が前記伝送領域の中心に位置するように配置されている、付記１に記載のテラヘルツ装置。
【0158】
（付記３）
前記テラヘルツ素子は、前記発振点に、前記電磁波と電気エネルギーとの変換を行う能動素子を有する、付記１又は付記２に記載のテラヘルツ装置。
前記テラヘルツ素子は、前記発振点に、前記電磁波と電気エネルギーとの変換を行う能動素子を有する、付記１又は付記２に記載のテラヘルツ装置。
【0159】
（付記４）
前記テラヘルツ素子は、前記能動素子に接続され、前記素子主面と直交する方向を前記電磁波の放射方向とするアンテナを備えた、付記３に記載のテラヘルツ装置。
前記テラヘルツ素子は、前記能動素子に接続され、前記素子主面と直交する方向を前記電磁波の放射方向とするアンテナを備えた、付記３に記載のテラヘルツ装置。
【0160】
（付記５）
前記テラヘルツ素子は、前記能動素子に接続され、前記素子主面と平行な方向を前記電磁波の放射方向とするアンテナを備えた、付記３に記載のテラヘルツ装置。
前記テラヘルツ素子は、前記能動素子に接続され、前記素子主面と平行な方向を前記電磁波の放射方向とするアンテナを備えた、付記３に記載のテラヘルツ装置。
【0161】
（付記６）
テラヘルツ帯の電磁波を伝送する伝送領域を有する導波管と、
前記電磁波を受信及び検出するテラヘルツ素子と、
を備え、
前記テラヘルツ素子は、互いに反対側を向く素子主面及び素子裏面と、前記素子主面に前記電磁波を受信する受信点と前記電磁波を検出する検出点とを有し、
前記テラヘルツ素子は、前記受信点及び前記検出点が前記伝送領域内に配置されるように配置されている、
テラヘルツ装置。
テラヘルツ帯の電磁波を伝送する伝送領域を有する導波管と、
前記電磁波を受信及び検出するテラヘルツ素子と、
を備え、
前記テラヘルツ素子は、互いに反対側を向く素子主面及び素子裏面と、前記素子主面に前記電磁波を受信する受信点と前記電磁波を検出する検出点とを有し、
前記テラヘルツ素子は、前記受信点及び前記検出点が前記伝送領域内に配置されるように配置されている、
テラヘルツ装置。
【0162】
（付記７）
前記テラヘルツ素子は、前記受信点が前記伝送領域の中心に位置するように配置されている、付記６に記載のテラヘルツ装置。
前記テラヘルツ素子は、前記受信点が前記伝送領域の中心に位置するように配置されている、付記６に記載のテラヘルツ装置。
【0163】
（付記８）
前記テラヘルツ素子は、前記検出点に、前記電磁波と電気エネルギーとの変換を行う能動素子を有する、付記６又は付記７に記載のテラヘルツ装置。
前記テラヘルツ素子は、前記検出点に、前記電磁波と電気エネルギーとの変換を行う能動素子を有する、付記６又は付記７に記載のテラヘルツ装置。
【0164】
（付記９）
前記テラヘルツ素子は、前記能動素子に接続され、前記素子主面と直交する方向を前記電磁波の受信方向とするアンテナを備えた、付記８に記載のテラヘルツ装置。
前記テラヘルツ素子は、前記能動素子に接続され、前記素子主面と直交する方向を前記電磁波の受信方向とするアンテナを備えた、付記８に記載のテラヘルツ装置。
【0165】
（付記１０）
前記テラヘルツ素子は、前記能動素子に接続され、前記素子主面と平行な方向を前記電磁波の受信方向とするアンテナを備えた、付記８に記載のテラヘルツ装置。
前記テラヘルツ素子は、前記能動素子に接続され、前記素子主面と平行な方向を前記電磁波の受信方向とするアンテナを備えた、付記８に記載のテラヘルツ装置。
【0166】
（付記１１）
前記能動素子は、共鳴トンネルダイオード、タンネットダイオード、インパットダイオード、ＧａＡｓ系電界効果トランジスタ、ＧａＮ系ＦＥＴ、高電子移動度トランジスタ、ヘテロ接合バイポーラトランジスタのいずれかである付記３から付記５、付記８から付記１０のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
前記能動素子は、共鳴トンネルダイオード、タンネットダイオード、インパットダイオード、ＧａＡｓ系電界効果トランジスタ、ＧａＮ系ＦＥＴ、高電子移動度トランジスタ、ヘテロ接合バイポーラトランジスタのいずれかである付記３から付記５、付記８から付記１０のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【0167】
（付記１２）
前記アンテナは、ダイポールアンテナ、ボータイアンテナ、スロットアンテナ、パッチアンテナ、リングアンテナのいずれかである付記４又は付記９に記載のテラヘルツ装置。
前記アンテナは、ダイポールアンテナ、ボータイアンテナ、スロットアンテナ、パッチアンテナ、リングアンテナのいずれかである付記４又は付記９に記載のテラヘルツ装置。
【0168】
（付記１３）
前記アンテナは、テーパスロットアンテナ、八木・宇田アンテナ、ボータイアンテナ、ダイポールアンテナ、のいずれかである付記５又は付記１０に記載のテラヘルツ装置。
前記アンテナは、テーパスロットアンテナ、八木・宇田アンテナ、ボータイアンテナ、ダイポールアンテナ、のいずれかである付記５又は付記１０に記載のテラヘルツ装置。
【0169】
（付記１４）
前記伝送領域の側を向く基板主面と、前記基板主面と反対側を向く基板裏面とを有し、前記テラヘルツ素子を支持する支持基板を備え、
前記テラヘルツ素子は、前記基板主面に搭載されている、付記１から付記１３のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
前記伝送領域の側を向く基板主面と、前記基板主面と反対側を向く基板裏面とを有し、前記テラヘルツ素子を支持する支持基板を備え、
前記テラヘルツ素子は、前記基板主面に搭載されている、付記１から付記１３のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【0170】
（付記１５）
前記伝送領域の側を向く基板主面と、前記基板主面と反対側を向く基板裏面とを有し、前記テラヘルツ素子を支持する支持基板を備え、
前記テラヘルツ素子は、前記基板裏面に搭載されている、付記１から付記１３のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
前記伝送領域の側を向く基板主面と、前記基板主面と反対側を向く基板裏面とを有し、前記テラヘルツ素子を支持する支持基板を備え、
前記テラヘルツ素子は、前記基板裏面に搭載されている、付記１から付記１３のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【0171】
（付記１６）
前記支持基板は、前記テラヘルツ素子に接続される伝送線路を有する付記１４又は付記１５に記載のテラヘルツ装置。
前記支持基板は、前記テラヘルツ素子に接続される伝送線路を有する付記１４又は付記１５に記載のテラヘルツ装置。
【0172】
（付記１７）
前記伝送線路は、前記テラヘルツ素子に接続される主導体を含み、
前記導波管は、前記主導体が形成された前記支持基板の面の側に、前記主導体に沿って延び、前記主導体を囲む溝部を有する、付記１６に記載のテラヘルツ装置。
前記伝送線路は、前記テラヘルツ素子に接続される主導体を含み、
前記導波管は、前記主導体が形成された前記支持基板の面の側に、前記主導体に沿って延び、前記主導体を囲む溝部を有する、付記１６に記載のテラヘルツ装置。
【0173】
（付記１８）
前記支持基板は、前記伝送領域に配置され、前記テラヘルツ素子を支持する支持部と、前記支持部を前記導波管に固定する固定部とを有し、
前記支持部は、前記導波管の伝送領域の大きさに設定されている
付記１７に記載のテラヘルツ装置。
前記支持基板は、前記伝送領域に配置され、前記テラヘルツ素子を支持する支持部と、前記支持部を前記導波管に固定する固定部とを有し、
前記支持部は、前記導波管の伝送領域の大きさに設定されている
付記１７に記載のテラヘルツ装置。
【0174】
（付記１９）
前記導波管内において前記電磁波が伝送される伝送方向である第１方向と直交する方向を第２方向、前記伝送方向及び前記第２方向と直交する方向を第３方向としたとき、
前記支持部は、前記第２方向の寸法に対して前記第３方向の寸法が短い長方形状であり、
前記固定部は、前記支持部に対して前記第２方向に接続されている、
付記１８に記載のテラヘルツ装置。
前記導波管内において前記電磁波が伝送される伝送方向である第１方向と直交する方向を第２方向、前記伝送方向及び前記第２方向と直交する方向を第３方向としたとき、
前記支持部は、前記第２方向の寸法に対して前記第３方向の寸法が短い長方形状であり、
前記固定部は、前記支持部に対して前記第２方向に接続されている、
付記１８に記載のテラヘルツ装置。
【0175】
（付記２０）
前記固定部は第１の固定部と第２の固定部とを備え、前記第１の固定部は、前記支持部に対して前記第２方向に接続され、前記第２の固定部は、前記支持部に対して前記第１の固定部と反対側に接続されている、付記１９に記載のテラヘルツ装置。
前記固定部は第１の固定部と第２の固定部とを備え、前記第１の固定部は、前記支持部に対して前記第２方向に接続され、前記第２の固定部は、前記支持部に対して前記第１の固定部と反対側に接続されている、付記１９に記載のテラヘルツ装置。
【0176】
（付記２１）
前記伝送線路は前記第１の固定部に設けられ、
前記溝部は、前記第１の固定部に対して設けられた第１の溝部であり、
前記導波管は、前記第２の固定部に対して前記１の溝部と同じ形状の第２の溝部を有する、付記２０に記載のテラヘルツ装置。
前記伝送線路は前記第１の固定部に設けられ、
前記溝部は、前記第１の固定部に対して設けられた第１の溝部であり、
前記導波管は、前記第２の固定部に対して前記１の溝部と同じ形状の第２の溝部を有する、付記２０に記載のテラヘルツ装置。
【0177】
（付記２２）
前記テラヘルツ素子は、ワイヤにより前記伝送線路に接続されている付記１６から付記２１のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
前記テラヘルツ素子は、ワイヤにより前記伝送線路に接続されている付記１６から付記２１のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【0178】
（付記２３）
前記支持基板は、前記テラヘルツ素子の少なくとも一部を収容する素子収容凹部を有する付記２２に記載のテラヘルツ装置。
前記支持基板は、前記テラヘルツ素子の少なくとも一部を収容する素子収容凹部を有する付記２２に記載のテラヘルツ装置。
【0179】
（付記２４）
前記テラヘルツ素子は、バンプにより前記伝送線路に接続されている付記１６から付記２１のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
前記テラヘルツ素子は、バンプにより前記伝送線路に接続されている付記１６から付記２１のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【0180】
（付記２５）
前記伝送線路は、コプレーナ線路、マイクロストリップ線路、ストリップ線路、スロット線路のいずれかである付記１６から付記２４のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
前記伝送線路は、コプレーナ線路、マイクロストリップ線路、ストリップ線路、スロット線路のいずれかである付記１６から付記２４のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【0181】
（付記２６）
前記テラヘルツ素子の素子裏面側に前記電磁波を反射する反射部を備える付記１４に記載のテラヘルツ装置。
前記テラヘルツ素子の素子裏面側に前記電磁波を反射する反射部を備える付記１４に記載のテラヘルツ装置。
【0182】
（付記２７）
前記導波管は、前記伝送領域を形成する本体部と、前記伝送領域の一端側を短絡する短絡部とを備え、
前記反射部は、前記短絡部に形成された凹部の底面である、付記２６に記載のテラヘルツ装置。
前記導波管は、前記伝送領域を形成する本体部と、前記伝送領域の一端側を短絡する短絡部とを備え、
前記反射部は、前記短絡部に形成された凹部の底面である、付記２６に記載のテラヘルツ装置。
【0183】
（付記２８）
前記導波管は、前記伝送領域を形成する本体部と、前記伝送領域の一端側を短絡する短絡部とを備え、
前記反射部は、前記支持基板の前記基板裏面に接する短絡部である、付記２６に記載のテラヘルツ装置。
前記導波管は、前記伝送領域を形成する本体部と、前記伝送領域の一端側を短絡する短絡部とを備え、
前記反射部は、前記支持基板の前記基板裏面に接する短絡部である、付記２６に記載のテラヘルツ装置。
【0184】
（付記２９）
前記反射部は、前記支持基板の前記基板裏面に形成された反射膜である、付記２６に記載のテラヘルツ装置。
前記反射部は、前記支持基板の前記基板裏面に形成された反射膜である、付記２６に記載のテラヘルツ装置。
【0185】
（付記３０）
前記反射部は、前記支持基板の前記基板主面に形成された反射膜である、付記２６に記載のテラヘルツ装置。
前記反射部は、前記支持基板の前記基板主面に形成された反射膜である、付記２６に記載のテラヘルツ装置。
【0186】
（付記３１）
前記反射部は、前記テラヘルツ素子の前記素子裏面に形成された反射膜である、付記２６に記載のテラヘルツ装置。
前記反射部は、前記テラヘルツ素子の前記素子裏面に形成された反射膜である、付記２６に記載のテラヘルツ装置。
【0187】
（付記３２）
前記導波管は、前記伝送領域を有する本体部と、前記支持基板の前記基板裏面側にバックショート部を有する短絡部とを備える、付記２６から付記３１のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
前記導波管は、前記伝送領域を有する本体部と、前記支持基板の前記基板裏面側にバックショート部を有する短絡部とを備える、付記２６から付記３１のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【0188】
（付記３３）
前記バックショート部には、誘電体が充填されている、付記３２に記載のテラヘルツ装置。
前記バックショート部には、誘電体が充填されている、付記３２に記載のテラヘルツ装置。
【0189】
（付記３４）
前記バックショート部は、スリットを有する、付記３２又は付記３３に記載のテラヘルツ装置。
前記バックショート部は、スリットを有する、付記３２又は付記３３に記載のテラヘルツ装置。
【0190】
（付記３５）
前記短絡部は、前記支持基板と反対側の裏面から前記バックショート部内に先端が挿入された調整部材を有する、付記３２から付記３４のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
前記短絡部は、前記支持基板と反対側の裏面から前記バックショート部内に先端が挿入された調整部材を有する、付記３２から付記３４のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【0191】
（付記３６）
前記導波管は、前記伝送領域から拡大され、前記伝送領域よりも大きい前記テラヘルツ素子を収容する素子収容部を有する、付記１から付記３５のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
前記導波管は、前記伝送領域から拡大され、前記伝送領域よりも大きい前記テラヘルツ素子を収容する素子収容部を有する、付記１から付記３５のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【0192】
（付記３７）
前記素子収容部の側面は、前記伝送領域に向かうにつれて徐々に前記伝送領域の中心に近づくように傾いている付記３６に記載のテラヘルツ装置。
前記素子収容部の側面は、前記伝送領域に向かうにつれて徐々に前記伝送領域の中心に近づくように傾いている付記３６に記載のテラヘルツ装置。
【符号の説明】
【0193】
Ａ１，Ａ２，Ａ３、Ａ１１～Ａ２２…テラヘルツ装置
１０，１０Ａ，１０Ｂ…導波管
１０１…伝送領域
１０２…中心線
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…支持基板
３０１…基板主面
３０２…基板裏面
３１…給電用線路
３３，３４…反射膜
３５…素子収容凹部
３６…支持部
３７…固定部（第１の固定部）
３８…第２の固定部
４０…伝送線路
５０，５０Ａ…テラヘルツ素子
５０１…素子主面
５０２…素子裏面
５１…素子基板
５２…能動素子
５３…第１導電体層
５３１…第１導電部
５４…第２導電体層
５４１…第２導電部
５５，５５Ａ…アンテナ
Ｐ１…発振点、検出点
Ｐ２…放射点、受信点
ｘ…第２方向
ｙ…第３方向
ｚ…第１方向（伝送方向）
１０，１０Ａ，１０Ｂ…導波管
１０１…伝送領域
１０２…中心線
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…支持基板
３０１…基板主面
３０２…基板裏面
３１…給電用線路
３３，３４…反射膜
３５…素子収容凹部
３６…支持部
３７…固定部（第１の固定部）
３８…第２の固定部
４０…伝送線路
５０，５０Ａ…テラヘルツ素子
５０１…素子主面
５０２…素子裏面
５１…素子基板
５２…能動素子
５３…第１導電体層
５３１…第１導電部
５４…第２導電体層
５４１…第２導電部
５５，５５Ａ…アンテナ
Ｐ１…発振点、検出点
Ｐ２…放射点、受信点
ｘ…第２方向
ｙ…第３方向
ｚ…第１方向（伝送方向）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】