特表 2024-531221 光電変換装置、及び、光電変換方法

(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】2024-08-29

(54)【発明の名称】光電変換装置、及び、光電変換方法

(51)【国際特許分類】

   H01J 40/06 20060101AFI20240822BHJP

   H01J 40/12 20060101ALI20240822BHJP

   G01J 1/02 20060101ALI20240822BHJP

【ＦＩ】

H01J40/06

H01J40/12

G01J1/02 D

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024508571

(86)(22)【出願日】2022-08-05

(85)【翻訳文提出日】2024-02-09

(86)【国際出願番号】 EP2022072103

(87)【国際公開番号】W WO2023016941

(87)【国際公開日】2023-02-16

(31)【優先権主張番号】21190597.1

(32)【優先日】2021-08-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100206966

【弁理士】

【氏名又は名称】崎山 翔一

(72)【発明者】

【氏名】河合 直弥

(72)【発明者】

【氏名】吉新 英朗

(72)【発明者】

【氏名】ランゲ サイモン レインコーフ

(72)【発明者】

【氏名】イェプセン ピーター ウドゥ

【テーマコード（参考）】

2G065

【Ｆターム（参考）】

2G065AA04

2G065AB02

2G065AB03

2G065BA17

(57)【要約】

光電変換装置は、電磁波の入射に応じて電子を放出するメタサーフェスを有する電子放出部材を備えている。メタサーフェスは、互いに異なる波長域の電磁波に対して感度を有する複数の光電変換部を含んでいる。複数の光電変換部は、互いに異なる構成を有するパターンを含んでいる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電磁波の入射に応じて電子を放出するメタサーフェスを有する電子放出部材を備え、
前記メタサーフェスは、互いに異なる波長域の電磁波に対して感度を有する複数の光電変換部を含んでおり、
前記複数の光電変換部は、互いに異なる構成を有するパターンを含んでいる、光電変換装置。

【請求項2】

各前記光電変換部の前記パターンは、互いに離間している第一及び第二部分を含んでおり、
前記第二部分は、前記第一部分に面している先端を含んでおり、前記第一部分よりも低い電位が付与された状態において前記電磁波の入射に応じて前記電子を放出する、請求項１に記載の光電変換装置。

【請求項3】

各前記光電変換部の前記第二部分は、前記第一部分に向かって延在する線形状部を含んでおり、
前記複数の光電変換部のうち少なくとも２つの光電変換部の前記線形状部は、互いに異なる長さを有している、請求項２に記載の光電変換装置。

【請求項4】

前記複数の光電変換部のうち２つの前記光電変換部において、一方の前記光電変換部の前記第一又は第二部分と他方の前記光電変換部の前記第一又は第二部分とは、電気的に接続されている、請求項２又は３に記載の光電変換装置。

【請求項5】

各前記光電変換部の前記第一及び第二部分に付与する電位を制御する電位制御部をさらに備える、請求項２から４のいずれか一項に記載の光電変換装置。

【請求項6】

前記複数の光電変換部は、第一光電変換部と第二光電変換部とを含んでおり、
前記電位制御部は、前記第一光電変換部の前記第一及び第二部分と、前記第二光電変換部の前記第一及び第二部分とに付与する電位を制御し、
前記第一光電変換部の前記第一部分に付与する電位と前記第一光電変換部の前記第二部分に付与する電位との電位差と、前記第二光電変換部の前記第一部分に付与する電位と前記第二光電変換部の前記第二部分に付与する電位との電位差とは、互いに異なる、請求項５に記載の光電変換装置。

【請求項7】

前記電位制御部は、前記第二光電変換部の前記第一部分に付与する電位よりも低い電位を前記第二光電変換部の前記第二部分に付与する場合に、前記第一光電変換部の前記第一部分に付与する電位よりも高い電位を前記第一光電変換部の前記第二部分に付与する、請求項６に記載の光電変換装置。

【請求項8】

前記電位制御部は、前記複数の光電変換部のうち少なくとも２つの光電変換部に対して、前記第一部分に付与する電位よりも低い電位を前記第二部分に付与する、請求項５から７のいずれか一項に記載の光電変換装置。

【請求項9】

各前記光電変換部の前記パターンは、同一電位である、請求項１に記載の光電変換装置。

【請求項10】

各前記光電変換部の前記パターンは、互いに電気的に接続されている、請求項１又は９に記載の光電変換装置。

【請求項11】

各前記光電変換部の前記パターンは、線形状部を含んでおり、
前記複数の光電変換部のうち少なくとも２つの光電変換部の前記線形状部は、互いに異なる長さを有している、請求項１、９、及び、１０のいずれか一項に記載の光電変換装置。

【請求項12】

気密に封止されていると共に電磁波を透過する窓を有しているハウジングをさらに備え、
前記電子放出部材は、前記ハウジング内に配置されている、請求項１から１１のいずれか一項に記載の光電変換装置。

【請求項13】

互いに異なる構成を有するパターンを含む複数の光電変換部を含んでいるメタサーフェスに、測定対象の電磁波を入射することと、
前記複数の光電変換部のうち前記測定対象の電磁波の波長域に対応する少なくとも１つの光電変換部から電子を放出させることと、を備えている、光電変換方法。

【請求項14】

前記複数の光電変換部に付与する電位を制御することをさらに備えており、
各前記光電変換部の前記パターンは、第一部分と前記第一部分に離間していると共に第一部分に面している先端を有している第二部分とを含んでおり、
各前記光電変換部は、前記第一部分に付与する電位よりも低い電位が前記第二部分に付与された状態において電磁波の入射に応じて電子を放出し、
各前記光電変換部の前記第一及び第二部分に付与する電位が制御される、請求項１３に記載の光電変換方法。

【請求項15】

前記複数の光電変換部に含まれる第一光電変換部及び第二光電変換部に付与される電位は、前記第一光電変換部の前記第一部分に付与される電位と前記第一光電変換部の前記第二部分に付与される電位との電位差と、前記第二光電変換部の前記第一部分に付与される電位と前記第二光電変換部の前記第二部分に付与される電位との電位差と、が異なるように制御される、請求項１４に記載の光電変換方法。

【請求項16】

前記第二光電変換部の前記第一部分に付与する電位よりも低い電位が前記第二光電変換部の前記第二部分に付与される場合に、前記第一光電変換部の前記第一部分に付与する電位よりも高い電位が前記第一光電変換部の前記第二部分に付与され、
前記第一光電変換部の前記第一部分に付与する電位よりも低い電位が前記第一光電変換部の前記第二部分に付与される場合に、前記第二光電変換部の前記第一部分に付与する電位よりも高い電位が前記第二光電変換部の前記第二部分に付与される、請求項１４又は１５に記載の光電変換方法。

【請求項17】

前記複数の光電変換部のうち少なくとも２つの光電変換部において、前記第一部分に付与する電位よりも低い電位が前記第二部分に付与される、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の光電変換方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の一側面は、光電変換装置、及び、光電変換方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電子放出には、たとえば、熱電子放出、光電子放出、二次放出、及び、電子放出の４つのタイプがある。熱電子放出は、電極を熱することによって生じる。光電子放出は、光子の照射によって生じる。二次放出は、光速電子の衝突によって生じる。電界放出は、静電界の存在下で生じる。米国２０１６／０２１６２０１号公報は、電磁波を検出する電磁波検出システムを示している。このシステムは、電磁波を電子に変換する光電変換装置を含んでいる。光電変換装置は、メタマテリアル構造を有している電子放出部材を備えている。このシステムは、電子放出部材に入射した電磁波を検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国２０１６／０２１６２０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記光電変換装置の電子放出部材は、電磁波の入射に応じて電子を放出する。上記システムは、電子放出部材から放出された電子に基づいて、入射した電磁波を検出する。このような構成を有するシステムによれば、例えば、いわゆるミリ波から赤外光の波長域の電磁波が検出され得る。

【0005】

ミリ波から赤外光の波長域の電磁波の検出は、様々な用途に利用されると考えられる。例えば、電磁波がガスに透過され、このガスに吸収された波長成分が特定されれば、特定された波長成分に基づいてガス成分が特定され得る。様々なガス成分に対応する波長成分が、ミリ波から赤外光の波長域に含まれている。このため、この波長域は、分子の指紋領域とも呼ばれている。上記波長域の全体が検出可能であれば、複数種のガスが容易に検出され得る。

【0006】

このように、様々な用途に対応するために、１つの電磁波検出装置において検出可能な電磁波の波長の範囲を拡大することが考えられる。上記例であれば、複数種のガス成分の各々に対応する波長成分をカバーする波長の範囲に、電磁波検出装置において検出可能な電磁波の波長の範囲を拡大することが考えられる。電磁波検出装置において検出可能な電磁波の波長の範囲を広げるためには、光電変換装置において電子に変換可能な電磁波の波長の範囲を広げることが考えられる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一側面は、電子に変換可能な電磁波の波長の範囲が拡大され得る光電変換装置を提供することを目的とする。本開示の別の側面は、電子に変換可能な電磁波の波長の範囲を拡大できる光電変換方法を提供することを目的とする。

【0008】

本開示の一側面における光電変換装置は、電磁波の入射に応じて電子を放出するメタサーフェスを有する電子放出部材を備えている。メタサーフェスは、互いに異なる波長域の電磁波に対して感度を有する複数の光電変換部を含んでいる。複数の光電変換部は、互いに異なる構成を有するパターンを含んでいる。

【0009】

この光電変換装置において、電子放出部材は、電磁波の入射に応じて電子を放出するメタサーフェスを有している。メタサーフェスは、互いに異なる波長域の電磁波に対して感度を有する複数の光電変換部を含んでいる。複数の光電変換部は、互いに異なる構成を有するパターンを含んでいる。この結果、光電変換装置は、複数の光電変換部において、互いに異なる波長域の電磁波に対して感度を有する。したがって、光電変換装置において、電子に変換可能な電磁波の波長の範囲が拡大されている。

【0010】

上記一側面において、各光電変換部のパターンは、互いに離間している第一及び第二部分を含んでいてもよい。第二部分は、第一部分に面している先端を含んでいてもよい。第二部分は、第一部分よりも低い電位が付与された状態において電磁波の入射に応じて電子を放出してもよい。この場合、第一部分及び第二部分への電位の付与を制御することによって、光電変換装置において電子が放出される電磁波の波長の範囲を制御することができる。

【0011】

上記一側面において、各光電変換部の第二部分は、第一部分に向かって延在する線形状部を含んでいてもよい。複数の光電変換部のうち少なくとも２つの光電変換部の線形状部は、互いに異なる長さを有していてもよい。上記線形状部の長さに応じて、各光電変換部において電子が放出される電磁波の波長域が変化する。したがって、簡易な構成によって、光電変換装置において電子に変換可能な電磁波の波長の範囲が拡大され得る。

【0012】

上記一側面において、複数の光電変換部のうち２つの光電変換部において、一方の光電変換部の第一又は第二部分と他方の光電変換部の第一又は第二部分とは、電気的に接続されていてもよい。この場合、より簡易な構成によって、光電変換装置において電子に変換可能な電磁波の波長の範囲が拡大され得る。

【0013】

上記一側面において、光電変換装置は、各光電変換部の第一及び第二部分に付与する電位を制御する電位制御部をさらに備えてもよい。この場合、電位制御部によって、動作させる光電変換部が選択され得る。

【0014】

上記一側面において、複数の光電変換部は、第一光電変換部と第二光電変換部とを含んでいてもよい。電位制御部は、第一光電変換部の第一及び第二部分と、第二光電変換部の第一及び第二部分とに付与する電位を制御してもよい。第一光電変換部の第一部分に付与する電位と第一光電変換部の第二部分に付与する電位との電位差と、第二光電変換部の第一部分に付与する電位と第二光電変換部の第二部分に付与する電位とは、互いに異なってもよい。この場合、第一光電変換部と第二光電変換部とが、別々に動作され得る。したがって、この光電変換装置は、電子に変換可能な電磁波の波長の範囲を変更することができる。

【0015】

上記一側面において、電位制御部は、第二光電変換部の第一部分に付与する電位よりも低い電位を第二光電変換部の第二部分に付与する場合に、第一光電変換部の第一部分に付与する電位よりも高い電位を第一光電変換部の第二部分に付与してもよい。この場合、第二光電変換部が電磁波の入射に応じて電子を放出する状態とされながら、第一光電変換部からの電磁波の入射に応じた電子の放出が確実に停止され得る。

【0016】

上記一側面において、電位制御部は、複数の光電変換部のうち少なくとも２つの光電変換部において、第一部分に付与する電位よりも低い電位を第二部分に付与してもよい。この場合、上記少なくとも２つの光電変換部が、同時に動作される。したがって、複数の光電変換部のそれぞれに対応する波長域の電磁波の電子への変換が同時に実行され得る。

【0017】

上記一側面において、各光電変換部のパターンは、同一電位であってもよい。この場合、より簡易な構成によって、光電変換装置において電子に変換可能な電磁波の波長の範囲が拡大され得る。

【0018】

上記一側面において、各光電変換部のパターンは、互いに電気的に接続されてもよい。この場合、より簡易な構成によって、光電変換装置において電子に変換可能な電磁波の波長の範囲が拡大され得る。

【0019】

上記一側面において、各光電変換部のパターンは、線形状部を含んでいてもよい。複数の光電変換部のうち少なくとも２つの光電変換部の線形状部は、互いに異なる長さを有していてもよい。上記線形状部の長さに応じて、各光電変換部において電子が放出される電磁波の波長域が変化する。このため、より簡易な構成によって、光電変換装置において電子に変換可能な電磁波の波長の範囲が拡大され得る。

【0020】

上記一側面において、気密に封止されていると共に電磁波を透過する窓を有しているハウジングをさらに備えていてもよい。電子放出部材は、ハウジング内に配置されていてもよい。この場合、ハウジング内を真空にする又はハウジング内にガスを充填することによって、電磁波の入射に応じた電子の放出量が向上し得る。

【0021】

本開示の別の側面における光電変換方法は、複数の光電変換部を含んでいるメタサーフェスに、測定対象の電磁波を入射することと、複数の光電変換部のうち測定対象の電磁波の波長域に対応する少なくとも１つの光電変換部から電子を放出させることと、を備えている。複数の光電変換部は、互いに異なる構成を有するパターンを含んでいる。

【0022】

この光電変換方法において、複数の光電変換部を含むメタサーフェスに、測定対象の電磁波が入射される。複数の光電変換部は、互いに異なる構成を有するパターンを含んでいる。測定対象の電磁波の波長域に対応する少なくとも１つの光電変換部から電子が放出される。この場合、電子に変換可能な電磁波の波長の範囲が拡大され得る。

【0023】

上記別の側面において、光電変換方法は、複数の光電変換部に付与する電位を制御することをさらに備えていてもよい。各光電変換部のパターンは、第一部分と第一部分に離間していると共に第一部分に面している先端を有している第二部分とを含んでいてもよい。各光電変換部は、第一部分に付与する電位よりも低い電位が第二部分に付与された状態において電磁波の入射に応じて電子を放出してもよい。各光電変換部の第一及び第二部分に付与する電位が制御されてもよい。この場合、各光電変換部の第一及び第二部分に付与する電位の制御によって、動作させる光電変換部が選択される。

【0024】

上記別の側面において、複数の光電変換部に含まれる第一光電変換部と第二光電変換部と付与される電位が制御されてもよい。第一光電変換部の第一部分に付与される電位と第一光電変換部の第二部分に付与される電位との電位差と、第二光電変換部の第一部分に付与される電位と第二光電変換部の第二部分に付与される電位との電位差と、が異なるように、上記電位が付与されてもよい。この場合、第一光電変換部と第二光電変換部とに対してそれぞれ付与される電位が制御されるため、第一光電変換部と第二光電変換部とが別々に動作され得る。

【0025】

上記別の側面において、第二光電変換部の第一部分に付与する電位よりも低い電位が第二光電変換部の第二部分に付与される場合に、第一光電変換部の第一部分に付与する電位よりも高い電位が第一光電変換部の第二部分に付与されてもよい。第一光電変換部の第一部分に付与する電位よりも低い電位が第一光電変換部の第二部分に付与される場合に、第二光電変換部の第一部分に付与する電位よりも高い電位が第二光電変換部の第二部分に付与されてもよい。この場合、第一及び第二光電変換部の一方が電磁波の入射に応じて電子を放出する状態とされながら、他方からの電磁波の入射に応じた電子の放出が確実に停止され得る。

【0026】

上記別の側面において、複数の光電変換部のうち少なくとも２つの光電変換部において、第一部分に付与する電位よりも低い電位が第二部分に付与されてもよい。この場合、複数の光電変換部が、同時に動作される。したがって、複数の光電変換部のそれぞれに対応する波長の電磁波の電子への変換が同時に実行され得る。

【0027】

本開示の一側面によれば、電子に変換可能な電磁波の波長の範囲が拡大された光電変換装置を提供することが可能となる。本開示の別の側面によれば、電子に変換可能な電磁波の波長の範囲が拡大された光電変換方法を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】図１は、第一実施形態における電磁波検出装置の概略図である。

【図2】図２は、第一及び第二実施形態における光電変換装置の模式図である。

【図3】図３は、第一実施形態における電子放出部材の平面図である。

【図4】図４は、第一実施形態における光電変換装置の模式図である。

【図5】図５は、第一実施形態における電磁波検出方法のフローチャートである。

【図6】図６は、第一実施形態の変形例における電磁波検出方法のフローチャートである。

【図7】図７は、第二実施形態における電子放出部材の平面図である。

【図8】図８は、第二実施形態の変形例における電子放出部材の平面図である。

【図9】図９は、第二実施形態の変形例における電子放出部材の平面図である。

【図10】図１０は、第三実施形態における電磁波検出装置の概略図である。

【図11】（ａ）は、第三実施形態における電子放出部材の平面図である。（ｂ）は、第三実施形態の変形例における電子放出部材の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本開示の第一及び第二実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
［第一実施形態］

【0030】

まず、図１を参照して、第一実施形態における電磁波検出装置の構成を説明する。図１は、第一実施形態における電磁波検出装置の概略図である。

【0031】

電磁波検出装置１は、入射した電磁波を検出する。電磁波検出装置１は、光電変換装置２を含んでいる。光電変換装置２は、電磁波の入射に応じて電子を放出する。本明細書において、「光」は、可視光以外の電磁波を含んでいる。本実施形態では、電磁波検出装置１は、電磁波の入射に応じて光電変換装置２から放出された電子に基づいて、入射した電磁波を検出する。光電変換装置２は、例えば、いわゆるミリ波から赤外光の波長の範囲の電磁波が入射されることによって、電子を放出する。ミリ波から赤外光の波長の範囲は、例えば、０．０１～１５０ＴＨｚ程度の周波数域に相当する。本明細書において、「波長の範囲」は、互いに分離した複数の波長域の範囲を含んでいてもよいし、一つの連続した波長域の範囲であってもよい。光電変換装置２は、例えば、電界放出（フィールドエミッション）によって電子を放出する。

【0032】

電磁波検出装置１は、例えば、電磁波の入射に応じて電気信号を出力する電子管である。例えば、電磁波検出装置１は、電子管の内部において、電磁波の入射に応じて電子を放出し、放出された電子を検出し、検出結果に基づく電気信号を出力する。電子管は、例えば、光電子増倍管（Photomultiplier Tube：ＰＭＴ）である。電磁波検出装置１は、電磁波が入射した場合に内部で電子を放出し、放出された電子を増倍する。本実施形態の変形例として、電磁波検出装置１は、電子管内に電子を検出する構成を備えていなくてもよい。換言すれば、電磁波検出装置１は、電磁波の入射に応じて電子を外部に放出する電子管を光電変換装置２として備え、この電子管の外部に電子管から放出された検出するセンサを備えていてもよい。

【0033】

電磁波検出装置１は、ハウジング１０と、電子放出部材２０と、保持部材３０と、電子増倍部４０と、電子収集部５０と、電源部６０と、を備えている。電子放出部材２０、保持部材３０、電子増倍部４０及び電子収集部５０は、ハウジング１０内に配置されている。光電変換装置２は、ハウジング１０と、電子放出部材２０と、電源部６０とを備え、電磁波検出装置１の一部を構成している。

【0034】

ハウジング１０は、バルブ１１及びステム１２を有している。ハウジング１０の内部は、バルブ１１とステム１２とによって気密に封止されている。本実施形態において、ハウジング１０の内部は真空に保持されている。ハウジング１０内の真空は、絶対真空でなくてもよく、大気圧よりも低い圧力の気体で満たされた状態であってもよい。例えば、ハウジング１０の内部は、１×１０^－４～１×１０^－７Ｐａに保持される。

【0035】

バルブ１１は、電磁波透過性を有する窓部１１ａを含んでいる。本明細書において、「電磁波透過性」とは、入射した電磁波の波長の範囲の少なくとも一部の波長の範囲が透過する性質をいう。本実施形態において、ハウジング１０は円筒形状を有している。ハウジング１０は、図１に示されているようにＸ軸方向に延在する。ステム１２は、ハウジング１０の底面を構成している。ステム１２は、例えば、ハウジング１０のＸ軸方向における一方の端面を構成している。バルブ１１は、ハウジング１０の側面及びステム１２に面している底面を構成している。

【0036】

窓部１１ａは、ステム１２に面している底面を構成している。窓部１１ａは、例えば、Ｘ軸方向から見て、ＹＺ軸方向を径方向とする円形状を呈している。電磁波の透過率の周波数特性は、材料に応じて異なる。このため、窓部１１ａは、ハウジング１０に入射する電磁波の周波数域に応じた最適な材料によって構成される。窓部１１ａの材料は、例えば、石英、シリコン、ゲルマニウム、サファイア、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、フッ化マグネシウム、フッ化リチウム、フッ化バリウム、フッ化カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、ダイアモンド、及びカルコゲナイドガラスから選択される少なくとも１種を含む。これにより、ミリ波から赤外光のうち任意の周波数域の電磁波をハウジング１０の内部に導くことができる。例えば、石英は０．１～５ＴＨｚ、シリコンは０．０４～１１ＴＨｚ及び４６ＴＨｚ以上、フッ化マグネシウムは４０ＴＨｚ以上、ゲルマニウムは１３ＴＨｚ以上、セレン化亜鉛は１４ＴＨｚ以上の周波数域を有する電磁波を透過する部材の材料に適している。

【0037】

ハウジング１０は、ハウジング１０の外部と内部との電気的な接続を可能とする複数の配線１３をさらに有している。複数の配線１３は、例えば、リード線又はピンである。本実施形態において、複数の配線１３は、ステム１２を貫通するピンであり、ハウジング１０の内部から外部に延在している。複数の配線１３の少なくとも１つが、ハウジング１０の内部に設けられた種々の部材と接続されている。

【0038】

電子放出部材２０は、電磁波の入射に応じて電子を放出する。電子放出部材２０は、支持体２１を備えている。支持体２１は、例えば、板形状である。支持体２１は、例えば、平面視で矩形を呈している。支持体２１は、互いに対向する主面２１ａ及び主面２１ｂを有している。主面２１ａと主面２１ｂとは、互いに反対側に位置する支持体２１の表面である。主面２１ａ及び主面２１ｂは、例えば、平坦面であり、平面視で矩形を呈している。主面２１ａ及び主面２１ｂは、窓部１１ａに対して平行に配置されている。主面２１ａは、窓部１１ａに面している。主面２１ａには、窓部１１ａを通過した電磁波が入射する。

【0039】

支持体２１は、窓部１１ａを透過する電磁波に対して電磁波透過性を有している。このため、支持体２１は、窓部１１ａを透過した電磁波の少なくとも一部の周波数域を透過する。支持体２１は、上述した窓部１１ａの材料と同様の材料から構成され得る。支持体２１の材料は、たとえば、シリコンを含む。１つの光電変換装置２において、支持体２１と窓部１１ａとは同一の材料でなくてもよい。支持体２１は、窓部１１ａ及び電子増倍部４０から離間している。

【0040】

電子放出部材２０は、メタサーフェス２２を有している。メタサーフェス２２は、支持体２１に設けられている。メタサーフェス２２は、電磁波の入射に応じて電子を放出する。メタサーフェス２２は、例えば、いわゆるミリ波から赤外光の波長の範囲の電磁波に対して感度を有している。メタサーフェス２２は、テラヘルツ波に対しても感度を有している。テラヘルツ波の波長の範囲は、１００ＧＨｚから３０ＴＨｚの周波数域に相当する。「電磁波に対して感度を有する」とは、この電磁波の入射に応じて電子が放出されることを意味している。

【0041】

メタサーフェス２２は、例えば、支持体２１の主面２１ｂ上に形成された酸化物層と、酸化物層上に形成された金属層とを含んでいる。酸化物層の材料は、たとえば二酸化シリコン及び酸化チタンを含んでいる。例えば、酸化物層は、二酸化シリコンを含む層と、酸化チタンを含む層とを含んでいる。金属層の材料は、たとえば金を含んでいる。本実施形態において、石英からなる支持体２１の主面２１ｂ上に、酸化物層が形成され、酸化物層の上に金属層が形成されている。例えば、支持体２１の厚さは５２５μｍであり、メタサーフェス２２の二酸化シリコンを含む層の厚さは１μｍであり、メタサーフェス２２の二酸化チタンを含む層の厚さは１０ｎｍであり、メタサーフェス２２の金属層の厚さは２００ｎｍである。メタサーフェス２２は、平面視で矩形状である。本実施形態の変形例において、メタサーフェス２２は、主面２１ａに設けられていてもよい。

【0042】

保持部材３０は、ハウジング１０の内部において電子放出部材２０を保持している。保持部材３０は、ハウジング１０の内側面１０ａに対して位置決めされる。保持部材３０は、ハウジング１０に対して電子放出部材２０を位置決めする。保持部材３０は、ハウジング１０の内側面１０ａに沿う枠状であり、保持部材３０には貫通口が形成されている。電子放出部材２０の主面２１ａ，２１ｂに直交する方向から見た場合に、貫通口を画成する縁の内側に、電子放出部材２０のメタサーフェス２２が配置される。

【0043】

電子増倍部４０は、ハウジング１０の内部に配置されており、電子放出部材２０から放出された電子が入射する入射面４０ａを有している。電子増倍部４０は、入射面４０ａに入射した電子を増倍する。本実施形態において、電子放出部材２０の主面２１ｂは、電子増倍部４０の入射面４０ａに面している。メタサーフェス２２は、電子増倍部４０の入射面４０ａに面しており、メタサーフェス２２から放出された電子が入射面４０ａに入射する。電子放出部材２０の主面２１ａは、ハウジング１０の窓部１１ａに面している。電子増倍部４０は、例えば、複数段のダイノードを有している。

【0044】

電子収集部５０は、ハウジング１０の内部に配置されており、電子増倍部４０で増倍された電子を収集する。電子収集部５０は、電子を検出するセンサである。電磁波検出装置１は、電子収集部５０において電子を検出することによって、電磁波を検出する。本実施形態において、電子収集部５０は、例えば、複数の配線１３のうち１つが接続されているアノードを有している。アノードには、所定の電位が配線１３を通して付与される。アノードは、電子増倍部４０のダイノードで増倍された電子を捕捉する。電子収集部５０は、アノードの代わりにダイオードを有していてもよい。

【0045】

本実施形態において、メタサーフェス２２は、アクティブタイプであり、バイアス電圧の付与によって動作する。メタサーフェス２２は、電源部６０によって電位を付与されることによって動作する。電源部６０は、メタサーフェス２２に電気的に接続されている。電源部６０は、電位付与部６１と電位制御部６２とを含んでいる。電位付与部６１は、メタサーフェス２２に電位を付与する。電位制御部６２は、電位付与部６１を制御する。電位制御部６２によって、メタサーフェス２２に付与する電位が制御される。メタサーフェス２２は、電位制御部６２によって制御される電位に応じて動作する。換言すれば、メタサーフェス２２は、電位制御部６２による電位の制御に応じて、電子を放出する。

【0046】

電位制御部６２は、例えば、ハードウェアと、プログラム等のソフトウェアとにより構成された１又は複数のコンピュータである。電位制御部６２は、ハードウェアとして、例えば、プロセッサと、主記憶装置と、補助記憶装置と、通信装置と、入力装置とを備えている。プロセッサは、オペレーティングシステム及びアプリケーション・プログラムなどを実行する。主記憶装置は、ＲＯＭ（Read Only Memory)及びＲＡＭ（Random Access Memory）により構成される。補助記憶装置は、ハードディスク及びフラッシュメモリなどにより構成される記憶媒体である。補助記憶装置は、一般的に主記憶装置よりも大量のデータを記憶する。通信装置は、ネットワークカード又は無線通信モジュールにより構成される。入力装置は、キーボード、マウス、及び、タッチパネルなどにより構成される。
［光電変換装置の構成］

【0047】

次に、図２から図４を参照して、光電変換装置２について更に詳細に説明する。図２は、光電変換装置の模式図である。メタサーフェス２２は、複数の光電変換部２３，２４，２５を含んでいる。複数の光電変換部２３，２４，２５は、それぞれ対応する波長の入射に応じて電子を放出する。複数の光電変換部２３，２４，２５は、互いに異なる波長域の電磁波の入射に応じて電子を放出する。換言すれば、複数の光電変換部２３，２４，２５は、互いに異なる波長域の電磁波に対して感度を有している。「互いに異なる波長域」とは、複数の波長域が互いに重なっている場合も、複数の波長域が互いに分離している場合も含んでいる。

【0048】

メタサーフェス２２は、例えば、３つの光電変換部２３，２４，２５を含んでいる。メタサーフェス２２は、互いに異なる波長域の電磁波に対応する２つ又は４つ以上の光電変換部を含んでいてもよい。メタサーフェス２２は、同一の波長域の電磁波に対応する複数の光電変換部を含んでいてもよい。換言すれば、メタサーフェス２２は、同一の波長域の電磁波に対して感度を有していてもよい。たとえば、光電変換部２３と光電変換部２４とが同一の波長域の電磁波に対応し、光電変換部２５が光電変換部２３，２４と異なる波長域の電磁波に対応していてもよい。

【0049】

例えば、光電変換部２３は０．５ＴＨｚを中心周波数とする周波数域に感度を有し、光電変換部２４は１．０ＴＨｚを中心周波数とする周波数域に感度を有し、光電変換部２５は１．５ＴＨｚを中心周波数とする周波数域に感度を有している。各光電変換部２３，２４，２５が感度を有する周波数域は、これらに限定されない。例えば、光電変換部２３は０．５ＴＨｚを中心周波数とする周波数域に感度を有し、光電変換部２４は、１０ＴＨｚを中心周波数とする周波数域に感度を有し、光電変換部２５は１００ＴＨｚを中心周波数とする周波数域に感度を有していてもよい。

【0050】

図２に示されている例では、ハウジング１０に入射した電磁波Ｗが、光電変換部２３，２４，２５に入射している。この場合、光電変換部２３，２４，２５のうち電磁波Ｗの波長に対応する光電変換部は、電磁波Ｗの入射に応じて電子Ｅを放出する。光電変換部２３，２４，２５の少なくとも１つから放出された電子Ｅは、電子増倍部４０に入射する。電子増倍部４０において増倍された電子は、電子収集部５０において収集される。

【0051】

図３は、電子放出部材の平面図である。図３に示されているように、メタサーフェス２２における複数の光電変換部２３，２４，２５は、互いに異なる構成を有するパターンを含んでいる。「構成」は、形状及び材質などの種々の属性を含んでいる。各パターンは、支持体２１の主面２１ｂ上に配されている。本実施形態において、各パターンは、互いに異なる形状を有している。「互いに異なる形状を有している」は、互いに異なるサイズを有していることも含んでいる。

【0052】

本実施形態では、光電変換部２３，２４，２５のそれぞれが、互いに異なる形状を有するパターン３３，３４，３５を含んでいる。光電変換部２３はパターン３３を含んでおり、光電変換部２４はパターン３４を含んでおり、光電変換部２５はパターン３５を含んでいる。各パターン３３，３４，３５は、伝導線であり、電子を伝導する。各パターン３３，３４，３５は、少なくともメタサーフェス２２の酸化物層上に形成された金属層を含んでいる。この金属層の材料は、たとえば金を含んでいる。

【0053】

各パターン３３，３４，３５は、第一部分３７と第二部分３８とを含んでいる。第一部分３７と第二部分３８とは、互いに離間している。第二部分３８は、第一部分３７に向かって延在している。第二部分３８は、第一部分３７に面している先端３９を含んでいる。各パターン３３，３４，３５において、第一部分３７と第二部分３８とは、酸化物層を介して接続されている。各パターン３３，３４，３５において、第一部分３７と第二部分３８とは、酸化物層によって分離されており、少なくとも光電変換装置２の非動作時において互いに絶縁されている。第二部分３８は、第一部分３７よりも低い電位が付与された状態において電磁波の入射に応じて電子を放出する。

【0054】

図３に示されている例において、各パターン３３，３４，３５の第一部分３７は、Ｙ軸方向に延在している一対の線形状部４１を含んでいる。各線形状部４１は、例えば、直線状を呈している。一対の線形状部４１は、互いに平行である。各パターン３３，３４，３５の第二部分３８は、Ｚ軸方向に延在している複数の線形状部４２と、Ｙ軸方向に延在していると共に複数の線形状部４２を連結している線形状部４３とを含んでいる。

【0055】

複数の線形状部４２は、各パターン３３，３４，３５において、一対の線形状部４１の間に配置されている。複数の線形状部４２は、線形状部４３から、対応する第一部分３７に向かって延在している。各線形状部４２は、例えば、直線状を呈している。複数の線形状部４２は、例えば、互いに平行である。線形状部４３は、例えば、直線状を呈している。一対の線形状部４１は、例えば、線形状部４３に平行である。各線形状部４２は、その中央において線形状部４３に連結されている。換言すれば、各線形状部４２は、線形状部４３から＋Ｚ軸方向と－Ｚ軸方向とに延在している。

【0056】

図３に示されている例において、各線形状部４２は、一対の先端３９を含んでいる。各先端３９は、同一パターンの他の線形状部４２及び線形状部４３、並びに、他のパターンから離間している。各パターン３３，３４，３５において、各先端３９は、Ｚ軸方向において互いに異なる線形状部４１に面している。各先端３９と第一部分３７との最短距離は、第二部分３８における複数の先端３９以外の箇所と第一部分３７との最短距離よりも小さい。換言すれば、先端３９は、この先端３９を含んでいる線形状部４２において、対応する第一部分３７の線形状部４１に最も近い部分である。先端３９は、この先端３９を含んでいるパターンの他の部分よりも、線形状部４１の近くに配置されている。

【0057】

各光電変換部２３，２４，２５において、線形状部４１はバイアス部を構成し、線形状部４２はアンテナ部を構成する。アンテナ部は、電磁波の入射に応じて電子を放出する。バイアス部は、バイアス電位が印加された場合に、対応するアンテナ部との間に電界を発生させる。アンテナ部よりも高い電位がバイアス部に付与された場合に、アンテナ部のうちバイアス部側の先端部分におけるポテンシャル障壁が薄くなる。アンテナ部よりも低い電位がバイアス部に付与された場合に、アンテナ部のうちバイアス部側の先端部分におけるポテンシャル障壁が厚くなる。アンテナ部よりも高い電位がバイアス部に付与される状態を、「順バイアス」という。アンテナ部よりも低い電位がバイアス部に付与される状態を、「逆バイアス」という。

【0058】

アンテナ部に電磁波が入射すると、アンテナ部の周囲に電界が誘起される。アンテナ部の周囲に誘起された電界によって、アンテナ－真空境界面におけるポテンシャル障壁が薄くなる。順バイアスの状態におけるアンテナ部への電磁波の入射によってポテンシャル障壁がさらに薄くなれば、アンテナ部に存在した電子がトンネル効果によってポテンシャル障壁を抜け得る。ポテンシャル障壁を抜けた電子は、アンテナ部の周囲の電界によって加速される。このように、順バイアスの状態におけるアンテナ部に対する電磁波の入射によって、電界電子放出が生じ得る。各光電変換部２３，２４，２５において、第二部分３８の線形状部４２は、第一部分３７の線形状部４１よりも低い電位が付与された状態において電磁波の入射に応じて電子を放出し得る。

【0059】

アンテナ部のサイズが小さいほど、波長が短い電磁波、すなわち、周波数が大きい電磁波に対して電界電子放出が生じやすい。メタサーフェス２２の光電変換部２３，２４，２５は、それぞれ、第二部分３８の線形状部４２の構造の変更に応じて、例えば、いわゆるミリ波から赤外光の波長の範囲に対応するように構成される。

【0060】

複数の光電変換部２３，２４，２５のうち少なくとも２つの光電変換部の線形状部４２は、互いに異なる長さを有している。例えば、複数のパターン３３，３４，３５の線形状部４２は、互いに異なる長さＴ１，Ｔ２，Ｔ３を有している。換言すれば、光電変換部２３の線形状部４２と光電変換部２４の線形状部４２と光電変換部２５の線形状部４２とは、互いに異なる長さＴ１，Ｔ２，Ｔ３を有している。各パターン３３，３４，３５における線形状部４２の長さＴ１，Ｔ２，Ｔ３は、線形状部４２の一方の先端３９から他方の先端３９までのＺ軸方向における長さである。

【0061】

パターン３３において、複数の線形状部４２の長さＴ１は同一である。パターン３４において、複数の線形状部４２の長さＴ２は同一である。パターン３５において、複数の線形状部４２の長さＴ３は同一である。「同一」には、製造公差の範囲の長さの違いが含まれている。各パターン３３，３４，３５における線形状部４２の長さＴ１，Ｔ２，Ｔ３は、各光電変換部２３，２４，２５において電子が放出される電磁波の波長域に対応している。各パターン３３，３４，３５における線形状部４２の長さＴ１，Ｔ２，Ｔ３は、各光電変換部２３，２４，２５から電子を放出させる所望の波長域に応じて設計される。例えば、長さＴ１，Ｔ２，Ｔ３のそれぞれは、所望の波長域における中心波長の半分の長さである。本実施形態のように、支持体２１等を透過した電磁波が線形状部４２に入射する場合には、透過した支持体２１等の屈折率も考慮される。例えば、電子管に入射した電磁波の波長が６００μｍであり、かつ、支持体２１の屈折率がこの電磁波に対して３．４である場合において、線形状部４２に入射する電磁波の波長は６００μｍ/３．４＝１７６μｍである。したがって、この場合、長さＴ１，Ｔ２，Ｔ３は、１７６μｍ/２＝８８μｍが適している。

【0062】

電子放出部材２０は、図３に示されているように、互いに離間している複数の電極５１，５２，５３，５４をさらに備えている。複数の電極５１，５２，５３，５４は、支持体２１の主面２１ｂ上に設けられている。複数の電極５１，５２，５３，５４は、複数の光電変換部２３，２４，２５の少なくとも一つに電気的に接続されている。本実施形態において、各電極５１，５２，５３，５４は、矩形状を呈している。本実施形態の変形例として、各電極５１，５２，５３，５４は、第一部分３７又は第二部分３８と同様に線形状を呈していてもよい。各電極５１，５２，５３，５４は、第一部分３７又は第二部分３８と一体に形成されていてもよい。

【0063】

例えば、電極５１は、光電変換部２３，２４，２５の各々の第二部分３８に電気的に接続されている。電極５２は、光電変換部２３の一対の第一部分３７に電気的に接続されている。電極５３は、光電変換部２４の一対の第一部分３７に電気的に接続されている。電極５４は、光電変換部２５の一対の第一部分３７に電気的に接続されている。

【0064】

複数の光電変換部２３，２４，２５のうち２つの光電変換部において、一方の光電変換部の第一部分３７又は第二部分３８と他方の第一部分３７又は第二部分３８とは、電気的に接続されていてもよい。例えば、図３に示されている例では、電極５１を介して、光電変換部２３の第二部分３８と、光電変換部２４の第二部分３８と、光電変換部２５の第二部分３８とが電気的に接続されている。

【0065】

光電変換部２３，２４，２５の各々は、複数の電極５１，５２，５３，５４を介して電源部６０から電位を付与されることによって動作する。電源部６０の電位付与部６１は、複数の電極５１，５２，５３，５４を介して、各光電変換部２３，２４，２５に電位を付与する。電源部６０の電位制御部６２は、光電変換部２３，２４，２５のそれぞれに付与する電位を制御する。

【0066】

図４は、光電変換装置における電位の付与を説明するための模式図である。図４に示されているように、電位付与部６１は、例えば、第一電位付与部６１ａと、第二電位付与部６１ｂと、第三電位付与部６１ｃとを含んでいる。第一電位付与部６１ａは、電極５１と電極５２との間に電位差を与える。第二電位付与部６１ｂは、電極５１と電極５３との間に電位差を与える。第三電位付与部６１ｃは、電極５１と電極５４との間に電位差を与える。電位制御部６２は、第一電位付与部６１ａと、第二電位付与部６１ｂと、第三電位付与部６１ｃとをそれぞれ制御する。
［光電変換方法］

【0067】

次に、図５を参照して、本実施形態における電磁波検出方法について説明する。この電磁波検出方法は、入射した電磁波に応じて電子を放出する光電変換方法を含んでいる。図５は、本実施形態における電磁波検出方法のフローチャートである。図５に示されている電磁波検出方法では、検出対象の波長の範囲が決定される。検出対象の波長の範囲が複数の波長域に分けられ、波長域ごとの検出が行われる。この結果、決定された波長の範囲に関して分光による検出と同様の結果が得られる。図５に示されている例では、複数の光電変換部をそれぞれ順番に動作することによって、各光電変換部に対応する波長域が順番に検出される。

【0068】

まず、電子放出部材２０を準備する（処理Ｓ１）。例えば、電子放出部材２０を備えた電磁波検出装置１が配置される。

【0069】

次に、波長の範囲を決定する（処理Ｓ２）。例えば、電位制御部６２が、外部から種々の情報を取得し、これらの情報に基づいて、検出する電磁波の波長の範囲を決定する。種々の情報は、ユーザによって入力されてもよいし、自動で通信によって取得されてもよい。電位制御部６２は、予め記憶された種々の情報に基づいて、検出する電磁波の波長の範囲を決定してもよい。

【0070】

次に、動作させる光電変換部を決定する（処理Ｓ３）。電位制御部６２は、例えば、処理Ｓ２において決定された波長の範囲に基づいて、動作させる光電変換部を決定する。電位制御部６２は、例えば、処理Ｓ２において決定された波長の範囲に感度を有している光電変換部のうち少なくとも１つを、動作させる光電変換部として決定する。例えば、電位制御部６２は、複数の光電変換部２３，２４，２５のうち、光電変換部２３を動作させ電子変更部として決定し、光電変換部２４，２５を動作させない光電変換部として決定する。

【0071】

次に、光電変換部に電位を付与する（処理Ｓ４）。電位制御部６２は、例えば、動作させる光電変換部に基づいて、各電極５１，５２，５３，５４に付与する電位を決定する。例えば、電位制御部６２は、予め保存されているテーブルを参照して、動作させる光電変換部に紐づけられた情報を取得する。電位制御部６２は、取得された情報に基づいて、電極５１，５２，５３，５４のそれぞれに付与する電位を決定する。

【0072】

例えば、電位制御部６２は、複数の光電変換部のうち、動作させる光電変換部と動作させない光電変換部とに、付与するバイアス電圧を制御する。例えば、動作させる光電変換部において第一部分３７に付与される電位と第二部分３８に付与される電位との電位差と、動作させない光電変換部において第一部分３７に付与される電位と第二部分３８に付与される電位との電位差とは、互いに異なる。

【0073】

電位制御部６２は、例えば、動作させる光電変換部に順バイアスの電圧が付与され、動作させない光電変換部に逆バイアスの電圧が付与されるように、各光電変換部に付与する電位を決定する。電位制御部６２は、電位付与部６１を制御し、決定された電位を各光電変換部に付与する。換言すれば、電位制御部６２は、動作させる光電変換部において、第一部分３７に付与する電位よりも高い電位を第二部分３８に付与する。電位制御部６２は、動作させない光電変換部において、第一部分３７に付与する電位よりも低い電位を第二部分３８に付与する。

【0074】

例えば、電位制御部６２は、光電変換部２４の第一部分３７に付与する電位よりも低い電位を光電変換部２４の第二部分３８に付与する場合に、光電変換部２３，２５の第一部分３７に付与する電位よりも高い電位を光電変換部２３，２５の第二部分３８に付与する。この場合、光電変換部２４は動作し、光電変換部２３，２５は動作しない。したがって、光電変換部２４に対応する波長域の電磁波が光電変換装置２に入射された場合のみ、メタサーフェス２２から電子が放出される。

【0075】

次に、メタサーフェス２２に電磁波を入射する（処理Ｓ５）。例えば、ハウジング１０の窓部１１ａを通過した電磁波が、メタサーフェス２２に入射される。例えば、測定対象の電磁波が、メタサーフェス２２に入射される。これによって、複数の光電変換部２３，２４，２５のうち測定対象の電磁波の波長域に対応する少なくとも１つの光電変換部から電子が放出する。窓部１１ａは、測定対象の電磁波を透過するように構成されている。

【0076】

次に、メタサーフェス２２から放出された電子に応じて電磁波を検出する（処理Ｓ６）。電磁波検出装置１は、処理Ｓ４において決定された電位を各光電変換部に付与した状態において、電磁波を検出する。電磁波検出装置１は、例えば、電子放出部材２０から放出された電子を増倍し、増倍された電子を検出する。これによって、電磁波検出装置１は、ハウジング１０の窓部１１ａから入射した電磁波を検出する。

【0077】

次に、現在の動作状態における電磁波の検出処理を終了するか判断する（処理Ｓ７）。換言すれば、処理Ｓ３において決定された光電変換部の動作状態における電磁波の検出処理を終了するかが判断される。検出処理を終了しないと判断された場合には、処理は処理Ｓ５に進む。検出処理を終了すると判断された場合には、処理は処理Ｓ８に進む。処理Ｓ７における判断は、例えば、電位制御部６２が行ってもよいし、電磁波検出装置１における他の制御部が行ってもよい。

【0078】

次に、処理Ｓ２において決定された波長の範囲の全ての検出が完了したか判断する（処理Ｓ８）。例えば、電位制御部６２が、処理Ｓ２において決定された波長の範囲に感度を有している光電変換部の全てを動作させたかを判断する。処理Ｓ２において決定された波長の範囲に感度を有している全ての光電変換部を動作させたと判断された場合には、処理Ｓ２において決定された波長の範囲の検出が完了したと判断される。処理Ｓ８における判断は、電磁波検出装置１における他の制御部が行ってもよい。

【0079】

波長の範囲の全ての検出が完了していないと処理Ｓ８において判断された場合には、処理は処理Ｓ９に進む。この場合、動作させる光電変換部が変更される（処理Ｓ９）。例えば、電位制御部６２が、処理Ｓ３において決定された波長の範囲に基づいて、動作させる光電変換部を変更する。電位制御部６２は、例えば、処理Ｓ２において決定された波長の範囲に感度を有している光電変換部のうち、動作させていない光電変換部を、動作させる光電変換部として決定する。処理Ｓ９において、動作させる光電変換部が変更されると、処理は処理Ｓ４に進む。

【0080】

例えば、電位制御部６２は、光電変換部２４が動作し、かつ、光電変換部２３，２５が動作しない状態から、光電変換部２５が動作し、かつ、光電変換部２３，２４が動作しない状態に切り替える。この場合、光電変換部２５の第一部分３７に付与する電位よりも低い電位を光電変換部２５の第二部分３８に付与し、光電変換部２３，２４の第一部分３７に付与する電位よりも高い電位を光電変換部２３，２４の第二部分３８に付与する。したがって、光電変換部２４に対応する波長域の電磁波が光電変換装置２に入射された場合のみメタサーフェス２２から電子が放出される状態から、光電変換部２５に対応する波長域の電磁波が光電変換装置２に入射された場合のみメタサーフェス２２から電子が放出される状態に切り替えられる。

【0081】

処理Ｓ８において、波長の範囲の全ての検出が完了したと判断された場合には、電磁波検出方法における一連の処理が終了する。このように、図５に示されている電磁波検出方法においては、動作させる光電変換部を切り替えて処理Ｓ４から処理Ｓ７を繰り返すことによって、検出対象の波長の範囲における波長域ごとの検出が行われる。動作させる光電変換部の順番が、処理Ｓ３において決定されてもよい。

【0082】

本実施形態において、例えば、処理Ｓ３において、複数の光電変換部２３，２４，２５のうち、光電変換部２３が動作させる光電変換部として決定され、光電変換部２４，２５が動作させない光電変換部として決定された場合、光電変換部２３に順バイアスの電位が付与され、光電変換部２４，２５に逆バイアスの電位が付与される。その後、処理Ｓ９において、複数の光電変換部２３，２４，２５のうち、光電変換部２４が動作させ光電変換部として決定されると共に光電変換部２３，２５が動作させない光電変換部として決定された場合、光電変換部２４に順バイアスの電位が付与され、光電変換部２３，２５に逆バイアスの電位が付与される。

【0083】

次に、図６を参照して、本実施形態の変形例における光電変換方法について説明する。図５に示した例と異なる部分を主として説明し、重複する部分については一部省略する。図６は、本実施形態における電磁波検出方法のフローチャートである。図６に示されている電磁波検出方法では、検出対象の波長の範囲が決定され、決定された波長の範囲に波長成分を有する電磁波の有無が検出される。検出対象の波長の範囲は、互いに分離した複数の波長域であってもよい。図６に示されている例では、決定された波長の範囲に対応する複数の光電変換部を同時に動作させた状態によって、電磁波の検出が行われる。図６に示されている電磁波検出方法では、複数の波長域内の波長成分を有する電磁波が同時に検出される。

【0084】

まず、電子放出部材２０を準備する（処理Ｓ１１）。例えば、電子放出部材２０を備えた電磁波検出装置１が配置される。

【0085】

次に、波長の範囲を決定する（処理Ｓ１２）。例えば、電位制御部６２が、外部から種々の情報を取得し、これらの情報に基づいて、検出する電磁波の波長の範囲を決定する。種々の情報は、ユーザによって入力されてもよいし、自動で通信によって取得されてもよい。電位制御部６２は、予め記憶された種々の情報に基づいて、検出する電磁波の波長の範囲を決定してもよい。

【0086】

次に、動作させる光電変換部を決定する（処理Ｓ１３）。電位制御部６２は、例えば、処理Ｓ１２において決定された波長の範囲に基づいて、動作させる光電変換部を決定する。電位制御部６２は、例えば、処理Ｓ１２において決定された波長の範囲に感度を有している複数の光電変換部を、動作させる光電変換部として決定する。例えば、電位制御部６２は、処理Ｓ１２において決定された波長の範囲に感度を有している光電変換部の全てを動作させる。電位制御部６２は、例えば、処理Ｓ１２において決定された波長の範囲に対応する光電変換部の全てを、動作させる光電変換部として決定する。

【0087】

次に、複数の光電変換部に電位を付与する（処理Ｓ１４）。電位制御部６２は、例えば、動作させる光電変換部に基づいて、各電極５１，５２，５３，５４に付与する電位を決定する。例えば、電位制御部６２は、予め保存されているテーブルを参照して、動作させる光電変換部に紐づけられた情報を取得する。電位制御部６２は、取得された情報に基づいて、電極５１，５２，５３，５４のそれぞれに付与する電位を決定する。

【0088】

電位制御部６２は、複数の光電変換部のうち少なくとも２つの光電変換部において、第一部分３７に付与する電位よりも低い電位を第二部分３８に付与する。例えば、電位制御部６２は、処理Ｓ１３において決定された複数の光電変換部の各々おいて、第一部分３７に付与する電位よりも低い電位を第二部分３８に付与する。換言すれば、電位制御部６２は、例えば、処理Ｓ１２において決定された波長の範囲に対応する光電変換部の全てに順バイアスの電圧を付与する。電位制御部６２は、例えば、処理Ｓ１２において決定された波長の範囲に対応しない光電変換部の全てに逆バイアスの電圧を付与する。

【0089】

例えば、電位制御部６２は、各光電変換部２３，２４，２５において第一部分３７に付与する電位よりも低い電位を第二部分３８に付与する。この場合、光電変換部２３，２４，２５の全てが動作する。したがって、光電変換部２３，２４，２５のいずれかに対応する波長域の電磁波が光電変換装置２に入射された場合に、メタサーフェス２２から電子が放出される。

【0090】

次に、メタサーフェス２２に電磁波を入射する（処理Ｓ１５）。例えば、ハウジング１０の窓部１１ａを通過した電磁波が、メタサーフェス２２に入射される。

【0091】

次に、メタサーフェス２２から放出された電子に応じて電磁波を検出する（処理Ｓ１６）。電磁波検出装置１は、処理Ｓ１４において決定された電位を各光電変換部に付与した状態において、電磁波を検出する。電磁波検出装置１は、例えば、電子放出部材２０から放出された電子を増倍し、増倍された電子を検出する。これによって、電磁波検出装置１は、ハウジング１０の窓部１１ａから入射した電磁波を検出する。

【0092】

次に、検出処理を終了するか判断する（処理Ｓ１７）。検出処理を終了しないと判断した場合には、処理は処理Ｓ１５に進む。検出処理を終了すると判断した場合には、電磁波検出方法における一連の処理が終了する。このように、図６に示されている電磁波検出方法においては、検出対象の波長の範囲に対応する光電変換部が同時に動作され、検出対象の波長の範囲における電磁波の有無が一度に検出される。
［第二実施形態］

【0093】

次に、図７を参照して、第二実施形態における電磁波検出装置の構成を説明する。本実施形態は、概ね、上述した実施形態及び変形例と類似又は同じである。第二実施形態は、光電変換部の構造及び電子変換部への電位の付与方法において、上述した第一実施形態及び変形例と相違する。以下、上述した第一実施形態との相違点を主として説明する。第二実施形態のメタサーフェスも、第一実施形態のメタサーフェス２２と同様にアクティブタイプである。

【0094】

図７は、第二実施形態における電子放出部材の平面図である。本実施形態における電子放出部材２０は、メタサーフェス２２Ａを有している。メタサーフェス２２Ａは、アクティブタイプであり、バイアス電圧の付与によって動作する。メタサーフェス２２Ａは、電源部６０によって電位を付与されることによって動作する。図７に示されている例では、メタサーフェス２２Ａは、２つの光電変換部２３Ａ，２４Ａを含んでいる。光電変換部２３Ａと光電変換部２４Ａとは、互いに異なる波長域の電磁波に対応している。換言すれば、複数の光電変換部２３Ａ，２４Ａは、互いに異なる波長域の電磁波に対して感度を有している。

【0095】

メタサーフェス２２Ａにおける複数の光電変換部２３Ａ，２４Ａは、互いに異なる構成を有するパターンを含んでいる。各パターンは、支持体２１の主面２１ｂ上に配されている。各パターンは、互いに異なる形状を有している。光電変換部２３Ａ，２４Ａのそれぞれが、互いに異なる形状を有するパターン３３Ａ，３４Ａを含んでいる。光電変換部２３Ａはパターン３３Ａを含んでおり、光電変換部２４Ａはパターン３４Ａを含んでいる。各パターン３３Ａ，３４Ａは、伝導線であり、電子を伝導する。各パターン３３Ａ，３４Ａは、少なくともメタサーフェス２２の酸化物層上に形成された金属層を含んでいる。この金属層の材料は、たとえば金を含んでいる。

【0096】

各パターン３３Ａ，３４Ａは、複数の第一部分３７Ａと複数の第二部分３８Ａとを含んでいる。本変形例において、各パターン３３Ａ，３４Ａは、２つの第一部分３７Ａと２つの第二部分３８Ａとを含んでいる。各パターン３３Ａ，３４Ａにおいて、第一部分３７Ａと第二部分３８ＡとがＺ軸方向に交互に配置されている。各パターン３３Ａ，３４Ａの各第一部分３７Ａは、先端３９Ａを含んでいる。各パターン３３Ａ，３４Ａの各第二部分３８Ａは、先端４０Ａを含んでいる。互いに隣り合う第一部分３７Ａと第二部分３８Ａとにおいて、先端３９Ａと先端４０ＡとがＺ軸方向において互いに面している。各パターン３３Ａ，３４Ａにおいて、第一部分３７Ａと第二部分３８Ａとは、酸化物層を介して接続されている。各パターン３３Ａ，３４Ａにおいて、第一部分３７Ａと第二部分３８Ａとは、酸化物層によって分離されており、少なくとも光電変換装置２の非動作時において互いに絶縁されている。

【0097】

第一部分３７Ａは、第二部分３８Ａよりも低い電位が付与された状態において電磁波の入射に応じて電子を放出する。同様に、第二部分３８Ａは、第一部分３７Ａよりも低い電位が付与された状態において電磁波の入射に応じて電子を放出する。したがって、各光電変換部２３Ａ，２４Ａは、電位の状態に応じて、第一部分３７Ａと第二部分３８Ａとのいずれからも電子を放出することができる。

【0098】

図７に示されている例において、各パターン３３Ａ，３４Ａの各第二部分３８Ａは、Ｚ軸方向に延在する複数の線形状部４４Ａと、Ｙ軸方向に延在すると共に複数の線形状部４４Ａを連結する線形状部４１Ａとを含んでいる。複数の線形状部４４Ａは、線形状部４１Ａから、対応する第一部分３７Ａに向かって延在している。各線形状部４４Ａは、線形状部４１Ａから＋Ｚ軸方向と－Ｚ軸方向とに延在している。各線形状部４４Ａは、例えば、直線状を呈している。複数の線形状部４４Ａは、例えば、互いに平行である。線形状部４１Ａは、例えば、直線状を呈している。各線形状部４４Ａは、その中央において線形状部４１Ａに連結されている。

【0099】

各パターン３３Ａ，３４Ａの各第一部分３７Ａは、Ｚ軸方向に延在する複数の線形状部４２Ａと、Ｙ軸方向に延在すると共に複数の線形状部４２Ａを連結する線形状部４３Ａとを含んでいる。複数の線形状部４２Ａは、線形状部４３Ａから、対応する第二部分３８Ａに向かって延在している。各線形状部４２Ａは、線形状部４３Ａから＋Ｚ軸方向と－Ｚ軸方向とに延在している。各線形状部４２Ａは、例えば、直線状を呈している。複数の線形状部４２Ａは、例えば、互いに平行である。線形状部４３Ａは、例えば、直線状を呈している。各線形状部４２Ａは、その中央において線形状部４３Ａに連結されている。各パターン３３Ａ，３４Ａの線形状部４１Ａと線形状部４３Ａとは、例えば、互いに平行である。

【0100】

図７に示されている例において、各線形状部４２Ａは、一対の先端３９Ａを含んでいる。各先端３９Ａは、同一パターンの他の線形状部４２Ａ及び線形状部４３Ａ、並びに、他のパターンから離間している。各線形状部４４Ａは、一対の先端４０Ａを含んでいる。各先端４０Ａは、同一パターンの他の線形状部４４Ａ及び線形状部４１Ａ、並びに、他のパターンから離間している。互いに対向する先端３９Ａと先端４０Ａとは、互いに面している。互いに面している先端４０Ａと先端３９Ａとの最短距離は、第一部分３７Ａのうち先端３９Ａ以外の箇所と各先端４０Ａとの最短距離より小さい。互いに面している先端３９Ａと先端４０Ａとの最短距離は、第二部分３８Ａのうち先端４０Ａ以外の箇所と各先端３９Ａとの最短距離よりも小さい。換言すれば、先端３９Ａは、この先端３９Ａを含んでいる線形状部４２Ａにおいて、対応する線形状部４４Ａに最も近い部分である。先端４０Ａは、この先端４０Ａを含んでいる線形状部４４Ａにおいて、対応する線形状部４２Ａに最も近い部分である。先端３９Ａは、この先端３９Ａが含まれているパターンの他の部分よりも、線形状部４２Ａの近くに配置されている。先端４０Ａは、この先端４０Ａが含まれているパターンの他の部分よりも、線形状部４２Ａの近くに配置されている。

【0101】

各光電変換部２３Ａ，２４Ａにおいて、第二部分３８Ａの線形状部４４Ａは、第一部分３７Ａの線形状部４２Ａよりも低い電位が付与された状態において電磁波の入射に応じて電子を放出する。この場合、線形状部４２Ａはバイアス部を構成し、線形状部４４Ａはアンテナ部を構成する。各光電変換部２３Ａ，２４Ａにおいて、第一部分３７Ａの線形状部４２Ａは、第二部分３８Ａの線形状部４４Ａよりも低い電位が付与された状態において電磁波の入射に応じて電子を放出する。この場合、線形状部４４Ａはバイアス部を構成し、線形状部４２Ａはアンテナ部を構成する。換言すれば、各光電変換部２３Ａ，２４Ａにおいて、第一部分３７Ａと第二部分３８Ａとの少なくとも一方は、アンテナ部とバイアス部を兼ねている。

【0102】

複数のパターン３３Ａ，３４Ａの線形状部４２Ａは、互いに異なる長さＴ４，Ｔ５を有している。換言すれば、光電変換部２３Ａの線形状部４２Ａと光電変換部２４Ａの線形状部４２Ａとは、互いに異なる長さＴ４，Ｔ５を有している。各パターン３３Ａ，３４Ａにおける線形状部４２Ａの長さＴ４，Ｔ５は、各線形状部４２Ａの一方の先端３９Ａから他方の先端３９ＡまでのＺ軸方向における長さである。

【0103】

複数のパターン３３Ａ，３４Ａの線形状部４４Ａは、互いに異なる長さＴ６，Ｔ７を有している。換言すれば、光電変換部２３Ａの線形状部４４Ａと光電変換部２４Ａの線形状部４４Ａとは、互いに異なる長さＴ６，Ｔ７を有している。各パターン３３Ａ，３４Ａにおける線形状部４４Ａの長さＴ６，Ｔ７は、各線形状部４４Ａの一方の先端４０Ａから他方の先端４０ＡまでのＺ軸方向における長さである。

【0104】

パターン３３Ａにおいて、複数の線形状部４２Ａの長さＴ４は同一である。パターン３４Ａにおいて、複数の線形状部４２Ａの長さＴ５は同一である。パターン３３Ａにおいて、複数の線形状部４４Ａの長さＴ６は同一である。パターン３４Ａにおいて、複数の線形状部４４Ａの長さＴ７は同一である。各パターン３３Ａ，３４Ａにおける線形状部４２Ａの長さＴ４，Ｔ５は、線形状部４４Ａよりも低い電位が線形状部４２Ａに付与された状態において、各光電変換部２３Ａ，２４Ａにおいて電子が放出される電磁波の波長域に対応している。各パターン３３Ａ，３４Ａにおける線形状部４４Ａの長さＴ６，Ｔ７は、線形状部４２Ａよりも低い電位が線形状部４４Ａに付与された状態において、各光電変換部２３Ａ，２４Ａにおいて電子が放出される電磁波の波長域に対応している。例えば、長さＴ４，Ｔ５、又は、長さＴ６，Ｔ７は、所望の波長域の中心波長の半分の長さを有する。上述したように、支持体２１等を透過した電磁波が線形状部４２に入射する場合には、透過した支持体２１等の屈折率も考慮される。

【0105】

図７に示されている例において、電子放出部材２０は、互いに離間している複数の電極７１，７２，７３，７４をさらに備えている。複数の電極７１，７２，７３，７４は、複数の光電変換部２３Ａ，２４Ａの少なくとも一つに電気的に接続されている。図７に示されている例において、電子放出部材２０は、２つの電極７１と、２つの電極７２と、２つの電極７３と、２つの電極７４とを備えている。図７に示されている例において、各電極７１，７２，７３，７４は、矩形状を呈している。変形例として、各電極７１，７２，７３，７４は、第一部分３７Ａ又は第二部分３８Ａと同様に線形状を呈していてもよい。各電極７１，７２，７３，７４は、第一部分３７Ａ又は第二部分３８Ａと一体に形成されていてもよい。

【0106】

例えば、各電極７１は、光電変換部２３Ａの１つの第一部分３７Ａに電気的に接続されている。各電極７２は、光電変換部２３Ａの１つの第二部分３８Ａに電気的に接続されている。各電極７３は、光電変換部２４Ａの１つの第一部分３７Ａに電気的に接続されている。各電極７４は、光電変換部２４Ａの１つの第二部分３８Ａに電気的に接続されている。

【0107】

図７に示されている例において、光電変換部２３Ａ，２４Ａの各々は、複数の電極７１，７２，７３，７４を介して電源部６０から電位を付与されることによって動作する。電源部６０の電位付与部６１は、複数の電極７１，７２，７３，７４を介して、各光電変換部２３Ａ，２４Ａに電位を付与する。電源部６０の電位制御部６２は、光電変換部２３Ａ，２４Ａのそれぞれに付与する電位を制御する。

【0108】

第二実施形態における電子放出部材を用いた電磁波検出方法では、例えば、図６に示した電磁波検出方法のうち処理Ｓ１２及び処理Ｓ１３が除かれた処理が行われる。この場合、光電変換部２３Ａ及び光電変換部２４の双方を動作させる光電変換部として、処理Ｓ１４が実行される。

【0109】

各パターン３３Ａにおいて、各線形状部４４Ａの長さと各線形状部４２Ａの長さとが互いに異なるように構成されている場合には、処理Ｓ１２を実行し、決定された波長の範囲に応じて電極７１と電極７２とに付与する電位を変更してもよい。同様に、各パターン３４Ａにおいて、各線形状部４４Ａの長さと各線形状部４２Ａの長さとが互いに異なるように構成されている場合には、処理Ｓ１２を実行し、決定された波長の範囲に応じて電極７３と電極７４とに付与する電位を変更してもよい。

【0110】

次に、図８を参照して、第二実施形態の変形例の構成について説明する。図８は、第二実施形態の変形例における電子放出部材の平面図である。この変形例において、電子放出部材２０は、メタサーフェス２２Ｂを有している。メタサーフェス２２Ｂは、アクティブタイプであり、バイアス電圧の付与によって動作する。メタサーフェス２２Ｂは、電源部６０によって電位を付与されることによって動作する。図８に示されている例では、メタサーフェス２２Ｂは、複数の光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂを含んでいる。複数の光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂの各々は、互いに異なる波長域の電磁波に対応している。換言すれば、複数の光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂは、互いに異なる波長域の電磁波に対して感度を有している。光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂは、Ｙ軸方向に配列されている。光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂは、＋Ｙ軸方向において、光電変換部２７Ｂ，２６Ｂ，２５Ｂ，２４Ｂ，２３Ｂの順に配置されている。

【0111】

メタサーフェス２２Ｂにおける複数の光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂは、互いに異なる構成を有するパターンを含んでいる。各パターンは、支持体２１の主面２１ｂ上に配されている。各パターンは、互いに異なる形状を有している。光電変換部２３Ｂはパターン３１Ｂを含んでおり、光電変換部２４Ｂはパターン３２Ｂを含んでおり、光電変換部２５Ｂはパターン３３Ｂを含んでおり、光電変換部２６Ｂはパターン３４Ｂを含んでおり、光電変換部２７Ｂはパターン３５Ｂを含んでいる。各パターン３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ，３５Ｂは、伝導線であり、電子を伝導する。各パターン３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ，３５Ｂは、少なくともメタサーフェス２２の酸化物層上に形成された金属層を含んでいる。この金属層の材料は、たとえば金を含んでいる。

【0112】

各パターン３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ，３５Ｂは、第一部分３７Ｂと第二部分３８Ｂとを含んでいる。本変形例において、各パターン３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ，３５Ｂは、１つの第一部分３７Ｂと１つの第二部分３８Ｂとを含んでいる。各パターン３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ，３５Ｂの各第一部分３７Ｂは、先端３９Ｂを含んでいる。各パターン３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ，３５Ｂの各第二部分３８Ｂは、先端４０Ｂを含んでいる。互いに隣り合う第一部分３７Ｂと第二部分３８Ｂとにおいて、先端３９Ｂと先端４０ＢとがＺ軸方向において互いに面している。各パターン３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ，３５Ｂにおいて、第一部分３７Ｂと第二部分３８Ｂとは、酸化物層を介して接続されている。各パターン３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ，３５Ｂにおいて、第一部分３７Ｂと第二部分３８Ｂとは、酸化物層によって分離されており、少なくとも光電変換装置２の非動作時において互いに絶縁されている。

【0113】

第一部分３７Ｂは、第二部分３８Ｂよりも低い電位が付与された状態において電磁波の入射に応じて電子を放出する。同様に、第二部分３８Ｂは、第一部分３７Ｂよりも低い電位が付与された状態において電磁波の入射に応じて電子を放出する。したがって、各光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂは、電位の状態に応じて、第一部分３７Ｂと第二部分３８Ｂとのいずれからも電子を放出することができる。

【0114】

図８に示されている例において、各パターン３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ，３５Ｂの各第一部分３７Ｂは、それぞれ、Ｚ軸方向に延在する線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂと、Ｙ軸方向に延在すると共に複数の線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂを連結する線形状部８２Ｂとを含んでいる。換言すれば、各パターン３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ，３５Ｂの各第一部分３７Ｂは、１つの線形状部８２Ｂによって互いに連結されている。パターン３１Ｂの第一部分３７Ｂは、線形状部８３Ｂと線形状部８２Ｂとを含んでいる。パターン３２Ｂの第一部分３７Ｂは、線形状部８４Ｂと線形状部８２Ｂとを含んでいる。パターン３３Ｂの第一部分３７Ｂは、線形状部８５Ｂと線形状部８２Ｂとを含んでいる。パターン３４Ｂの第一部分３７Ｂは、線形状部８６Ｂと線形状部８２Ｂとを含んでいる。パターン３５Ｂの第一部分３７Ｂは、線形状部８７Ｂと線形状部８２Ｂとを含んでいる。

【0115】

複数の線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂは、線形状部８２Ｂから、対応する第二部分３８Ｂに向かって延在している。各線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂは、線形状部８２Ｂから＋Ｚ軸方向と－Ｚ軸方向とに延在している。各線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂは、例えば、直線状を呈している。複数の線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂは、例えば、互いに平行である。線形状部８２Ｂは、例えば、直線状を呈している。各線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂは、その中央において線形状部８２Ｂに連結されている。

【0116】

各パターン３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ，３５Ｂの各第二部分３８Ｂは、それぞれ、Ｚ軸方向に延在する線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂと、Ｙ軸方向に延在すると共に複数の線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂを連結する線形状部９２Ｂとを含んでいる。換言すれば、各線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂの各第二部分３８Ｂは、１つの線形状部９２Ｂによって互いに連結されている。パターン３１Ｂの第二部分３８Ｂは、線形状部９３Ｂと線形状部９２Ｂとを含んでいる。パターン３２Ｂの第二部分３８Ｂは、線形状部９４Ｂと線形状部９２Ｂとを含んでいる。パターン３３Ｂの第二部分３８Ｂは、線形状部９５Ｂと線形状部９２Ｂとを含んでいる。パターン３４Ｂの第二部分３８Ｂは、線形状部９６Ｂと線形状部９２Ｂとを含んでいる。パターン３５Ｂの第二部分３８Ｂは、線形状部９７Ｂと線形状部９２Ｂとを含んでいる。

【0117】

複数の線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂは、線形状部９２Ｂから、対応する第一部分３７Ｂに向かって延在している。各線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂは、線形状部９２Ｂから＋Ｚ軸方向と－Ｚ軸方向とに延在している。各線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂは、例えば、直線状を呈している。複数の線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂは、例えば、互いに平行である。線形状部９２Ｂは、例えば、直線状を呈している。各線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂは、その中央において線形状部９２Ｂに連結されている。各パターン３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ，３５Ｂの線形状部８２Ｂと線形状部９２Ｂとは、例えば、互いに平行である。

【0118】

図８に示されている例において、各線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂは、一対の先端３９Ｂを含んでいる。各先端３９Ｂは、同一パターンの他の線形状部、及び、他のパターンから離間している。各線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂは、一対の先端４０Ｂを含んでいる。各先端４０Ｂは、同一パターンの他の線形状部、及び、他のパターンから離間している。互いに対向する先端３９Ｂと先端４０Ｂとは、互いに面している。互いに面している先端３９Ｂと先端４０Ｂとの最短距離は、第一部分３７Ｂのうち先端３９Ｂ以外の箇所と各先端４０Ｂとの最短距離より小さい。互いに面している先端３９Ｂと先端４０Ｂとの最短距離は、第二部分３８Ｂのうち先端４０Ｂ以外の箇所と各先端３９Ｂとの最短距離よりも小さい。換言すれば、先端４０Ｂは、この先端４０Ｂを含んでいる線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂにおいて、対応する線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂに最も近い部分である。先端３９Ｂは、この先端３９Ｂを含んでいる線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂにおいて、対応する線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂに最も近い部分である。先端３９Ｂは、この先端３９Ｂが含まれているパターンの他の部分よりも、線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂの近くに配置されている。先端４０Ｂは、この先端４０Ｂが含まれているパターンの他の部分よりも、線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂの近くに配置されている。

【0119】

Ｚ軸方向において互いに面している線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂと、線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂとの最短距離は、一定である。例えば、光電変換部２３Ｂに含まれている線形状部８３Ｂと線形状部９３Ｂとの最短距離は、光電変換部２４Ｂに含まれている線形状部８４Ｂと線形状部９４Ｂとの最短距離と同一である。

【0120】

各光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂにおいて、第一部分３７Ｂの各線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂは、第二部分３８Ｂの線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂよりも低い電位が付与された状態において電磁波の入射に応じて電子を放出する。この場合、線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂはバイアス部を構成し、線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂはアンテナ部を構成する。各光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂにおいて、第二部分３８Ｂの各線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂは、第一部分３７Ｂの線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂよりも低い電位が付与された状態において電磁波の入射に応じて電子を放出する。この場合、線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂはバイアス部を構成し、線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂはアンテナ部を構成する。換言すれば、各光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂにおいて、第一部分３７Ｂと第二部分３８Ｂとの少なくとも一方は、アンテナ部とバイアス部を兼ねている。

【0121】

複数のパターン３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ，３５Ｂの線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂは、互いに異なる長さを有している。例えば、パターン３１Ｂの線形状部８３Ｂの長さＴ８とパターン３５Ｂの線形状部８７Ｂの長さＴ９とは、互いに異なる。各パターン３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ，３５Ｂにおける線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂの長さは、各線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂの一方の先端３９Ｂから他方の先端３９ＢまでのＺ軸方向における長さである。例えば、長さＴ８は、長さＴ９よりも小さい。

【0122】

本実施形態において、線形状部８６Ｂの長さは、線形状部８７Ｂの長さよりも小さい。線形状部８５Ｂの長さは、線形状部８６Ｂの長さよりも小さい。線形状部８４Ｂの長さは、線形状部８５Ｂの長さよりも小さい。線形状部８３Ｂの長さは、線形状部８４Ｂの長さよりも小さい。換言すれば、線形状部８７Ｂ，８６Ｂ，８５Ｂ，８４Ｂ，８３Ｂは、＋Ｙ軸方向に向かうにつれて短くなるように構成されている。

【0123】

複数のパターン３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ，３５Ｂの線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂは、互いに異なる長さを有している。例えば、パターン３１Ｂの線形状部９３Ｂの長さＴ１０とパターン３５Ｂの線形状部９７Ｂの長さＴ１１とは、互いに異なる。各パターン３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ，３５Ｂにおける線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂの長さは、各線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂの一方の先端４０Ｂから他方の先端４０ＢまでのＺ軸方向における長さである。例えば、長さＴ１０は、長さＴ１１よりも大きい。

【0124】

本実施形態において、線形状部９６Ｂの長さは、線形状部９７Ｂの長さよりも大きい。線形状部９５Ｂの長さは、線形状部９６Ｂの長さよりも大きい。線形状部９４Ｂの長さは、線形状部９５Ｂの長さよりも大きい。線形状部９３Ｂの長さは、線形状部９４Ｂの長さよりも大きい。換言すれば、線形状部９７Ｂ，９６Ｂ，９５Ｂ，９４Ｂ，９３Ｂは、＋Ｙ軸方向に向かうにつれて長くなるように構成されている。

【0125】

線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂの長さは、線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂよりも低い電位が線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂに付与された状態において、各光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂにおいて電子が放出される電磁波の波長域に対応している。線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂの長さは、線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂよりも低い電位が線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂに付与された状態において、各光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂにおいて電子が放出される電磁波の波長域に対応している。例えば、線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂの長さ、又は、線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂの長さは、所望の波長域の中心波長の半分の長さを有する。上述したように、支持体２１等を透過した電磁波が線形状部４２に入射する場合には、透過した支持体２１等の屈折率も考慮される。

【0126】

図８に示されている例において、電子放出部材２０は、互いに離間している複数の電極７１Ｂ，７２Ｂをさらに備えている。図８に示されている例において、電子放出部材２０は、１つの電極７１Ｂと、１つの電極７２Ｂとを備えている。図８に示されている例において、各電極７１Ｂ，７２Ｂは、矩形状を呈している。変形例として、各電極７１Ｂ，７２Ｂは、第一部分３７Ｂ又は第二部分３８Ｂと同様に線形状を呈していてもよい。各電極７１Ｂ，７２Ｂは、第一部分３７Ｂ又は第二部分３８Ｂと一体に形成されていてもよい。

【0127】

例えば、電極７１Ｂは、各光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂの第一部分３７Ｂに電気的に接続されている。電極７２Ｂは、各光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂの第二部分３８Ｂに電気的に接続されている。図８に示されている例において、光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂの各々は、複数の電極７１Ｂ，７２Ｂを介して電源部６０から電位を付与されることによって動作する。電源部６０の電位付与部６１は、複数の電極７１Ｂ，７２Ｂを介して、各光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂに電位を付与する。電源部６０の電位制御部６２は、第一部分３７Ｂ及び第二部分３８Ｂのそれぞれに付与する電位を制御する。

【0128】

図８に示されている例において、互いに異なる長さを有する線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂが、線形状部８２Ｂによって互いに接続されている。このため、電極７２Ｂよりも低い電位が電極７１Ｂに付与された状態において、線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂのそれぞれに対応する波長域の電磁波の入射に応じて、線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂから電子が放出される。図８に示されている例において、互いに異なる長さを有する線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂが、線形状部９２Ｂによって互いに接続されている。このため、電極７１Ｂよりも低い電位が電極７２Ｂに付与された状態において、線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂのそれぞれに対応する波長域の電磁波の入射に応じて、線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂから電子が放出される。

【0129】

このように、図８に示されている例において、互いに異なる長さを有している線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂは、同一の線形状部８２Ｂによって接続されている。互いに異なる長さを有している線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂは、同一の線形状部９２Ｂによって接続されている。このような構成によれば、よりコンパクトな構成によって、電子に変換可能な電磁波の波長の範囲が確保される。換言すれば、よりコンパクトな構成でありながら、互いに異なる波長成分を有する電磁波が同時に検出され得る。また、Ｚ軸方向において互いに面している線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂと線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂとの最短距離は、一定である。このため、各光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂにおける電磁波の感度が確保されている。

【0130】

次に、図９を参照して、第二実施形態のさらに別の変形例の構成について説明する。図９は、第二実施形態の変形例における電子放出部材の平面図である。この変形例において、電子放出部材２０は、メタサーフェス２２Ｃを有している。メタサーフェス２２Ｃも、アクティブタイプであり、バイアス電圧の付与によって動作する。本変形例は、概ね、図８に示した例と類似又は同じである。メタサーフェス２２Ｂのアンテナ部はダイポールアンテナを含んでいるのに対して、メタサーフェス２２Ｃのアンテナ部はダイヤモンドアンテナを含んでいる。以下、図８に示した変形例と図９に示した変形例との相違点を主として説明する。

【0131】

図９に示されている例では、メタサーフェス２２Ｃは、複数の光電変換部２３Ｃ，２４Ｃ，２５Ｃ，２６Ｃを含んでいる。複数の光電変換部２３Ｃ，２４Ｃ，２５Ｃ，２６Ｃの各々は、互いに異なる波長域の電磁波に対応している。換言すれば、複数の光電変換部２３Ｃ，２４Ｃ，２５Ｃ，２６Ｃは、互いに異なる波長域の電磁波に対して感度を有している。光電変換部２３Ｃ，２４Ｃ，２５Ｃ，２６Ｃは、＋Ｙ軸方向において、光電変換部２６Ｃ，２５Ｃ，２４Ｃ，２３Ｃの順に配置されている。

【0132】

光電変換部２３Ｃはパターン３１Ｃを含んでおり、光電変換部２４Ｃはパターン３２Ｃを含んでおり、光電変換部２５Ｃはパターン３３Ｃを含んでおり、光電変換部２６Ｃはパターン３４Ｃを含んでいる。各パターン３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，３４Ｃは、各パターン３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂに対応し、各パターン３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂと同様の材料によって構成されている。

【0133】

各パターン３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，３４Ｃは、第一部分３７Ｃと第二部分３８Ｃとを含んでいる。各パターン３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，３４Ｃの各第一部分３７Ｃは、先端３９Ｃを含んでいる。各パターン３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，３４Ｃの各第二部分３８Ｃは、先端４０Ｃを含んでいる。各第一部分３７Ｃは各第一部分３７Ｂに対応し、及び各第二部分３８Ｃは各第二部分３８Ｂに対応する。先端３９Ｃは先端３９Ｂに対応し、先端４０Ｃは先端４０Ｂに対応する。

【0134】

図９に示されている例において、各パターン３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，３４Ｃの各第一部分３７Ｃは、それぞれ、Ｚ軸方向に延在する菱形状部８３Ｃ，８４Ｃ，８５Ｃ，８６Ｃと、Ｙ軸方向に延在すると共に複数の菱形状部８３Ｃ，８４Ｃ，８５Ｃ，８６Ｃを連結する線形状部８２Ｃとを含んでいる。線形状部部８２Ｃは、線形状部８２Ｂに対応する。菱形状部８３Ｃ，８４Ｃ，８５Ｃ，８６Ｃは、線形状部８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂに対応する。

【0135】

複数の菱形状部８３Ｃ，８４Ｃ，８５Ｃ，８６Ｃは、線形状部８２Ｃから、対応する第二部分３８Ｃに向かって延在している。各菱形状部８３Ｃ，８４Ｃ，８５Ｃ，８６Ｃは、線形状部８２Ｃから＋Ｚ軸方向と－Ｚ軸方向とに延在している。各菱形状部８３Ｃ，８４Ｃ，８５Ｃ，８６Ｃは、その中央において線形状部８２Ｃに連結されている。例えば、線形状部８２Ｃは、各菱形状部８３Ｃ，８４Ｃ，８５Ｃ，８６Ｃの２つの頂点に接続されている。

【0136】

図９に示されている例において、各パターン３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，３４Ｃの各第二部分３８Ｃは、それぞれ、Ｚ軸方向に延在する菱形状部９３Ｃ，９４Ｃ，９５Ｃ，９６Ｃと、Ｙ軸方向に延在すると共に複数の菱形状部９３Ｃ，９４Ｃ，９５Ｃ，９６Ｃを連結する線形状部９２Ｃとを含んでいる。線形状部９２Ｃは、線形状部９２Ｂに対応する。菱形状部９３Ｃ，９４Ｃ，９５Ｃ，９６Ｃは、線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂに対応する。菱形状部９３Ｃ，９４Ｃ，９５Ｃ，９６Ｃは、菱形状を呈している点において、線形状部９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂと異なる。

【0137】

複数の菱形状部９３Ｃ，９４Ｃ，９５Ｃ，９６Ｃは、線形状部９２Ｃから、対応する第一部分３７Ｃに向かって延在している。各菱形状部９３Ｃ，９４Ｃ，９５Ｃ，９６Ｃは、線形状部９２Ｃから＋Ｚ軸方向と－Ｚ軸方向とに延在している。各菱形状部９３Ｃ，９４Ｃ，９５Ｃ，９６Ｃは、その中央において線形状部９２Ｃに連結されている。例えば、線形状部９２Ｃは、各菱形状部９３Ｃ，９４Ｃ，９５Ｃ，９６Ｃの２つの頂点に接続されている。

【0138】

各光電変換部２３Ｃ，２４Ｃ，２５Ｃ，２６Ｃにおいて、第一部分３７Ｃの菱形状部８３Ｃ，８４Ｃ，８５Ｃ，８６Ｃは、第二部分３８Ｃの菱形状部９３Ｃ，９４Ｃ，９５Ｃ，９６Ｃよりも低い電位が付与された状態において電磁波の入射に応じて電子を放出する。この場合、菱形状部９３Ｃ，９４Ｃ，９５Ｃ，９６Ｃはバイアス部を構成し、菱形状部８３Ｃ，８４Ｃ，８５Ｃ，８６Ｃはアンテナ部を構成する。この場合、菱形状部８３Ｃ，８４Ｃ，８５Ｃ，８６Ｃは、ボウタイアンテナを構成する。

【0139】

各光電変換部２３Ｃ，２４Ｃ，２５Ｃ，２６Ｃにおいて、第二部分３８Ｃの菱形状部９３Ｃ，９４Ｃ，９５Ｃ，９６Ｃは、第一部分３７Ｃの菱形状部８３Ｃ，８４Ｃ，８５Ｃ，８６Ｃよりも低い電位が付与された状態において電磁波の入射に応じて電子を放出する。この場合、菱形状部８３Ｃ，８４Ｃ，８５Ｃ，８６Ｃはバイアス部を構成し、菱形状部９３Ｃ，９４Ｃ，９５Ｃ，９６Ｃはアンテナ部を構成する。この場合、菱形状部９３Ｃ，９４Ｃ，９５Ｃ，９６Ｃは、ボウタイアンテナを構成する。換言すれば、各光電変換部２３Ｃ，２４Ｃ，２５Ｃ，２６Ｃにおいて、第一部分３７Ｃと第二部分３８Ｃとの少なくとも一方は、アンテナ部とバイアス部を兼ねている。

【0140】

複数のパターン３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，３４Ｃの菱形状部８３Ｃ，８４Ｃ，８５Ｃ，８６Ｃは、互いに異なる長さを有している。例えば、パターン３１Ｃの菱形状部８３Ｃの長さＴ１２とパターン３４Ｃの菱形状部８６Ｃの長さＴ１３とは、互いに異なる。各パターン３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，３４Ｃにおける菱形状部８３Ｃ，８４Ｃ，８５Ｃ，８６Ｃの長さは、各菱形状部８３Ｃ，８４Ｃ，８５Ｃ，８６Ｃの一方の先端３９Ｃから他方の先端３９ＣまでのＺ軸方向における長さである。例えば、長さＴ１２は、長さＴ１３よりも大きい。

【0141】

本実施形態において、菱形状部８５Ｃの長さは、菱形状部８６Ｃの長さよりも大きい。菱形状部８４Ｃの長さは、菱形状部８５Ｃの長さよりも大きい。菱形状部８３Ｃの長さは、菱形状部８４Ｃの長さよりも大きい。換言すれば、菱形状部８６Ｃ，８５Ｃ，８４Ｃ，８３Ｃは、＋Ｙ軸方向に向かうにつれて長くなるように構成されている。

【0142】

複数のパターン３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，３４Ｃの菱形状部９３Ｃ，９４Ｃ，９５Ｃ，９６Ｃは、互いに異なる長さを有している。例えば、パターン３１Ｃの菱形状部９３Ｃの長さＴ１４とパターン３４Ｃの菱形状部９６Ｃの長さＴ１５とは、互いに異なる。各パターン３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，３４Ｃにおける菱形状部９３Ｃ，９４Ｃ，９５Ｃ，９６Ｃの長さは、各菱形状部９３Ｃ，９４Ｃ，９５Ｃ，９６Ｃの一方の先端４０Ｃから他方の先端４０ＣまでのＺ軸方向における長さである。

【0143】

本実施形態において、菱形状部９５Ｃの長さは、菱形状部９６Ｃの長さよりも小さい。菱形状部９４Ｃの長さは、菱形状部９５Ｃの長さよりも小さい。菱形状部９３Ｃの長さは、菱形状部９４Ｃの長さよりも小さい。換言すれば、菱形状部９６Ｃ，９５Ｃ，９４Ｃ，９３Ｃは、＋Ｙ軸方向に向かうにつれて短くなるように構成されている。

【0144】

図９に示されている例において、電子放出部材２０は、互いに離間している複数の電極７１Ｃ，７２Ｃをさらに備えている。図９に示されている例において、電極７１Ｃは電極７１Ｂに対応し、電極７２Ｃは電極７２Ｂに対応する。

【0145】

このように、図９に示されている例において、互いに異なる長さを有している菱形状部８３Ｃ，８４Ｃ，８５Ｃ，８６Ｃは、同一の線形状部８２Ｃによって接続されている。互いに異なる長さを有している菱形状部９３Ｃ，９４Ｃ，９５Ｃ，９６Ｃは、同一の線形状部９２Ｂによって接続されている。このような構成によれば、よりコンパクトな構成によって、電子に変換可能な電磁波の波長の範囲が確保される。また、Ｚ軸方向において互いに面している菱形状部８３Ｃ，８４Ｃ，８５Ｃ，８６Ｃと菱形状部９３Ｃ，９４Ｃ，９５Ｃ，９６Ｃとの最短距離は、一定である。このため、各光電変換部２３Ｃ，２４Ｃ，２５Ｃ，２６Ｃにおける電磁波の感度が確保されている。

【0146】

図９に示されている例において、メタサーフェス２２Ｃは、アンテナ部として、ダイポールアンテナでなく、ダイヤモンドアンテナを含んでいる。ダイヤモンドアンテナが感度を有する波長の範囲は、ダイポールアンテナが感度を有する波長の範囲よりも広い。このため、よりコンパクトな構成でありながら、互いに異なる波長成分を有する電磁波が同時に検出され得る。
［第三実施形態］

【0147】

次に、図１０を参照して、第三実施形態における電磁波検出装置の構成を説明する。図１０は、第二実施形態における電磁波検出装置の概略図である。本実施形態は、概ね、上述した実施形態及び変形例と類似又は同じである。本実施形態は、メタサーフェスがパッシブタイプである点において、上述した実施形態及び変形例と相違する。以下、上述した実施形態との相違点を主として説明する。

【0148】

電磁波検出装置１Ｄは、光電変換装置２Ｄを含んでいる。光電変換装置２Ｄは、電磁波の入射に応じて電子を放出する。本実施形態において、電磁波検出装置１Ｄは、電磁波の入射に応じて光電変換装置２Ｄから放出された電子に基づいて、入射した電磁波を検出する。

【0149】

電磁波検出装置１Ｄは、ハウジング１０と、電子放出部材２０Ｄと、保持部材３０と、電子増倍部４０と、電子収集部５０と、を備えている。電子放出部材２０Ｄ、保持部材３０、電子増倍部４０及び電子収集部５０は、ハウジング１０内に配置されている。光電変換装置２Ｄは、ハウジング１０と、電子放出部材２０Ｄと、を備え、電磁波検出装置１の一部を構成している。本実施形態における電磁波検出装置１Ｄは、電源部６０を備えていない。

【0150】

電子放出部材２０Ｄは、電磁波の入射に応じて電子を放出する。電子放出部材２０Ｄは、メタサーフェス２２Ｄを有する。メタサーフェス２２Ｄは、パッシブタイプであり、バイアス電圧の付与なしに動作する。メタサーフェス２２Ｄは、支持体２１に設けられている。メタサーフェス２２Ｄは、電磁波の入射に応じて電子を放出する。

【0151】

メタサーフェス２２Ｄは、例えば、支持体２１の主面２１ｂ上に形成された酸化物層と、酸化物層上に形成された金属層とを含んでいる。酸化物層の材料は、たとえば二酸化シリコン及び酸化チタンを含んでいる。例えば、酸化物層は、二酸化シリコンを含む層と、酸化チタンを含む層とを含んでいる。金属層の材料は、たとえば金を含んでいる。本実施形態において、石英からなる支持体２１の主面２１ｂ上に、酸化物層が形成され、酸化物層の上に金属層が形成されている。例えば、支持体２１の厚さは５２５μｍであり、メタサーフェス２２の二酸化シリコンを含む層の厚さは１μｍであり、メタサーフェス２２の二酸化チタンを含む層の厚さは１０ｎｍであり、メタサーフェス２２の金属層の厚さは２００ｎｍである。メタサーフェス２２Ｄは、平面視で矩形状である。本実施形態の変形例において、メタサーフェス２２Ｄは、主面２１ａに設けられていてもよい。

【0152】

次に、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）を参照して、光電変換装置２Ｄについて更に詳細に説明する。図１１（ａ）は、第三実施形態における電子放出部材の平面図である。メタサーフェス２２Ｄは、複数の光電変換部２３Ｄ，２４Ｄ，２５Ｄ，２６Ｄを含んでいる。光電変換部２３Ｄ，２４Ｄ，２５Ｄ，２６Ｄは、Ｚ軸方向に配列されている。

【0153】

複数の光電変換部２３Ｄ，２４Ｄ，２５Ｄ，２６Ｄは、それぞれ対応する波長の入射に応じて電子を放出する。光電変換部２３Ｄ，２５Ｄと、光電変換部２４Ｄ，２６Ｄとは、互いに異なる波長域の電磁波に対応している。換言すれば、光電変換部２３Ｄ，２５Ｄと、光電変換部２４Ｄ，２６Ｄとは、互いに異なる波長域の電磁波に対して感度を有している。光電変換部２３Ｄと光電変換部２５Ｄとは、同一の波長域の電磁波に対応している。光電変換部２４Ｄと光電変換部２６Ｄとは、同一の波長域の電磁波に対応している。

【0154】

光電変換部２３Ｄ，２４Ｄ，２５Ｄ，２６Ｄは、同一電位である。光電変換部２３Ｄ，２４Ｄ，２５Ｄ，２６Ｄは、互いに電気的に接続されている。本実施形態の変形例として、光電変換部２３Ｄ，２４Ｄ，２５Ｄ，２６Ｄは、互いに電気的に接続されずに、同一電位、例えばグラウンドに接続されていてもよい。

【0155】

本実施形態においても、図２に示されている例と同様に、ハウジング１０に入射した電磁波Ｗが、光電変換部２３Ｄ，２４Ｄ，２５Ｄ，２６Ｄに入射する。この結果、光電変換部２３Ｄ，２４Ｄ，２５Ｄ，２６Ｄのうち電磁波Ｗの波長に対応する光電変換部は、電磁波Ｗの入射に応じて電子を放出する。光電変換部２３Ｄ，２４Ｄ，２５Ｄ，２６Ｄの少なくとも１つから放出された電子は、電子増倍部４０に入射する。電子増倍部４０において増倍された電子は、電子収集部５０において収集される。

【0156】

図１１（ａ）に示されているように、光電変換部２３Ｄ，２５Ｄと光電変換部２４Ｄ，２６Ｄとは、互いに異なる構成を有するパターン３３Ｄ，３４Ｄ，３５Ｄ，３６Ｄを含んでいる。光電変換部２３Ｄ，２５Ｄのパターン３３Ｄ，３５Ｄと、光電変換部２４Ｄ，２６Ｄのパターン３４Ｄ，３６Ｄとは、互いに異なる形状を有している。光電変換部２３Ｄと光電変換部２５Ｄとは、同一形状のパターン３３Ｄ，３５Ｄを含んでいる。光電変換部２４Ｄと光電変換部２６Ｄとは、同一形状のパターン３４Ｄ，３６Ｄを含んでいる。各パターン３３Ｄ，３４Ｄ，３５Ｄ，３６Ｄは、伝導線であり、電子を伝導する。各パターン３３Ｄ，３４Ｄ，３５Ｄ，３６Ｄは、少なくともメタサーフェス２２の酸化物層上に形成された金属層を含んでいる。この金属層の材料は、たとえば金を含んでいる。パターン３３Ｄ，３４Ｄ，３５Ｄ，３６Ｄは、同一電位である。

【0157】

電子放出部材２０Ｄは、枠パターン１１０Ｄをさらに備えている。枠パターン１１０は、パターン３３Ｄ，３４Ｄ，３５Ｄ，３６Ｄのそれぞれに電気的に接続されている。パターン３３Ｄ，３４Ｄ，３５Ｄ，３６Ｄは、枠パターン１１０を介して、互いに電気的に接続されている。枠パターン１１０は、支持体２１の主面２１ｂ上に設けられている。枠パターン１１０は、パターン３３Ｄ，３４Ｄ，３５Ｄ，３６Ｄを囲むように、主面２１ｂの縁に沿って設けられている。枠パターン１１０は、例えば、矩形枠状を呈している。

【0158】

各パターン３３Ｄ，３４Ｄ，３５Ｄ，３６Ｄは、Ｚ軸方向に延在している複数の線形状部４２Ｄと、Ｙ軸方向に延在していると共に複数の線形状部４２Ｄを連結している線形状部４３Ｄとを含んでいる。各線形状部４２Ｄ，４３Ｄは、例えば、直線状を呈している。複数の線形状部４２Ｄは、例えば、互いに平行である。複数の線形状部４２Ｄは、先端３９Ｄを有している。各パターン３３Ｄ，３４Ｄ，３５Ｄ，３６Ｄの先端３９Ｄは、同一パターンの他の線形状部４２Ｄ及び線形状部４３Ｄ、並びに、他のパターンから離間している。図１１（ａ）に示されていないが、各パターン３３Ｄ，３４Ｄ，３５Ｄ，３６Ｄは、先端３９Ｄに面していると共に線形状部４３Ｄに接続された線部を含んでいてもよい。図１１（ａ）に示されていないが、各パターン３３Ｄ，３４Ｄ，３５Ｄ，３６Ｄは、各線形状部４２Ｄを囲むように配置された線部を含んでいてもよい。

【0159】

各線形状部４２Ｄは、電磁波の入射に応じて電子を放出する。換言すれば、線形状部４２Ｄは、アンテナ部を構成する。アンテナ部のサイズが小さいほど、波長が短い電磁波、すなわち、周波数が大きい電磁波に対して電界電子放出が生じやすい。メタサーフェス２２Ｄの光電変換部２３Ｄ，２５Ｄ，２４Ｄ，２６Ｄは、それぞれ、線形状部４２Ｄの構造の変更に応じて、例えば、０．０１～１５０ＴＨｚ程度の周波数域、いわゆるミリ波から赤外光の周波数域内の波長に対応するように構成される。

【0160】

複数の光電変換部２３Ｄ，２５Ｄ，２４Ｄ，２６Ｄのうち少なくとも２つの光電変換部の線形状部４２Ｄは、互いに異なる長さを有している。例えば、光電変換部２３Ｄ，２５Ｄの線形状部４２Ｄと光電変換部２４Ｄ，２６Ｄの線形状部４２Ｄとは、互いに異なる長さＴ１６，Ｔ１７を有している。各パターン３３Ｄ，３４Ｄ，３５Ｄ，３６Ｄにおける線形状部４２Ｄの長さＴ１６，Ｔ１７は、線形状部４２Ｄの一方の先端３９Ｄから他方の先端３９ＤまでのＺ軸方向における長さである。

【0161】

各パターン３３Ｄ，３５Ｄにおいて、複数の線形状部４２Ｄの長さＴ１６は同一である。各パターン３４Ｄ，３６Ｄにおいて、複数の線形状部４２Ｄの長さＴ１７は同一である。各パターン３３Ｄ，３４Ｄ，３５Ｄ，３６Ｄにおける線形状部４２Ｄの長さＴ１６，Ｔ１７は、各光電変換部２３Ｄ，２４Ｄ，２５Ｄ，２６Ｄにおいて電子が放出される電磁波の波長域に対応している。

【0162】

図１１（ｂ）は、本実施形態の変形例における電子放出部材の平面図である。メタサーフェス２２Ｅは、複数の光電変換部２３Ｅ，２４Ｅ，２５Ｅ，２６Ｅを含んでいる。光電変換部２３Ｅ，２４Ｅ，２５Ｅ，２６Ｅは、Ｘ軸方向から見て、行列状に配列されている。

【0163】

複数の光電変換部２３Ｅ，２４Ｅ，２５Ｅ，２６Ｅは、それぞれ対応する波長の入射に応じて電子を放出する。光電変換部２３Ｅ，２５Ｅと、光電変換部２４Ｅ，２６Ｅとは、互いに異なる波長域の電磁波に対応している。換言すれば、光電変換部２３Ｅ，２５Ｅと、光電変換部２４Ｅ，２６Ｅとは、互いに異なる波長域の電磁波に対して感度を有している。光電変換部２３Ｅと光電変換部２５Ｅとは、同一の波長域の電磁波に対応している。光電変換部２４Ｅと光電変換部２６Ｅとは、同一の波長帯の電磁波に対応している。光電変換部２３Ｅ，２４Ｅ，２５Ｅ，２６Ｅは、同一電位である。光電変換部２３Ｅ，２４Ｅ，２５Ｅ，２６Ｅは、互いに電気的に接続されている。

【0164】

本変形例においても、図２に示されている例と同様に、ハウジング１０に入射した電磁波Ｗが、光電変換部２３Ｅ，２４Ｅ，２５Ｅ，２６Ｅに入射する。この結果、光電変換部２３Ｅ，２４Ｅ，２５Ｅ，２６Ｅのうち電磁波Ｗの波長に対応する光電変換部は、電磁波Ｗの入射に応じて電子を放出する。光電変換部２３Ｅ，２４Ｅ，２５Ｅ，２６Ｅの少なくとも１つから放出された電子は、電子増倍部４０に入射する。電子増倍部４０において増倍された電子は、電子収集部５０において収集される。

【0165】

図１１（ｂ）に示されているように、光電変換部２３Ｅ，２５Ｅと光電変換部２４Ｅ，２６Ｅとには、互いに異なる構成を有するパターン３３Ｅ，３４Ｅ，３５Ｅ，３６Ｅを含んでいる。光電変換部２３Ｅ，２５Ｅのパターン３３Ｅ，３５Ｅと、光電変換部２４Ｅ，２６Ｅのパターン３４Ｅ，３６Ｅとは、互いに異なる形状を有している。光電変換部２３Ｅと光電変換部２５Ｅとは、同一形状のパターン３３Ｅ，３５Ｅを含んでいる。光電変換部２４Ｅと光電変換部２６Ｅとは、同一形状のパターン３４Ｅ，３６Ｅを含んでいる。各パターン３３Ｅ，３４Ｅ，３５Ｅ，３６Ｅは、伝導線であり、電子を伝導する。各パターン３３Ｅ，３４Ｅ，３５Ｅ，３６Ｅは、少なくともメタサーフェス２２の酸化物層上に形成された金属層を含んでいる。この金属層の材料は、たとえば金を含んでいる。パターン３３Ｅ，３４Ｅ，３５Ｅ，３６Ｅは、同一電位である。

【0166】

本変形例において、電子放出部材２０Ｅは、互いに連結された４つの枠パターン１１０Ｅをさらに備えている。各枠パターン１１０Ｅは、パターン３３Ｅ，３４Ｅ，３５Ｅ，３６Ｅのそれぞれに電気的に接続されている。パターン３３Ｅ，３４Ｅ，３５Ｅ，３６Ｅは、各枠パターン１１０Ｅを介して、互いに電気的に接続されている。各枠パターン１１０Ｅは、支持体２１の主面２１ｂ上に設けられている。各枠パターン１１０Ｅは、対応するパターン３３Ｅ，３４Ｅ，３５Ｅ，３６Ｅを囲むように設けられている。各枠パターン１１０Ｅは、例えば、矩形枠状を呈している。各枠パターン１１０Ｅによって、光電変換部２３Ｅが設けられている領域と、光電変換部２４Ｅが設けられている領域と、光電変換部２５Ｅが設けられている領域と、光電変換部２６Ｅが設けられている領域とが区画されている。

【0167】

各パターン３３Ｅ，３４Ｅ，３５Ｅ，３６Ｅは、Ｚ軸方向に延在している複数の線形状部４２Ｄと、Ｙ軸方向に延在していると共に複数の線形状部４２Ｄを連結している線形状部４３Ｄとを含んでいる。複数の線形状部４２Ｄの先端３９Ｄは、同一パターンの他の線形状部４２Ｄ及び線形状部４３Ｄ、並びに、他のパターンから離間している。図９に示されていないが、各パターン３３Ｅ，３４Ｅ，３５Ｅ，３６Ｅは、先端３９Ｄに面している共に線形状部４３Ｄに接続された線部を含んでいてもよい。図１１（ｂ）に示されていないが、各パターン３３Ｅ，３４Ｅ，３５Ｅ，３６Ｅは、各線形状部４２Ｄを囲むように配置された線部を含んでいてもよい。

【0168】

光電変換部２３Ｅ，２５Ｅの線形状部４２Ｄと光電変換部２４Ｅ，２６Ｅの線形状部４２Ｄとは、互いに異なる長さＴ１８，Ｔ１９を有している。各パターン３３Ｅ，３５Ｅにおいて、複数の線形状部４２Ｄの長さＴ１８は同一である。各パターン３４Ｅ，３６Ｅにおいて、複数の線形状部４２Ｄの長さＴ１９は同一である。各パターン３３Ｅ，３４Ｅ，３５Ｅ，３６Ｅにおける線形状部４２Ｄの長さＴ１８，Ｔ１９は、各光電変換部２３Ｅ，２４Ｅ，２５Ｅ，２６Ｅにおいて電子が放出される電磁波の波長域に対応している。

【0169】

第三実施形態の変形例として、メタサーフェス２２Ｄは、光電変換部２３Ｄ，２４Ｄ，２５Ｄ，２６Ｄの代わりに、第二実施形態の変形例における光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂ、及び、光電変換部２３Ｃ，２４Ｃ，２５Ｃ，２６Ｃの少なくとも一つを有していてもよい。例えば、メタサーフェス２２Ｄが、光電変換部２３Ｄ，２４Ｄ，２５Ｄ，２６Ｄの代わりに、光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂを有する場合、図８に示されている線形状部８２Ｂ及び線形状部９２Ｂの両端が枠パターン１１０Ｄに接続される。メタサーフェス２２Ｄが、光電変換部２３Ｄ，２４Ｄ，２５Ｄ，２６Ｄの代わりに、光電変換部２３Ｃ，２４Ｃ，２５Ｃ，２６Ｃを有する場合、図９に示されている線形状部８２Ｃ及び線形状部９２Ｃの両端が枠パターン１１０Ｄに接続される。

【0170】

同様に、メタサーフェス２２Ｅは、光電変換部２３Ｅ，２４Ｅ，２５Ｅ，２６Ｅの代わりに、第二実施形態の変形例における光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂ、及び、光電変換部２３Ｃ，２４Ｃ，２５Ｃ，２６Ｃの少なくとも一つを有していてもよい。例えば、メタサーフェス２２Ｅが、光電変換部２３Ｅ，２４Ｅ，２５Ｅ，２６Ｅの代わりに、光電変換部２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂを有する場合、図８に示されている線形状部８２Ｂ及び線形状部９２Ｂの両端が各枠パターン１１０Ｅに接続される。メタサーフェス２２Ｅが、光電変換部２３Ｅ，２４Ｅ，２５Ｅ，２６Ｅの代わりに、光電変換部２３Ｃ，２４Ｃ，２５Ｃ，２６Ｃを有する場合、図９に示されている線形状部８２Ｃ及び線形状部９２Ｃの両端が各枠パターン１１０Ｅに接続される。
［作用及び効果］

【0171】

この光電変換装置２，２Ｄにおいて、電子放出部材２０，２０Ｄ，２０Ｅは、電磁波の入射に応じて電子を放出するメタサーフェス２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅを有している。メタサーフェス２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅは、互いに異なる波長域の電磁波に対して感度を有する複数の光電変換部を含んでいる。例えば、メタサーフェス２２の複数の光電変換部２３，２４，２５は、互いに異なる構成を有するパターン３３，３４，３５を含んでいる。メタサーフェス２２の光電変換部２３，２４は、互いに異なる形状を有するパターン３３，３４を含んでいる。各光電変換部２３，２４におけるパターン３３，３４の形状は、各光電変換部２３，２４において電子が放出される電磁波の波長域に関係していると考えられる。複数の光電変換部２３，２４は、互いに異なる波長域の電磁波に対して感度を有している。したがって、光電変換装置２は、光電変換部２３に対応する波長の電磁波と光電変換部２４に対応する波長の電磁波とに対して感度を有する。このような構成によって、光電変換部２３は光電変換部２３に対応する波長域の電磁波の入射に応じて電子を放出し、光電変換部２４は光電変換部２４に対応する波長域の電磁波の入射に応じて電子を放出する。光電変換装置２Ｂについても、同様である。以上の様に、光電変換装置２，２Ｄにおいて、電子に変換可能な電磁波の波長の範囲が拡大されている。

【0172】

光電変換装置２，２Ｄを備える電磁波検出装置１，１Ｄは、冷却不要であると共に分光器も光学フィルタも不要である。光電変換装置２，２Ｄにおいては、パターンを配する領域を拡大するだけで、電磁波の入射に応じて電子を放出するメタサーフェス２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅが拡大される。このため、電磁波検出装置１，１Ｄにおいては、分光器又は光学フィルタを用いた検出装置に比べて容易かつ安価に、電磁波を入射させる領域が拡大され得る。

【0173】

光電変換装置２は、電位を付与することによって動作するアクティブタイプのメタサーフェス２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを有している。例えば、光電変換装置２のメタサーフェス２２において、各光電変換部２３，２４のパターン３３，３４は、互いに離間している第一部分３７及び第二部分８８を含んでいる。第二部分３８は、第一部分３７に面している先端３９を含んでいる。第二部分３８は、第一部分３７よりも低い電位が付与された状態において電磁波の入射に応じて電子を放出する。この場合、各光電変換部２３，２４の感度が向上する。

【0174】

また、メタサーフェス２２において、第一部分３７及び第二部分３８への電位の付与を制御することによって、動作する光電変換部を切り替えることができる。例えば、複数の光電変換部２３，２４は互いに異なる波長域の電磁波の入射に応じて電子を放出するため、動作する光電変換部を制御することによって、電子が放出される波長域を切り替えることができる。したがって、第一部分３７及び第二部分３８への電位の付与を制御することによって、光電変換装置２において電子が放出される電磁波の波長の範囲を制御することができる。光電変換装置２は、分光器及び光学フィルタなどの光学素子がなくとも、各光電変換部に対応する波長域内に波長成分を有する電磁波の入射に応じて電子を放出することができる。

【0175】

上記光電変換装置２を備える電磁波検出装置１は、例えば、分光による検出と同様に、各光電変換部２３，２４に対応する波長域ごとの電磁波の検出も可能となる。電磁波検出装置１は、例えば、複数の波長域内に波長成分を有する電磁波の有無を一度に検出できる。電磁波検出装置１は、状況に応じて検出する電磁波の波長の範囲を拡大又は縮小することもできる。

【0176】

例えば、光電変換装置２のメタサーフェス２２において、各光電変換部２３，２４の第二部分３８は、第一部分３７に向かって延在する線形状部４２を含んでいる。光電変換部２３の線形状部４２と光電変換部２４の線形状部４２とは、互いに異なる長さを有している。線形状部４２の長さに応じて、各光電変換部２３，２４において電子が放出される電磁波の波長域が変化する。したがって、簡易な構成によって、光電変換装置２において電子に変換可能な電磁波の波長の範囲が拡大され得る。

【0177】

例えば、複数の光電変換部２３，２４において、光電変換部２３の第一部分３７又は第二部分３８と光電変換部２４の第一部分３７又は第二部分３８とは、電気的に接続されている。メタサーフェス２２において、光電変換部２３の第二部分３８と光電変換部２４の第二部分３８とは、電気的に接続されている。この場合、より簡易な構成によって、光電変換装置２において電子に変換可能な電磁波の波長域が拡大され得る。

【0178】

光電変換装置２は、例えば、各光電変換部２３，２４，２５の第一部分３７及び第二部分３８に付与する電位を制御する電位制御部６２を備えている。この場合、電位制御部６２によって、動作させる光電変換部が選択される。

【0179】

電位制御部６２は、例えば、光電変換部２３の第一及び第二部分３７，３８と、光電変換部２４の第一及び第二部分３７，３８とに付与する電位を制御する。光電変換部２３の第一部分３７に付与する電位と光電変換部２３の第二部分３８に付与する電位との電位差と、光電変換部２４の第一部分３７に付与する電位と光電変換部２４の第二部分３８に付与する電位との電位差とは、互いに異なってもよい。この場合、光電変換部２３と光電変換部２４とが、別々に動作され得る。したがって、光電変換装置２は、電子に変換可能な電磁波の波長の範囲を変更することができる。換言すれば、この光電変換装置２は、複数の光電変換部に対応する複数の波長域のうちの所望の波長域内に波長成分を有する電磁波の入射に応じて電子を放出する。このため、電磁波検出装置１は、例えば、分光による検出と同様に、各光電変換部２３，２４に対応する波長域ごとの電磁波の検出も可能となる。電磁波検出装置１は、状況に応じて検出する電磁波の波長の範囲を拡大又は縮小することもできる。

【0180】

電位制御部６２は、例えば、光電変換部２４の第一部分３７に付与する電位よりも低い電位を光電変換部２４の第二部分３８に付与する場合に、光電変換部２３の第一部分３７に付与する電位よりも高い電位を光電変換部２３の第二部分３８に付与する。この場合、光電変換部２４が電磁波の入射に応じて電子を放出する状態とされながら、光電変換部２３からの電磁波の入射に応じた電子の放出が確実に停止され得る。

【0181】

電位制御部６２は、例えば、複数の光電変換部２３，２４，２５のうち少なくとも２つの光電変換部において、第一部分３７に付与する電位よりも低い電位を第二部分３８に付与する。この場合、上記少なくとも２つの光電変換部が、同時に動作される。したがって、例えば、光電変換部２３に対応する波長域の電磁波の電子への変換及び光電変換部２４に対応する波長域の電磁波の電子への変換が同時に実行され得る。このため、電磁波検出装置１は、例えば、複数の波長域内に波長成分を有する電磁波の有無を一度に検出できる。

【0182】

光電変換装置２Ｄは、電位の付与なしに動作するパッシブタイプのメタサーフェス２２Ｄ，２２Ｅを有している。この場合、光電変換装置２Ｄを備えている電磁波検出装置１Ｄは、例えば、複数の波長域内に波長成分を有する電磁波の有無を一度に検出できる。光電変換装置２Ｄにおいて、光電変換部２３Ｄ，２３Ｅのパターン３３Ｄ，３３Ｅと光電変換部２４Ｄ，２４Ｅのパターン３４Ｄ，３４Ｅとは、同一電位である。この場合、より簡易な構成によって、光電変換装置２Ｂにおいて電子に変換可能な電磁波の波長の範囲が拡大され得る。

【0183】

光電変換装置２Ｄにおいて、光電変換部２３Ｄ，２３Ｅのパターン３３Ｄ，３３Ｅと光電変換部２４Ｄ，２４Ｅのパターン３４Ｄ，３４Ｅとは、互いに電気的に接続されている。この場合、より簡易な構成によって、光電変換装置２Ｄにおいて電子に変換可能な電磁波の波長の範囲が拡大され得る。

【0184】

光電変換装置２Ｄにおいて、各光電変換部２３Ｄ，２５Ｄ，２４Ｄ，２６Ｄのパターンは、線形状部を含んでいる。複数の光電変換部２３Ｄ，２５Ｄ，２４Ｄ，２６Ｄのうち少なくとも２つの光電変換部の線形状部４２Ｄは、互いに異なる長さを有している。例えば、光電変換部２３Ｄ，２３Ｅの線形状部４２Ｄと光電変換部２４Ｄ，２４Ｅの線形状部４２Ｄとは、互いに異なる長さを有している。線形状部４２Ｄの長さに応じて、各光電変換部において電子が放出される電磁波の波長域が変化する。このため、より簡易な構成によって、光電変換装置２Ｄにおいて電子に変換可能な電磁波の波長の範囲が拡大され得る。

【0185】

電磁波検出装置１，１Ｄにおいて、封止されていると共に電磁波を透過する窓部１１ａを有しているハウジング１０をさらに備えている。電子放出部材２０，２０Ｄは、ハウジング１０内に配置されている。この場合、ハウジング１０内を真空にする又はハウジング１０内にガスを充填することによって、電磁波の入射に応じた電子の放出量が向上し得る。

【符号の説明】

【0186】

２，２Ｂ，２Ｄ…光電変換装置、１０…ハウジング、２０，２０Ｄ，２０Ｅ…電子放出部材、２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅ…メタサーフェス、２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅ，２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅ，２５，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ，２５Ｅ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ，２６Ｅ，２７Ｂ…光電変換部、３１Ｂ，３１Ｃ，３２Ｂ，３２Ｃ，３３，３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅ，３４，３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄ，３４Ｅ，３５，３５Ｂ，３５Ｄ，３５Ｅ，３６Ｄ，３６Ｅ…パターン、３７，３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ…第一部分、３７，３８，３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，８８…第二部分、３９，３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ，３９Ｄ，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ…先端、４１，４１Ａ，４２，４２Ａ，４２Ｄ，４３，４３Ａ，４３Ｄ，４４Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８３Ｂ，８４Ｂ，８５Ｂ，８６Ｂ，８７Ｂ，９２Ｂ，９２Ｃ，９３Ｂ，９４Ｂ，９５Ｂ，９６Ｂ，９７Ｂ…線形状部、６２…電位制御部、Ｅ…電子、Ｗ…電磁波。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【国際調査報告】