利用太赫兹波获取物体信息的信息获取设备和信息获取方法

摘要

信息获取设备包括脉冲发生器9、检测器10、第一延迟单元15、第二延迟单元16和计算单元。脉冲发生器9由第一激光束激发，以生成脉冲形式的太赫兹波。检测器10由与第一激光束相干的第二激光束激发，从而检测来自被太赫兹波照射的物体2的太赫兹波。第一延迟单元15改变延迟时间，以使得检测器10能够检测来自物体2的太赫兹波的脉冲信号。第二延迟单元16改变延迟时间，改变量不大于检测器10检测的脉冲信号的时间宽度。计算单元按照当在第一延迟单元的延迟时间内第二延迟单元改变延迟时间时检测器10检测的信号信息，计算确定关于来自物体2的太赫兹波的脉冲信号的波峰的时间位置的信息。

说明书

技术领域

本发明涉及一种借助电磁波获得关于物体(对象)的性质和形状的信息的比如图像获取设备的信息获取设备，还涉及比如图像获取方法的信息获取方法。更具体地说，本发明涉及借助频率在30GHz和30THz之间的频率范围内的电磁波(下面称为太赫兹波)，获得关于对象的信息的比如图像获取设备的信息获取设备，还涉及利用太赫兹波的比如图像获取方法的信息获取方法。

背景技术

近年来已开发了利用太赫兹波的无损检测技术。这些技术包括代替X射线，安全地透视物体从而检查物体的成像技术。这种技术一般能够提供上述频率范围的电磁波的应用。另外，通过确定物质内部的吸收光谱和复介电常数来检查物质的物理性质(比如物质内部的结合情况)的光谱测定技术，分析物质内部的生物分子的分析技术，和估计物质内部的载流子的浓度和迁移率的技术。

在机场和海关借助利用太赫兹波的透视检查设备检查隐藏在行李中及旅客的衣服和身体中的违禁药品和危险物的尝试一直在进行中。用X射线辐射人体来检查人体产生暴露在辐射下的问题，于是利用太赫兹波的技术被认为是有效的。此外，在制造工厂中的生产线上，无损质量检查是重要的。于是，正在讨论把这种技术应用于IC的内部检查，粉末材料中的异物的检测，以及模制塑料产品中的缺陷的检测。

在这种应用中，重要的是获得层析图像。于是，提出一种用太赫兹波脉冲辐射检查物体，并关于延迟时间和脉形，分析由反射产生的多个脉冲从而获得层析图像的技术(参见专利文献1：日本专利申请特开No.11-108845)。上面引用的专利文献描述一个观察软盘内部的例子。还提出一种通过利用太赫兹波的反射或透射波，进行脉冲的时域波形的傅里叶变换，从而观察频谱以显示化学样品在物体内部沿深度方向上是如何分布的技术，多数情况下，所述物体可能是药物(专利文献2：日本专利申请特开No.2006-516722)。

作为生成太赫兹波的适宜技术，存在把从飞秒激光器发出的激光束照射到利用在衬底上形成的光导膜制备的并且具备还起电极作用的天线的光导开关器件上的已知方法(参见专利文献1)。尽管在低温下，在衬底上生长的LT-GaAs被广泛用作光导膜，然而另选地可以使用InGaAs、InAs或GaSb。

发明内容

不过，提出的如专利文献2中描述的使用普通THz时域光谱学(THz-TDS)的技术既未说明深度方向上检查物体的分辨率，也未说明提高该分辨率的任何手段。尽管该专利文献在例子中给出了在0.3毫米、0.6毫米和1.2毫米深度的图像(参见专利文献2的图12)，不过为了实际获得层析图像，在深度方向上需要高的分辨率。

更具体地说，上面提出的技术并不具备通过处理信号和分离信号，应付来自位于彼此邻近的两个或者多于两个的反射点的不同脉冲的系统。于是，脉冲的强度波动和脉冲位置的抖动起噪声的作用。从而，在其影响之下，只有时间间隙不小于脉冲的时间宽度的脉冲才能够被分离，只能够实现与所述时间间隙对应的在检查物体的深度方向上的分辨率水平。

鉴于上述问题，本发明提供一种借助太赫兹波获得关于物体的信息的信息获取设备，包括：脉冲发生器，适合于由第一光束激发，以产生太赫兹波脉冲；检测器，适合于由与第一光束相干的第二光束激发，以检测来自被太赫兹波脉冲照射的物体的太赫兹波；第一延迟单元，改变第二光束的延迟时间，以使检测器能够检测包含在来自物体的太赫兹波中的脉冲信号；第二延迟单元，以不大于检测器检测的脉冲信号的时间宽度的幅度，调整延迟时间；和计算单元，利用当延迟时间被第二延迟单元调整时从检测器输出的信号，计算确定关于包含在来自物体的太赫兹波中的脉冲信号的波峰的时间位置的信息。

优选地，如上所述的信息获取设备还可包括：成像单元，利用计算单元计算确定的关于时间位置的信息，形成包括物体内部的深度方向上的层析图像在内的图像；和扫描单元，相对改变被太赫兹波脉冲照射的物体的部位。

在本发明的另一方面，提供一种借助太赫兹波获得关于物体的信息的信息获取方法，包括：脉冲发生步骤，由第一光束进行激发，以产生太赫兹波脉冲；检测步骤，由与第一光束相干的第二光束进行激发，以检测来自被太赫兹波脉冲照射的物体的太赫兹波；第一延迟步骤，改变第二光束的延迟时间，以使检测器能够在检测步骤中检测包含在来自物体的太赫兹波中的脉冲信号；第二延迟步骤，以不大于在检测步骤中检测的脉冲信号的时间宽度的幅度，调整延迟时间；和计算步骤，利用当延迟时间被第二延迟单元调整时在检测步骤中检测的信号，计算确定关于包含在来自物体的太赫兹波中的脉冲信号的波峰的时间位置的信息。

优选地，如上所述的信息获取方法还可包括：成像步骤，利用在计算步骤中计算确定的关于时间位置的信息，形成包括物体内部的深度方向上的层析图像在内的图像；和扫描步骤，相对改变被太赫兹波脉冲照射的物体的部位。

对本发明的目的来说，可用于获得物体的层析图像的方法包括把物体的照射位置固定于二维平面、获得沿深度方向的信息、随后扫描物体以改变观察位置的方法，和指定物体的深度方向上的位置、并在二维平面上重复扫描物体的照射位置的操作、随后改变深度方向上的位置的方法。

在本发明的又一方面，提供一种借助太赫兹波获得关于物体的信息的信息获取设备，包括：脉冲发生器，适合于由第一光束激发，以产生太赫兹波脉冲；检测器，适合于由与第一光束相干的第二光束激发，以检测来自被太赫兹波脉冲照射的物体的太赫兹波；第一延迟单元，改变第二光束的延迟时间，以使检测器能够检测包含在来自物体的太赫兹波中的脉冲信号；和第二延迟单元，以不大于从检测器输出的脉冲信号的时间宽度的幅度，调整延迟时间；通过利用当延迟时间被第二延迟单元调整时从检测器输出的信号，获得关于包含在来自物体的太赫兹波中的脉冲信号的波峰的时间位置的信息。

从而，由于按照本发明的信息获取设备包括如上所述的第二延迟单元，因此它能够在不大于所检测的脉冲信号的时间宽度的时间中进行信号分离，从而在深度方向的分辨率得到改善的情况下，对应地获得关于物体的内部结构的信息。从而，可以借助非常能够穿透到物体中的太赫兹波，高分辨率地获得关于不能从表面看见的物体的内部结构的信息。

特别地，按照本发明，当获得物体的透射或反射的层析图像时，可以改善深度方向上的分辨率。从而，按照本发明的信息获取设备能够起太赫兹波成像设备(图像获取设备)的作用，用于在工业产品的连续生产线上的质检过程中或者在医疗诊断设备的操作中拾取高度精确的层析图像。

根据以下参考附图对例证实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是例1中使用的按照本发明的图像获取设备和图像获取方法的示意图。

图2A、2B和2C是所获得的太赫兹波信号的脉冲波形的示意图。

图3A、3B和3C是微振荡中第二延迟单元的信号获取的示意图。

图4是例2中使用的按照本发明的图像获取设备和图像获取方法的示意图。

图5是例3中使用的按照本发明的图像获取设备和图像获取方法的示意图。

图6是图解说明按照本发明的图像获取方法的第四实施例的流程图。

具体实施方式

如上所述，利用根据本发明的信息获取设备和信息获取方法，进行借助于第一光束的激发，从而生成太赫兹波脉冲(脉冲生成步骤)，进行借助于与第一光束相干的第二光束的激发，从而检测来自用太赫兹波脉冲照射的物体的太赫兹波(检测步骤)。

随后，改变第二光束相对于第一光束的延迟时间，以使检测器能够检测包含在来自于物体的太赫兹波中的脉冲信号(第一延迟步骤)，以不大于检测的脉冲信号的时间宽度的幅度，改变延迟时间(第二延迟步骤)。第一延迟单元执行前一改变，第二延迟单元执行后一改变。从而，根据在第一延迟单元产生的延迟时间中，关于当延迟时间被第二延迟单元改变时检测的信号的信息，计算确定关于包含在来自物体的太赫兹波中的脉冲信号的波峰的时间位置的信息(计算步骤)。

可按照各种不同的方式使用计算确定的关于时间位置的信息。当在物体中存在表现出折射率和/或介电常数的差异的界面时，产生反射脉冲，以产生将被检测的脉冲的波峰。于是，对外输出指示在物体内部的深度方向上与时间位置对应的位置存在或不存在界面的信号，或者指示与时间位置的位移对应的距离分隔界面的信号就足够了。一般来说，计算确定的信息被用于形成物体内部的图像(成像步骤)。可以仅仅对于用太赫兹波照射的物体的部位形成这种内部图像，或者可一维或二维地扫描被照射部位(扫描步骤)，以形成物体的横截面图像或者三维内部图像。

下面将说明按照本发明的信息获取设备的实施例和信息获取方法的实施例。图1是第一实施例的示意图，第一实施例是通过使用来自物体的反射波，获得物体的层析图像的图像获取设备。

就本实施例来说，从能够产生波长800纳米的约12飞秒光脉冲的飞秒激光器1发出的激光束由分束器3分成经过两个相应光路前进的激光束。第一激光束由透镜7会聚，并照射到通过在LT-GaAs(低温生长GaAs，已知其表现出很高的迁移率)上形成天线(antennal)而实现的光导元件9上。从而，生成脉宽不大于100飞秒的太赫兹波脉冲。上述脉冲发生器是利用这种光导元件9实现的。

由于GaAs的声子吸收的缘故，在普通GaAs衬底上形成的光导元件表现出分布波形。于是，理想的是通过仅仅把LT-GaAs膜(厚度2微米)转印到不表现出任何声子吸收的支承衬底，比如高电阻Si衬底上，制备元件。不过，该元件可形成于普通的GaAs衬底上，或者可以使用从诸如ZnTe或GaSb之类的EO(电光)晶体的表面直接生成的技术，尽管这种安排会影响深度方向上的分辨率。通常从电源18对脉冲生成方的光导元件9施加约10伏的DC(直流)偏压。生成的太赫兹波随着电压的升高而被增大，不过在取决于光导元件的形式的电压下会达到饱和。

分束器3产生的另一激光束(相对于第一激光束的相干第二激光束)经反射镜5和延迟系统，随后经反射镜4和透镜8，照射到另一光导元件10上，所述光导元件10是上面说明的检测器。

延迟系统是通过使用平台(stage)15、16和安装在平台16上的反向反射器17形成的。从而，第二激光束用作检测太赫兹波的选通信号。平台15起第一显示单元的作用，而平台16起第二延迟单元的作用。平台15、16可伸缩地(telescopically)整体组合，以调整激光束之一(第二激光束)的光路上的延迟时间。

光导元件9产生的太赫兹波经抛物面反射镜11、13照射在物体2上。从物体2反射的太赫兹波经抛物面反射镜14、12会聚到作为检测器的光导元件10上。和起发生器作用的光导元件9的情况一样，应注意起检测器作用的光导元件10的布置。

当物体2具有如图1中所示的横截面结构时(物体2中的曲线表示界面)，由于在每个界面出现的介电常数的差异，生成反射脉冲。

从而，多个反射回波脉冲到达检测器/光导元件10。照射到物体2上的太赫兹波被会聚，从而可见在物体2的表面上的不大于1cm的光束直径，从而能够显示物体2的横截面结构。于是，沿着图1中的箭头改变太赫兹波束和物体2的相对位置，以便获得物体2的整个图像。只需要沿着垂直于图2的方向(未示出)二维移动所述相对位置。从而能够获得通过对准深度方向的三维图像。一般可以使用借助驱动单元，比如电动机，驱动保持物体2沿导轨移动的保持元件的扫描单元。

下面将说明测量来自要获得其层析图像的物体2的反射脉冲的方法。该方法表征本实施例。

如上所述，延迟系统包括两个平台。平台15是具有能够扫描不小于10毫米的长行程的第一平台，并且平台15被驱动，从而以较低的速度移动，而平台16是能够以介于约几kHz和约100kHz之间的高速率(该频率是作为振荡幅度的函数选择的)振荡的具有不大于10微米的行程的第二平台。

第一平台15的行程可按照物体2在深度方向的厚度来确定，第二平台16的行程可按照在物体2的深度方向的要求分辨率来确定。第一平台的移动速度是按照在深度方向上获得层析图像的速度来确定的。对第一平台来说，一般在几秒到几分钟内移动几毫米就足够了。另一方面，第二平台以在从几kHz到约10kHz范围内的频率振荡，该频率明显大于用于获得太赫兹信号的调制频率(几百Hz到约1kHz)。于是，第二平台的移动速度被确定成约为太赫兹脉宽，或者说把第二平台移动约对应于该频率下约100飞秒的电磁波传播距离所必需的速度。

任何各种电动机可被用作驱动第一平台15的单元。适宜用于第一平台15的电动机可以是用于驱动照相机的变焦透镜的超声波电动机(或者表面波电动机)、电磁式直线电动机或者步进电动机。另一方面，压电致动器或者MEMS(微机电系统)装置可被用作驱动第二平台16的单元。通过不使用直线驱动系统，而是使用旋转驱动系统，可提高第二平台16的移动速度。例如，进入棱镜的激光束的入射角可被改变，以便通过借助棱镜透射系统控制棱镜的转动，改变激光束在棱镜中传播的距离。当进入棱镜的激光束的入射角被改变时，激光束在棱镜中传播的距离发生变化。从而其结果是能够以短的行程快速改变延迟时间。

第一平台15的操作和普通THz时域光谱学的操作类似。例如，能够观察到与通过6毫米行程的40皮秒延迟时间对应的脉冲。例如，能够观察到在物体2的最上表面反射的第一脉冲信号之后，在物体2内部中的各层的界面反射的多达5个脉冲信号。为了检测时间波形，电源18的电压被调整约1kHz，以调制照射在物体2上的太赫兹的脉冲串，并借助放大器19和锁相放大器(lock-in amplifier)26检测光导元件10的输出。

图1中的振荡器25并不被操作以检测时间波形。当物体2内部的界面仅仅相互间隔小的距离时，出现如图2A中的波峰20、21的彼此接近的波峰，使得难以快速、准确地分离它们。当照射到物体2上的太赫兹波的脉冲的脉宽为100飞秒时，以约为脉宽的时间延迟能够分离脉冲波峰的、物体2的深度方向上的距离由下面所示的公式表述。

3×10⁸(m/s)×100×10^-15(s)/2＝30μm

实际上，由于噪声的缘故，分辨率进一步降低，所述噪声可归因于由来自激发电源的光的波动造成的太赫兹波的强度波动，和由脉冲位置的波动造成的抖动。

鉴于该问题，在第一平台15上增加另一平台，或者第二平台16，并驱动第二平台16以不大于与在不小于几kHz的高速率下的脉冲时间宽度对应的距离的振幅振荡，从而调整第二激光束相对于第一激光束的延迟时间。几kHz的表述指的是0.5kHz和5kHz之间的范围，不过第二平台的调制并不局限于几kHz。换句话说，优选地，调制延迟时间，以便能够区分波峰，如后更详细所述。随后，通过利用起第二平台16的驱动信号源作用的振荡器25和锁相放大器26的同步检测，检测端仅仅取出调制信号的分量，降低噪声，并以增强的灵敏度水平测量波峰位置。注意，可通过不大于从发生器输出的脉冲的时间宽度的幅度，调整第二激光束的延迟时间。

下面将参考图3A到3C说明测量操作的基本原理。借助第二平台16施加振幅很小的振荡等同于借助第二平台16，以不大于脉宽的时间，对相对于图3A的脉冲信号的延迟时间施加的往复运动。检测的信号随振荡的中心位置是位于脉冲信号的正斜坡(P1)、位于脉冲信号的波峰位置(P2)还是位于脉冲信号的负斜坡(P3)而变化。图3B图解说明检测的信号是如何变化的。例如，当10kHz的正弦波被用于调制时，获得10kHz的强度调制信号，同时在当振荡的中心位置位于P1时和当振荡的中心位置位于P2时之间，相位被反转180°。此时，或者使第一平台15保持静止，或者相对于第二平台16的运动足够缓慢地移动。另一方面，当振荡的中心位置位于点P2时，强度调制信号示出20kHz的频率，该频率为10kHz的两倍。

图3C图解说明当振荡的中心被逐渐移动，并且借助10kHz低通滤波器(不同于图1的系统)，或者借助锁相放大器26(图1的系统)的同步检测取出10kHz分量时获得的振幅。简而言之，波峰位置可被检测为过零点，在所述过零点，正性被转变成负性或者负性被转换成正性。当第一平台15的运动接近于第一平台15的振荡速率时，它遭受多谱勒频移。这样的话，只需要以频移后获得的频率进行滤波处理或者同步检测处理即可。

当对如图2B中所示彼此相邻的波峰20、21施加上述操作时，获得如图2C中图解说明的信号输出。然后，能够检测到脉冲信号的波峰位置位于点22和23，点22和23是正性被转变成负性或者负性被转换成正性的过零点。借助这种技术，即使时间差不大于脉宽的1/10时，也能够进行脉冲分离。于是，当使用如上所述的太赫兹波脉冲时，能够实现表现出对于物体2的不小于10微米的深度(深度方向上)的分辨率的太赫兹层析图像获取设备。随后，如图2C中图解说明的设备的输出信号由控制设备的计算单元处理，所述控制设备一般可以是个人计算机(PC)。计算确定关于包含在来自物体2的太赫兹波中的脉冲信号的波峰的时间位置的信息，沿朝着底部的方向(深度方向上)获得的物体2内部的层析图像由如上所述通常可以为PC的控制设备的成像单元形成，并显示在控制设备的显示部分上。一般可以为PC的控制设备还配有保存用于控制其各个组件的操作的程序的控制单元。在后面将说明的例子中也应用上述配置。

如上所述，由于物体2中各层的各个界面处的介电常数的差异，产生反射脉冲，使得通过链接如在深度方向上观察的、与在每个扫描点获得的波峰的时间位置对应的物体的内部位置，能够获得物体的层析图像。通过连同波峰的时间位置一起获得振幅信息或者强度信息，并在考虑到深度方向上物体2的各层的物质的吸收系数和折射率的差异的情况下执行成像处理，能够获得更详细的层析图像。如下将更详细所述，能够进行关于脉冲波形的傅里叶变换，以获得将要被考虑的频率信息。

[例子]

下面将通过举例，更详细地说明本发明。

(例1)

按照本发明的例1对应于上面参考图1说明的实施例。更具体地说，例1是具有通过使用两个平台15、16形成的延迟系统的太赫兹波层析图像获取设备。本例采用表现出12飞秒的脉宽、并通过使用诸如钛-蓝宝石晶体之类的固体实现的飞秒激光器1，不过脉宽决不局限于此。脉宽将按照对于物体2的深度方向的分辨率规定的规范来确定，从而可以选择100飞秒的脉宽。

本例采用步进电动机来驱动第一平台15，采用压电致动器来驱动第二平台16。如前所述，第二平台16用于实现高速调制频移(modulation shift)。例如，借助10kHz下3微米振幅(波峰-波峰)的调制频移，实现与20飞秒时间的延迟时间对应的调制。对第二平台16应用如上所述的振荡，同时驱动第一平台15以约10毫米/分钟的速度扫描，以便捕捉与物体2的深度方向对应的反射脉冲。

此时，物体2和照射太赫兹波的相对位置被固定，以获得深度方向上的信息。更具体地说，借助用于调制第二平台16的10kHz调制信号，实现同步检测。从而，如上参考图2C所述，每次存在波峰时，能够获得表现出过零点的检测信号。

这样，通过在必要的区域中二维扫描物体2，能够获得整个物体2的三维图像，同时获得在每个扫描点处沿深度方向拍摄的层析图像。换句话说，在物体2的被太赫兹波的脉冲照射的部分被固定的状态下，在每个扫描点执行计算步骤之后，本例执行上述扫描步骤。

和普通的THz-TDS的情况不同，上述方法不涉及任何从时间波形获得FFT谱的操作，因为获得了与通过区分脉冲波形能够获得的波形类似的波形。尽管本方法对于获得较简单的层析图像没有任何问题，不过下述形式的方法可被用于获得频率信息，以便了解物体2的性质。

例如，存在既获取可借助普通THz-TDS获得的如图2B中图解说明的脉冲波形，又获得如图2C中图解说明的波峰检测信号的技术。对于这种技术来说，借助电源18，将应用于脉冲生成方光导元件9的电压被调整1kHz。另选地，借助1kHz的光斩波器(未示出)，调整太赫兹波的强度。从而，只需要通过频带分离，获得两种不同种类的信号。通过借助单个锁相放大器，适当地分时切换参考信号来检测信号，能够获得两种不同种类的信号。当然，可以使用两个锁相放大器。当获得类似于图2B的脉冲波形时，通过进行傅里叶变换能够获得频率信息。随后，通过比较频率信息和预先保存在数据库中的对应数据，能够排除引起该脉冲波形的那部分的层的材料和状态。当获得的信息被用于图像的着色和渐变时，可使待显示的层析图像更有意义。

本例适合于首先在每个扫描点获得深度方向信息，随后二维扫描物体2以便获得图像的图像获取技术。不过，首先通过在严格保持第一平台15，从而保持待观察位置的深度的时候，扫描物体2，来获得一维或二维图像，随后逐步移动第一平台15的位置，以顺序累积深度方向上的不同位置的图像的技术。换句话说，后一技术在第一延迟步骤中延迟时间被固定为预定值的条件下执行扫描步骤的时候执行上述计算步骤，并重复上面的操作。

尽管上面说明了检测反射脉冲的信号获取过程，不过另选地可以检测透射的脉冲。当获得透射脉冲时，在物体2的各层的表现出折射率的差异的界面处被多次反射的脉冲被检测器观察为透射脉冲。原则上，对反射脉冲和透射脉冲可以使用相同的信号处理方法。通过既分析反射脉冲又分析透射脉冲，能够获得更大量的信息。通过使用所述更大量的信息，能够显示更有意义的层析图像。反射脉冲信号和透射脉冲信号都包含关于物体2的各层物质的复介电常数的信息，从而都包含关于物体2的各层物质的折射率和频散谱(frequency dispersionspectrum)的信息。于是，物质能够被识别，同时，通过利用可从反射脉冲信号获得的关于厚度的信息，和可从透射脉冲信号获得的信息及数据库进行计算，能够改善层析图像的获取精度。

下面将说明按照本发明的获取包括层析图像在内的图像的图像获取设备和图像获取方法的几种可能应用。就工业产品来说，能够检测会存在于已加工工件的结构内部中的气泡、裂缝和瑕疵，并且能够分析这种工件的多层结构，包括涂层和保护膜。从而，按照本发明的图像获取设备和图像获取方法可在制造过程中使用，或者用于周期性退化诊断和瑕疵分析。能够用按照本发明的图像获取设备和图像获取方法检查的物体的例子包括模制塑料产品、各种卡、AV设备、便携式设备、办公设备和内部包括功能零件和功能材料(比如光敏元件)的重型机械的组件。

就机场的安全检查来说，尽管可以使用各种技术来检测隐藏在鞋子内的物体，不过难以检测固定在行李侧面以及通过缝合固定在衣服和鞋子内部的物体。不过，借助上面对于本例说明的设备和方法能够检测这种物体，因为所述设备和方法适合于物体的深度方向上分辨率高的反射成像和透射成像。

最后，在保健和医疗服务领域中，如上关于本例说明的设备和方法能够获得当摘除病灶部分，比如癌化部分时，当借助器官内观察镜观察器官内部时，当观察皮肤、牙齿或血管时，和当使用乳房X线照相术时，从来不可获得的信息。从而，本发明能够有助于改进医疗服务领域的诊断技术。

(例2)

在本发明的例2中，信息获取设备的两个平台分别被布置在两个独立的光路上。本例中，配有低速反向反射器并且表现出大行程的第一平台40被布置在检测端，配有高速反向反射器并且表现出小行程的第二平台41被布置在生成端，反射镜44介于它们之间。随后，第一延迟单元和第二延迟单元被插入彼此不同的相应光路中，以便独立地调整光路的延迟时间。注意图4中省略了电子系统的与例1相似的块，与例1相同的组件分别用相同的附图标记表示。

通过按照上述方式分离这两个平台，能够更可靠地消除比如振动噪声和多普勒频移的平台的相互干扰的影响。

尽管例1适合于通过移动物体2来扫描物体2，以便获得其层析图像，不过另选地，可使物体42保持固定，布置一对可移动的抛物面反射镜45、46作为扫描单元，如图4中图解说明的本例一样。随后，通过驱动反射镜47，48移动，使太赫兹波束扫描物体，以获得整个物体的图像。另选地，可通过使用多角镜而不是电流镜(galvano-mirror)，使太赫兹波束扫描物体。在其它方面，本例和例1相同。

(例3)

本发明的例3采用光纤激光器作为生成太赫兹波脉冲的激发电源。开发了使用掺杂诸如Er之类的稀土元素作为放大介质的光纤以便在1.55微米频带或其附近振荡的普通光纤激光器。仅仅通过使用光纤，10飞秒左右的飞秒激光器已被实现成脉冲激光器。

当光纤被用作生成太赫兹波的激发电源时，通过增加高次谐波生成部分以便在780纳米频带生成太赫兹波，能够使用和前述例子的情况一样的包含LT-GaAs的光导元件。另一方面，在InP衬底或者GaAs衬底上形成的LT-InGaAs外延层可用于生成太赫兹波，以使发生器能够通过利用1.55微米频带或1.06微米频带的激发光，借助光纤激光器直接生成太赫兹波。

本例不要求任何调整光轴的操作，因为光纤激光器50的输出仅仅借助光纤51、53、54耦合到太赫兹波发生部分55和检测部分56。另外，能够减少能量损耗。就图5的安排来说，两个光纤在光纤耦合器52中沿着预定的耦合长度彼此平行地延伸，用于使来自光纤激光器的激光束形成分支，从而产生第一激光束和第二激光束，所述激光束之一进入光纤54，而另一激光束进入光纤53。太赫兹波发生部分55是其中整体组合激光束会聚部分(它可被移动到光学延迟部分和光导元件之间的某处，这将在下面说明)、光学延迟部分、光导元件、太赫兹波发生窗口和控制方向性的透镜55a的模块。太赫兹波检测部分56是其中整体组合控制方向性的透镜56a、太赫兹波发生窗口、光导元件、光学延迟部分和激光束会聚部分(它可被移动到光学延迟部分和光导元件之间的某处)的模块。通过对激光束通过的光纤，或者电晶体应用一对电极，以便通过调制对其施加的电压并改变预定部分的折射率，调整延迟时间，可形成光学延迟部分。在第一延迟单元侧，可分别使电压的量值和调制速率大和小，而在第二延迟单元侧，分别使电压的量值和调制速率小和大。再次注意图5中省略了该电系统与例1类似的块。

如上所述，长行程的光学延迟部分和短行程的光学延迟部分分别分离地包含在太赫兹波发生部分55和检测部分56中。如上所述，光学延迟部分可被布置在仅仅由光纤形成的模块中，或者部分与光纤连接的模块中。从而，通过改变电场或温度，使诸如光纤之类的介质的折射率发生变化，从而产生传播延迟。于是，只有当使用上述延迟单元时，如果发生频散，那么延迟时间可能变得可变，从而取决于包含在脉冲中的频率分量。可能存在需要一般通过借助啁啾光纤光栅调整每个频率的延迟时间，修整脉冲波形的情况。

当类似于本例，使图像获取设备包括光纤激光器时，如果与包括固体激光器的设备相比，设备尺寸被减小，并且成本较低，还提供包括振荡稳定性极佳在内的优点。在其它方面，本例和例1相同。

(例4)

尽管上述例子在每个观察点沿深度方向获得图像，不过获得的层析图像会表现出不连续的部分，因为没有考虑每个层析图像中的横向分布。

本例适合于控制第一延迟单元，以便通过跟随反射脉冲的波峰位置，改变第一延迟单元产生的延迟时间，并实现扫描波峰位置的面内扫描操作。换句话说，通过横向追踪物体内各层的界面，注重横向连续性，能够获得图像。

尽管设备的配置和前述例子的设备配置类似，不过本例的系统控制过程不同于前述例子的系统控制过程。下面将参考图6的流程图说明本例的系统控制过程。

在开始测量操作之后，驱动第一平台15进行扫描，同时驱动第二平台16产生微振荡，以便检测波峰。如前所述，驱动第一平台15进行扫描，直到检测到过零点，并且识别出波峰的存在为止。当检测到波峰时，停止第一平台15的扫描操作，对第一平台15的位置进行反馈控制操作，使得信号输出可以固定在过零点。随后，把在扫描物体2和太赫兹波束的相对位置的时候，响应把扫描操作锁定在脉冲位置的反馈控制而获得的第一平台15的延迟位置保存在存储器中。借助这种安排，测量操作能够跟踪起反射面作用的物体2中各层的界面在深度方向上的位置。

当二维扫描物体2的操作结束时，终止反馈控制，并再次驱动第一平台15进行扫描，从而检测下一个波峰。重复上述操作循环，直到查出所有界面为止，此时终止测量操作。

从而，对于本例来说，按照本发明的借助太赫兹波获得物体信息的信息获取方法按照下述方式进行。在于第一延迟步骤中，使延迟时间可调整到预定时间段或其附近的状态下，执行扫描步骤的时候，执行计算步骤。随后，在使第一延迟步骤的延迟时间可调整到另一时间段或其附近的状态下，执行扫描步骤的时候，执行计算步骤。之后将重复上述操作循环。在使延迟时间可调整到预定时间段或其附近的状态下，对第一延迟步骤的延迟时间进行反馈控制，使得在执行扫描步骤的时候，可以不断地检测包含在来自物体的太赫兹波中的脉冲信号的波峰。延迟时间将被保存。

借助上述技术，与获得和合成每个扫描点的层析图像的技术相比，能够更准确地获得层在横向方向上的分布。

尽管关于例证实施例说明了本发明，不过本发明显然并不局限于公开的例证实施例。下述权利要求的范围应被赋予最宽广的解释，以包含所有修改及等同的结构和功能。

本申请要求2006年12月18日提交的日本专利申请No.2006-339295的优先权，在此通过引用整体并入该专利申请。