WO2019159375A1

WO2019159375A1 - 光遅延装置、検査装置、光遅延方法及び検査方法

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Publication number: WO2019159375A1
Application number: PCT/JP2018/005812
Authority: WO
Inventors: 康弘日高; 荒井　和彦
Original assignee: 株式会社ニコン
Priority date: 2018-02-19
Filing date: 2018-02-19
Publication date: 2019-08-22

Abstract

光遅延装置は、光ビームを遅延させる光遅延装置であって、入射した光ビームである入射光を透過して出射光として出射する透過部と、透過部内での入射光の光路長を変化させることで、出射光の遅延時間を制御する光路長制御部と、を有する。

Description

光遅延装置、検査装置、光遅延方法及び検査方法

　本発明は、光遅延装置、検査装置、光遅延方法及び検査方法に関する。

　テラヘルツ光を用い検査物を検査することが知られている（例えば特許文献１）。テラヘルツ光を用いた検査において、測定不良が発生する可能性がある。そこで、テラヘルツ光を用いた検査において、測定不良を抑制することが求められている。

米国特許出願公開第２００８/０１３７０６８号公報

　本発明の第１の態様によれば、光遅延装置は、光ビームを遅延させる光遅延装置であって、入射した光ビームである入射光を透過して出射光として出射する透過部と、透過部内での入射光の光路長を変化させることで、出射光の遅延時間を制御する光路長制御部と、を有する。
　本発明の第２の態様によれば、検査装置は、第１の態様の光遅延装置を用いた検査装置であり、パルス波である光ビームを発生させる光源部と、光ビームから分岐されたポンプ光が供給されることにより、被検査物に照射するテラヘルツ光を発生させる発光部と、被検査物に照射された後のテラヘルツ光と、光ビームから分岐されたプローブ光とを受光することで、被検査物の状態を受信する受光部と、プローブ光とポンプ光とのパルスのタイミングをずらす光遅延装置と、を有する。
　本発明の第３の態様によれば、光遅延方法は、光ビームを遅延させる光遅延方法であって、入射した光ビームである入射光を透過して出射光として出射する透過部内での、入射光の光路長を変化させることで、出射光の遅延時間を制御する光路長制御することを有する。
　本発明の第４の態様によれば、検査方法は、第３の態様の光遅延方法を用いた検査方法であって、パルス波である光ビームを発生させる発生することと、光ビームから分岐されたポンプ光が供給されることにより、被検査物に照射するテラヘルツ光を発生させる発光することと、被検査物に照射された後のテラヘルツ光と、光ビームから分岐されたプローブ光とを受光することで、被検査物の状態を受信する受光とすることと、を有し、光路制御において、プローブ光とポンプ光とのパルスのタイミングをずらす。

第１実施形態に係る検査装置の要部構成を示す模式図である。制御部のブロック図である。ポンプ光とテラヘルツ光との例を示すグラフである。発光部の構造の模式図である。時間波形の検出を説明するためのグラフである。時間波形の検出を説明するためのグラフである。第１実施形態に係る透過部の模式図である。第１実施形態に係る透過部の模式図である。第１実施形態に係る透過部の模式図である。第１変形例に係る透過部を示す図である。第２変形例に係る透過部を示す図である。第３変形例に係る透過部を示す図である。第４変形例に係る透過部を示す図である。第４変形例に係る透過部を示す図である。第４変形例に係る透過部を示す図である。第４変形例に係る透過部を示す図である。第２実施形態に係る光遅延装置を説明するための模式図である。第２実施形態に係る透過部の構成を示す模式図である。制御部が光スイッチに電界を印加するタイミングを説明するタイムチャートである。第２実施形態に係る透過部の他の例を示す図である。第２実施形態の他の例に係る透過部の構成を示す模式図である。検査装置を有するシステムの構成を示す模式図である。製造システムのブロック構成図である。製造システムによる処理の流れを示したフローチャートである。

　以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

　（第１実施形態）
　（検査装置の全体構成）
　図１は、第１実施形態に係る検査装置の要部構成を示す模式図である。第１実施形態に係る検査装置１は、テラヘルツ時間領域分光法（ＴＤＳ）により、被検査物Ｓの内部構造の検査を行う。すなわち、検査装置１は、被検査物Ｓにテラヘルツ光Ｔ１を照射し、被検査物Ｓを透過したテラヘルツ光Ｔ２の電場振幅の時間変化を検出する。検査装置１は、検出した電場振幅の値を基にテラヘルツ光Ｔ２の時間波形を生成し、その波形をフーリエ変換することにより、各周波数における振幅情報を取得する。検査装置１は、この振幅情報を解析して、被検査物Ｓの内部構造の検査を行う。検査装置１は、被検査物Ｓとして、例えば誘電体や高分子などを検査するが、被検査物Ｓとして任意の物質を検査可能である。また、検査装置１は、錠剤状の薬剤の内部構造の検査にも適している。

　図１に示すように、検査装置１は、光源部１０と、制御部１１と、光学系１２と、発光部１４と、被検査物保持部１６と、受光部１８と、透過部２０と、を有している。制御部１１と透過部２０とは、光遅延装置２を構成している。

　光源部１０は、光ビームＬ１を発生させる光源である。光源部１０は、所定の周期Ｃ毎に、パルス波である光ビームＬ１を発光する。光源部１０は、たとえば数１０フェムト秒のパルス時間幅を有する近赤外波長領域のレーザパルス光である光ビームＬ１を発生し、その発生の繰り返し周波数は例えば数１００ＭＨｚである。光源部１０からの光ビームＬ１が発光部１４に照射されることで、後述するテラヘルツ光Ｔ１が発生する。なお、発光部１４からテラヘルツ光Ｔ１が発生可能であれば、パルス時間幅は、それに限られない。

　制御部１１は、検査装置１の各部を制御する制御装置である。制御部１１は、マイクロプロセッサやその周辺回路等を有しており、不図示の記憶媒体（たとえばフラッシュメモリ等）に予め記憶されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、検査装置１の各部を制御する。図２は、制御部のブロック図である。図２に示すように、制御部１１は、光源制御部１１ａと、発光制御部１１ｂと、照射位置制御部１１ｃと、受光検出部１１ｄと、光路長制御部１１ｅとを有する。光源制御部１１ａと、発光制御部１１ｂと、照射位置制御部１１ｃと、受光検出部１１ｄと、光路長制御部１１ｅとは、制御プログラムによって実現されるが、専用のハードウェアによって実現されてもよい。

　光源制御部１１ａは、光源部１０による光ビームＬ１の照射を制御する。発光制御部１１ｂは、発光部１４を制御することで、発光部１４によるテラヘルツ光Ｔ１の発光を制御する。照射位置制御部１１ｃは、後述するミラー２６、２８の角度を調整することで、被検査物Ｓに対するテラヘルツ光Ｔ１の照射位置を制御する。受光検出部１１ｄは、受光部１８が受光したテラヘルツ光Ｔ２の電場振幅の時間変化を検出して、被検査物Ｓの内部構造を特定する。光路長制御部１１ｅは、透過部２０を制御して、後述するプローブ光Ｌ３の、透過部２０内での光路長を変化させる。制御部１１の各制御内容については、後述する。

　図１に戻り、光学系１２は、光学素子である、ミラー２２と、ビームスプリッタ２３と、集光レンズ２４と、ミラー２６、２８、３０と、集光レンズ３２と、入射光ファイバ３４と、出光部３５と、コリメートレンズ３６と、出射光ファイバ３８と、受光部３９と、集光レンズ４０とを有する。光学系１２の各部の機能については、以下で適宜説明する。なお、光学系１２は、上記の光学素子以外にも光学素子を有していてもよいし、必ずしも上記の光学素子を全て有していなくてもよい。

　ミラー２２は、光源部１０からの光ビームＬ１を受光し、受光した光ビームＬ１を、ビームスプリッタ２３に反射する。ビームスプリッタ２３は、ミラー２２から受光した光ビームＬ１を、ポンプ光Ｌ２と、入射光としてのプローブ光Ｌ３とに分光する。光ビームＬ１とポンプ光Ｌ２とプローブ光Ｌ３とは、パルスの波長、及びパルスの周期が共通している。集光レンズ２４は、ビームスプリッタ２３が分光したポンプ光Ｌ２を受光する。集光レンズ２４は、受光したポンプ光Ｌ２を集光して、発光部１４に照射する。

　図３は、ポンプ光とテラヘルツ光との例を示すグラフである。発光部１４は、ポンプ光Ｌ２が照射されることで、テラヘルツ光Ｔ１を励起（発光）する素子である。図３の上のグラフは、ポンプ光Ｌ２の１パルス分の時間波形の一例を示しており、図３の下のグラフは、ポンプ光Ｌ２によって励起されたテラヘルツ光Ｔ１の１パルス分の時間波形の一例を示している。テラヘルツ光Ｔ１は、１パルス分の波長であるパルス幅Ｐ_Ｔ１が、ポンプ光Ｌ２の１パルス分の波長であるパルス幅Ｐ_Ｌ２より長い。本実施形態においては、入手可能な一般的な発光部１４で推奨の発光動作をさせた場合に、テラヘルツ光Ｔ１のパルス幅Ｐ_Ｔ１は、例えば、８０ピコ秒程度となる。ただし、テラヘルツ光Ｔ１のパルス幅Ｐ_Ｔ１は、これに限られず、様々な条件により定まるものである。テテラヘルツ光Ｔ１のパルス波の周期、すなわち１つのパルスから次のパルスまでの間の時間は、ポンプ光Ｌ２のパルス波の周期と同じである。

　図４は、発光部の構造の模式図である。図４に示すように、発光部１４は、基板４２と、電極４４、４６と、電源４８とを有する。半導体製の基板４２上には、導電性の高い金属製の板状部材である電極４４、４６が設けられており、それぞれの一部に突出部４４Ａ及び４６Ａを設けることで、この部分のみ数ミクロンの空隙を構成している。この空間の空隙形状、空隙距離は、テラヘルツ光が発生する限り任意である。

　電源４８は、電極４４と電極４６とに接続されており、制御部１１の発光制御部１１ｂの制御により、電極４４と電極４６との間に電位差を発生させる。ただし、電極４４と電極４６とは離間しているため、電位差があっても、電極４４と電極４６との間に電流は生じていない。しかし、電極４４と電極４６との間に電位差がある状態で、突起４４Ａと突起４６Ａとの間にポンプ光Ｌ２が照射されると、突起４４Ａと突起４６Ａとの間に電流が流れる。この電流により、テラヘルツの周波数をもつテラヘルツ光Ｔ１が発生する。

　このように、発光部１４は、ポンプ光Ｌ２が照射されることで、テラヘルツ光Ｔ１を発光させる。発光部１４は、図３に示すように、ポンプ光Ｌ２の１つのパルスに対し、１つのパルス分のテラヘルツ光Ｔ１を発生させる。従って、発光部１４は、ポンプ光Ｌ２の周期と同じ周期で、テラヘルツ光Ｔ１を発生させる。

　図１に戻り、発光部１４からのテラヘルツ光Ｔ１は、ミラー２６で反射され、被検査物保持部１６に配置された被検査物Ｓに照射される。テラヘルツ光Ｔ１は、被検査物Ｓを透過して、被検査物Ｓを透過した後のテラヘルツ光Ｔ２として、ミラー２８に照射される。すなわち、テラヘルツ光Ｔ２は、被検査物Ｓを透過したテラヘルツ光Ｔ１である。制御部１１は、ミラー２６の角度を調整することで、被検査物Ｓに対するテラヘルツ光Ｔ１の照射位置を変化させる。従って、ミラー２６の角度を調整することで、被検査物Ｓを、テラヘルツ光Ｔ１により走査することが可能となる。これにより、被検査物Ｓの各位置における内部構造を検査することができる。ただし、制御部１１が被検査物Ｓに対するテラヘルツ光Ｔ１の照射位置を変化させる方法は任意であり、例えば、ミラー２６の角度を固定したまま被検査物保持部１６を動かすことで、照射位置を変化させてもよい。

　図１に示すように、被検査物Ｓを透過した後のテラヘルツ光Ｔ２は、ミラー２８に反射されて、受光部１８に照射される。なお、上記に記載したテラヘルツ光Ｔ２は、テラヘルツ光Ｔ１の被検査物Ｓに対する透過光のみならず、反射光又は散乱光であってもよく、その際には、それら反射光や散乱光を適切に受光できる位置に、ミラー２８が配置されていれば良い。

　図１に示すように、ビームスプリッタ２３と透過部２０との間には、入射光ファイバ３４と、出光部３５と、コリメートレンズ３６とが設けられている。ビームスプリッタ２３で分岐されたプローブ光Ｌ３は、入射光ファイバ３４内を進行する。入射光ファイバ３４は、透過部２０側の先端に、出光部３５が接続されている。出光部３５は、入射光ファイバ３４からのプローブ光Ｌ３の出口を構成する。入射光ファイバ３４内を進行したプローブ光Ｌ３は、出光部３５から外部に射出され、コリメートレンズ３６でコリメートされた後、入射光として、透過部２０に入射する。

　透過部２０は、プローブ光Ｌ３を透過して内部を進行させ、内部を進行したプローブ光Ｌ３を、出射光であるプローブ光Ｌ４として、外部に出射する。透過部２０は、制御部１１の制御により、内部におけるプローブ光Ｌ３の光路長を変化させる。これにより、プローブ光Ｌ４は、透過部２０を透過していない場合に対して、遅延する。従って、透過部２０は、プローブ光Ｌ４を、プローブ光Ｌ３に対して遅延させる。透過部２０の構成については後述する。

　透過部２０とミラー３０との間には、出射光ファイバ３８と、受光部３９と、集光レンズ４０とが設けられている。出射光ファイバ３８は、透過部２０側の先端に、受光部３９が接続されている。受光部３９は、透過部２０から出射されたプローブ光Ｌ４の入口を構成する。透過部２０から出射されたプローブ光Ｌ４は、集光レンズ４０に集光された後、受光部３９から出射光ファイバ３８内に入射し、出射光ファイバ３８内を進行する。出射光ファイバ３８内を進行したプローブ光Ｌ４は、ミラー３０で反射された後、集光レンズ３２で集光されて、受光部１８に照射される。

　このように、受光部１８は、被検査物Ｓに照射されたテラヘルツ光Ｔ２と、プローブ光Ｌ４とが照射される。受光部１８は、発光部１４と同様の構成となっている。ただし、受光部１８は、電源４８を有さず、電源４８によってアンテナ４４とアンテナ４６との間に電位差を発生させない。受光部１８は、プローブ光Ｌ４が突出部４４Ａと突出部４６Ａとの間に照射されることで、光で動作するスイッチとして機能し、半導体基板内の光電変換効果によりテラヘルツ光Ｔ２の光強度に応じた電流を発生させ、その電流を電極４４と電極４６との間に通過させる。すなわち、テラヘルツ光Ｔ２が照射されている際に受光部１８が発生させる電流の値は、被検査物Ｓの内部構造の特徴を反映した、テラヘルツ光Ｔ２の電場の振幅値となる。制御部１１の受光検出部１１ｄは、受光部１８が発生させた電流の値（テラヘルツ光Ｔ２の電場の振幅値）を逐次検出して、テラヘルツ光Ｔ２の電場振幅の時間波形を算出する。そして、受光検出部１１ｄは、その波形をフーリエ変換することにより、テラヘルツ光Ｔ２の各周波数における振幅情報を取得する。受光検出部１１ｄは、この振幅情報を解析して、被検査物Ｓの内部構造の検査を行う。本実施形態では、検査装置１は、被検査物Ｓの各位置を透過したテラヘルツ光Ｔ２の振幅情報を統合することで、被検査物Ｓの内部構造を画像として表示する。この場合、例えば作業者がこの画像を確認することで、被検査物Ｓの内部構造の検査が可能となる。被検査物Ｓの内部構造の検査とは、例えば、被検査物Ｓの大きさ（厚さ）、被検査物Ｓの屈折率、被検査物Ｓの透過率、被検査物Ｓの反射率もしくは被検査物Ｓの吸収率などのいずれか一つに関する情報を振幅情報から解析し、被検査物Ｓの物性、結晶構造、組成などの、例えば、水分の含有量を導出することができる。この場合に、被検査物Ｓでの分布を算出するようにしても構わない。例えば、被検査物Ｓでの屈折率の分布であり、その結果被検物Ｓでの物性の分布を導出する。被検査物Ｓのテラヘルツ光Ｔ２の解析手法としては、例えば、米国特許番号５７１０４３０号、米国特許番号７５５１２６９号、日本特許特開２０１３－１５２２２０号、Daniel M. MittlemanらのIEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS, VOL. 2, NO. 3, SEPTEMBER 1996 P679-692に開示されている。

　なお、上記構成に於いては、ビームスプリッタ２３と透過部２０の間、及び透過部２０とミラー３０の間を光ファイバで接続する光導波路の構成で示したが、装置の構成としては、例えばビームスプリッタ２３と集光レンズ２４との間や、ミラー３０と集光レンズ３２との間も、光ファイバを中心とする光導波路の構成にしても構わない。もちろん、ビームスプリッタ２３と透過部２０の間に、光ファイバを設けなくても構わない。

　（テラヘルツ光Ｔ２の時間波形の検出方法）
　光速での現象で発生し、通常の方法では観測困難なテラヘルツ光Ｔ２の時間波形の検出は、上記の構成に基づき、光学計測に於いて一般的な、ポンプ光Ｌ２を遅延機構により遅延させたプローブ光Ｌ４による、テラヘルツ光Ｔ２の波形サンプリングによって実施する。その際、テラヘルツ光Ｔ２は、被検査物Ｓの部位を走査されるが、その走査速度に対して波形サンプリング周期が極めて速いため、時刻が異なるプローブ光Ｌ４によるサンプリングによっても、精度良くテラヘルツ光Ｔ２の１周期の波形が復元可能となる。図５Ａは、時間波形の検出を説明するためのグラフである。制御部１１は、テラヘルツ光Ｔ２の発生源であるポンプ光Ｌ２に対して、１パルス又は所定数のパルス毎にプローブ光Ｌ４を遅延させることで、受光部１８で発生させる電流値の検出タイミングを、テラヘルツ光Ｔ２の波形に対して遅延させる。そして、制御部１１は、各検出タイミングで検出した電流値を合成して、テラヘルツ光Ｔ２の波形を復元する。

　図５Ａは、所定の検出周期Ｃ内で、電流値を複数回（図５Ａの例では５回）検出する場合で簡略化し、ポンプ光Ｌ２のパルスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｄ、Ｌ２Ｅと、プローブ光Ｌ４のパルスＬ４Ａ、Ｌ４Ｂ、Ｌ４Ｃ、Ｌ４Ｄ、Ｌ４Ｅが発光した例を示している。制御部１１は、光路長制御部１１ｅによって、透過部２０内のプローブ光Ｌ４の透過経路を、パルス毎に変化させて、遅延時間を、検出周期Ｃの開始点から１又は所定のパルス周期ＬＴ毎に、Δt時間遅延する。図５Ａの例では、プローブ光Ｌ４のパルスＬ４Ａは、パルスＬ２Ａに対する遅延時間ゼロの時刻ｔ１でのパルスを示す。同様に、プローブ光Ｌ４のパルスＬ４Ｂ、Ｌ４Ｃ、Ｌ４Ｄ、Ｌ４Ｅは、それぞれパルスＬ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｄ、Ｌ２Ｅに対応し、タイミング時刻はｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５で、それぞれの対応ポンプ光に対しての遅延時間はΔt、２Δt、３Δt、４Δtである。制御部１１は、受光検出部１１ｄによって、パルスＬ４Ａ、Ｌ４Ｂ、Ｌ４Ｃ、Ｌ４Ｄ、Ｌ４Ｅの照射タイミングであるタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５における受光部１８の電流値を検出する。この受光部１８の電流値は、テラヘルツ光Ｔ２の電場の振幅値となるため、各タイミングにおける電流値を、それぞれゼロ、Δt、２Δt、３Δt、４Δtの時間毎にプロットすることで、テラヘルツ光Ｔ２の電場の振幅値の波形を合成復元することができる。なお、サンプリングレートは一定のΔt毎に行う場合で説明を実施したが、その時間が制御、計測可能で、その後のフーリエ変換処理に支障を来さない限りは任意のサンプリングレートで計測を実施して構わない。

　図５Ｂは、復元されたテラヘルツ光の合成波形の例を示す図である。図５Ｂに示すように、各タイミングで検出された電流値Ｐｏを時刻毎にプロットすることで、テラヘルツ光Ｌ２を復元した合成波形が再現可能である。なお、図５Ｂは、プロット数が、図５Ａより多いが、プロット数は、いずれも一例であり、任意に設定可能である。

　計測中のテラヘルツ光Ｔ２の変化に対して制御部１１での波形サンプリングレートが十分に高速な場合には、連続する複数の検出周期Ｃの検出波形を平均化することで合成波形とすることができる。また、構成の都合により、検出周期Ｃを複数またぐタイミング遅延毎に波形サンプリングをし、最終合成波形としても構わない。また、図５における検出周期Ｃ毎の電流値の検出回数（５回）は、説明の便宜上のものであり、検出回数は任意であってよい。例えば、本実施形態では、検出周期Ｃが１ミリ秒であり、ポンプ光Ｌ２のパルス波の周期（図５の例ではパルスＬ２ＡとパルスＬ２Ｂとの間の時間）が１０ナノ秒程度であるため、１つの検出周期Ｃにおける検出回数は、例えば１００万回程度である。

　ここで、内部構造の検査を行う際には、検査速度の向上のため、テラヘルツ光Ｔ２の波形検出の速度を向上することが求められ、同時に、波形の検出精度を維持することも求められる。このように波形検出の速度と精度を向上させるためには、振幅値の検出タイミングのサンプリングレートの高速化、すなわち１つの検査周期Ｃにおける検出回数を多くすることが必要となる。この場合、パルス毎のプローブ光Ｌ４の遅延度合い、すなわち遅延時間を、適切に制御する必要がある。本実施形態に係る検査装置１は、透過部２０によってプローブ光Ｌ３の光路長を変化させることで、遅延時間を適切に制御することを可能としている。以下、透過部２０について詳細に説明する。

　（透過部の構成）
　図６から図８は、第１実施形態に係る透過部の模式図である。図６は、透過部２０の上面図であり、図７は、透過部２０の正面図である。図６及び図７に示すように、第１実施形態に係る透過部２０は、ホイール部５２と、遅延プリズム５４と、取付部５５と、コーナーキューブプリズム５６とを有する。ホイール部５２は、回転軸部５２ａと、回転板部５２ｂとを有する。回転軸部５２ａは、方向Ｚに沿って延在する軸状の部材である。回転軸部５２ａは、制御部１１の光路長制御部１１ｅによって、方向Ｚに沿った回転軸Ａｘ１を中心として回転する。以下、方向Ｚに直交する方向を、方向Ｘとし、方向Ｚ及び方向Ｘに直交する方向を、方向Ｙとする。図８は、図７に対して方向Ｘを紙面に垂直方向にした場合の遅延プリズム５４を示す図であるといえる。

　以下の説明では、遅延プリズム５４の長さＤと、透過部２０内におけるプローブ光Ｌ３の光路Ｏと、光路長とを、適宜説明する。遅延プリズム５４の長さＤとは、後述するように、遅延プリズム５４の、入射面５４ａと出射面５４ｂとの間の長さ（厚み）である。また、光路Ｏとは、プローブ光Ｌ３が、透過部２０内を透過する経路（透過経路）である。また、光路長とは、光がある媒質中を進むときと同時間内に、真空中又は空気中を進む距離を指し、言い換えれば、光の伝播距離である。本実施形態では、透過部２０内での光路長は、透過部２０内でのプローブ光Ｌ３の光路Ｏの長さに対し、透過部２０の屈折率を乗じたものとなる。

　図６に示すように、回転板部５２ｂは、回転軸部５２ａに取付けられ、回転軸部５２ａから、回転軸Ａｘ１に対する放射方向の外側に延在する円板状の部材である。言い換えれば、回転板部５２ｂは、方向Ｚに直交した方向に延在している。回転板部５２ｂは、回転軸部５２ａと一体で、回転軸Ａｘ１を中心として回転する。一例として、回転板部５２ｂの直径は、
１）要求遅延時間：８０ピコ秒前後(空間遅延距離２４ミリ前後)
２）遅延プリズムの屈折率：２
３）遅延プリズムの傾斜角度：４５度
４）遅延プリズムの円周上の配置数：１２
５）遅延プリズムでの光路が往復路
６）回転寿命、コストを考慮した回転数：３６００ｒｐｍ
７）１つの遅延プリズムで、１ミリ秒で、１波長のサンプリングを実施する
　というパラメータとした場合に、２２ｃｍ程度であるが、大きさはそれに限られない。回転板部５２ｂの大きさは、上記パラメータを任意に考慮の上、自由に設計可能である。なお、回転板部５２ｂは、円板状の部材であるが、形状は円板状に限られず任意である。

　また、ホイール部５２は、角位置検出部５２ｃを有している。角位置検出部５２ｃは、回転板部５２ｂの外周部５２ｂ１に対向して設けられている。角位置検出部５２ｃは、ロータリエンコーダであり、回転板部５２ｂの回転角を検出し、制御部１１に伝達する。制御部１１は、角位置検出部５２ｃの検出結果により、回転板部５２ｂの回転角、すなわち回転板部５２ｂの回転による機械的変位量を検出することができる。

　遅延プリズム５４は、透光性を有するプリズムである。遅延プリズム５４は、ｄ線が照射された場合の波長分散が、５０ｆｓ（フェムト秒）以上となる部材で構成されることが好ましい。このような部材で構成されることで、フェムト秒レーザであるプローブ光Ｌ３を透過した場合も、波長分散が大きくなることを抑制することができる。なお、ｄ線とは、ナトリウム原子の最低の励起状態から基底状態への遷移に伴って生じるスペクトル線を指し、波長が５８９．９９５ｎｍと５８９．５９２ｎｍの線からなる二重線スペクトルである。

　図６に示すように、遅延プリズム５４は、取付部５５を介して、回転板部５２ｂの外周部５２ｂ１に取付けられている。より詳しくは、遅延プリズム５４は、回転板部５２ｂの外周部５２ｂ１よりも、回転軸Ａｘ１に対する放射方向外側に位置するように、回転板部５２ｂに取付けられている。遅延プリズム５４は、取付部５５により、回転板部５２ｂの外周部５２ｂ１に対する位置が固定されている。従って、遅延プリズム５４は、回転板部５２ｂの回転により、回転板部５２ｂの外周部５２ｂ１の周方向に沿った軌跡で、移動する（円運動する）。また、本実施形態において、遅延プリズム５４は、外周部５２ｂ１の周方向に沿って、複数設けられている。なお、ここでの周方向は、回転軸Ａｘ１を中心とした円周方向である。遅延プリズム５４の形状は後述する。

　図６及び図７に示すように、入射光ファイバ３４は、出光部３５が、回転板部５２ｂよりも方向Ｚ側に位置するように設けられている。また、入射光ファイバ３４は、出光部３５が、回転板部５２ｂの外周部５２ｂ１の放射方向外側の、遅延プリズム５４が設けられた領域に対向する位置に設けられている。すなわち、入射光ファイバ３４は、出光部３５から出光されたプローブ光Ｌ３が、外周部５２ｂ１に設けられた遅延プリズム５４に照射可能な位置に、設けられている。入射光ファイバ３４は、位置が固定されている。また、本実施形態では、入射光ファイバ３４は、軸Ａｘ２に沿って延在している。軸Ａｘ２は、プローブ光Ｌ３が個々の遅延プリズム５４に回転しながら照射される間、その照射点での遅延プリズム５４の入射面５４ａの法線方向と、常に概ね一致するよう方向に設定される。

　このように、入射光ファイバ３４が軸Ａｘ２に沿って延在しているため、出光部３５から出射されるプローブ光Ｌ３は、遅延プリズム５４に向かって、軸Ａｘ２に沿って進行する。なお、入射光ファイバ３４は、プローブ光Ｌ３が遅延プリズム５４に向かって軸Ａｘ２に沿って進行するように配置されていれば、必ずしも軸Ａｘ２に沿っていなくてもよい。

　また、図６及び図８に示すように、出射光ファイバ３８は、受光部３９が、回転板部５２ｂよりも方向Ｚ側に位置するように設けられている。また、出射光ファイバ３８は、回転板部５２ｂの外周部５２ｂ１の放射方向外側の、遅延プリズム５４が設けられた領域に対向する位置に設けられている。すなわち、出射光ファイバ３８は、外周部５２ｂ１に設けられた遅延プリズム５４から出射されたプローブ光Ｌ４が、受光部３９に入射可能な位置に、設けられている。出射光ファイバ３８は、位置が固定されている。本実施形態では、出射光ファイバ３８は、入射光ファイバ３４の方向Ｙ側に位置している。出射光ファイバ３８は、軸Ａｘ３に沿って延在している。軸Ａｘ３は、軸Ａｘ２に平行な軸である。

　次に、遅延プリズム５４の形状について説明する。図７に示すように、遅延プリズム５４は、入射面５４ａと面５４ｃとが概直角をなす三角柱形状となっている。遅延プリズム５４は、出射面５４ｂがＸＹ平面（方向Ｘ及び方向Ｙに沿った平面）と平行となり、三角形の端面（三角形状の表面）が、各取付部５５での回転軸Ａｘ１を中心とした接線方向Ｒと平行となるように、設置されている。そのため、遅延プリズム５４が、回転軸Ａｘ１を中心に図６に図示された円弧矢印方向に移動する（円運動する）と、楔状の遅延プリズム５４がプローブ光Ｌ３の光路Ｏ上に挿入されてゆく。従って、遅延プリズム５４は、プローブ光Ｌ３が、入射面５４ａを介して入射され出射面５４ｂを介して出射される際に、遅延プリズム５４を通過する部分のプローブ光Ｌ３の光路Ｏが、円弧矢印方向への移動に伴って連続的に長くなるように構成されている。プローブ光Ｌ３に要求される空気中での最大遅延距離が概２４ミリの場合、遅延プリズム５４の往路のみでその遅延を実現する場合には、最大光路長Ｄに相当する遅延プリズム５４の最大厚みは同様に２４ミリ前後、つまり２０ミリ以上３０ミリ以下に設計される。また往復路で実現する場合には遅延プリズム５４の最大厚みは１０ミリ以上１５ミリ以下に設計される。

　遅延プリズム５４は、このような構成となっているため、入射面５４ａと出射面５４ｂとの間の厚みＤが、位置毎に異なっており、さらに言えば、出射面５４ｂが入射面５４ａに対して傾斜している。また、遅延プリズム５４は、入射面５４ａが、軸Ａｘ２に直交する平面、すなわちプローブ光Ｌ３の進行方向に直交する平面に沿っている。また、遅延プリズム５４は、出射面５４ｂが、回転板部５２ｂの表面、すなわち回転軸Ａｘ１に直交する平面と、平行となっている。ただし、遅延プリズム５４が移動した場合、入射面５４ａと軸Ａｘ２に直交する平面との位置関係は、ずれる場合がある。そのため、本実施形態では、遅延プリズム５４は、円運動の軌跡上の所定の位置において、入射面５４ａが軸Ａｘ２に直交する平面に直交し、出射面５４ｂが回転軸Ａｘ１に直交する平面と平行であるように設定されていればよい。ただし、入射面５４ａと出射面５４ｂとは、このように配置されることに限られない。

　また、コーナーキューブプリズム５６は、遅延プリズム５４の出射面５４ｂ側、すなわち遅延プリズム５４の入射光ファイバ３４が設けられた箇所と反対側に設けられている。コーナーキューブプリズム５６は、ホイール部５２に取付けられていないため、位置が変化しない。すなわち、遅延プリズム５４が、ホイール部５２の回転に伴い、出光部３５に対する位置が移動するのに対し、コーナーキューブプリズム５６は、出光部３５に対する位置が固定されている。コーナーキューブプリズム５６は、光を反射する三枚の平板を互いに直角に組み合わせて、立方体の頂点型に形成した部材である。コーナーキューブプリズム５６は、入射した光を、３つの平板で、合計３回反射させることにより、入射した光を、元の方向に戻す。すなわち、コーナーキューブプリズム５６は、反射光を、入射光と反対方向に向けて反射する。言い換えれば、反射光は、入射光の進行方向に沿った軸に平行な軸に沿って進行するが、進行方向は、入射光と反対となる。

　透過部２０は、このような構成になっている。以下、透過部２０へのプローブ光Ｌ３の透過について説明する。図７に示すように、入射光ファイバ３４を通ったプローブ光Ｌ３は、出光部３５から、コリメートレンズ３６を経て、遅延プリズム５４に向けて出射される。プローブ光Ｌ３は、遅延プリズム５４に向けて、軸Ａｘ２に沿って進行する。出光部３５から出射されたプローブ光Ｌ３は、入射面５４ａから、遅延プリズム５４内に入射し、遅延プリズム５４内を進行する。遅延プリズム５４内を進行したプローブ光Ｌ３は、出射面５４ｂに到達し、出射面５４ｂから、遅延プリズム５４の外部に出射される。遅延プリズム５４の出射面５４ｂから出射されたプローブ光Ｌ３は、コーナーキューブプリズム５６に入射する。

　ここで、遅延プリズム５４内でのプローブ光Ｌ３の光路Ｏは、プローブ光Ｌ３が、入射面５４ａから出射面５４ｂまでを進行する経路である。また、遅延プリズム５４の厚みＤは、入射面５４ａに直交する直線に沿った、入射面５４ａと出射面５４ｂとの間の長さである。入射面５４ａが軸Ａｘ２に概直交している場合、遅延プリズム５４内での往路での光路Ｏの長さは、プローブ光Ｌ３が入射した位置における遅延プリズム５４の厚みＤに、略一致するといえる。

　ここで、入射面５４ａは、軸Ａｘ２に概直交している。従って、軸Ａｘ２に沿って進行して遅延プリズム５４内に入射したプローブ光Ｌ３は、屈折が抑制され、遅延プリズム５４内を、引き続き軸Ａｘ２に沿って進行する。一方、出射面５４ｂは、入射面５４ａ、すなわち軸Ａｘ２に対して傾斜している。従って、出射面５４ｂから出射したプローブ光Ｌ３は、屈折して、軸Ａｘ２に対して傾斜した方向である方向Ａｘ４に進行する。出射面５４ｂから方向Ａｘ４に進行するプローブ光Ｌ３は、コーナーキューブプリズム５６に入射する。

　図８に示すように、コーナーキューブプリズム５６は、出射面５４ｂからのプローブ光Ｌ３を反射して、出射面５４ｂに戻す。出射面５４ｂに戻されたプローブ光Ｌ３は、出射面５４ｂから、遅延プリズム５４内に再度入射し、遅延プリズム５４内を進行する。遅延プリズム５４内を進行したプローブ光Ｌ３は、入射面５４ａに到達し、入射面５４ａから、遅延プリズム５４の外部に出射される。遅延プリズム５４の外部に出射されたプローブ光Ｌ３は、プローブ光Ｌ４として、集光レンズ４０を経て、出射光ファイバ３８の受光部３９に入射する。受光部３９に入射したプローブ光Ｌ４は、図１に示す経路で、受光部１８に照射される。

　より詳しくは、コーナーキューブプリズム５６は、方向Ａｘ４に進行する出射面５４ｂからのプローブ光Ｌ３を反射して、反射したプローブ光Ｌ３を、方向Ａｘ５に進行させる。方向Ａｘ５は、方向Ａｘ４と平行な方向であるが、進行方向Ａｘ４と反対の方向である。また、方向Ａｘ５に進行するコーナーキューブプリズム５６からのプローブ光Ｌ３(反射光)は、方向Ａｘ４に進行してコーナーキューブプリズム５６に入射したプローブ光Ｌ３よりも、方向Ｙ側を進行する。コーナーキューブプリズム５６からのプローブ光Ｌ３(反射光)は、方向Ａｘ５を進行して、出射面５４ｂから、遅延プリズム５４内に再度入射する。プローブ光Ｌ３は、出射面５４ｂから遅延プリズム５４内に入射する際に屈折し、軸Ａｘ２と平行な軸Ａｘ３に沿って進行する。なお、出射面５４ｂは、回転軸Ａｘ１に対して直交する平面に沿っているため、出射面５４ｂから遅延プリズム５４内に入射したプローブ光Ｌ３は、回転により遅延プリズム５４の位置が変化しても、軸Ａｘ３に沿って進行する。遅延プリズム５４内を軸Ａｘ３に沿って進行したプローブ光Ｌ３は、入射面５４ａに到達し、入射面５４ａから、遅延プリズム５４の外部に出射される。軸Ａｘ３は、入射面５４ａに概直交しているため、入射面５４ａから出射されたプローブ光Ｌ３は、引き続き軸Ａｘ３に沿うように進行して、プローブ光Ｌ４として、出射光ファイバ３８の受光部３９に入射する。

　このように、プローブ光Ｌ３は、遅延プリズム５４に透過されて、遅延プリズム５４内を進行する。プローブ光Ｌ３は、遅延プリズム５４内を進行する際の進行速度が、大気や真空での進行速度よりも低い。従って、プローブ光Ｌ３が遅延プリズム５４内を進行する経路である光路Ｏが長くなると、プローブ光Ｌ３の光路長も長くなるため、プローブ光Ｌ３が受光部３９に到達するタイミングは、遅れる。本実施形態に係る制御部１１は、ホイール部５２の回転によって遅延プリズム５４を移動させることで、入射面５４ａにおけるプローブ光Ｌ３の入射位置を変化させて、プローブ光Ｌ３の光路Ｏの長さを変化させて、プローブ光Ｌ３の光路長を変化させている。これにより、制御部１１は、プローブ光Ｌ３が受光部３９に到達するタイミング、すなわち遅延時間を制御する。

　本実施形態に係る光遅延装置２は、以上のような構成となっている。ここで、従来より、被検査物の内部構造を検査するために、テラヘルツ時間領域分光法という方法が用いられる場合がある。テラヘルツ時間領域分光法は、誘電体物質の透過率が高いテラヘルツ光を被検査物に照射することで、被検査物の内部構造を特定するものである。テラヘルツ時間領域分光法は、パルス光であるフェムト秒レーザを、ポンプ光とプローブ光とに分光して、ポンプ光を発光部に照射する。発光部は、ポンプ光が照射されると、テラヘルツ光を発光する。発光部からのテラヘルツ光は、被検査物に照射され、被検査物に照射された後のテラヘルツ光は、受光部に照射される。そして、受光部において、テラヘルツ光と共にプローブ光を受光することで、テラヘルツ光の電場振幅の波形を検出する。テラヘルツ時間領域分光法では、この電場振幅の波形をフーリエ解析することで、被検査物の内部構造を特定する。

　テラヘルツ光は、波長が小さいため、テラヘルツ光の電場振幅の波形全体を検出することは、困難である。従って、テラヘルツ時間領域分光法においては、検出タイミングをずらして波形の各位置における電場の振幅値を検出し、それらの振幅値を統合することで、波形全体を検出している。この場合、電場の振幅値の検出タイミングをずらすために、プローブ光をポンプ光に対して遅延させる必要がある。従って、回転体上の反射体で入射光を反射させることで、入射光を遅延させる対策をとる場合がある。一方、例えばテラヘルツ時間領域分光法を用いて内部構造の検査を行う際には、検査速度の向上のため、テラヘルツ光の電場振幅の波形検出の速度を向上することが求められ、同時に、波形の検出精度を維持することも求められる。このように波形検出の速度と精度を向上させるためには、振幅値の検出タイミングのサンプリングレートを高速化することが必要となり、そのために、プローブ光のポンプ光に対する遅延時間を適切に調整できる遅延機構が求められている。本実施形態に係る光遅延装置２は、は、以上のような点を考慮してなされたもので、光を遅延する際に、遅延時間を適切に調整できる光遅延装置、検査装置、光遅延方法及び検査方法を提供することを目的とする。

　そのような目的に対し、本実施形態においては、プローブ光Ｌ３を透過させ、遅延プリズム５４内でのプローブ光Ｌ３の透過経路上の光路長を変化させることで、プローブ光Ｌ３の遅延時間を制御している。上述のように、遅延プリズム５４内を進行するプローブ光Ｌ３は、進行速度が遅くなる。従って、本実施形態においては、透過経路上の光路長を変化させることで、プローブ光Ｌ３の遅延時間の調整をより詳細に行うことが可能となり、光を遅延する際に、遅延時間を適切に調整することができる。

　以上説明したように、本実施形態に係る光遅延装置２は、光ビームを遅延させる装置であり、透過部２０と、光路長制御部１１ｅとを有する。透過部２０（本実施形態では遅延プリズム５４）は、入射した光ビームである入射光（本実施形態ではプローブ光Ｌ３）を透過して、出射光（本実施形態ではプローブ光Ｌ４）として出射する。光路長制御部１１ｅは、透過部２０内での入射光の光路長を変化させることで、出射光の遅延時間を制御する。この光遅延装置２は、光路長を変化させることで、プローブ光Ｌ３の遅延時間の調整をより詳細に行うことが可能となり、遅延時間を適切に調整することができる。

　また、透過部２０は、遅延プリズム５４を備える。遅延プリズム５４は、入射光（本実施形態ではプローブ光Ｌ３）が入射する入射面５４ａと、出射光（本実施形態ではプローブ光Ｌ４）を出射する出射面５４ｂとを有する。また、遅延プリズム５４は、入射面５４ａと出射面５４ｂとの間の厚み（長さＤ）が位置毎に異なることで、遅延プリズム５４内での入射光の光路Ｏの長さが、入射光の入射位置毎に異なったプリズムである。光路長制御部１１ｅは、入射面における入射光の入射位置を変化させることで、光路Ｏの長さを変化させる。この光遅延装置２は、入射面５４ａと出射面５４ｂとの間を透過経路とする遅延プリズム５４を有し、入射面５４ａと出射面５４ｂとの間の長さＤが、位置毎に異なっている。この光遅延装置２は、入射面５４ａにおける入射光の入射位置を変化させることで、透過経路の一部である光路Ｏの長さを変化させる。光遅延装置２は、これにより、出射光の遅延時間を制御する。この光遅延装置２は、このような遅延プリズム５４を用いて、遅延プリズム５４内の透過経路の長さを変化させることで、遅延時間を適切に調整することができる。

　また、透過部２０は、遅延プリズム５４が外周部５２ｂ１に取付けられて回転軸Ａｘ１を中心に回転可能なホイール部５２を更に有する。光路長制御部１１ｅは、ホイール部５２を回転させることで、入射面５４ａにおける入射光の入射位置を変化させる。この光遅延装置２は、ホイール部５２を回転させることで遅延プリズム５４を円運動させて、入射面５４ａにおける入射光の入射位置を変化させている。光遅延装置２は、回転運動により遅延プリズム５４を動かしているため、遅延プリズム５４を高速で動かすことが可能となり、遅延時間を短くすることができる。

　また、遅延プリズム５４は、ホイール部５２の外周部５２ｂ１に、ホイール部５２の周方向に沿って複数設けられる。この光遅延装置２は、遅延プリズム５４を複数備えるため、遅延時間を適切に調整することができる。なお、遅延プリズム５４をホイール部５２の周方向に沿って、複数設ける場合には、プリズム同士の間隔の距離が短いほうが望ましい。プリズム同士の間隔を短くすることで、入射光が遅延プリズム５４に入射しない時間を短くすることができる。

　また、透過部２０は、ホイール部５２の回転軸Ａｘ１を中心とした円の接線方向Ｒに対して傾斜した方向、すなわち軸Ａｘ２に沿った方向から、入射光が入射される。接線方向Ｒに沿って入射光が入射された構成となっている場合、入射光の入射方向から見て、２つの遅延プリズムが重畳する位置に来るタイミングが生じる。このタイミングで入射光を入射した場合、２つの遅延プリズムの両方に入射してしまうなど、光路長を適切に制御できなくなるおそれがある。また、このタイミングで検出を行わないことも可能であるが、検出を行わない分だけ、検出頻度が低下する。それに対し、本実施形態に係る光遅延装置２は、入射光の入射方向を、接線方向Ｒに対して傾斜させているため、２つの遅延プリズム５４が入射光の入射方向から見て重畳することを抑制することができる。

　また、遅延プリズム５４は、出射面５４ｂが、入射面５４ａに対して傾斜している。遅延プリズム５４は、このように出射面５４ｂが入射面５４ａに対して傾斜した形状とすることで、透過経路の一部となる光路Ｏの長さを、連続的に変化させることができる。従って、この遅延プリズム５４によると、遅延時間を適切に調整することができる。

　また、遅延プリズム５４は、入射面５４ａが、入射光の進行方向（軸Ａｘ２に沿った方向）に対して直交する平面に沿っており、出射面５４ｂが、ホイール部５２の回転軸Ａｘ１に直交する平面に沿っている。この遅延プリズム５４は、入射面５４ａが、入射光の進行方向（軸Ａｘ２に沿った方向）に対して直交する平面に沿っているため、内部を進行する入射光が屈折により広がることを抑制する。また、遅延プリズム５４は、出射面５４ｂが、回転軸Ａｘ１に直交する平面に沿っているため、遅延プリズム５４が移動した場合に出射する位置がずれることを抑制する。従って、遅延プリズム５４は、入射光及び出射光を適切に進行させることにより、遅延時間を適切に調整することができる。

　また、透過部２０は、遅延プリズム５４からの出射光（ここでは、出射面５４ｂから出射したプローブ光Ｌ３）を、出射光の進行方向の反対方向に反射するコーナーキューブプリズム５６を更に有する。遅延プリズム５４は、コーナーキューブプリズム５６に反射された出射光を透過して、出射光（ここでは、プローブ光Ｌ４）を更に遅延させる。この透過部２０は、コーナーキューブプリズム５６によって、出射光の進行方向を調整することで、光学系の設計を適切にすることができる。また、この透過部２０は、出射面５４ｂからのプローブ光Ｌ３を、コーナーキューブプリズム５６で遅延プリズム５４内に再度入射する。従って、この透過部２０は、遅延プリズム５４に２回入射する分、プローブ光Ｌ３の遅延プリズム５４内での透過経路を長くすることができる。なお、本実施形態においては、コーナーキューブプリズム５６を用いて、遅延プリズム５４に２回入射させたが、これに限られない。例えば４回入射するようにしても構わない。

　また、第１実施形態に係る検査装置１は、光源部１０と、発光部１４と、受光部１８と、光遅延装置２とを有する。光源部１０は、パルス波である光ビームＬ１を発生させる。発光部１４は、光ビームＬ１から分岐されたポンプ光Ｌ２が供給されることにより、被検査物Ｓに照射するテラヘルツ光Ｔ１を発生させる。受光部１８は、被検査物Ｓに照射された後のテラヘルツ光Ｔ２と、光ビームＬ１から分岐されたプローブ光Ｌ４とを受光することで、被検査物Ｓの状態を受信する。光遅延装置２は、プローブ光Ｌ４とポンプ光Ｌ２とのパルスのタイミングをずらす。この検査装置１は、本実施形態に係る光遅延装置２を用いて、プローブ光Ｌ４とポンプ光Ｌ２とのパルスのタイミングをずらすことで、遅延時間を適切に調整することができる。

　また、光遅延装置２は、プローブ光Ｌ３が入射光として入射され、出射光であるプローブ光Ｌ４を、ポンプ光Ｌ２に対して遅延させる。この光遅延装置２は、検査用のテラヘルツ光Ｔ１の発光に用いられないプローブ光Ｌ３を遅延させることで、検査精度の低下を抑制することができる。ただし、光遅延装置２は、ポンプ光Ｌ２を遅延させてもよい。この場合でも、プローブ光Ｌ４とポンプ光Ｌ２とのタイミングがずれるため、遅延時間を適切に調整して、被検査物Ｓの検査を行うことができる。

　また、光源部１０は、光ビームＬ１として、フェムト秒レーザを発生させる。検査装置１は、フェムト秒レーザを用いることで、テラヘルツ時間領域分光法による検査を適切に実施することができる。

　なお、本実施形態の光遅延装置２は、パルス波であるプローブ光Ｌ３を遅延させているが、遅延させる光は任意であり、例えばパルス波でない連続波に用いられてもよい。

　（変形例）
　次に、第１実施形態の変形例について説明する。変形例において、第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。

　図９は、第１変形例に係る透過部を示す図である。第１実施形態に係る遅延プリズム５４は、入射面５４ａが平面状であったが、図９に示すように、第１変形例に係る遅延プリズム５４Ａは、入射面５４Ａａが曲面状である。このように入射面５４Ａａを曲面状とすることで、光路Ｏの長さの変化率を、より柔軟に調整することができる。例えば、遅延プリズム５４Ａは、テラヘルツ光Ｔ２の波形のピーク付近（図５の例ではタイミングｔ３付近）において、入射面５４Ａａと出射面５４ｂとの間の長さＤＡの変化率が大きくなるような、入射面５４Ａａの形状とすることが好ましい。これにより、テラヘルツ光Ｔ２の波形のピーク付近の解析精度を向上させることができる。更には、遅延プリズム５４が回転しても、入射光の位置によらず面５４Ａａの法線方向が固定の入射光の軸Ａｘ２に対してより法線方向に近づくような入射面設計が可能となる。

　図１０は、第２変形例に係る透過部を示す図である。図１０に示すように、第２変形例に係る透過部２０は、コーナーキューブプリズム５６を有さず、代わりに調整プリズム５８を有する。また、図１０に示すように、第２変形例においては、出射光ファイバ３８が、遅延プリズム５４の出射面５４ｂ側に配置されている。出射光ファイバ３８の軸Ａｘ３は、第１実施形態と同様に、軸Ａｘ２と平行となっている。

　調整プリズム５８は、遅延プリズム５４から出射されたプローブ光Ｌ３を透過するプリズムである。調整プリズム５８は、遅延プリズム５４の出射面５４ｂ側、すなわち遅延プリズム５４の入射光ファイバ３４が設けられた箇所と反対側に設けられている。また、調整プリズム５８は、遅延プリズム５４と出射光ファイバ３８との間に設けられる。調整プリズム５８は、ホイール部５２に取付けられていないため、位置が変化せず、出光部３５に対する位置が固定されている。

　調整プリズム５８は、三角柱形状となっている。より詳しくは、調整プリズム５８は、入射面５８ａと、出射面５８ｂと、面５８ｃとを有し、入射面５８ａと、出射面５８ｂと、面５８ｃとが、三角柱の３つの側面を形成している。すなわち、入射面５８ａと、出射面５８ｂと、面５８ｃとは、平面状に延在した面であり、互いに平行でなく、互いに傾斜している。調整プリズム５８は、入射面５８ａが遅延プリズム５４側に位置し、出射面５８ｂが遅延プリズム５４と反対側に位置するように、配置されている。また、調整プリズム５８は、入射面５８ａが、遅延プリズム５４の出射面５４ｂと平行であり、さらに言えば、回転軸Ａｘ１に直交する平面に沿うように、配置されている。そして、調整プリズム５８は、出射面５８ｂが、遅延プリズム５４の入射面５４ａと平行であり、さらに言えば、軸Ａｘ２、Ａｘ３に直交する平面に沿うように、配置されている。従って、調整プリズム５８を透過したプローブ光Ｌ４は、軸Ａｘ３に沿って進行する。以下、より詳細に説明する。

　出光部３５から出射されたプローブ光Ｌ３は、遅延プリズム５４に向けて、軸Ａｘ２に沿って進行し、入射面５４ａから遅延プリズム５４内に入射する。プローブ光Ｌ３は、遅延プリズム５４内を進行して、出射面５４ｂから、方向ＡＸ４に向かって出射される。出射面５４ｂから出射されたプローブ光Ｌ３は、調整プリズム５８の入射面５８ａに到達し、入射面５８ａから、調整プリズム５８内に入射する。入射面５８ａは、方向ＡＸ４に対して傾斜しており、遅延プリズム５４の出射面５４ｂと平行である。従って、プローブ光Ｌ３は、入射面５８ａにおいて屈折し、調整プリズム５８内を、軸Ａｘ３に沿って進行する。調整プリズム５８内を進行したプローブ光Ｌ３は、出射面５８ｂに到達し、出射面５８ｂから外部に出射される。出射面５８ｂは、軸Ａｘ３に直交しているため、プローブ光Ｌ３は、出射面５８ｂでの屈折が抑制され、出射面５８ｂから出射された後も、軸Ａｘ３に沿って進行する。出射面５８ｂから出射されたプローブ光Ｌ３は、プローブ光Ｌ４として、受光部３９に受光される。

　このように、第２変形例に係る透過部２０は、出射光ファイバ３８を遅延プリズム５４の出射面５４ｂ側に配置し、調整プリズム５４を設ける。調整プリズム５４Ｃは、遅延プリズム５４からの出射光（ここではプローブ光Ｌ３）が入射され、入射した出射光の進行方向を、入射光の進行方向（軸Ａｘ２に沿った方向）と平行な方向(軸Ａｘ３に沿った方向)に屈折させて出射する。調整プリズム５４Ｃを設けることで、出射光ファイバ３８を遅延プリズム５４の出射面５４ｂ側に配置した場合でも、出射光の進行方向を調整することで、光学系の設計を適切にすることができる。

　このように、第１実施形態および第２変形例では、遅延プリズム５４に加え、出射光の進行方向を調整するためのコーナーキューブプリズム５６や調整プリズム５８が備えられているが、必ずしもコーナーキューブプリズム５６や調整プリズム５８が備えられていなくてもよい。

　図１１は、第３変形例に係る透過部を示す図である。第１実施形態においては、遅延プリズム５４は、出射面５４ｂが入射面５４ａに対して傾斜した形状であった。ただし、遅延プリズム５４は、位置によって長さＤが変化することで入射光の入射位置毎に光路Ｏの長さが異なる形状であれば、必ずしも出射面５４ｂが、入射面５４ａに対して傾斜した形状でなくてもよい。図１１に示すように、第３変形例に係る遅延プリズム５４Ｃは、入射面５４Ｃａが出射面５４Ｃｂに対して傾斜した形状でなく、階段状となっている。この場合、入射光ファイバ３４は、プローブ光Ｌ３が進行する方向に沿った軸Ａｘ２が、回転軸Ａｘ１と平行になるように、配置されている。また、出射光ファイバ３８は、遅延プリズム５４Ｃの出射面５４Ｃｂ側に配置されており、軸Ａｘ３が、軸Ａｘ２と同軸となっている。

　遅延プリズム５４Ｃは、入射面５４Ｃａ１、５４Ｃａ２、５４Ｃａ３、５４Ｃａ４、５４Ｃａ５と、出射面５４Ｃｂとを有している。入射面５４Ｃａ１、５４Ｃａ２、５４Ｃａ３、５４Ｃａ４、５４Ｃａ５を互いに区別しない場合は、入射面５４Ｃａと記載する。入射面５４Ｃａは、出射面５４Ｃｂと平行となっている。遅延プリズム５４Ｃは、入射面５４Ｃａ及び出射面５４Ｃｂが、回転軸Ａｘ１、軸Ａｘ２、Ａｘ３に直交する平面に沿っている。

　ここで、軸Ａｘ２に沿った入射面５４Ｃａ１と出射面５４Ｃｂとの間の長さを、長さＤＣ１とし、軸Ａｘ２に沿った入射面５４Ｃａ２と出射面５４Ｃｂとの間の長さを、長さＤＣ２とし、軸Ａｘ２に沿った入射面５４Ｃａ３と出射面５４Ｃｂとの間の長さを、長さＤＣ３とし、軸Ａｘ２に沿った入射面５４Ｃａ４と出射面５４Ｃｂとの間の長さを、長さＤＣ１とし、軸Ａｘ２に沿った入射面５４Ｃａ５と出射面５４Ｃｂとの間の長さを、長さＤＣ５とする。遅延プリズム５４Ｃは、入射面５４Ｃａが、長さＤＣ１、ＤＣ２、ＤＣ３、ＤＣ４、ＤＣ５の順で長さが長くなるような階段形状となっている。本例では、入射面５４Ｃａがプローブ光Ｌ３の進行方向と直交するため、長さＤＣ１、ＤＣ２、ＤＣ３、ＤＣ４、ＤＣ５のそれぞれが、それぞれの位置に入射されたプローブ光Ｌ３の光路Ｏの長さとなる。

　出光部３５から出射されたプローブ光Ｌ３は、遅延プリズム５４Ｃに向けて、軸Ａｘ２に沿って進行し、入射面５４Ｃａから、遅延プリズム５４Ｃ内に入射し、遅延プリズム５４Ｃ内を進行する。遅延プリズム５４内を進行したプローブ光Ｌ３は、出射面５４Ｃｂに到達し、出射面５４Ｃｂから、遅延プリズム５４Ｃの外部に出射されて、プローブ光Ｌ４として、出射光ファイバ３８の受光部３９に入射する。入射面５４Ｃａ及び出射面５４Ｃｂは、軸Ａｘ２に直交している。従って、プローブ光Ｌ３は、屈折が抑制され、出光部３５から遅延プリズム５４Ｃを経て受光部３９までの間、軸Ａｘ２に沿って進行する。

　プローブ光Ｌ３が入射面５４Ｃａ１に入射した場合、透過経路中の光路Ｏの長さは、長さＤＣ１となる。次のタイミングでプローブ光Ｌ３が入射する際には、ホイール部５２の回転により、遅延プリズム５４の位置が変化しているため、例えば、プローブ光Ｌ３が入射面５４Ｃａ２に入射する。この場合、透過経路中の光路Ｏの長さは、長さＤＣ２となり、長さＤＣ１における遅延時間に対し、さらに遅れる。このように、光遅延装置２は、入射面５４Ｃａが階段状の遅延プリズム５４Ｃを用いても、透過経路の長さを変化させることにより、遅延時間を適切に調整することができる。

　このように、遅延プリズム５４Ｃは、入射面５４Ｃａが、階段状となっており、階段状の各入射面５４Ｃａは、出射面５４Ｃｂと平行となっている。光遅延装置２は、入射面５４Ｃａが階段状の遅延プリズム５４Ｃを用いても、光路長を変化させることにより、遅延時間を適切に調整することができる。

　また、この場合、遅延プリズム５４Ｃは、階段状の各入射面５４Ｃａが、入射光（ここではプローブ光Ｌ３）の進行方向に対して直交する平面に沿っており、かつ、ホイール部５２の回転軸Ａｘ１に直交する平面に沿っている。このように、入射面５４Ｃａを、入射光の進行方向と、回転軸Ａｘ１とに直交させることにより、遅延プリズム５４Ｃ内での屈折を抑制して、構成をシンプルにすることができる。

　なお、この遅延プリズム５４Ｃは、入射面５４Ｃａ同士の間、例えば入射面５４Ｃａ１と入射面５４Ｃａ２との間の領域を入射光が透過する場合がある。この場合、適切な遅延ができないため、制御部１１は、このタイミングでの入射光の照射を行わせなくてもよい。制御部１１は、角位置検出部５２ｃの検出結果に基づき、入射面５４Ｃａ同士の間の領域を透過するタイミングとずらしたタイミングで、光ビーム光Ｌ１を発光させる。

　また、第１実施形態においては、遅延プリズム５４は、複数設けられていたが、遅延プリズム５４は、１つであってもよい。図１２Ａは、第４変形例に係る透過部を示す図である。図１２Ａに示すように、第４変形例に係る遅延プリズム５４Ｆは、１つである。遅延プリズム５４Ｄは、ホイール部５２の外周部５２ｂ１の周方向に沿って延在しており、外周部５２ｂ１の全周にわたって設けられている。この遅延プリズム５４Ｄは、プローブ光Ｌ３の入射位置に応じて、すなわち周方向に沿って、光路長を変化させる構造となっている。光遅延装置２は、このように遅延プリズム５４Ｄを１つとすることで、連続的に遅延時間を調整することができる。

　図１２Ｂから図１２Ｄは、第４変形例に係る透過部の例を示す図である。図１２Ｂに示すように、例えば、遅延プリズム５４Ｄは、入射面５４Ｄａが、プローブ光Ｌ３の進行方向において連続的に変化する形状であり、出射面５４Ｄｂが、プローブ光Ｌ３の進行方向に直交する平面に平行であってよい。より詳しくは、入射面５４Ｄａは、例えば、波状（正弦波状）に連続的に変化する形状である。従って、遅延プリズム５４Ｄは、入射面５４Ｄａと出射面５４Ｄｂとの間の長さＤが位置毎に異なる形状となり、入射位置毎に、光路Ｏの長さを異ならせることができる。

　また、図１２Ｃに示すように、例えば、遅延プリズム５４Ｄは、プリズム５４Ｄ１とプリズム５４Ｄ２とを有していてもよい。プリズム５４Ｄ１は、一方の表面である入射面５４Ｄａが、プローブ光Ｌ３の進行方向に直交する平面に平行であり、他方の表面が、入射面５４Ｄａに対して傾斜している。そして、プリズム５４Ｄ２は、一方の表面が、プリズム５４Ｄ１の他方の表面に全面で接触しており、他方の表面である出射面５４Ｄｂが、プローブ光Ｌ３の進行方向に直交する平面に平行である。また、プリズム５４Ｄ２は、屈折率が、プリズム５４Ｄ１の屈折率と異なる。

　図１２Ｃに示す遅延プリズム５４Ｄは、このような構成であるため、入射面５４Ｄａと出射面５４Ｄｂとの間の長さＤが、位置毎に異なったものとなっておらず、全域で等しくなっている。従って、光路Ｏの長さも、入射位置毎に等しくなっている。ただし、遅延プリズム５４Ｄは、プリズム５４Ｄ１とプリズム５４Ｄ２とが上記のように接触しているため、光路Ｏにおけるプリズム５４Ｄ１が占める長さとプリズム５４Ｄ２が占める長さとの比が、入射位置毎に連続的に変化する。そのため、遅延プリズム５４Ｄは、入射位置毎に、光路Ｏにおける屈折率を変化させることができる。これにより、遅延プリズム５４Ｄは、入射位置毎に、光路長を変化させることが可能となる。

　また、図１２Ｄに示すように、例えば、遅延プリズム５４Ｄは、複数のプリズム５４Ｄ３が、円周方向に沿って並んで設けられるよう構成されていてもよい。プリズム５４Ｄ３同士は、互いに屈折率が異なり、例えば周方向に沿って屈折率が徐々に変化するように並んでいる。従って、図１２Ｃと同様に、長さＤ及び光路Ｏの長さは、入射位置毎に一定だが、入射位置毎に屈折率が変化するため、入射位置毎に光路長が変化する。

　なお、図１２Ｂから図１２Ｄの遅延プリズム５４Ｄの構成は、例えば第１実施形態のように、周方向に沿って複数設けられたものにも適用可能である。また、第１実施形態では、遅延プリズム５４を移動させたが、これに限られない。例えば、遅延プリズム５４を固定して、入射光を移動させる構成としても構わない。また、遅延プリズム５４を回転可能なホイール部５２に取り付け回転させたがこれに限られない。例えば、複数の遅延プリズム５４のそれぞれを独立に回転可能な駆動装置に取り付けて回転させても構わない。また、遅延プリズム５４は、回転移動をしたが、これに限られない。例えば、遅延プリズム５４を直線移動させても構わない。

　（第２実施形態）
　次に、第２実施形態について説明する。第１実施形態に係る光遅延装置２は、遅延プリズム５４を用いてプローブ光Ｌ３を遅延していたが、第２実施形態に係る光遅延装置２Ａは、光スイッチを用いてプローブ光Ｌ３が進行する透過部材６２を切り替えることで、光路長を変化させる。第２実施形態において、第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。

　図１３は、第２実施形態に係る光遅延装置を説明するための模式図である。図１３に示すように、第２実施形態に係る光遅延装置２Ａは、制御部１１Ａと、透過部２０Ａとを有する。透過部２０Ａは、透過部材６２ａ、６２ｂと、後述する光スイッチ６４とを有する。透過部材６２ａ、６２ｂは、プローブ光Ｌ３を透過可能な部材であり、本実施形態では、光ファイバである。以下、透過部材６２ａ、６２ｂを、互いに区別しない場合は、透過部材６２と記載する。なお、透過部材６２の数は、複数であれば任意である。

　透過部材６２ａ、６２ｂは、一方の端部が、入射光ファイバ３４Ａに互いに並列に接続されており、他方の端部が、出射光ファイバ３８Ａに互いに並列に接続されている。制御部１１Ａは、光路長制御部１１ｅによって光スイッチ６４を制御することにより、透過部材６２ａ、６２ｂのうちから、プローブ光Ｌ３を透過させる透過部材６２を選択する。制御部１１Ａは、プローブ光Ｌ３の透過経路、すなわち光路Ｏを、選択した透過部材６２を通る経路に切り替える。透過部材６２ａ、６２ｂは、長さが異なるように設定されているので、光遅延装置２Ａは、透過経路として選択した透過部材６２に応じて、光路Ｏの長さを変化させることができる。すなわち、第２実施形態に係る制御部１１Ａも、第１実施形態と同様に、透過部２０Ａ内での入射光の光路Ｏの長さを変化させることで、光路長を変化させて、出射光の遅延時間を制御しているといえる。

　以下、透過部２０Ａの構成についてより詳細に説明する。図１４は、第２実施形態に係る透過部の構成を示す模式図である。図１４に示すように、第２実施形態に係る透過部２０Ａは、遅延機構６０を有する。遅延機構６０は、方向性結合器型の光スイッチ機構である。遅延機構６０は、基板６１と、透過部材６２ａ、６２ｂと、光スイッチ６４とを有する。基板６１は、透過部材６２と光スイッチ６４とを保持する基板（クラッド）である。透過部材６２ａと透過部材６２ｂとは、基板６１上に設けられている。基板６１上の透過部材６２ａと透過部材６２ｂとの間には、光スイッチ６４が設けられている。透過部材６２ａと透過部材６２ｂとは、光スイッチ６４が設けられる領域に向かうに従って互いに近づくことで、光スイッチ６４が設けられる領域における互いの距離Ｋが、光スイッチが設けられていない領域における互いの距離より、短くなっている。

　光スイッチ６４は、印加される電界に応じて光の屈折率を変化させる部材である。本実施形態では、光スイッチ６４は、Ｇｅ_２Ｓｂ_２Ｔｅ_５で構成されているが、印加される電界に応じて光の屈折率又は位相を変化させる部材であればよい。光スイッチ６４は、透過部材６２ａと透過部材６２ｂとに接触するように設けられている。

　本実施形態では、透過部材６２ａが、入射光ファイバ３４Ａと一体で形成されている。そして、透過部材６２ｂは、光スイッチ６４を介して、入射光ファイバ３４Ａに接続されている。従って、透過部材６２ａと透過部材６２ｂとは、光スイッチ６４を介して、入射光ファイバ３４Ａに並列に接続されているということができる。ただし、透過部材６２ａは、入射光ファイバ３４Ａと一体で形成されていなくてもよく、光スイッチ６４を介して、入射光ファイバ３４Ａに接続されていればよい。

　制御部１１Ａは、光路長制御部１１ｅによって、光スイッチ６４に電流を流すことで、光スイッチ６４に電界を印加する。光スイッチ６４は、制御部１１Ａによる電流値のオンオフの切り替えによって、光の屈折率を変化させる。すなわち、光スイッチ６４は、電気光学効果によって、光の屈折率を変化させている。

　図１４に示すように、光スイッチ６４が光の屈折率を変化させると、入射光ファイバ３４Ａ内を進行するプローブ光Ｌ３の経路が切り替わる。例えば、図１４の上の絵が示すように、光スイッチ６４に電流が流れない場合、光スイッチ６４の光の屈折率が高くなる。この場合、入射光ファイバ３４Ａ内を進行するプローブ光Ｌ３は、透過部材６２ｂ側に進行せず、透過部材６２ａ側を進行して、プローブ光Ｌ４（出射光）として、出射光ファイバ３８Ａに入射する。一方、図１４の下の絵が示すように、光スイッチ６４に電流が流れると、光スイッチ６４の光の屈折率が低くなる。この場合、入射光ファイバ３４Ａ内を進行するプローブ光Ｌ３は、透過部材６２ｂ側を進行して、プローブ光Ｌ４（出射光）として、出射光ファイバ３８Ａに入射する。

　ここで、透過部材６２ａと透過部材６２ｂとは、長さが異なる。従って、制御部１１Ａは、光スイッチ６４に電界を印加して、プローブ光Ｌ３を透過させる透過部材６２を切り替えることで、光路Ｏの長さを変化させて光路長を変化させ、プローブ光Ｌ４の遅延時間を制御する。また、光遅延装置２Ａは、電界の印加によって透過部材６２を切り替えているため、高速に切り替えることが可能となる。

　また、上述のように、透過部材６２の数は、２つに限られない。例えば、透過部材６２ａ、６２ｂ以外の透過部材６２ｃを設けることで、光路Ｏの長さのバリエーションが多くなる。この場合、例えば、透過部材６２ｂと透過部材６２ｃとの間に、別の光スイッチ６４を設ける。そして、透過部材６２ａと透過部材６２ｂとの間の光スイッチ６４と、透過部材６２ｂと透過部材６２ｃとの間の光スイッチ６４とに電流を印加することで、入射光ファイバ３４Ａ内を進行するプローブ光Ｌ３が、透過部材６２ｃ側を進行することとなる。このように透過部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃの３つの経路を切り替えることで、光路Ｏの長さをより柔軟に変化させることができる。

　以下、制御部１１Ａが光スイッチ６４に電界を印加するタイミングを説明する。図１５は、制御部が光スイッチに電界を印加するタイミングを説明するタイムチャートである。制御部１１Ａは、クロック信号である光源制御信号を所定時間毎に光源部１０に出力する。光源部１０は、光源制御信号を受信する毎に、１つのパルスの光ビームＬ１を照射する。図１５の例では、制御部１１Ａは、１つの検査周期Ｃにおいて、タイミングＴｉ１、Ｔｉ２、Ｔｉ３、Ｔｉ４、Ｔｉ５のそれぞれのタイミングで、光源制御信号を出力している。光源部１０は、そのタイミング毎に光ビームＬ１を出力するため、光ビームＬ１から分岐したポンプ光Ｌ２は、タイミングＴｉ１、Ｔｉ２、Ｔｉ３、Ｔｉ４、Ｔｉ５にそれぞれ対応したパルスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｄ、Ｌ２Ｅとなる。

　一方、制御部１１Ａは、光ビームＬ１のパルス波の周期、すなわち１つのパルスから次のパルスまでの間の時間に基づき、プローブ光制御信号を出力する。プローブ光制御信号は、光スイッチ６４に印加する電流の信号である。図１５の例では、制御部１１Ａは、プローブ光制御信号を、タイミングＴｉ１、Ｔｉ２、Ｔｉ３，Ｔｉ４、Ｔｉ５のそれぞれのタイミングで、光スイッチ６４に出力する。制御部１１Ａは、タイミングＴｉ１、Ｔｉ２、Ｔｉ３、Ｔｉ４、Ｔｉ５において、それぞれ異なる光スイッチ６４にプローブ光制御信号、すなわち電流を印加している。従って、プローブ光Ｌ３が透過する透過部材６２は、各タイミングで切り替わる。従って、パルスＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｄ、Ｌ２Ｅに対応するプローブ光Ｌ４のパルスＬ４Ａ、Ｌ４Ｂ、Ｌ４Ｃ、Ｌ４Ｄ、Ｌ４Ｅは、それぞれタイミングの遅れ量が異なっている。なお、制御部１１Ａは、光源制御信号と同じタイミングで、プローブ光制御信号を出力しているが、１つのプローブ光制御信号の長さ、すなわち電流の印加時間を、光源制御信号より長くしている。これにより、光ビームＬ１の発生から若干遅れてプローブ光Ｌ３が透過部２０に到達した場合でも、そのプローブ光Ｌ３の到達時期にも、電流が印加され続けている。ただし、制御部１１Ａは、プローブ光Ｌ３の到達の遅れも考慮して、光源制御信号から若干遅れてプローブ光制御信号を印加してもよい。

　以上説明したように、第２実施形態に係る光遅延装置２Ａは、透過部２０Ａと光路長制御部１１ｅ（制御部１１Ａ）とを有する。透過部２０Ａは、複数の透過部材６２と、光スイッチ６４とを有する。透過部材６２は、入射した入射光（ここではプローブ光Ｌ３）を透過して、出射光（ここではプローブ光Ｌ４）を出射する。光スイッチ６４は、複数の透過部材６２に接続されて、入射光を入射させる透過部材６２を切り替える。光路長制御部１１ｅは、光スイッチ６４を制御して入射光を入射させる透過部材６２を切り替えることで、入射光の光路長を変化させる。この光遅延装置２Ａは、複数の透過部材６２を光スイッチ６４で切り替えることで光路長を変化させているため、遅延時間を適切に調整することができる。

　また、光スイッチ６４は、印加される電界に応じて光の屈折率又は位相を変化させる。光路長制御部１１ｅは、光スイッチ６４に電界を印加して屈折率又は位相を変化させることで、入射光を入射させる透過部材６２を切り替える。この光遅延装置２Ａは、電気光学効果を用いて、電界の印加により透過部材６２を切り替えるため、透過部材６２の切り替えを高速化して、遅延時間を適切に調整することができる。

　また、光路長制御部１１ｅは、光ビームＬ１のパルス波の周期に基づき、光スイッチ６４に印加する電界（ここではプローブ光制御信号）を制御する。光路長制御部１１ｅは、光ビームＬ１のパルス波の周期の情報を基に、光スイッチ６４に電界を印加しているため、透過部材６２の切り替えを適切なタイミングで行うことができる。

　また、透過部２０Ａは、方向性結合器型の光スイッチ６４を有している。光遅延装置２Ａは、このような光スイッチ６４を用いることで、透過部材６２の切り替えを適切に行うことができる。

　ただし、透過部２０Ａは、印加される電界に応じて光の屈折率又は位相を変化させる光スイッチを用いればよく、方向性結合器型の光スイッチを用いることに限られない。図１６は、第２実施形態に係る透過部の他の例を示す図である。図１６に示すように、透過部２０Ａは、マッハツェンダ型の光スイッチ機構である、遅延機構６０ａを有する。遅延機構６０ａは、透過部材６２ａ、６２ｂと、光スイッチ６４ａと、分岐部６８と、経路７０、７２と、結合部７４とを有する。分岐部６８は、入射光ファイバ３４Ａと接続されている方向性結合器である。経路７０、７２は、分岐部６８から分岐しており、分岐部６８に互いに並列に接続されている。経路７０、７２は、光ファイバなど、光を透過する部材で形成されている。結合部７４は、経路７０、７２の分岐部６８の接続箇所と反対の端部に接続されている。また、結合部７４は、透過部材６２ａ、６２ｂにそれぞれ並列に接続されている方向性結合器である。光スイッチ６４ａは、経路７２に取付けられており、経路７２及び結合部７４を介して、透過部材６２ａ、６２ｂに接続されている。光スイッチ６４ａは、制御部１１Ａによって電界が印加されることで、加熱される。

　光スイッチ６４ａによる透過部材６２ａと透過部材６２ｂとの切り替えは、以下のように行う。図１６の上側の絵は、光スイッチ６４ａに電界が印加されていない場合を示しており、光スイッチ６４ａが、経路７２を加熱していない。この場合、入射光ファイバ３４Ａからのプローブ光Ｌ３は、分岐部６８に入射する。分岐部６８は、プローブ光Ｌ３を、プローブ光Ｌ３Ａとプローブ光Ｌ３Ｂとに分岐する。プローブ光Ｌ３Ａとプローブ光Ｌ３Ｂとは、互いにπ／２の位相差が生じる。プローブ光Ｌ３Ａは、経路７０を進行して、結合部７４に到達する。プローブ光Ｌ３Ｂは、経路７２を進行して、結合部７４に到達する。

　プローブ光Ｌ３Ａは、結合部７４で、さらに、プローブ光Ｌ３Ａ１と、プローブ光Ｌ３Ａ２とに分岐される。同様に、プローブ光Ｌ３Ｂは、結合部７４で、プローブ光Ｌ３Ｂ１と、プローブ光Ｌ３Ｂ２とに分岐される。プローブ光Ｌ３Ａ１とプローブ光Ｌ３Ａ２とは、互いにπ／２の位相差が生じる。プローブ光Ｌ３Ｂ１とプローブ光Ｌ３Ｂ２とは、互いにπ／２の位相差が生じる。

　プローブ光Ｌ３Ａ１と、プローブ光Ｌ３Ｂ１とは、合波、すなわち干渉して、透過部材６２ａに向かう。この場合、プローブ光Ｌ３Ａ１と、プローブ光Ｌ３Ｂ１とは、位相差が、πとなっている。従って、プローブ光Ｌ３Ａ１とプローブ光Ｌ３Ｂ１とは、干渉により互いに弱め合い、透過部材６２ａには、プローブ光Ｌ３が到達しない。一方、プローブ光Ｌ３Ａ２と、プローブ光Ｌ３Ｂ２とは、合波、すなわち干渉して、透過部材６２ｂに向かう。この場合、プローブ光Ｌ３Ａ２と、プローブ光Ｌ３Ｂ２とは、位相差が、０となっている。従って、プローブ光Ｌ３Ａ２と、プローブ光Ｌ３Ｂ１とは、干渉により互いに強め合い、透過部材６２ｂには、プローブ光Ｌ３が到達する。このように、光スイッチ６４ａに電界が印加されていない場合は、透過経路、すなわち光路Ｏとして、透過部材６２ｂが選択される。

　図１６の下側の絵は、光スイッチ６４ａに電界が印加されている場合を示しており、光スイッチ６４ａが、経路７２を加熱している。この場合、経路７２を進行するプローブ光Ｌ３Ｂは、光スイッチ６４ａによる経路７２の加熱で、進行速度が低下する。プローブ光Ｌ３Ｂは、結合部７４に到達した際に、プローブ光Ｌ３Ｂに対する位相差が、πとなる。

　従って、プローブ光Ｌ３Ａ１と、プローブ光Ｌ３Ｂ１とは、位相差が２πとなる。そのため、プローブ光Ｌ３Ａ１とプローブ光Ｌ３Ｂ１とは、干渉により互いに強め合い、透過部材６２ａには、プローブ光Ｌ３が到達する。一方、プローブ光Ｌ３Ａ２と、プローブ光Ｌ３Ｂ２とは、位相差がπとなる。そのため、プローブ光Ｌ３Ａ２とプローブ光Ｌ３Ｂ２とは、干渉により互いに弱めあい、透過部材６２ｂには、プローブ光Ｌ３が到達しない。このように、光スイッチ６４ａに電界が印加されている場合は、透過経路、すなわち光路Ｏとして、透過部材６２ａが選択される。

　このように、透過部２０Ａは、マッハツェンダ型の光スイッチを有していても、透過部材６２の切り替えを適切に行うことができる。

　また、第２実施形態では、遅延機構６０（光スイッチ６４）をマトリクス状に配置することも可能である。図１７は、第２実施形態の他の例に係る透過部の構成を示す模式図である。図１７に示すように、透過部２０Ａは、遅延ユニット８０を有している。遅延ユニット８０は、マトリクス状に配列する複数の遅延機構６０と、中間光ファイバ８４とを有している。遅延機構６０同士は、透過部材６２で接続されている。また、マトリクス状に配列する複数の遅延機構６０は、入射遅延機構６０Ａと、出射遅延機構６０Ｂとを含んでいる。入射遅延機構６０Ａは、入射光ファイバ３４Ａに接続される遅延機構６０である。すなわち、入射遅延機構６０Ａが備える光スイッチ６４である入射光スイッチ６４Ａは、入射光ファイバ３４Ａに接続される。また、出射遅延機構６０Ｂは、出射光ファイバ３８Ａに接続される遅延機構６０である。すなわち、出射遅延機構６０Ｂが備える光スイッチ６４である出射光スイッチ６４Ｂは、出射光ファイバ３８Ａに接続される。

　中間光ファイバ８４は、入射遅延機構６０Ａ（入射光スイッチ６４Ａ）及び出射遅延機構６０Ｂ（出射光スイッチ６４Ｂ）以外の遅延機構６０（光スイッチ６４）に接続されている。以下、入射遅延機構６０Ａ及び出射遅延機構６０Ｂ以外の遅延機構６０を、他遅延機構と記載し、他遅延機構が有する光スイッチ６４を、他光スイッチと記載する。中間光ファイバ８４は、一方の端部が、他遅延機構（他光スイッチ）の１つに接続され、他方の端部が、他遅延機構（他光スイッチ）の他の１つに接続されている。中間光ファイバ８４は、本実施形態では、複数設けられ、互いに異なる他遅延機構に接続されている。図１７の例では、１つの中間光ファイバ８４は、他遅延機構６０Ｃ（他光スイッチ６４Ｃ）と、他遅延機構６０Ｄ（他光スイッチ６４Ｄ）とに接続されている。

　制御部１１Ａは、それぞれの遅延機構６０が備える光スイッチ６４に印加する電界を制御することで、プローブ光Ｌ３の遅延機構ユニット８０内での透過経路を設定する。さらに言えば、制御部１１Ａは、それぞれの遅延機構６０が備える光スイッチ６４のうち、どの光スイッチ６４に電界を印加するかを決定し、決定した光スイッチ６４に電界を印加することで、プローブ光Ｌ３の透過経路を設定する。例えば、制御部１１Ａは、光スイッチ６４の電界の印加を制御して、入射光ファイバ３４Ａから入射遅延機構６０Ａに入射されたプローブ光Ｌ３を、中間光ファイバ８４を通らずに、出射遅延機構６０Ｂから、直接出射光ファイバ３８Ａに到達させることができる。また、制御部１１Ａは、光スイッチ６４の電界の印加を制御して、入射光ファイバ３４Ａから入射遅延機構６０Ａに入射されたプローブ光Ｌ３を、他遅延機構６０Ｃと、中間光ファイバ８４と、他遅延機構６０Ｄとを通って、出射遅延機構６０Ｂから出射光ファイバ３８Ａに到達させることもできる。また、制御部１１Ａは、光スイッチ６４の電界の印加を制御して、プローブ光Ｌ３を、複数の中間光ファイバ８４を通る経路とすることもできる。また、制御部１１Ａは、同じ中間光ファイバ８４を複数回通る経路とすることもできる。すなわち、中間光ファイバ８４は、プローブ光Ｌ３が透過するかを選択される透過部材６２であるということができる。

　制御部１１Ａは、透過経路を、中間光ファイバ８４を通る経路とするか、中間光ファイバ８４を通らない経路とするかを選択することで、光路Ｏの長さを適切に調整することができる。また、このような構成とすることで、光ファイバの数を少なくすることができる。

　このように、透過部２０Ａは、マトリクス状に並ぶ複数の光スイッチ６４と、光スイッチ６４にそれぞれ接続される複数の透過部材６２とを有している。光路長制御部１１ｅは、複数の光スイッチ６４を制御することで、入射光（プローブ光Ｌ３）を入射させる透過部材６２を選択して、光路長を変化させる。透過部２０Ａは、このように光スイッチ６４を複数設けることで、光路長をより適切に調整することができる。

　また、光遅延装置２Ａは、入射光ファイバ３４Ａと、出射光ファイバ３８Ａと、中間光ファイバ８４とを有する。入射光ファイバ３４Ａは、複数の光スイッチ６４のうちの１つである入射光スイッチ６４Ａに接続されて、入射光（プローブ光Ｌ３）が入射される。出射光ファイバ３８Ａは、複数の光スイッチ６４のうちの他の１つである出射光スイッチ６４Ｂに接続される。出射光ファイバ３８Ａは、入射光ファイバ３４Ａを通った入射光を、出射光（プローブ光Ｌ４）として出射する。中間光ファイバ８２は、入射光スイッチ６４Ａ及び出射光スイッチ６４Ｂ以外の光スイッチ６４（他光スイッチ）に接続される。光路長制御部１１ｅは、光スイッチ６４を制御することで、入射光の透過経路、すなわち光路Ｏを、中間光ファイバ８２を通る経路とするか、中間光ファイバ８２を通らない経路とするかを選択する。この光遅延装置２Ａは、中間光ファイバ８４を通る経路とするか、中間光ファイバ８４を通らない経路とするかを選択することで、光路Ｏの長さを適切に調整することができる。また、このような構成とすることで、光ファイバの数を少なくすることができる。

　なお、第２実施形態においては、最長の透過経路と最短の透過経路との差が、２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下、すなわち第１実施形態の厚みＤｍａｘと同じ数値範囲となっている。最長の透過経路と最短の透過経路との差をこの数値範囲とすることで、テラヘルツ光Ｔ２のパルス１波長分を、適切に遅延させることが可能となる。ただし、最長の透過経路と最短の透過経路との差は、この数値範囲に限られず、用途に応じて任意に設定することができる。

　上記実施形態の検査装置１は、１台の装置で処理を行ったが複数組み合わせてもよい。図１８は、検査装置を有するシステムの構成を示す模式図である。次に、図１８を用いて、検査装置を有する製造システム３００について説明する。製造システム３００は、検査装置１と、複数台（図１８では２台）の検査装置１ａと、プログラム作成装置３０２とを、有する。検査装置１、１ａ、プログラム作成装置３０２は、有線または無線の通信回線で接続されている。検査装置１ａは、検査装置１と同様の構成である。プログラム作成装置３０２は、上述した検査装置１の制御装置で作成する種々の設定やプログラムを作成する。具体的には、プログラム作成装置３０２は、光源部１０の制御内容、発光部１４の制御内容、テラヘルツ光Ｔ１の照射位置の制御内容、受光部１８での電流検出の制御内容、および透過経路の制御内容を含む検査プログラム等を作成する。プログラム作成装置３０２は、作成したプログラムや、データを検査装置１、１ａに出力する。検査装置１ａは、領域及び範囲の情報や検査プログラムを検査装置１や、プログラム作成装置３０２から取得し、取得したデータ、プログラムを用いて、処理を行う。製造システム３００は、検査装置１や、プログラム作成装置３０２で作成したデータ、プログラムを用いて、検査装置１ａで検査を実行することで、作成したデータ、プログラムを有効活用することができる。

　次に、上述した検査装置を備えた製造システムについて、図１９を参照して説明する。図１９は、製造システムのブロック構成図である。本実施形態の製造システム２００は、上記の実施形態において説明したような検査装置２０１と、設計装置２０２と、成形装置２０３と、制御装置（検査装置）２０４と、リペア装置２０５とを備える。制御装置２０４は、内部構造記憶部２１０及び判断部２１１を備える。

　設計装置２０２は、被検査物Ｓの形状や組成に関する設計情報を作成し、作成した設計情報を成形装置２０３に送信する。また、設計装置２０２は、作成した設計情報を制御装置２０４の内部構造記憶部２１０に記憶させる。

　成形装置２０３は、設計装置２０２から入力された設計情報に基づいて、被検査物Ｓを作成する。検査装置２０１は、作成された被検査物Ｓの内部構造を検査し、検査結果（例えば画像データ）を制御装置２０４へ送信する。

　制御装置２０４の内部構造記憶部２１０は、設計情報を記憶する。制御装置２０４の判断部２１１は、内部構造記憶部２１０から設計情報を読み出す。判断部２１１は、検査装置２０１から受信した被検査物Ｓの内部構造の検査結果と、内部構造記憶部２１０から読み出した設計情報とを比較する。判断部２１１は、比較結果に基づき、被検査物Ｓが設計情報通りに成形されたか否かを判定する。換言すれば、判断部２１１は、作成された被検査物Ｓが良品であるか否かを判定する。判断部２１１は、被検査物Ｓが設計情報通りに成形されていない場合に、被検査物Ｓが修復可能であるか否か判定する。判断部２１１は、被検査物Ｓが修復できる場合、比較結果に基づいて不良部位と修復内容を算出し、リペア装置２０５に不良部位を示す情報と修復内容を示す情報とを送信する。

　リペア装置２０５は、制御装置２０４から受信した不良部位を示す情報と修復内容を示す情報とに基づき、構造物の不良部位を修復する。

　図２０は、製造システムによる処理の流れを示したフローチャートである。製造システム２００は、まず、設計装置２０２が被検査物Ｓに関する設計情報を作成する（ステップＳ１０１）。次に、成形装置２０３は、設計情報に基づいて被検査物Ｓを作成する（ステップＳ１０２）。次に、検査装置２０１は、作成された被検査物Ｓの内部構造を検査する（ステップＳ１０３）。次に、制御装置２０４の判断部２１１は、検査装置２０１で得られた検査結果と上記の設計情報とを比較することにより、被検査物Ｓが設計情報通りに作成されたか否か検査する（ステップＳ１０４）。

　次に、制御装置２０４の判断部２１１は、作成された被検査物Ｓが良品であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。製造システム２００は、作成された被検査物Ｓが良品であると判断部２１１が判定した場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、その処理を終了する。また、判断部２１１は、作成された被検査物Ｓが良品でないと判定した場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、作成された被検査物Ｓが修復できるか否か判定する（ステップＳ１０６）。

　製造システム２００は、作成された被検査物Ｓが修復できると判断部２１１が判定した場合（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、リペア装置２０５が被検査物Ｓの修復を実施し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０３の処理に戻る。製造システム２００は、作成された被検査物Ｓが修復できないと判断部２１１が判定した場合（ステップＳ１０６でＮｏ）、その処理を終了し、不良品を回収する。以上で、製造システム２００は、図２０に示すフローチャートの処理を終了する。

　本実施形態の製造システム２００は、上記の実施形態における検査装置２０１が被検査物Ｓの内部構造を高精度に検査することができるので、作成された被検査物Ｓが良品であるか否か判定することができる。また、製造システム２００は、被検査物Ｓが良品でない場合、被検査物Ｓを修復することができる。

　なお、本実施形態におけるリペア装置２０５が実行するリペア工程は、成形装置２０３が成形工程を再実行する工程に置き換えられてもよい。その際には、制御装置２０４の判断部２１１が修復できると判定した場合、成形装置２０３は、成形工程を再実行する。

　以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態や変形例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。前述の実施形態の各構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令が許容される限りにおいて、前述の各実施形態及び変形例で引用した検査装置などに関するすべての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。前述した実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態及び運用技術等は、すべて本実施形態の範囲に含まれる。

　１　検査装置
　２　光遅延装置
　１０　光源部
　１１　制御部
　１１ｅ　光路長制御部
　１２　光学系
　１４　発光部
　１６　被検査物保持部
　１８　受光部
　２０　透過部
　５２　ホイール部
　５４　遅延プリズム
　Ｄ　長さ
　Ｌ１　光ビーム
　Ｌ２　ポンプ光
　Ｌ３　プローブ光（入射光）
　Ｌ４　プローブ光（出射光）
　Ｏ　光路
　Ｓ　被検査物

Claims

　光ビームを遅延させる光遅延装置であって、
　入射した前記光ビームである入射光を透過して出射光として出射する透過部と、
　前記透過部内での前記入射光の光路長を変化させることで、前記出射光の遅延時間を制御する光路長制御部と、
　を有する、光遅延装置。
　前記透過部は、前記入射光が入射する入射面と、前記出射光を出射する出射面とを有し、前記入射面と出射面との間の厚みが、位置毎に異なったプリズムである遅延プリズムを備え、
　前記光路長制御部は、前記入射面における前記入射光の入射位置を変化させることで、前記光路長を変化させる、請求項１に記載の光遅延装置。
　前記透過部は、前記遅延プリズムが外周に取付けられて回転軸を中心に回転可能なホイール部を更に有し、
　前記光路長制御部は、前記ホイール部を回転させることで、前記入射面における前記入射光の入射位置を変化させる、請求項２に記載の光遅延装置。
　前記遅延プリズムは、前記ホイール部の外周に、前記ホイール部の周方向に沿って複数設けられる、請求項３に記載の光遅延装置。
　前記透過部は、前記ホイール部の回転軸を中心とした円の接線方向に対して傾斜した方向から、前記入射光が入射される、請求項３又は請求項４に記載の光遅延装置。
　前記遅延プリズムは、前記出射面が、前記入射面に対して傾斜している、請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の光遅延装置。
　前記遅延プリズムは、前記入射面が、前記入射光の進行方向に対して直交する平面に沿っており、前記出射面が、前記ホイール部の回転軸に直交する平面に沿っている、請求項６に記載の光遅延装置。
　前記透過部は、前記遅延プリズムからの出射光を、前記出射光の進行方向の反対方向に反射するコーナーキューブプリズムを更に有し、
　前記遅延プリズムは、前記コーナーキューブプリズムに反射された出射光を透過して、前記出射光を更に遅延させる、請求項６又は請求項７に記載の光遅延装置。
　前記透過部は、前記遅延プリズムからの出射光が入射され、入射した前記出射光の進行方向を、前記入射光の進行方向と平行な方向に屈折させて出射する調整プリズムを更に有する、請求項６又は請求項７に記載の光遅延装置。
　前記遅延プリズムは、前記入射面が、階段状となっており、階段状の各入射面は、前記出射面と平行となっている、請求項３又は請求項４に記載の光遅延装置。
　前記遅延プリズムは、前記階段状の各入射面が、前記入射光の進行方向に対して直交する平面に沿っており、かつ、前記ホイール部の回転軸に直交する平面に沿っている、請求項１０に記載の光遅延装置。
　前記透過部は、入射した前記入射光を透過して前記出射光を出射する複数の透過部材と、複数の前記透過部材に接続されて、前記入射光を入射させる前記透過部材を切り替える光スイッチと、を有し、
　前記光路長制御部は、前記光スイッチを制御して前記入射光を入射させる前記透過部材を切り替えることで、前記光路長を変化させる、請求項１に記載の光遅延装置。
　前記光スイッチは、印加される電界に応じて光の屈折率又は位相を変化させ、
　前記光路長制御部は、前記光スイッチに電界を印加して前記屈折率又は位相を変化させることで、前記入射光を入射させる前記透過部材を切り替える、請求項１２に記載の光遅延装置。
　前記入射光は、パルス波であり、
　前記光路長制御部は、前記パルス波の周期に基づき、前記光スイッチに印加する電界を制御する、請求項１３に記載の光遅延装置。
　前記透過部は、方向性結合器型の前記光スイッチを有する、請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の光遅延装置。
　前記透過部は、マッハツェンダ型の前記光スイッチを有する、請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の光遅延装置。
　前記透過部は、マトリクス状に並ぶ複数の前記光スイッチと、前記光スイッチにそれぞれ接続される複数の前記透過部材とを有しており、
　前記光路長制御部は、複数の前記光スイッチを制御することで、前記入射光を入射させる前記透過部材を選択して、前記光路長を変化させる、請求項１２から請求項１６のいずれか１項に記載の光遅延装置。
　複数の前記光スイッチのうちの１つである入射光スイッチに接続され、前記入射光が入射される入射光ファイバと、
　複数の前記光スイッチのうちの他の１つである出射光スイッチに接続され、前記入射光ファイバを通った前記入射光を、出射光として出射する出射光ファイバと、
　前記入射光スイッチ及び前記出射光スイッチ以外の前記光スイッチに接続される中間光ファイバと、を更に有し、
　前記光路長制御部は、前記光スイッチを制御することで、前記入射光の光路を、前記中間光ファイバを通る経路とするか、前記中間光ファイバを通らない経路とするかを選択する、請求項１７に記載の光遅延装置。
　請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の光遅延装置を用いた検査装置であり、
　パルス波である光ビームを発生させる光源部と、
　前記光ビームから分岐されたポンプ光が供給されることにより、被検査物に照射するテラヘルツ光を発生させる発光部と、
　前記被検査物に照射された後の前記テラヘルツ光と、前記光ビームから分岐されたプローブ光とを受光することで、前記被検査物の状態を受信する受光部と、
　前記プローブ光と前記ポンプ光とのパルスのタイミングをずらす前記光遅延装置と、
　を有する、検査装置。
　前記光遅延装置は、前記プローブ光が前記入射光として入射され、前記出射光である前記プローブ光を、前記ポンプ光に対して遅延させる、請求項１９に記載の検査装置。
　前記光源部は、前記光ビームとして、フェムト秒レーザを発生させる、請求項１９又は請求項２０に記載の検査装置。
　光ビームを遅延させる光遅延方法であって、
　入射した前記光ビームである入射光を透過して出射光として出射する透過部内での、前記入射光の光路長を変化させることで、前記出射光の遅延時間を制御する光路長制御することを有する、光遅延方法。
　請求項２２に記載の光遅延方法を用いた検査方法であって、
　パルス波である光ビームを発生させる発生することと、
　前記光ビームから分岐されたポンプ光が供給されることにより、被検査物に照射するテラヘルツ光を発生させる発光することと、
　前記被検査物に照射された後の前記テラヘルツ光と、前記光ビームから分岐されたプローブ光とを受光することで、前記被検査物の状態を受信する受光することと、を有し、
　前記光路長制御において、前記プローブ光と前記ポンプ光とのパルスのタイミングをずらす、検査方法。