特表 2023-510435 テラヘルツ放射線を送信および／または受信するための装置、およびその使用

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-14

(54)【発明の名称】テラヘルツ放射線を送信および／または受信するための装置、およびその使用

(51)【国際特許分類】

   H01S 1/02 20060101AFI20230307BHJP

   G01N 21/3581 20140101ALI20230307BHJP

   G01B 11/06 20060101ALI20230307BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20230307BHJP

   G01S 17/08 20060101ALI20230307BHJP

【ＦＩ】

H01S1/02

G01N21/3581

G01B11/06 Z

G01C3/06 120Q

G01S17/08

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021562298

(86)(22)【出願日】2020-12-16

(85)【翻訳文提出日】2021-10-19

(86)【国際出願番号】 EP2020086381

(87)【国際公開番号】W WO2021122716

(87)【国際公開日】2021-06-24

(31)【優先権主張番号】102019135487.0

(32)【優先日】2019-12-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】309007036

【氏名又は名称】ヘルムート・フィッシャー・ゲーエムベーハー・インスティテュート・フューア・エレクトロニク・ウント・メステクニク

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】マストル、リュディガー

【テーマコード（参考）】

2F065

2F112

2G059

5J084

【Ｆターム（参考）】

2F065AA06

2F065AA30

2F065AA51

2F065BB05

2F065BB23

2F065FF41

2F065GG01

2F065LL02

2F065LL10

2F065LL12

2F112AD01

2F112BA01

2F112CA08

2F112CA12

2F112DA05

2F112DA09

2F112DA15

2F112DA21

2F112DA25

2F112DA28

2F112DA32

2F112EA05

2G059AA03

2G059EE02

2G059HH05

5J084AA05

5J084AA13

5J084AD01

5J084BA02

5J084BA20

5J084BA36

5J084BB27

5J084BB31

5J084DA01

(57)【要約】

テラヘルツ放射線を送信および／または受信する装置であって、テラヘルツ信号を生成および／または検出するように構成される少なくとも１つのテラヘルツ要素と、少なくとも１つのテラヘルツ要素に特に割り当てられる少なくとも１つの電磁場整形要素と、を備え、少なくとも１つのテラヘルツ要素は、電磁場整形要素の第１の表面の領域に配置される装置。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

テラヘルツ放射線（ＴＳ１、ＴＳ２）を生成および／または検出するように構成された少なくとも１つのテラヘルツ要素（１１０；１１０ａ；１１０ｂ；１１０ａ’；１１０＿１；１１０＿２）と、少なくとも１つの前記テラヘルツ要素（１１０；１１０ａ；１１０ｂ；１１０ａ’；１１０＿１；１１０＿２）に特に割り当てられた少なくとも１つの電磁場整形要素（１２０；１２０ａ）と、を含み、少なくとも１つの前記テラヘルツ要素（１１０；１１０ａ；１１０ｂ；１１０ａ’；１１０＿１，１１０＿２）は、前記電磁場整形要素（１２０；１２０ａ）の第１の表面（１２１）の領域に配置され、前記テラヘルツ放射線（ＴＳ１、ＴＳ２）を送信および／または受信するための装置（１００；１１０ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ））。

【請求項2】

少なくとも１つの前記テラヘルツ要素（１１０；１１０ａ；１１０ｂ； １１０ａ’；１１０＿１，１１０＿２）は、少なくとも１つの前記テラヘルツ要素（１１０；１１０ａ；１１０ｂ；１１０ａ’；１１０＿１，１１０＿２）と前記電磁場整形要素（１２０；１２０ａ）との間に、特に少なくとも局所的にエバネッセント結合が存在するように、前記電磁場整形要素（１２０；１２０ａ）の第１の表面（１２１）に対して配置される、請求項１に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項3】

少なくとも１つの前記テラヘルツ要素（１１０；１１０ａ；１１０ｂ；１１０ａ’；１１０＿１，１１０＿２）は、少なくとも局所的に、少なくとも１つの前記テラヘルツ要素（１１０；１１０ａ；１１０ａ；１１０ａ；１１０ａ；１１０＿２）と前記電磁場整形要素（１２０； １２０ａ）との間でフラストレートした全反射が生じ得るように、および／または生じるように、前記電磁場整形要素（１２０；１２０ａ）の第１の表面（１２１）に対して配置される、請求項１または２に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項4】

前記電磁場整形要素（１２０；１２０ａ）は、少なくとも１つのレンズ（１２０ａ）を含み、および／またはレンズ（１２０ａ）として形成される、請求項１～３の少なくとも１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項5】

少なくとも１つの前記レンズ（１２０ａ）は、半球レンズとして、または超半球レンズ（１２０ａ）として、または非球面レンズとして形成される、請求項４に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項6】

前記電磁場整形要素（１２０；１２０ａ）は、以下の材料、（ａ）シリコン、（ｂ）ポリエチレン（ＰＥ）、および／または高密度ＰＥ（ＨＤＰＥ）、および／またはポリプロピレン（ＰＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、および／またはポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、（ｃ）少なくとも１つの添加材料、特に、屈折率を増加させる、例えば、二酸化チタン（ＴｉＯ２），および／または二酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を含むポリマー材料、特にＰＥおよび／またはＰＦおよび／またはＨＤＰＥおよび／またはＰＰおよび／またはＰＴＦＥおよび／またはＰＭＰ、の少なくとも一部を部分的に含むか、または少なくとも１つから形成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項7】

前記電磁場整形要素（１２０；１２０ａ）が、少なくとも１つの表面、特に前記第１の表面（１２１）に対向する第２の表面（１２２）の領域において、反射低減効果を有する表面改質、好ましくは反射防止コーティング（１２４）を有し、前記反射低減効果、特に前記反射防止コーティング（１２４）が、特に４．５ＴＨｚ～６．５ＴＨｚの間の周波数範囲に対して最適化される、請求項１～６のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項8】

少なくとも局所的には、少なくとも１つの接合層（１３０）、特に接着層が、少なくとも１つの前記テラヘルツ要素（１１０；１１０ａ；１１０ｂ；１１０ａ’；１１０＿１，１１０＿２）と前記電磁場整形要素（１２０；１２０ａ）の第１の表面（１２１）との間に配置される、請求項１～７のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項9】

前記接合層（１３０）の層厚（ｄ１）が５０μｍ未満、特に１０μｍ以下、特に７μｍ以下、特に４．０μｍ以下、特に１．０μｍ以下である請求項８に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項10】

前記接合層（１３０）の層厚（ｄ１）が、前記接合層（１３０）における前記テラヘルツ放射線（ＴＳ１、ＴＳ２）の波長の４分の１よりも小さく、特に前記接合層（１３０）における前記テラヘルツ放射線（ＴＳ１、ＴＳ２）の最大周波数の波長の４分の１よりも小さい、請求項８または９に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項11】

前記接合層（１３０）が、以下の材料、ａ）ポリマー材料、特にＰＥおよび／またはＨＤＰＥおよび／またはＰＰ、および／またはＰＭＰ、ｂ）少なくとも１つの添加材料、特に、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、および／または二酸化アルミニウム、（Ａｌ２Ｏ３）のような屈折率増加添加物を含むポリマー材料、特にＰＥおよび／またはＨＤＰＥおよび／またはＰＰ、および／またはＰＭＰ、ｃ）特に、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、および／または二酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）のような屈折率増加添加物を含む接着材料、の少なくとも１つを部分的に含むか、または少なくとも１つから形成される、請求項８～１０のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項12】

前記接合層（１３０）が、１．６以上、特に２．０以上、特に３．０以上の屈折率ｎを有する、請求項８～１０のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項13】

少なくとも１つの前記テラヘルツ要素（１１０；１１０ａ；１１０ｂ；１１０ａ’；１１０＿１，１１０＿２）は、特に、少なくとも局所的に、前記電磁場整形要素（１２０；１２０ａ）に、圧力嵌めおよび／または形成嵌めおよび／または材料嵌め方式で接続され、特に、クランプ接続および／またははんだ接続（１３６）が提供される、請求項１～１２のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項14】

特に少なくとも局所的に、少なくとも１つの前記テラヘルツ要素（１１０；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｉ；１００ｋ）と、前記電磁場整形要素（１２０，１２０ａ）の第１の表面（１２１）との間に、間隙（１３５）、特に空隙、特に技術的ゼロギャップが設けられ、特に、前記空隙の厚さ（ｄ１）は、５０μｍ以下、特に、１０μｍ以下、特に、７μｍ以下、特に４．０μｍ以下、特に１．０μｍ以下である、請求項１～１３のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項15】

少なくとも１つの前記テラヘルツ要素（１１０；１１０ａ；１１０ｂ；１１０ａ’；１１０＿１，１１０＿２）は、少なくとも１つの前記電磁場整形要素（１２０，１２０ａ）の第１の表面（１２１）に、特に少なくとも局所的に、面状に載置される、請求項１～１４のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項16】

少なくとも１つの前記テラヘルツ要素（１１０；１１０ａ；１１０ｂ；１１０ａ’；１１０＿１，１１０＿２）が、第１の基板（１１４）および電極配置（１１５）を備え、特に、前記電極配置（１１５）が、前記第１の基板（１１４）の第１の表面（１１４ａ）上に配置される、請求項１～１５のいずれか１項に記載の装置 （１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項17】

前記第１の基板（１１４）の前記第１の表面（１１４ａ）は、前記電磁場整形要素（１２０、１２０ａ）の第１の表面（１２１）に面しており、特に、第１の基板（１１４）の第１の表面（１１４ａ）は、前記電磁場整形要素（１２０、１２０ａ）の第１の表面（１２１）に面している、請求項１６に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項18】

少なくとも１つの前記テラヘルツ要素（１１０；１１０ａ；１１０ｂ；１１０ａ’；１１０＿１，１１０＿２）および／または前記第１の基板（１１４）が、光導電性材料を含み、特に、前記光導電性材料が、（ａ）リン化インジウム（ＩｎＰ）、（ｂ）ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、（ｃ）ヒ化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓ）のうちの少なくとも１つを含み、特に、前記光導電性材料が、特に、鉄でドープされている、請求項１～１７のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項19】

少なくとも１つの前記テラヘルツ要素（１１０；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）は、少なくとも１つのさらに基板（１１６）を含み、特に、前記第１の基板（１１４）は、少なくとも局所的には、少なくとも１つのさらに基板（１１６）上に配置され、特に、前記第１の基板（１１４）は、前記第１の表面（１１４ａ）に対向する第２の表面（１１４ｂ）を備え、特に少なくとも１つのさらに基板（１１６）の第１の表面（１１６ａ）上に少なくとも１つのさらに基板（１１６）を備える、請求項１６～１８のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項20】

前記第１の基板（１１４）および／または少なくとも１つのさらなる基板または少なくとも１つのさらなる基板（１１６）が、１４５０ｎｍ～１６５０ｎｍの間の波長範囲および／または８５０ｎｍ～１６５０ｎｍの間の波長範囲の光放射（Ｓ１）に対して少なくとも部分的に透明であり、透過率が好ましくは９０パーセントを超え、さらに好ましくは９５パーセントを超える、請求項１６～１９のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項21】

少なくとも１つのさらなる前記基板（１１６）が、前記第１の基板（１１４）の材料とは異なる材料を含む、請求項１９または２０に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項22】

ａ）第１の表面（１１４ａ）の反対側の第２の表面（１１４ｂ）および／または前記第１の基板（１１４）の前記第２の表面（１１４ｂ）、および／またはｂ）少なくとも１つのさらなる基板（１１６）の第１の表面（１１６ａ）に対向する第２の表面（１１６ｂ）は、第１の光放射（Ｓ１）に、特に、１４５０ｎｍ～１６５０ｎｍの波長範囲のレーザ放射（Ｓ１）に曝され得る、請求項１７～２１のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項23】

照射装置（１４０）が、前記テラヘルツ要素（１１０；１１０ａ；１１０ｂ；１１０ａ’；１１０＿１，１１０＿２）の少なくとも１つの領域を第１の光放射（Ｓ１）または第１の光放射（Ｓ１）に少なくとも一時的に曝露するために設けられ、前記照射装置（１４０）が、少なくとも１つの光ファイバ（１４０）を含むか、または光ファイバ（１４０）として形成される、請求項１～２２のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項24】

前記照射装置（１４０）、特に光ファイバ（１４０）は、第１の光放射（Ｓ１）を結合するための出射面（１４１）が、ａ）第１の基板（１１４）の第１の表面（１１４ａ）または第２の表面（１１４ｂ）に対向する、および／または、ｂ）第１の基板（１１６）の第１の表面（１１６ａ）に対向する第２の表面（１１６ｂ）に、特に、ａａ）第１の基板（１１４）、および／またはｂｂ）の第２の表面（１１６ｂ）と反対であるように、第１の基板（１１６）に対して配置および／または位置合わせされ、少なくとも１つのさらなる基板（１１６）は、第１光放射（Ｓ１）に露光されることができる、請求項２３および請求項１７～２２のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項25】

前記光ファイバ（１４０）は、モノモードファイバ、特に偏波保持光ファイバである、請求項２３または２４に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項26】

前記装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）は、複数のテラヘルツ要素（１１０＿１；１１０＿２）を備え、ａ）前記装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｋ）のうち少なくとも２つ、好ましくはすべては、前記電磁場整形要素（１２０；１２０ａ）の第１の面（１２１）の領域内に配置され、および／または、ｂ）少なくとも１つの前記電磁場整形要素（１２０；１２０ａ）は、複数の前記テラヘルツ要素（１１０＿１、１１０＿２）のうちの少なくとも２つに割り当てられる請求項１～２５のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項27】

複数の前記テラヘルツ要素（１１０＿１、１１０＿２）のうちの少なくとも２つ、好ましくは全てが並んで配置され、特に、少なくとも２つ、好ましくは全ての前記テラヘルツ要素（１１０＿１、１１０＿２）のそれぞれの電極配列（１１５＿１、１１５＿２）が、特に、少なくともほぼ同じ第１の仮想平面（Ｅ１）内にあり、特に、前記第１の仮想平面（Ｅ１）が、前記電磁場整形要素（１２０；１２０ａ）の前記第１の表面（１２１）に平行である、請求項２６に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項28】

複数の前記テラヘルツ要素（１１０＿１、１１０＿２）の少なくとも２つ、好ましくは全てが、特に、前記テラヘルツ放射線（ＴＳ１、ＴＳ２）のビーム方向に対して、一方が他方の後方に配置され、特に、少なくとも２つ、好ましくは全ての前記テラヘルツ要素（１１０＿１、１１０＿２）のそれぞれの電極配置（１１５＿１、１１５＿２）が、互いに異なるそれぞれの仮想平面（Ｅ１、Ｅ２）内にあり、特に、前記仮想平面（Ｅ１、Ｅ２）の少なくとも２つが、前記電磁場整形要素（１２０；１２０ａ）の第１の表面（１２１）に平行である、請求項２６または２７に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項29】

複数の前記テラヘルツ要素（１１０＿１、１１０＿２）のうちの少なくとも２つが、空間的に少なくとも部分的に重なり合う、請求項２６～２８のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項30】

複数の前記テラヘルツ要素（１１０＿１、１１０＿２）に共通電極構造（１１５＿１２）が割り当てられている、請求項２６～２９のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項31】

前記装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）が、平行ビームの形成で前記テラヘルツ放射線（ＴＳ１、ＴＳ２）を出力および／または受け取るように構成される、請求項１～３０のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項32】

前記装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）は、発散ビームの形成で前記テラヘルツ放射線（ＴＳ１、ＴＳ２）を出力および／または受け取るように構成される、請求項１～３１のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項33】

前記装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）は、前記テラヘルツ放射線（ＴＳ１、ＴＳ２）のビーム経路を操作するための少なくとも１つの操作装置（１６０）を備え、特に、少なくとも１つの前記操作装置（１６０）は、前記テラヘルツ放射線（ＴＲ）のための反射装置（１６２）、特に、少なくとも１つのミラー（１６２ａ１）を備える、請求項１～３２のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項34】

前記反射手段（１６２）は、少なくとも、第１ミラー（１６２ａ１）と、第２ミラー（１６２ａ２）と、を備え、前記装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）は、ａ）前記テラヘルツ放射線（ＴＳ１）のビーム経路（ＢＰ）内に選択的に第１ミラー（１６２ａ１）と、第２ミラー（１６２ａ２）と、を配置するようになっており、および／またはｂ）前記テラヘルツ放射線（ＴＳ１、ＴＳ２）のビーム経路内に、少なくとも一時的に第１ミラー（１６２ａ１）を位置決めし、少なくとも一時的に第２ミラー（１６２ａ２）を位置決めする、請求項３３に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項35】

前記第１ミラー（１６２ａ１）が第１焦点距離を有し、第２ミラー（１６２ａ２）が第１焦点距離と異なる第２焦点距離を有する請求項３４に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項36】

前記第２ミラー（１６２ａ１）は、工具および／またはモータなしで駆動および／または交換することができ、特に、少なくとも１つのさらにミラー、特に、前記第２焦点距離とは異なる第３焦点距離を有するミラーに置き換えることができ、好ましくは、第２のミラーと第３のミラーとの間の前記テラヘルツ放射線（ＴＳ１、ＴＳ２）は、好ましくは同一直線上にある、請求項３５に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項37】

少なくとも１つの前記テラヘルツ要素（１１０；１１０ａ；１１０ａ’；１１０＿１，１１０＿２）に、第１パルス周波数を有する第１パルスレーザ放射（Ｓ２ａ）および第２パルス周波数を有する第２パルスレーザ放射（Ｓ２ａ）を一時的に印加するようになっており、特に、前記第２パルス周波数は、前記第１パルス周波数と少なくとも一時的に異なり、特に、前記装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）は、第１レーザ放射（Ｓ２ａ）を生成および／または提供するための第１レーザ源（１４０ａ）と、第２レーザ放射を生成および／または提供するための第２レーザ源（１４０ｂ）とを含む、請求項１～３６のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項38】

前記装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）は、前記テラヘルツ放射線（ＴＳ１）の少なくとも１つの領域に保護ガス（ＳＧ）を含む保護ガス流（ＳＧＳ）を提供するように構成され、特に前記保護ガス（ＳＧ）は、（ａ）乾燥空気、（ｂ）乾燥ガス、（ｃ）乾燥ガス混合物、（ｄ）前記テラヘルツ放射線（ＴＳ１、ＴＳ２）の周波数範囲に吸収線を有さない少なくとも１つのガス、のうちの少なくとも１つを含み、特に前記保護ガス（ＳＧ）は、－２０℃以下、好ましくは－３０℃以下、さらに好ましくは－４０℃以下の露点温度を有し、特に保護ガス（ＳＧ）は０．１ｄＢ以下のビーム経路（ＢＰ）に沿って、好ましくは前記テラヘルツ放射線（ＴＳ１、ＴＳ２）の各周波数に対して、前記テラヘルツ放射線（ＴＳ１， ＴＳ２）の減衰を生じる、請求項１～３７のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項39】

ａ）前記保護ガス流（ＳＧＳ）を少なくとも一時的に提供するための少なくとも１つの供給装置（１５０）、および／またはｂ）前記保護ガス（ＳＧ）の圧力を操作するための少なくとも１つの圧力操作部材をさらに備える、請求項３８に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項40】

少なくとも１つのノズル（１５２）をさらに含み、特に、前記ノズル（１５２）は、前記保護ガス流（ＳＧＳ）または前記保護ガス流（ＳＧＳ）の少なくとも一部を前記テラヘルツ放射線（ＴＳ１、ＴＳ２）のビーム経路（ＢＰ）の少なくとも１つの領域内に導くように適合および／または配置され、少なくとも１つの前記ノズル（１５２）をさらに含み、特に、少なくとも１つの前記ノズル（１５２）は、自由噴流ノズルである、請求項３８または３９に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項41】

前記装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）が、ａ）測定対象物（ＯＢＪ’； ＯＢＪ”）に対する前記装置（１００）の距離、ｂ）測定対象物（ＯＢＪ’；ＯＢＪ”）に対する前記装置（１００）の傾斜、ｃ）測定対象物（ＯＢＪ；ＯＢＪ’；ＯＢＪ”）の形状、特に表面形状、の少なくとも１つを測定または決定可能な少なくとも１つの光学センサー装置（１７０）を含む、請求項１～４０のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）。

【請求項42】

特に、物体（ＯＢＪ；ＯＢＪ’；ＯＢＪ”’）の少なくとも１つの物理パラメータを決定するための測定装置（１０００）であって、請求項１～４１のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）を含む、測定装置（１０００）。

【請求項43】

前記測定装置（１０００）が、測定対象物（ＯＢＪ；ＯＢＪ’；ＯＢＪ”；ＯＢＪ”’）の少なくとも１つの層（１１，１２，１３）の層厚（ｔ１，ｔ２，ｔ３）を決定するように構成され、特に、前記少なくとも１つの層（１０，１１，１２）のモデルを用いるモデルベースの方法を用いる、請求項４２に記載の測定装置（１０００）。

【請求項44】

請求項１～４１のいずれか１項に記載の装置（１００；１００ａ；１００ｂ；１００ｃ；１００ｄ；１００ｅ；１００ｆ；１００ｇ；１００ｈ；１００ｉ；１００ｊ；１００ｋ）、および／または、請求項４２または４３に記載の測定装置（１０００）の使用であって、ａ）テラヘルツ放射線（ＴＳ２；ＴＳＲ）、特にテラヘルツパルスの送信（２０２）および／または受信（２０４）、ｂ）特に部品（１０）上の、特に本体部分（１０）の１つ以上の層の層厚（ｔ１、ｔ２、ｔ３）の決定、特にモデルに基づく決定、ｃ）テラヘルツ放射線（ＴＳ２；ＴＳ、ＴＳＲ）のビーム経路（ＢＰ）における、少なくとも一時的な第１ミラー（１６２ａ１）の位置決め（２０７ａ）および少なくとも一時的な第２ミラー（１６２ａ２）の位置決め（２０７ｂ）、ｄ）少なくとも一時的および／または少なくとも局所的な、少なくとも１つの前記テラヘルツ要素（１１０；１１０ａ；１１０＿１、１１０＿２）と前記電磁場整形要素（１２０；１２０ａ）との間のエバネッセント結合の提供（２０８）、ｅ）少なくとも１つの空間領域への保護ガス（ＳＧ）、特に保護ガス流（ＳＧＳ）の一時的な提供（２０９ａ）、少なくとも一時的な提供（２０９ａ）は、少なくとも１つの空間領域に、保護ガス流（ＳＧＳ）、特に保護ガス流（ＳＧＳ）が、テラヘルツ放射線（ＴＳ１、ＴＳ２；ＴＳ，ＴＳＲ）の送信（２０２）および／または受信（２０４）と同期させる、ｆ）テラヘルツ放射線（ＴＳ１、ＴＳ２；ＴＳ、ＴＳＲ）、特にテラヘルツパルスの、保護ガス（ＳＧ）が印加されている前記空間領域への印加、のうち少なくとも１つに対する使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、テラヘルツ（ＴＨｚ）放射線を送信および／または受信するための装置に関する。本開示は、さらに、そのような装置の使用に関する。

【発明の概要】

【0002】

好ましい実施形態は、テラヘルツ（ＴＨｚ）信号を生成および／または検出するように構成された少なくとも１つのテラヘルツ要素と、少なくとも１つのテラヘルツ要素に特に割り当てられた少なくとも１つの電磁場整形要素とを含む、テラヘルツ（ＴＨｚ）放射線を送信および／または受信する装置に関する。ここで、少なくとも１つのテラヘルツ要素は、電磁場整形要素の第１の表面の領域に配置される。

【0003】

さらに好ましい実施形態では、少なくとも１つのテラヘルツ要素が、電磁場整形要素の第１の表面に対して、特に少なくとも局所的に、少なくとも１つのテラヘルツ要素と電磁場整形要素との間にエバネッセント結合が存在するように配置されることが提供される。このようにして、例えば、少なくとも１つのテラヘルツ要素によって生成されるテラヘルツ放射線を、電磁場整形要素内に効率的に結合することができ、および／または受け取るべきテラヘルツ放射線を、電磁場整形要素からテラヘルツ要素内に効率的に結合することができる。特に、さらに好ましい実施形態によれば、エバネッセント結合は、テラヘルツ要素と電磁場整形要素との間の中間領域で発生し得るテラヘルツ放射線の全反射を低減または回避することができ、これにより、成分間のテラヘルツ放射線の結合の効率が高まる。

【0004】

さらに好ましい実施形態では、少なくとも１つのテラヘルツ要素が、特に少なくとも局所的には、少なくとも１つのテラヘルツ要素と電磁場整形要素との間でフラストレート全反射が発生し得るおよび／または発生し得るように、電磁場整形要素の第１の表面に対して配置されることが提供される。

【0005】

さらに好ましい実施態様において、電磁場整形要素が少なくとも１つのレンズを含みおよび／またはレンズとして形成されることが提供される。

【0006】

さらに好ましい実施形態では、少なくとも１つのレンズが、半球レンズとして、または超半球レンズとして、または非球面レンズとして形成されることが提供される。

【0007】

さらに好ましい実施形態では、電磁場整形要素は、特に１ＴＨｚ～１０ＴＨｚの範囲で、好ましくは屈折率の変化が５％未満の低い分散、および／またはテラヘルツ放射線に対して好ましくは２％未満の低い吸収、を有することが提供される。

【0008】

さらに好ましい実施態様において、電磁場整形要素は、少なくとも次の材料のうちの少なくとも１つを少なくとも部分的に含むか、または以下の材料のうちの少なくとも１つから形成されることが提供される。ａ）シリコン、ｂ）ポリマー材料、特に、ＰＥおよび／またはＨＤＰＥおよび／またはＰＰおよび／またはＰＴＦＥおよびまたはおよび／またはポリメチルペンテン、ＰＭＰ、ｃ）ポリマー材料、特に、ＰＥおよび／またはＨＤＰＥおよび／またはＰＰおよび／またはＰＴＦＥおよび／またはＰＭＰであり、少なくとも１つの添加材料、特に、屈折率増加添加材料、例えば、二酸化チタン、ＴｉＯ２および／または二酸化アルミニウム、Ａｌ２Ｏ３。

【0009】

さらに好ましい実施態様において、電磁場整形要素は、少なくとも１つの表面の領域、特に第１の表面の領域および／または第１の表面に対向する第２の表面上に、反射低減効果を有する表面改質、好ましくは反射防止コーティングを有し、ここに、反射低減効果、特に反射防止コーティングは、１ＴＨｚから１０ＴＨｚの間、特に１ＴＨｚから１０ＴＨｚの間の周波数範囲、さらに特に４．５ＴＨｚから６．５ＴＨｚの間に最適化されることが提供される。

【0010】

さらに好ましい実施形態では、少なくとも局所的に、接合層、特に接着層が、少なくとも１つのテラヘルツ要素と電磁場整形要素の第１の表面との間に配置されることが提供される。

【0011】

さらに好ましい実施態様において、接合層の層厚が５０マイクロメートル（μｍ）未満特に１０μｍ以下、特に７μｍ以下、さらに特に４．０μｍ以下、さらに特に１．０μｍ以下であることが提供される。

【0012】

さらに好ましい実施形態では、接合層の層の厚さは、接合層内のテラヘルツ信号の波長の４分の１よりも小さく、特に、接合層内のテラヘルツ信号の最大周波数の波長の４分の１よりも小さいことが提供される。

【0013】

さらに好ましい実施態様において、接合層は、少なくとも次の材料のうちの少なくとも１つを部分的に含むか、または少なくとも次の材料のうちの少なくとも１つから形成されることが提供される。ａ）ポリマー材料、特にＰＥおよび／またはＨＤＰＥおよび／またはＰＰおよび／またはＰＴＦＥおよび／またはＰＭＰ、ｂ）ポリマー材料、特にＰＥおよび／またはＨＤＰＥおよび／またはＰＰおよび／またはＰＴＦＥおよびまたはおよび／またはＰＭＰ、であって少なくとも１つの添加材料、特に屈折率増加添加材料、例えば二酸化チタン、ＴｉＯ２、および／または酸化アルミニウム、Ａｌ２Ｏ３を含むもの、ｃ）接着材料、特に少なくとも１つの添加材料、特に屈折率増加添加材料、例えば二酸化チタン、ＴｉＯ２、および／または二酸化アルミニウム、Ａｌ２Ｏ３、を用いた接着材料。

【0014】

さらに好ましい実施態様において、接合層が、１．６以上、特に２．０より大きい、特に３．０より大きい屈折率ｎを有することが提供される。

【0015】

さらに好ましい実施形態では、少なくとも１つのテラヘルツ要素が、特に少なくとも局所的に、力適合および／または形状適合および／または材料適合の方法で電磁場整形要素に接続され、特にクランプ接続および／またははんだ接続が提供される。

【0016】

さらに好ましい実施形態では、少なくとも局所的に、少なくとも１つのテラヘルツ要素と電磁場整形要素の第１の表面との間に、ギャップ、特に空隙、さらに特に技術的ゼロギャップが設けられる。

【0017】

さらに好ましい実施態様において、少なくとも１つのテラヘルツ要素は、第１の表面を有する電磁場整形要素の第１の表面上に、特に少なくとも局所的に、面積的に載置されることが提供される。

【0018】

さらに好ましい実施形態では、少なくとも１つのテラヘルツ要素は、第１の基板および電極配列を備え、特に、電極配列は、第１の基板の第１の表面上に配列されることが提供される。さらに好ましい実施形態によれば、電極配列は、例えば、テラヘルツパルスを生成するために使用され得る電気のＤＣ電圧を提供するために、または、例えば、信号増幅および／または信号評価のためにテラヘルツ信号を受け取ったときに生成される電流を導出するために使用され得る。

【0019】

さらに好ましい実施態様において、第１の基板の第１の表面は、電磁場整形要素の第１の表面に面していることが提供される。ここで、特に、第１の基板の第１の表面は、電磁場整形要素の第１の表面に、特に、少なくとも局所的に、面で接触する。

【0020】

さらに好ましい実施形態では、少なくとも１つのテラヘルツ要素および／または第１の基板は、光導電材料を備え、特に、光導電材料は、以下の材料のうちの少なくとも１つを含む。ａ）リン化インジウム、ＩｎＰ、ｂ）ガリウム砒素、ＧａＡｓ、ｃ）インジウムガリウム砒素、ＩｎＧａＡｓ。ここで、特に、光導電材料は、特に、鉄でドープされる。

【0021】

さらに好ましい実施形態では、少なくとも１つのテラヘルツ要素は、１つ以上のさらに基板を含み、第１の基板は、特に少なくとも局所的には、１つのさらに基板上または複数のさらに基板上に配置され、特に、第１の基板は、第１の表面の反対側の第２の表面を備え、特に少なくとも局所的には、少なくとも１つのさらなる基板上に、特に、少なくとも１つのさらなる基板の第１の表面上に配置される。

【0022】

さらに好ましい実施形態では、第１の基板および／または少なくとも１つのさらなる基板は、１４５０ナノメートル（ｎｍ）から１６５０ｎｍの間の波長範囲、および／または８５０ｎｍから１６５０ｎｍの間の波長範囲の光放射に対して少なくとも部分的に透明であることが提供される。

【0023】

さらに好ましい実施形態では、第１の基板および／または少なくとも１つのさらなる基板は、光放射線に対して、特に前述の波長範囲において、比較的高い透過率を有する。さらに好ましくは、比較的高い透過率は、材料（例えば、シリコン、Ｓｉ、二酸化シリコン、ＳｉＯ２）の選択および／または（少なくとも１つのさらなる）基板の少なくとも１つの表面、特に、光放射が照射され得る（少なくとも１つのさらなる）基板の表面または側面上の反射低減コーティングによって達成され得る。

【0024】

さらに好ましい実施形態では、ａ）第１の表面の反対側の第２の表面、または第１の基板の第２の表面、および／または、ｂ）さらに少なくとも１つのさらなる基板の第１の表面の反対側の第２の表面は、第１の光放射、特にレーザ放射、特に１４５０ｎｍ～１６５０ｎｍの波長範囲のレーザ放射に曝され得ることが提供される。

【0025】

さらに好ましい実施形態では、テラヘルツ要素の少なくとも１つの領域を第１の光放射線または第１の光放射線に少なくとも一時的に露光するための照射装置が設けられ、照射装置は、少なくとも１つの光ファイバを備えるか、または光ファイバとして形成される。

【0026】

さらに好ましい実施形態では、照射装置、特に光ファイバは、第１の光放射をカップリングする出射面が、ａ）第１の表面の反対側の第２の表面または第１の基板の第２の表面、および／またはｂ）少なくとも１つのさらなる基板の第１の表面に反対側の第２の表面、特に、ａａ）第１の基板の第２の表面、および／またはｂｂ）少なくとも１つのさらなる基板の第２の表面が第１の光放射に曝されるように、第１の基板および／または少なくとも１つのさらなる基板に対して配置および／または位置合わせされることが提供される。

【0027】

さらに好ましい実施形態では、光ファイバがモノモードファイバ、特に偏波面保存光ファイバであることが提供される。

【0028】

さらに好ましい実施形態では、装置は、複数のテラヘルツ要素を備えることが提供される。ここで、ａ）複数のテラヘルツ要素のうちの少なくとも２つ、好ましくはすべてが、電磁場整形要素の第１の表面の領域に配置される、および／またはｂ）少なくとも１つの電磁場整形要素は、複数のテラヘルツ要素のうちの少なくとも２つに割り当てられる。

【0029】

さらに好ましい実施形態では、複数のテラヘルツ要素のうちの少なくとも２つ、好ましくはすべてが並んで配置されることが提供される。ここで、特に、少なくとも２つのテラヘルツ要素、好ましくはすべてのテラヘルツ要素のそれぞれの電極配置は、同一の第１の仮想平面内に存在し、特に、第１の仮想平面は、電磁場整形要素の第１の表面に平行である。

【0030】

さらに好ましい実施形態では、複数のテラヘルツ要素のうちの少なくとも２つ、好ましくはすべてが、互いの背後に１つずつ配置されることが提供される。ここで、特に、少なくとも２つのテラヘルツ要素、好ましくはすべてのテラヘルツ要素のそれぞれの電極配置は、互いに異なるそれぞれの仮想平面内に存在し、特に、仮想平面のうちの少なくとも２つは、電磁場整形要素の第１の表面に平行である。

【0031】

さらに好ましい実施形態では、複数のテラヘルツ要素のうちの少なくとも２つが空間的に少なくとも部分的に重なるように設けられる。

【0032】

さらに好ましい実施形態では、共通電極構造が複数のテラヘルツ要素に割り当てられることが提供される。

【0033】

さらに好ましい実施形態では、装置は、発散ビームの形態でテラヘルツ放射線を出力するように構成されることが提供される。発散ビームは、特に、１つまたは複数のミラー、特に、放物面ミラー、特に、軸外放物面ミラーで実現され得る。さらに好ましい実施形態では、装置は、平行ビームの形態でテラヘルツ放射線を出力するように構成されることが提供される。

【0034】

さらに好ましい実施形態では、装置は、テラヘルツ放射線のビーム経路を操作するための少なくとも１つの操作デバイスを備えるものとし、特に、少なくとも１つの操作デバイスは、テラヘルツ放射線のための反射デバイス、特に少なくとも１つのミラーを備える。

【0035】

さらに好ましい実施形態では、反射装置は、少なくとも第１ミラーおよび第２ミラーを備え、装置は、ａ）第１ミラーまたは第２ミラーをテラヘルツ放射線のビーム経路内に選択的に位置決めする、および／またはｂ）テラヘルツ放射線のビーム経路内に、少なくとも一時的に第１ミラーを位置決めし、少なくとも一時的に第２ミラーを位置決めするように構成される。

【0036】

さらに好ましい実施形態において、第１ミラーが第１焦点距離を有し、前記第２ミラーが前記第１焦点距離と異なる第２焦点距離を有することを特徴とする。

【0037】

さらに好ましい実施形態では、第２ミラーは、工具なしでおよび／またはモータによって駆動および／または変更および／または交換することができ、ここで、例えばさらに、例えば第３ミラーによって置き換えることができ、第２および第３ミラーの後のテラヘルツ放射のビーム方向は、好ましくは、共線形である。さらに好ましい実施形態では、これは、例えば、複数のストップ、特に、例えば、それぞれのミラーの軸方向および横方向の位置決めのために実現することができる。

【0038】

さらに好ましい実施形態では、装置は、特に少なくとも第１および／または第２のミラーを少なくとも一時的に保持および／または位置決めするための、ａ）クリックモジュール、ｂ）磁気ホルダー、ｃ）タレット、のうちの少なくとも１つを備えることが提供される。

【0039】

さらに好ましい実施形態では、装置は、少なくとも１つのテラヘルツ要素と、少なくとも一時的に、第１パルス周波数を有する第１パルスレーザ放射と、第２パルス周波数を有する第２パルスレーザ放射とに印加されるように構成され、特に、第２パルス周波数は、第１パルス周波数とは異なる。

【0040】

さらに好ましい実施形態では、装置は、テラヘルツ放射線の、特にテラヘルツ信号の、ビーム経路の少なくとも１つの領域内に保護ガスを含む保護ガス流を提供するように適合され、ここに、特に、保護ガスは、以下の要素のうちの少なくとも１つを含むか、または以下の要素のうちの少なくとも１つから形成される。（ａ）乾燥空気、（ｂ）乾燥ガス、（ｃ）乾燥ガス混合物、（ｄ）テラヘルツ放射線の周波数範囲内に吸収線を有さない少なくとも１つのガス。特に、保護ガスは、－２０℃（摂氏度）以下、好ましくは－３０℃以下、さらに好ましくは－４０℃以下の露点温度を有し、特に、保護ガスは、好ましくは、テラヘルツ放射線の各周波数に対して、０．１ｄＢ以下のビーム経路に沿ったテラヘルツ放射線の減衰を生じさせる。

【0041】

さらに好ましい実施形態では、装置は、ａ）保護ガス流を少なくとも一時的に提供するための少なくとも１つの供給装置、および／またはｂ）保護ガスの圧力を操作するための少なくとも１つの圧力操作部材、をさらに含むことが提供される。

【0042】

さらに好ましい実施形態では、装置は、少なくとも１つのノズルをさらに備え、ここに、特に、ノズルは、保護ガス流または保護ガス流の少なくとも一部が、テラヘルツ放射線のビーム経路の少なくとも１つの領域に流入するように適合および／または構成され、特に、少なくとも１つのノズルは、自由噴流ノズルであることが提供される。

【0043】

さらに好ましい実施形態では、装置は、少なくとも１つの光学センサデバイス、例えば、光学距離センサ、例えば、光学三角測量センサ、および／または、例えば、少なくとも１つの三次元撮像デバイス（例えば、レーザスキャナ）を備えることが提供され、以下の要素のうちの少なくとも１つを検出または決定することができる。ａ）装置に対する測定対象の距離、ｂ）測定対象に対する装置の傾斜、ｃ）測定対象の形状、特に表面形状。

【0044】

さらに好ましい実施形態は、測定装置に関し、特に、実施形態による少なくとも１つの装置を含む、物体の少なくとも１つの物理的パラメータを決定するためのものである。

【0045】

さらに好ましい実施形態では、測定装置は、特に、少なくとも１つの層のモデルが使用されるモデルベースの方法を使用することによって、測定対象の少なくとも１つの層の層厚を決定するように適合されることが提供される。

【0046】

さらに好ましい実施形態は、以下の要素のうちの少なくとも１つに対する、実施形態による装置および／または実施形態による測定装置の使用に関する。ａ）テラヘルツ放射線、特にテラヘルツパルスの送信および／または受信、ｂ）特に、部品上の１つ以上の層の層厚の決定、特にモデルに基づく決定、ｃ）少なくとも一時的に第１のミラーをテラヘルツ放射線のビーム経路内に位置決めすること、ｄ）少なくとも一時的に、および／または少なくとも局所的に、少なくとも１つのテラヘルツ要素と少なくとも１つの電磁場整形要素との間のエバネッセント結合を提供すること、ｅ）少なくとも１つの空間領域に保護ガス、特に、保護ガスの流れを少なくとも一時的に適用することであって、少なくとも一時的に、少なくとも１つの空間領域に、テラヘルツ放射線の送信および／または受信に同期する保護ガス、特に、保護ガスの流れを適用すること、ｆ）放射線、テラヘルツ放射線、特にテラヘルツパルスを、保護ガスまたは保護ガスが印加される空間領域内または空間領域内に印加させる。

【0047】

本発明のさらに特性、可能な用途および利点は、図面図に示されている本発明の実施形態の以下の説明から導くことができる。この文脈において、説明または図示された全ての特徴は、クレームまたはクレーム間の引用文献にかかわらず、また、明細書または図面におけるそれらの定式化または表現とは無関係に、個々にまたは任意の組合せで、発明の主題を構成する。

【図面の簡単な説明】

【0048】

【図1】好ましい実施形態による装置の側面図を概略的に示す。

【図2】さらに好ましい実施形態による装置の側面図を概略的に示す。

【図3】さらに好ましい実施形態による装置の側面図を概略的に示す。

【図4】さらに好ましい実施形態による装置の側面図を概略的に示す。

【図5】さらに好ましい実施形態によるテラヘルツ要素の側面図を概略的に示す。

【図6】さらに好ましい実施形態によるテラヘルツ要素の側面図を概略的に示す。

【図7】さらに好ましい実施形態による装置の側面図を概略的に示す。

【図8】さらに好ましい実施形態による装置の側面図を概略的に示す。

【図9】さらに好ましい実施形態による装置の側面図を概略的に示す。

【図10】さらに好ましい実施形態によるテラヘルツ要素の上面図を概略的に示す。

【図11】さらに好ましい実施形態によるテラヘルツ要素の側面図を概略的に示す。

【図12A】さらに好ましい実施形態による装置の側面図を部分断面で概略的に示す。

【図12B】さらに好ましい実施形態による装置の側面図を部分断面で概略的に示す。

【図13】さらに好ましい実施形態による装置の側面図を概略的に示す。

【図14】さらに好ましい実施形態による装置の側面図を概略的に示す。

【図15】さらに好ましい実施形態による装置の例示的な使用を概略的に示す。

【図16】さらに好ましい実施形態による測定対象の側面図を概略的に示す。

【図17】さらに好ましい実施形態による測定装置を概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0049】

好ましい実施形態は、テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２を送受信する装置１００に関する。図１は、好ましい実施形態による、そのような装置１００の例示的な側面図を概略的に示す。装置１００は、少なくとも１つのテラヘルツ要素１１０を備え、このテラヘルツ要素は、特に、伝送されるテラヘルツ信号ＴＳ１を生成するように、および／または受信されるテラヘルツ信号ＴＳ２を特に検出するように構成される。少なくとも１つの電磁場整形要素１２０は、特に、少なくとも１つのテラヘルツ要素１１０に割り当てられ、少なくとも１つのテラヘルツ要素１１０は、電磁場整形要素１２０の第１の表面１２１の領域に配置される。

【0050】

さらに好ましい実施形態では、少なくとも１つのテラヘルツ要素１１０が、電磁場整形要素１２０の第１の表面１２１に対して、特に少なくとも局所的には、少なくとも１つのテラヘルツ要素１１０と電磁場整形要素１２０との間にエバネッセント結合が存在するように配置されることが提供される。このようにして、例えば、少なくとも１つのテラヘルツ要素１１０によって生成されるテラヘルツ放射線ＴＳ１を、受け取るべき電磁場整形要素１２０内に効率的に結合することができ、および／または電磁場整形要素１２０からテラヘルツ要素１１０内にテラヘルツ放射線ＴＳ２を効率的に結合することができる。特に、さらに好ましい実施形態によれば、エバネセント結合は、テラヘルツ要素１１０と電磁場整形要素１２０との間の中間領域で発生し得る全反射を低減または回避することができ、これは、構成要素１１０、１２０間のテラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２の結合の効率を高める。特に、好ましい実施形態によれば、テラヘルツ放射線の望ましくない減衰および／またはパルス広がりも、従って有利に減少させることができる。

【0051】

さらに好ましい実施形態では、少なくとも１つのテラヘルツ要素１１０が、特に少なくとも局所的には、少なくとも１つのテラヘルツ要素１１０と電磁場整形要素１２０との間でフラストレート全反射が発生し得るおよび／または発生するように、電磁場整形要素１２０の第１の表面１２１に対して配置されることが提供される。

【0052】

さらに好ましい実施態様において、電磁場整形要素１２０は、少なくとも１つのレンズ１２０を含み、および／またはレンズ１２０として形成されることが提供される。

【0053】

さらに好ましい実施形態では、少なくとも１つのレンズ１２０は、半球状レンズまたは超半球状レンズ１２０ａ（図２の装置１００ａ参照）として、または非球面レンズとして提供される。

【0054】

さらに好ましい実施態様において、電磁場整形要素１２０（図１）は、反射器またはミラーのような少なくとも１つのテラヘルツ放射線反射装置（図示せず）を含むこともできる。さらに好ましい実施態様において、電磁場整形要素１２０は、メタ材料ベースの要素、および／または勾配屈折率レンズとして形成することもできる。

【0055】

さらに好ましい実施態様において、電磁場整形要素１２０、１２０ａは、以下の材料のうちの少なくとも部分的に少なくとも１つを含むか、または以下の材料のうちの少なくとも１つから形成されることが提供される。ａ）シリコン、ｂ）ポリマー材料、特に、ＰＥおよび／またはＨＤＰＥおよび／またはＰＰおよび／またはＰＴＦＥ、ｃ）少なくとも１つの添加材料、特に、屈折率増加添加材料、例えば、二酸化チタン、ＴｉＯ２および／または二酸化アルミニウム、Ａｌ２Ｏ３。を含むポリマー材料、特に、ＰＥおよび／またはＨＤＰＥおよび／またはＰＰおよび／またはＰＴＦＥおよび／またはＰＭＰおよび／またはＰＭＰ。

【0056】

さらに好ましい実施態様において、電磁場整形要素１２０、１２０ａは、少なくとも１つの表面１２１、１２２の領域内、特に、第１の表面１２１と反対側の第２の表面１２２の領域内、および／または第１の表面１２１と反対側の第２の表面１２２上に、反射低減効果（テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２の少なくとも１つの波長に関して）を有する表面改質１２４、好ましくは、反射低減効果、特に反射防止コーティング１２４が、特に、３ＴＨｚから１０ＴＨｚの間の周波数範囲、特に４．５ＴＨｚから６．５ＴＨｚの間に最適化される、反射防止コーティング１２４を有することが提供される。

【0057】

さらに好ましい実施形態（図１）では、少なくとも局所的に、接合層１３０、特に接着層１３０が、少なくとも１つのテラヘルツ要素１１０と電磁場整形要素２０の第１の表面１２１との間に配置されることが提供される。

【0058】

さらに好ましい実施形態において、接合層１３０の層厚ｄ１（図１）は、５０マイクロメートル（μｍ）未満、特に１０μｍ以下、特に７μｍ以下、特に４．０μｍ以下、特に１．０μｍ以下であることが提供される。

【0059】

さらに好ましい実施形態において、接合層１３０の層厚ｄ１は、接合層１３０内のテラヘルツ信号ＴＳ１、ＴＳ２の波長の４分の１よりも小さく、特に、接合層１３０内のテラヘルツ信号ＴＳ１、ＴＳ２の最大周波数の波長の４分の１よりも小さいことが提供される。

【0060】

さらに好ましい実施態様において、接合層１３０は、少なくとも次の材料のうちの少なくとも１つから部分的に形成されることが提供される。ａ）ポリマー材料、特にＰＥおよび／またはＨＤＰＥおよび／またはＰＰおよび／またはＰＴＦＥおよび／またはＰＭＰ、ｂ）ポリマー材料、特にＰＥおよび／またはＨＤＰＥおよび／またはＰＰおよび／またはＰＴＦＥ、およびまたはおよび／またはＰＭＰ、であり、少なくとも１つの添加材料、特に屈折率増加添加材料、例えば二酸化チタン、ＴｉＯ２、および／または二酸化アルミニウム、Ａｌ２Ｏ３、ｃ）接着材料、特に少なくとも１つの添加材料、特に屈折率増加添加材料、例えば二酸化チタン、ＴｉＯ２、および／または二酸化アルミニウム、Ａｌ２Ｏ３、を含む接着材料。

【0061】

さらに好ましい実施態様において、接合層１３０は、１．６以上、特に２．０より大きい、特に３．０より大きい屈折率ｎを有することが提供される。

【0062】

さらに好ましい実施形態では、図３に従い装置１００ｂを参照すると、少なくとも１つのテラヘルツ要素１１０が、少なくとも局所的に、電磁場整形要素１２０、１２０ａに、力適合および／または形状適合および／または材料適合の方法で接続され、この場合、特定のクランプ接続および／またはハンダ接続１３６、例えばガラスソルダーが提供されることが提供される。

【0063】

さらに好ましい実施態様では、図３を参照すると、特に、少なくとも局所的に、電磁場整形要素１２１の少なくとも１つのテラヘルツ要素１１０と第１の表面１２１との間に、間隙１３５、特に空隙、さらには技術的ゼロギャップが設けられていることが提供される。

【0064】

さらに好ましい実施形態において、図４の装置１００ｃを参照すると、少なくとも１つのテラヘルツ要素１１０は、第１の表面１１１を有する電磁場整形要素１２０の第１の表面１２１上に、特に、少なくとも局所的に、好ましくは全領域にわたって載置されることが提供される。

【0065】

さらに好ましい実施態様では、図５を参照すると、少なくとも１つのテラヘルツ要素１１０ａは、第１の基板１１４および電極配置１１５を備え、特に、電極配置１１５は、第１の基板１１４の第１の表面１１４ａ上に配置されることが提供される。

【0066】

さらに好ましい実施形態では、第１の基板１１４の第１の表面１１４ａは、電磁場整形要素１２０の第１の表面１２１に対向することが提供される。ここで、特に、第１の基板１１４の第１の表面１１４ａは、電磁場整形素子１２０の第１の表面１２１に、特に、少なくとも局所的に、好ましくは、全領域にわたって接する。さらに好ましくは、電極配置１１５は、特に、電極配置１１５の表面１１５ａが電磁場整形要素１２０、１２０ａの第１の表面１２１に少なくとも局所的に接触するように、第１の基板１１４と電磁場整形要素１２０、１２０ａの第１の表面１２１との間に位置する。

【0067】

さらに好ましい実施形態では、少なくとも１つのテラヘルツ要素１１０、１１０ａおよび／または第１の基板１１４（図５）は、光導電材料を備え、特に、光導電材料は、以下の材料のうちの少なくとも１つを含む。ａ）リン化インジウム、ＩｎＰ、ｂ）ガリウム砒素、ＧａＡｓ、ｃ）インジウムガリウム砒素、ＩｎＧａＡｓ。ここで、特に、光導電材料は、特に鉄でドープされる。

【0068】

さらに好ましい実施態様では、図６を参照すると、少なくとも１つのテラヘルツ要素１１０ｂは、少なくとも１つのさらに基板１１６を備え、ここで、第１の基板１１４は、特に少なくとも局所的には、少なくとも１つのさらなる基板１１６上に配置され、ここで、特に、第１の基板１１４は、その第１の表面１１４ａに対向する第２の表面１１４ｂを有し、特に、少なくとも局所的には、少なくとも１つのさらなる基板１１６上に、特に、少なくとも１つのさらなる基板１１６の第１の表面１１６ａ上に配置される。

【0069】

さらに好ましい実施形態では、第１の基板１１４および／または少なくとも１つのさらに基板１１６は、１４５０ｎｍ～１６５０ｎｍの間の波長範囲、および／または８５０ｎｍ～１６５０ｎｍの間の波長範囲の光放射に対して、少なくとも部分的に透明（特に、約９５パーセントより大きい透過）であることが提供される。これにより、光放射Ｓ１を、第１および／または少なくとも１つのさらに基板１１４、１１６を通して、例えば、さらに好ましい実施形態に従って、テラヘルツ放射の生成および／または検出が行われ得る、電極配列１１５の領域に効率的に導入することが可能になる。

【0070】

さらに好ましい実施形態では、ａ）第１の表面１１４ａの反対側の第２の表面１１４ｂまたは第１の基板１１４第２の表面１１４ｂ、および／またはｂ）少なくとも１つのさらなる基板１１６の第１の表面１１６ａの反対側の第２の表面１１６ｂ、は、第１の光放射Ｓ１、特にレーザ放射Ｓ１、特に好ましくはパルスレーザ放射Ｓ１に、１４５０ｎｍ～１６５０ｎｍの波長範囲のレーザ放射Ｓ１に曝され得ることが提供される。

【0071】

さらに好ましい実施形態では、照射装置１４０は、テラヘルツ要素１１０、１１０ａ、１１０ｂの少なくとも１つの領域を第１の光放射線Ｓ１または第１の光放射線Ｓ１に少なくとも一時的に露光するために設けられ、照射装置１４０は、少なくとも１つの光ファイバ１４０を備えるか、または光ファイバ１４０として形成される。

【0072】

さらに好ましい実施形態では、照射装置１４０は、第１の光放射Ｓ１を生成するためのレーザ源（図示せず）を含むこともでき、さらに好ましい実施形態に従って、レーザ源は、テラヘルツ要素１１０ｂの領域、例えば、図６のテラヘルツ要素１１０ｂの左側に配置されてもよい。この点に関し、さらに好ましい実施形態によれば、ある場合には、例えば、光ファイバ１４０を設けることを省略することもできる。すなわち、第１の光放射Ｓ１をレーザ源からテラヘルツ要素１１０ｂに直接照射することができる。さらに好ましい実施形態では、レーザ源はまた、テラヘルツ要素１１０ｂから遠隔に設けられおよび／または配置されてもよく、第１の光放射Ｓ１は、例えば光ファイバ１４０によってレーザ源からテラヘルツ要素１１０ｂに導かれ、出口開口１４１を介してテラヘルツ要素１１０ｂに照射されてもよい。

【0073】

さらに好ましい実施形態では、照射装置１４０、特に光ファイバ１４０は、第１の光放射Ｓ１をカップリングするための出射面１４１が、ａ）第１の基板１１４の第１の表面１１４ａまたは第２の表面１１４ｂに対向する第２の表面１１４ｂ、および／またはｂ）少なくとも１つのさらに基板１１６の第１の表面１１６ａに対向する第２の表面１１６ｂ、特に、ａａ）第１の基板１１４の第２の表面１１４ｂおよび／またはｂｂ）少なくとも１つのさらに基板１１６の第２の表面１１６ｂが、第１の光放射Ｓ１に露出され得るように、第１の基板１１４および／または少なくとも１つのさらに基板１１６に対して配置および／または整列されることが提供される。

【0074】

さらに好ましい実施形態では、光ファイバ１４０がモノモードファイバ、特に偏波面保存光ファイバ１４０であることが提供される。

【0075】

さらに好ましい実施態様では、図７を参照すると、装置１００ｄが複数のテラヘルツ要素１１０＿１、１１０＿２を備えることが提供される。ここで、ａ）複数のテラヘルツ要素１１０＿１、１１０＿２のうちの少なくとも２つ、好ましくはすべてが、電磁場整形要素１２０の第１の表面１２１の領域に配置される、および／またはｂ）少なくとも１つの電磁場整形要素１２０は、複数のテラヘルツ要素１１０＿１、１１０＿２のうちの少なくとも２つに割り当てられる。したがって、さらに好ましい実施形態では、複数のテラヘルツ要素１１０＿１、１１０＿２に対して「共通」である電磁場整形要素１２０を使用して、それぞれのテラヘルツ要素１１０＿１、１１０＿２に関連するテラヘルツ放射線ＴＳ１＿１、ＴＳ１＿２を整形してもよい。

【0076】

図７は、二つのテラヘルツ要素１１０＿１、１１０＿２を例に示したが、さらに好ましい実施形態によれば、３つ以上のテラヘルツ要素を提供することも可能であり、特に、電磁場整形要素１２０にそれらを割り当てることも可能である。図７から導き得るように、本ケースでは、両方のテラヘルツ要素１１０＿１、１１０＿２は、接着層１３０によって、電磁場整形要素１２０の第１の表面１２１上に配置される。さらに好ましい実施形態では、複数のテラヘルツ要素１１０＿１、１１０＿２の少なくとも一部または全部が、電磁場整形要素１２０の第１の表面１２１の領域におけるはんだジョイント１３６（図３）および／またはクランプジョイントによって、接着層１３０に配置されることができる。接着層１３０および／またははんだ接続部１３６（図３）および／またはクランプ接続部の組み合わせも、さらに好ましい実施形態に従って考えられる。

【0077】

さらに好ましい実施形態では、図８の装置１００ｅを参照すると、複数のテラヘルツ要素１１０＿１、１１０＿２のうちの少なくとも２つ、好ましくはすべてが並んで配置されることが提供される。ここで、特に少なくとも２つ、好ましくはすべてのテラヘルツ要素１１０＿１、１１０＿２のそれぞれの電極配置１１５＿１、１１５＿２は、同じ第１の仮想平面Ｅ１内に存在し、特に、第１の仮想平面Ｅ１は、電磁場整形要素１２０の第１の表面１２１に平行である。さらに好ましい実施形態では、第１の仮想平面Ｅ１は、例えば、電磁場整形要素１２０の第１の表面１２１に一致してもよい。

【0078】

さらに好ましい実施形態では、両方のテラヘルツ要素１１０＿１、１１０＿２が、それぞれの第１の表面１１１＿１、１１１＿２とともに、特に少なくとも局所的に、電磁場整形要素１２０の第１の表面１２１上に静止することが提供される。

【0079】

さらに好ましい実施形態では、図９の装置１００ｆを参照すると、複数のテラヘルツ要素１１０＿１、１１０＿２のうちの少なくとも２つ、好ましくはすべてが、他方の後方に（特に、テラヘルツ放射線の（主）伝搬方向に関して、すなわち、例えば、図９に示される、仮想水平線に沿って）配置されることが提供され、ここで、特に、少なくとも２つのそれぞれの電極配置１１５＿１、１１５＿２、好ましくは、すべてのテラヘルツ要素１１０＿１、１１０＿２は、互いに異なるそれぞれの仮想平面Ｅ１、Ｅ２内に存在し、特に、仮想平面Ｅ１、Ｅ２のうちの少なくとも２つは、電磁場整形要素１２０ａの第１の表面１２１に平行である。本例では、第２テラヘルツ要素１１０＿２は、第１テラヘルツ要素１１０＿１の表面１１０＿１ａ上に配置される。

【0080】

さらに好ましい実施形態では、複数のテラヘルツ要素のうちの少なくとも２つが空間的に少なくとも部分的に重なるように設けられる（図示せず）。

【0081】

さらに好ましい実施態様では、図１０を参照すると、共通電極構造体１１５＿１２が複数のテラヘルツ要素１１０＿１、１１０＿２に割り当てられている。さらに好ましい実施態様によれば、電磁場整形要素１２０、１２０ａ上の図１０に示される構成１１０＿１、１１０＿２、１１５＿１２の配置は、例えば、図１または３または７または８に係る構成に類似していてもよい。

【0082】

さらに好ましい実施形態では、装置１００（図１）は、コリメートビーム（すなわち、平行ビーム）の形態でテラヘルツ放射線ＴＳ１を出力するように構成されることが提供される。これにより、テラヘルツ放射線ＴＳ１に基づく測定の測定対象物に対する距離依存性が低減または排除される。

【0083】

さらに好ましい実施形態では、装置１００（図１）は、発散ビームの形態でテラヘルツ放射線ＴＳ１を出力するように構成されることが提供され、ここで、さらに好ましい実施形態によれば、（さらに）ビーム整形は、例えば、コリメートビームを得るために、１つまたは複数のさらなる光学素子で行われる。これにより、テラヘルツ放射線ＴＳ１に基づく測定の測定対象物に対する距離依存性が低減または排除される。

【0084】

さらに好ましい実施形態では、図１１の装置１００ｇを参照すると、装置１００ｇが、少なくとも１つの光学センサ装置１７０、例えば、光学距離センサ、特に三角測量センサおよび／または例えば少なくとも１つの三次元撮像装置（レーザスキャナなど）を含み、これらの装置は、以下の要素のうちの少なくとも１つを検出または決定することができる。ａ）装置１００ｇに対する測定対象物の距離、ｂ）測定対象物に対する装置１００ｇの傾斜、ｃ）測定対象物の形状、特に表面形状。

【0085】

光学距離センサ、特に三角測量センサを使用すると、例えば、装置１００ｇの距離、または、特にテラヘルツ信号ＴＳ１（図１）が適用される測定対象物からの構成要素１１０のうちの１つの距離を、光学測定原理に基づいて有利に決定することができる。従って、装置１００ｇによるテラヘルツ放射線ベースの測定の精度をさらに高めることができる。

【0086】

さらに好ましい実施態様では、図１２Ａの装置１００ｈを参照すると、装置１００ｈは、テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２のビーム経路ＢＰの少なくとも１つの領域に保護ガスＳＧを含む保護ガス流ＳＧＳを提供するようになっており、特に、保護ガスＳＧは、以下の要素のうちの少なくとも１つを含んでいるか、または、以下の要素のうちの少なくとも１つから形成されている。（ａ）乾燥空気、（Ｂ）乾燥ガス、（ｃ）乾燥ガス混合物、（ｄ）テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２の周波数範囲に吸収線を有さない少なくとも１つのガス。特に、保護ガスＳＧは、－２０℃以下、好ましくは－３０℃以下であり、さらに好ましくは－４０℃以下であり、特に、保護ガスＳＧは、０．１ｄＢ以下のビーム経路ＢＰに沿って、好ましくは、テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２の各周波数に対してテラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２の減衰を生じさせる。

【0087】

さらに好ましい実施形態において、装置１００ｈは、ａ）保護ガス流ＳＧＳを少なくとも一時的に提供するための少なくとも１つの供給装置１５０、および／またはｂ）保護ガスＳＧの圧力を操作するための少なくとも１つの圧力操作部材（図示せず）をさらに備えることが提供される。

【0088】

さらに好ましい実施形態では、装置１００ｈは、少なくとも１つのノズル１５２をさらに含み、ここに、特に、ノズル１５２は、保護ガス流ＳＧＳまたは保護ガス流ＳＧＳの少なくとも一部を、テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２のビーム経路ＢＰの少なくとも１つの領域に導くように適合および／または調整され、特に、少なくとも１つのノズル１５２は、自由噴流ノズルである。その結果、テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２のビーム経路ＢＰ、特に好ましくはテラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２のほぼ全ビーム経路ＢＰをテラヘルツ要素１１０と測定対象物ＯＢＪとの間に、規定された方法で保護ガスＳＧを露出させることができ、テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２によって特に精密な測定が可能となる。例えば、さらに好ましい実施形態によれば、これはまた、ビーム経路ＢＰに沿った実質的に層流の保護ガス流ＳＧＳの生成を可能にする。特に、さらに好ましい実施形態によれば、保護ガス流ＳＧＳの方向も、例えば、テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２の伝搬方向に対して少なくともほぼ平行であり得る。

【0089】

図１２Ｂは、ハウジング１５４が設けられている、さらに好ましい実施形態による装置１００ｉの一例を示している。特に、少なくとも１つのテラヘルツ要素１１０は、供給装置１５０の少なくとも部品と同様に、ハウジング１５４の内側に配置されてもよい。保護ガスＳＧは、テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２によって特に精密な測定を可能にする。というのは、これによってビーム経路ＢＰの領域内の媒体ＳＧは、規定された、特に、規則的な周囲空気と比較して特に低い、テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２の吸収を有しているからである。さらに好ましくは、装置１００ｉは、ビーム経路ＢＰの領域に層流保護ガス流ＳＧＳを生成するように構成することができ、これによって、テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２に基づく測定の精度をさらに高めることができる。

【0090】

さらに好ましい実施形態において、装置１００ｊを参照すると、装置１００ｊが、テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２のビーム経路ＢＰを操作するための少なくとも１つの操作装置１６０を備えることが提供される。特に、少なくとも１つの操作装置１６０は、テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２、特に少なくとも１つのミラー１６２ａ１、１６２ａ２のための反射装置１６２を備える。その結果、テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２は、テラヘルツ要素１１０ａ’（例えば、図５に係る構成１１０ａを有してもよい）から、被検および／またはその逆の測定対象ＯＢＪ’に効率的に導波され得る。

【0091】

さらに好ましい実施形態では、反射デバイス１６０は、少なくとも第１ミラー１６２ａ１と、第２ミラー１６２ａ２（および本実施形態では任意選択の第３ミラー１６２ｃも含む）と、を備え、装置１００ｊは、ａ）テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２のビーム経路ＢＰ内で第１ミラー１６２ａ１または第２ミラー１６２ａ２を選択的に位置決めする、および／またはｂ）少なくとも一時的に第１ミラー１６２ａ１を位置決めし、テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２のビーム経路ＢＰ内で第２ミラー１６２ａ２を少なくとも一時的に位置決めするように構成される。これをブロック矢印Ａ１で模式的に示す。

【0092】

さらに好ましい実施形態では、第１ミラー１６２ａ１は、第１焦点距離を有し、第２ミラー１６２ａ２は、第１焦点距離とは異なる第２焦点距離を有することが提供される。その結果、テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２に対するビーム経路ＢＰの撮像特性は、効率的に変化させることができ、好ましくは、動的に（装置１００ｊの動作中に）、ミラー１６２ａ１、１６２ａ２間でＡ１をいわば「切り換え」ることによって、変化させる。

【0093】

さらに好ましい実施形態では、第２のミラー１６２ａ２は、ツールなしで、および／またはモータによって、駆動および／または変更および／または交換され得ることが提供され、ここで、さらに、例えば、第３のミラーによって置き換えることができ、ここで、好ましくは、第２および第３のミラーの下流のテラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２のビーム方向は、好ましくは、共線形である。さらに好ましい実施形態では、これは、例えば、いくつかのストップ（図示せず）によって、特に、例えば、それぞれのミラーの軸方向および横方向の位置決めのために実現することができる。

【0094】

さらに好ましい実施形態において、装置１００ｊは、以下の要素のうちの少なくとも１つを備えることが提供される。ａ）クリックモジュール１６４ａ、ｂ）磁気ホルダー１６４ｂ、ｃ）タレット１６４ｃ、特に少なくとも第１ミラー１６２ａ１および／または第２ミラー１６２ａ２を少なくとも一時的に保持および／または位置決めするためのもの。

【0095】

さらに好ましい実施形態では、図１４の装置１００ｋを参照すると、装置１００ｋは、第１パルス周波数を有する第１パルスレーザ放射線Ｓ２ａと、第２パルス周波数を有する第２パルスレーザ放射線Ｓ２ｂとを少なくとも１つのテラヘルツ要素１１０に一時的に印加するようになっており、特に、第２パルス周波数は、第１パルス周波数と少なくとも一時的に異なる。好ましくは、パルスレーザ放射線Ｓ２ａ、Ｓ２ｂは、少なくとも１本の光ファイバ（例示として、２本のファイバ１４０ａ、１４０ｂが本明細書に示されている）によって提供することができ、例えば、テラヘルツ要素１１０上に放射される。任意に、パルスレーザ放射線Ｓ２ａ、Ｓ２ｂを生成するために、それぞれのレーザ光源（図示せず）を設けることができ、これにより、さらに好ましい実施形態に従って、テラヘルツ要素１１０に対して局所的に、またはそこから離れたところに配置することができる。この点に関し、さらに好ましい実施形態によれば、図６に関して上述したことは、図１４に係る構成１００ｋに対応する形でも当てはまる。

【0096】

さらに好ましい実施形態は、図１５を参照すると、以下の要素のうちの少なくとも１つについての、本実施形態の使用２００に関する。ａ）テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２、特にテラヘルツパルスの送信２０２および／または受信２０４（図１）、ｂ）特定のモデルに基づく決定、特に、コンポーネント上の１つ以上の層の層厚の決定２０６、ｃ）テラヘルツ放射線ＴＳ１、ＴＳ２のビーム経路ＢＰ内での、第１ミラー１６２ａ１の少なくとも一時的な位置決め２０７ａ（図１３）、および／または第２のミラー１６２ａ２の少なくとも一時的な位置決め２０７ｂ、ｄ）少なくとも一時的な、および／または少なくとも局所的な、少なくとも１つのテラヘルツ要素１１０と電磁場整形要素１２０との間のエバネッセント結合の提供２０８、ｅ）少なくとも１つの空間領域への少なくとも一時的な保護ガスＳＧ（図１２Ａ、１２Ｂ）、特に保護ガス流ＳＧＳの適用２０９ａ、特に少なくとも１つの空間領域への、テラヘルツ放射線２０９ｂ（図１５）の送信および／または受信に同期する少なくとも一時的な保護ガスの、特に保護ガス流の適用２０９ａ、ｆ）テラヘルツ放射線ＴＳ１、特にテラヘルツパルスの、それぞれ保護ガスＳＧまたは保護ガスＳＧ（図１２Ａ、１２Ｂ）または保護ガス流ＳＧＳが印加される空間領域内または空間領域内への伝送２１０。

【0097】

図１６は、基板１０と、基板１０の第１の表面１０ａ上に配置され、例えば、３つの層１１、１２、１３とを備える層配列とを備える、測定対象ＯＢＪ”の側面図を概略的に示す。３つの層１１、１２、１３は、厚さｔ１、ｔ２、ｔ３を有し、例えば、本体部１０の塗装層を表すことができる。さらに好ましい実施形態では、実施形態に係る少なくとも１つの装置を使用して、図１６に従った測定対象ＯＢＪ”にテラヘルツ放射線ＴＳ１（図１）を印加してもよい。テラヘルツ放射線ＴＳ１は、特に、素子１０、１１、１２、１３間のそれぞれの境界層、または図１６の最上層１３の表面で反射され、さらに好ましい実施形態によれば、反射テラヘルツ放射線ＴＳ２として、少なくとも１つの装置（および／または同タイプまたは類似タイプの少なくとも１つの装置）によって受け取られ、例えば、時間領域反射率測定に基づくモデルベースの方法によって、それぞれの層厚ｔ１、ｔ２、ｔ３を決定することができる。

【0098】

図１７は、さらに好ましい実施形態による測定装置１０００を概略的に示す。測定装置１０００は、測定対象ＯＢＪ”’（例えば、身体部分）上にテラヘルツ放射線ＴＳを印加し、測定対象ＯＢＪ”’から、または測定対象ＯＢＪ”’において反射されるテラヘルツ放射線ＴＳＲを受け取るために、特に、測定対象ＯＢＪ”’の層構造、特に塗料層厚に関する情報を含むことができる、実施形態に係る少なくとも１つの装置１００ｉが配置された測定ヘッド１００２を有する。任意に、測定装置１０００は、位置決めシステム１００４を備え、位置決めシステムは、例えば、ロボット、特に産業用ロボットであってもよい。さらに好ましい実施形態によれば、測定装置１０００は、正確かつ効率的な方法で寺ハルツ放射線に基づく測定を行うために、製造設備および／または製造ラインで効率的に使用することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【国際調査報告】