JP3462518B2 - 波長測定装置 - Google Patents
波長測定装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被測定光の波長分布を
検出する波長測定装置に関する。
検出する波長測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光波の周波数領域におけるパラメータの
一つに波長分布がある。この波長分布を測定する測定装
置には、従来よりプリズムや回折格子（グレーティン
グ）などの分散形分光器が用いられていた。分散形分光
器は、波長によって像のできる位置を変えることにより
測定するもので、図５（ａ）に示すリトロー形プリズム
モノクロメータ、図５（ｂ）に示すツェルニーターナー
形モノクロメータなどがある。これらは、入力スリット
からの光を、レンズや凹面鏡などのコリメータにより、
プリズムや回折格子に照射し、反射または回折光の内、
特定波長の光を出口スリットを通して検出する。構造が
比較的簡単で取扱い易いため、最近では光ファイバ用に
光波長検出器や光スペクトルアナライザに利用されてい
る。
一つに波長分布がある。この波長分布を測定する測定装
置には、従来よりプリズムや回折格子（グレーティン
グ）などの分散形分光器が用いられていた。分散形分光
器は、波長によって像のできる位置を変えることにより
測定するもので、図５（ａ）に示すリトロー形プリズム
モノクロメータ、図５（ｂ）に示すツェルニーターナー
形モノクロメータなどがある。これらは、入力スリット
からの光を、レンズや凹面鏡などのコリメータにより、
プリズムや回折格子に照射し、反射または回折光の内、
特定波長の光を出口スリットを通して検出する。構造が
比較的簡単で取扱い易いため、最近では光ファイバ用に
光波長検出器や光スペクトルアナライザに利用されてい
る。
【０００３】その他の従来の分光器の構成については、
文献「G.Kh.Kitaeva et al. Preprint submitted to Ph
ysical Review A. p.1〜p.11」に記載されている。
文献「G.Kh.Kitaeva et al. Preprint submitted to Ph
ysical Review A. p.1〜p.11」に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
分散形分光器を用いた波長測定装置は、分光媒質および
検出器により使用波長が制限されるといった問題があっ
た。また、分散形分光器に入射した被測定光は波長分布
の検出に利用できるだけで、この被測定光を別の受信器
に送信するといったような他用途には利用できなかっ
た。
分散形分光器を用いた波長測定装置は、分光媒質および
検出器により使用波長が制限されるといった問題があっ
た。また、分散形分光器に入射した被測定光は波長分布
の検出に利用できるだけで、この被測定光を別の受信器
に送信するといったような他用途には利用できなかっ
た。
【０００５】本発明は、これらの問題を解決することを
目的とする。
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の波長測定装置は、非線形光学特性を有する
光学素子と、この光学素子に励起光を照射してパラメト
リック発光を起こさせるレーザ光源と、レーザ光源から
の励起光の照射によって光学素子から出射する２本のパ
ラメトリック発生光のうち一方の発生光の光軸に一致さ
せて被測定光を光学素子に入射させるレーザ光源側に備
えられた光学手段と、光学素子からの２本のパラメトリ
ック発生光のうち他方の発生光を入射し、発生光の出射
角を検出する検出手段とを備え、検出手段で検出した出
射角に基づいて被測定光の波長を検出することを特徴と
する。
に、本発明の波長測定装置は、非線形光学特性を有する
光学素子と、この光学素子に励起光を照射してパラメト
リック発光を起こさせるレーザ光源と、レーザ光源から
の励起光の照射によって光学素子から出射する２本のパ
ラメトリック発生光のうち一方の発生光の光軸に一致さ
せて被測定光を光学素子に入射させるレーザ光源側に備
えられた光学手段と、光学素子からの２本のパラメトリ
ック発生光のうち他方の発生光を入射し、発生光の出射
角を検出する検出手段とを備え、検出手段で検出した出
射角に基づいて被測定光の波長を検出することを特徴と
する。
【０００７】ここで、レーザ光源は波長可変レーザであ
ってもよい。また測定手段は、ホトダイオードアレイ、
ストリークカメラ、または空間光変調器であってもよ
い。さらに光学手段と光学素子の間にチョッパーを配置
していてもよい。
ってもよい。また測定手段は、ホトダイオードアレイ、
ストリークカメラ、または空間光変調器であってもよ
い。さらに光学手段と光学素子の間にチョッパーを配置
していてもよい。
【０００８】
【作用】本発明の波長測定装置によれば、レーザ光源か
らの励起光を光学素子に照射させることによって発生す
る２本のパラメトリック発生光の内、少なくとも一方の
発生光の光軸に一致させて被測定光を光学素子に入射さ
せると、パラメトリック増幅された被測定光の情報を持
った２本のパラメトリック増幅光が、パラメトリック発
生光の発生方向と近似する波長に応じた方向に出力され
る。これらの増幅光の内いずれか一方の増幅光の出射角
を検出手段で検出することにより、被測定光の波長分布
を測定することができる。
らの励起光を光学素子に照射させることによって発生す
る２本のパラメトリック発生光の内、少なくとも一方の
発生光の光軸に一致させて被測定光を光学素子に入射さ
せると、パラメトリック増幅された被測定光の情報を持
った２本のパラメトリック増幅光が、パラメトリック発
生光の発生方向と近似する波長に応じた方向に出力され
る。これらの増幅光の内いずれか一方の増幅光の出射角
を検出手段で検出することにより、被測定光の波長分布
を測定することができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、添付図面
を参照して説明する。図１は、本実施例に係る波長測定
装置の構成を示すブロック図である。同図より、本実施
例の波長測定装置は、非線形光学特性を有する非線形光
学素子１０と、非線形光学素子１０にパラメトリック発
生を起こさせるための波長λｐのレーザ光１１を照射す
るレーザ装置１２と、レーザ光１１を非線形光学素子１
０に集光させる集光レンズ１３とを備える。また、被測
定光１４をコリメートして非線形光学素子１０に入射さ
せるコリメート用レンズ１５と、レーザ光１１の照射に
よって非線形光学素子１０から出射する波長λｄ、λｓ
の２本の自然放出パラメトリック発生光１６、１７の
内、パラメトリック発生光１６の入射位置を検出する検
出器１８と、検出器１８からの信号を演算する演算器１
９とを備えている。ここで、レーザ光１１、被測定光１
４、およびパラメトリック発生光１６、１７は同一平面
上にあるものとする。
を参照して説明する。図１は、本実施例に係る波長測定
装置の構成を示すブロック図である。同図より、本実施
例の波長測定装置は、非線形光学特性を有する非線形光
学素子１０と、非線形光学素子１０にパラメトリック発
生を起こさせるための波長λｐのレーザ光１１を照射す
るレーザ装置１２と、レーザ光１１を非線形光学素子１
０に集光させる集光レンズ１３とを備える。また、被測
定光１４をコリメートして非線形光学素子１０に入射さ
せるコリメート用レンズ１５と、レーザ光１１の照射に
よって非線形光学素子１０から出射する波長λｄ、λｓ
の２本の自然放出パラメトリック発生光１６、１７の
内、パラメトリック発生光１６の入射位置を検出する検
出器１８と、検出器１８からの信号を演算する演算器１
９とを備えている。ここで、レーザ光１１、被測定光１
４、およびパラメトリック発生光１６、１７は同一平面
上にあるものとする。
【００１０】本実施例では、波長λｓの被測定光１４を
パラメトリック発生光１７と光軸を一致させて入射して
いる。この入射によって、Ｇ倍（Ｇはパラメトリック増
幅のゲイン）にパラメトリック増幅された被測定光１４
の情報を持ったパラメトリック増幅光２７が、パラメト
リック発生光１７と同一方向に出力される。また、パラ
メトリック発生光１６の方向には、（Ｇ−１）倍にパラ
メトリック増幅された被測定光１４の情報を持ったパラ
メトリック増幅光２６が出力される。パラメトリック増
幅光２６の出射角は検出器１８で検出され、検出結果が
演算器１９に送られる。演算器１９ではこの検出結果を
用いて、次に示す原理に基づいた演算を行う。
パラメトリック発生光１７と光軸を一致させて入射して
いる。この入射によって、Ｇ倍（Ｇはパラメトリック増
幅のゲイン）にパラメトリック増幅された被測定光１４
の情報を持ったパラメトリック増幅光２７が、パラメト
リック発生光１７と同一方向に出力される。また、パラ
メトリック発生光１６の方向には、（Ｇ−１）倍にパラ
メトリック増幅された被測定光１４の情報を持ったパラ
メトリック増幅光２６が出力される。パラメトリック増
幅光２６の出射角は検出器１８で検出され、検出結果が
演算器１９に送られる。演算器１９ではこの検出結果を
用いて、次に示す原理に基づいた演算を行う。
【００１１】ここで、演算器１９で演算を行う際の原理
を図２を用いて説明する。同図に示すように、レーザ光
１１の光軸とパラメトリック増幅光２６の角度を、非線
形光学素子１０内部ではθdi、外部ではθdeとする。同
様に、レーザ光１１の光軸とパラメトリック増幅光２７
の角度を、非線形光学素子１０内部ではθsi、外部では
θseとする。また、非線形光学素子１０の屈折率を、
を図２を用いて説明する。同図に示すように、レーザ光
１１の光軸とパラメトリック増幅光２６の角度を、非線
形光学素子１０内部ではθdi、外部ではθdeとする。同
様に、レーザ光１１の光軸とパラメトリック増幅光２７
の角度を、非線形光学素子１０内部ではθsi、外部では
θseとする。また、非線形光学素子１０の屈折率を、
【００１２】
【数１】
【００１３】とすると、運動量保存の法則より、
【００１４】
【数２】
【００１５】となる。結晶角をθとすると、
【００１６】
【数３】
【００１７】となる。また、エネルギー保存の法則によ
り、
り、
【００１８】
【数４】
【００１９】となる。さらに、屈折の法則により、
【００２０】
【数５】
【００２１】となる。
【００２２】増幅特性については、被測定光１４の光子
数をＮｓ、パラメトリック増幅光２６の光子数をＮｄ
´、パラメトリック増幅光２７の光子数をＮｓ´とする
と、
数をＮｓ、パラメトリック増幅光２６の光子数をＮｄ
´、パラメトリック増幅光２７の光子数をＮｓ´とする
と、
【００２３】
【数６】
【００２４】となる。
【００２５】以上の（１）〜（９）式により、分光器と
しての特性が定まる。
しての特性が定まる。
【００２６】非線形光学素子１０のパラメータおよびレ
ーザ光１１の波長λｐが既知であれば、パラメトリック
増幅光２６の出射方向θdeから、被測定光１４の波長λ
ｓを知ることができる。
ーザ光１１の波長λｐが既知であれば、パラメトリック
増幅光２６の出射方向θdeから、被測定光１４の波長λ
ｓを知ることができる。
【００２７】今、被測定光１４に△λｓの波長範囲があ
るとすると、パラメトリック増幅光２６の出射方向にも
それに応じた幅△θdeが生じる。△λｓと△θdeは１対
１に対応しているので、パラメトリック増幅光２６の出
射方向幅△θdeを測定し、その値から演算することによ
り被測定光１４の波長範囲△λｓを知ることができる。
るとすると、パラメトリック増幅光２６の出射方向にも
それに応じた幅△θdeが生じる。△λｓと△θdeは１対
１に対応しているので、パラメトリック増幅光２６の出
射方向幅△θdeを測定し、その値から演算することによ
り被測定光１４の波長範囲△λｓを知ることができる。
【００２８】実際には、レーザ光１１によってもパラメ
トリック増幅光２６の出射方向幅△θdeが影響を受ける
が、この値はあらかじめ知ることができるので、演算に
より除くことができる。また、検出器１８で検出される
信号には、パラメトリック増幅光２６だけでなく、自然
放出パラメトリック発生光１６も含まれるが、この値も
あらかじめ知ることができるため、これらを減算するこ
とにより被測定光１４のみの情報を得ることができる。
トリック増幅光２６の出射方向幅△θdeが影響を受ける
が、この値はあらかじめ知ることができるので、演算に
より除くことができる。また、検出器１８で検出される
信号には、パラメトリック増幅光２６だけでなく、自然
放出パラメトリック発生光１６も含まれるが、この値も
あらかじめ知ることができるため、これらを減算するこ
とにより被測定光１４のみの情報を得ることができる。
【００２９】以上の原理により、パラメトリック増幅光
２６の出射方向の測定値に基づいて演算器１９で演算を
行い、被測定光１４の波長分布を知ることができる。
２６の出射方向の測定値に基づいて演算器１９で演算を
行い、被測定光１４の波長分布を知ることができる。
【００３０】なお、レーザ装置１２として波長可変レー
ザを用いれば、検出器１８の最大検出感度の波長を選択
することができ、高感度で被測定光１４の波長分布を測
定できる。つまり、（４）式に示すレーザ光波長λｐを
可変にすることにより、被測定光１４の波長λｓに関わ
らず、検出波長λｄは常に検出器１８の検出感度の高い
波長を選ぶことができるのである。さらに、被測定光１
４の波長λｓに全く感度のない検出器を使うこともでき
る。
ザを用いれば、検出器１８の最大検出感度の波長を選択
することができ、高感度で被測定光１４の波長分布を測
定できる。つまり、（４）式に示すレーザ光波長λｐを
可変にすることにより、被測定光１４の波長λｓに関わ
らず、検出波長λｄは常に検出器１８の検出感度の高い
波長を選ぶことができるのである。さらに、被測定光１
４の波長λｓに全く感度のない検出器を使うこともでき
る。
【００３１】例えば、検出器１８としてホトダイオード
アレイを使用する場合、波長６２０ｎｍ付近が検出感度
のピークとなるので、以下に示す表１のように被測定光
１４の波長にあわせてレーザ光１１の波長を選べばよ
い。
アレイを使用する場合、波長６２０ｎｍ付近が検出感度
のピークとなるので、以下に示す表１のように被測定光
１４の波長にあわせてレーザ光１１の波長を選べばよ
い。
【００３２】
【表１】
【００３３】次に、本実施例の具体例について、図３を
用いて説明する。図３は、本実施例を具体的な機器で構
成した斜視図である。本具体例では、非線形光学素子と
して、光学軸を２５°にカットした大きさ１５ｍｍ×１
５ｍｍ×１５ｍｍのＢＢＯ（β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）結晶３
０を使用し、これをレーザ装置３１から発生するポンプ
光３２の光軸に対し回転および平行移動可能なステージ
３３に設置する。レーザ装置３１には、モードロックＹ
ＡＧレーザを用いている。ポンプ光３２は、集光レンズ
３４によって、十分なパラメトリックゲインが得られる
光強度を得るように集光される。
用いて説明する。図３は、本実施例を具体的な機器で構
成した斜視図である。本具体例では、非線形光学素子と
して、光学軸を２５°にカットした大きさ１５ｍｍ×１
５ｍｍ×１５ｍｍのＢＢＯ（β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）結晶３
０を使用し、これをレーザ装置３１から発生するポンプ
光３２の光軸に対し回転および平行移動可能なステージ
３３に設置する。レーザ装置３１には、モードロックＹ
ＡＧレーザを用いている。ポンプ光３２は、集光レンズ
３４によって、十分なパラメトリックゲインが得られる
光強度を得るように集光される。
【００３４】本具体例では、レーザ装置３１の第２高調
波（波長λｐ＝５３０ｎｍ）を集光レンズ３４により１
ｍｍ径程に集光し、ＢＢＯ結晶３０に入射させている。
その結果、ＢＢＯ結晶３０における光強度は、数１００
ＭＷ／ｃｍ2 となる。
波（波長λｐ＝５３０ｎｍ）を集光レンズ３４により１
ｍｍ径程に集光し、ＢＢＯ結晶３０に入射させている。
その結果、ＢＢＯ結晶３０における光強度は、数１００
ＭＷ／ｃｍ2 となる。
【００３５】また、ＢＢＯ結晶３０へのポンプ光３２の
入射によって出力される自然放出パラメトリック発生光
３６の光軸に沿って、コリメート用レンズ３７によりコ
リメートされた被測定光３８が、ＢＢＯ結晶３０に入射
される。被測定光３８は、点光源３９からの出射光を集
光レンズ４０で集光して、試料４１を透過させたもので
ある。このため、被測定光３８は試料４１の材質に特有
の波長分布を有している。
入射によって出力される自然放出パラメトリック発生光
３６の光軸に沿って、コリメート用レンズ３７によりコ
リメートされた被測定光３８が、ＢＢＯ結晶３０に入射
される。被測定光３８は、点光源３９からの出射光を集
光レンズ４０で集光して、試料４１を透過させたもので
ある。このため、被測定光３８は試料４１の材質に特有
の波長分布を有している。
【００３６】被測定光３８として波長λｓ＝３μｍの光
がコリメート用レンズ３７によりコリメートされ、ポン
プ光３２の光軸に対して１７．７°で入射したとする。
被測定光３８の光子数をＮｓ＝１００個とし、パラメト
リックゲインをＧ＝１０とすると、被測定光３８は１０
倍にパラメトリック増幅され１０００個の光子となる
が、自然放出パラメトリック発生による光子９個が加わ
り、Ｎｓ´＝１００９個の光子がＢＢＯ結晶３０から出
射される。一方、θde＝３．７４°の方向には、９倍に
パラメトリック増幅された９００個の波長λｄ＝６４０
ｎｍの光子が出力されるが、自然放出パラメトリック発
生による光子９個が加わり、Ｎｄ´＝９０９個の光子が
結晶から出射される。
がコリメート用レンズ３７によりコリメートされ、ポン
プ光３２の光軸に対して１７．７°で入射したとする。
被測定光３８の光子数をＮｓ＝１００個とし、パラメト
リックゲインをＧ＝１０とすると、被測定光３８は１０
倍にパラメトリック増幅され１０００個の光子となる
が、自然放出パラメトリック発生による光子９個が加わ
り、Ｎｓ´＝１００９個の光子がＢＢＯ結晶３０から出
射される。一方、θde＝３．７４°の方向には、９倍に
パラメトリック増幅された９００個の波長λｄ＝６４０
ｎｍの光子が出力されるが、自然放出パラメトリック発
生による光子９個が加わり、Ｎｄ´＝９０９個の光子が
結晶から出射される。
【００３７】その際、被測定光３８に波長２．９９μｍ
の成分が含まれるとすると、その成分によるθde方向へ
の出射角度は、３．７３°となる。同様に、波長３．０
１μｍの成分によるθde方向への出射角度は３．７５°
となる。すなわち、被測定光の波長分布２．９９〜３．
０１μｍが、θde方向への出射角度の分布３．７３°〜
３．７５°に変換されたことになる。
の成分が含まれるとすると、その成分によるθde方向へ
の出射角度は、３．７３°となる。同様に、波長３．０
１μｍの成分によるθde方向への出射角度は３．７５°
となる。すなわち、被測定光の波長分布２．９９〜３．
０１μｍが、θde方向への出射角度の分布３．７３°〜
３．７５°に変換されたことになる。
【００３８】θde方向への角度分布を測定するために、
検出器としてホトダイオードアレイ４２をＢＢＯ結晶３
０からの距離およびポンプ光３２の光軸に対する角度が
移動可能になるようなステージ４３に設置する。ホトダ
イオードアレイ４２で検出された位置出力は表示部を備
えた演算器４４に送られる。演算器４４では、ホトダイ
オードアレイ４２で検出された位置出力および測定に関
するパラメータから被測定光３８の波長分布を求めるた
めの演算が行われる。
検出器としてホトダイオードアレイ４２をＢＢＯ結晶３
０からの距離およびポンプ光３２の光軸に対する角度が
移動可能になるようなステージ４３に設置する。ホトダ
イオードアレイ４２で検出された位置出力は表示部を備
えた演算器４４に送られる。演算器４４では、ホトダイ
オードアレイ４２で検出された位置出力および測定に関
するパラメータから被測定光３８の波長分布を求めるた
めの演算が行われる。
【００３９】例えば、２５μｍピッチのホトダイオード
アレイ４２をθde方向にＢＢＯ結晶３０から５０ｃｍ離
して配置したとすると、約３ｎｍの分解能で波長分布が
測定できる。
アレイ４２をθde方向にＢＢＯ結晶３０から５０ｃｍ離
して配置したとすると、約３ｎｍの分解能で波長分布が
測定できる。
【００４０】次に、広波長範囲を測定する方法について
説明する。被測定光３８の波長分布がある程度以上広く
なると、ＢＢＯ結晶３０への入射角度を変える必要があ
る。このため、本具体例では被測定光３８のＢＢＯ結晶
３０への入射角度を可変にできるように、可動鏡４５を
備えている。可動鏡４５の動きは、被測定光３８の波長
により必要な入射角度が得られるように可動する。この
可動鏡４５の動きは、コントローラ４６によって制御さ
れている。また、被測定光３８の入射角度が変わること
により、パラメトリック増幅光３５の出射方向も変わる
ため、ホトダイオードアレイ４２の位置も最適となるよ
うにコントローラ４６からの信号によってホトダイオー
ドアレイ４２の設置されたステージ４３の位置を変化さ
せる。コントローラ４６は、可動鏡４５の動きおよびホ
トダイオードアレイ４２の位置の情報を演算器４４に送
り、演算器４４ではこれらの情報から被測定光３８の波
長分布を演算する。
説明する。被測定光３８の波長分布がある程度以上広く
なると、ＢＢＯ結晶３０への入射角度を変える必要があ
る。このため、本具体例では被測定光３８のＢＢＯ結晶
３０への入射角度を可変にできるように、可動鏡４５を
備えている。可動鏡４５の動きは、被測定光３８の波長
により必要な入射角度が得られるように可動する。この
可動鏡４５の動きは、コントローラ４６によって制御さ
れている。また、被測定光３８の入射角度が変わること
により、パラメトリック増幅光３５の出射方向も変わる
ため、ホトダイオードアレイ４２の位置も最適となるよ
うにコントローラ４６からの信号によってホトダイオー
ドアレイ４２の設置されたステージ４３の位置を変化さ
せる。コントローラ４６は、可動鏡４５の動きおよびホ
トダイオードアレイ４２の位置の情報を演算器４４に送
り、演算器４４ではこれらの情報から被測定光３８の波
長分布を演算する。
【００４１】また、可動鏡４５を動かさずに、ＢＢＯ結
晶３０を設置したステージ３３を回転させても、被測定
光３８の波長により必要な入射角度を得ることができ
る。ステージ３３の動きはコントローラ４６よって制御
されている。また、被測定光３８の入射角度が変わるこ
とにより、パラメトリック増幅光３５の出射方向も変わ
るため、ホトダイオードアレイ４２の位置も最適となる
ようにコントローラ４６からの信号によって変化させ
る。コントローラ４６は、ステージ３３の動きおよびホ
トダイオードアレイ４２の位置の情報を演算器４４に送
り、演算器４４ではこれらの情報から被測定光３８の波
長分布を演算する。
晶３０を設置したステージ３３を回転させても、被測定
光３８の波長により必要な入射角度を得ることができ
る。ステージ３３の動きはコントローラ４６よって制御
されている。また、被測定光３８の入射角度が変わるこ
とにより、パラメトリック増幅光３５の出射方向も変わ
るため、ホトダイオードアレイ４２の位置も最適となる
ようにコントローラ４６からの信号によって変化させ
る。コントローラ４６は、ステージ３３の動きおよびホ
トダイオードアレイ４２の位置の情報を演算器４４に送
り、演算器４４ではこれらの情報から被測定光３８の波
長分布を演算する。
【００４２】なお、本具体例では、検出器としてホトダ
イオードアレイ４２を用いているので、被測定光３８の
波長幅に応じて空間的に広がったパラメトリック増幅光
３５を一度に検出できるため、高速な測定が可能とな
る。
イオードアレイ４２を用いているので、被測定光３８の
波長幅に応じて空間的に広がったパラメトリック増幅光
３５を一度に検出できるため、高速な測定が可能とな
る。
【００４３】また、ホトダイオードアレイ４２の代り
に、ストリークカメラまたは空間光変調器を用いてもよ
い。ストリークカメラを用いた場合には被測定光３８の
波長範囲と同時に時間的な特性を測定することができ
る。空間光変調器を用いた場合には演算を光学的に行う
ことができるため、高速な測定が可能となる。
に、ストリークカメラまたは空間光変調器を用いてもよ
い。ストリークカメラを用いた場合には被測定光３８の
波長範囲と同時に時間的な特性を測定することができ
る。空間光変調器を用いた場合には演算を光学的に行う
ことができるため、高速な測定が可能となる。
【００４４】さらに、図４に示すように、コリメート用
レンズ３７とＢＢＯ結晶３０の間にチョッパー５０又は
光シャッターを設置し、チョッパー５０とホトダイオー
ドアレイ４２を同期させることにより、さらに高精度の
測定が可能となる。
レンズ３７とＢＢＯ結晶３０の間にチョッパー５０又は
光シャッターを設置し、チョッパー５０とホトダイオー
ドアレイ４２を同期させることにより、さらに高精度の
測定が可能となる。
【００４５】なお、パラメトリック増幅光３５を測定し
たにも関わらず、被測定光３８の情報はパラメトリック
増幅光３６に含まれているため、被測定光３８の情報を
繰り返し利用することができる。また増幅作用があるた
め、微弱な非測定光３８の測定も可能である。
たにも関わらず、被測定光３８の情報はパラメトリック
増幅光３６に含まれているため、被測定光３８の情報を
繰り返し利用することができる。また増幅作用があるた
め、微弱な非測定光３８の測定も可能である。
【００４６】さらに、非線形光学素子としてはＢＢＯ結
晶３０以外にも、ＫＨ2 ＰＯ4 （ＫＤＰ）、ＫＤ2 ＰＯ
4 （ＫＤ* Ｐ）、ＬｉＩＯ3 、ＮＨ4 Ｈ2 ＰＯ4 （ＡＤ
Ｐ）、ＬｉＮｂＯ3 、ＬｉＢ3 Ｏ5 などパラメトリック
発生が起こるものなら何でも用いることができる。ま
た、非線形光学素子の形は直方体だけとは限らない。例
えば、導波路型やファイバー型や被測定光の入射面を被
測定光の光軸に対し垂直になるような形としてもよい。
晶３０以外にも、ＫＨ2 ＰＯ4 （ＫＤＰ）、ＫＤ2 ＰＯ
4 （ＫＤ* Ｐ）、ＬｉＩＯ3 、ＮＨ4 Ｈ2 ＰＯ4 （ＡＤ
Ｐ）、ＬｉＮｂＯ3 、ＬｉＢ3 Ｏ5 などパラメトリック
発生が起こるものなら何でも用いることができる。ま
た、非線形光学素子の形は直方体だけとは限らない。例
えば、導波路型やファイバー型や被測定光の入射面を被
測定光の光軸に対し垂直になるような形としてもよい。
【００４７】
【発明の効果】本発明の波長測定装置であれば、レーザ
光源からの励起光を光学素子に照射させることによって
発生する２本のパラメトリック発生光の内、少なくとも
一方の発生光の光軸に一致させて被測定光を光学素子に
入射させると、パラメトリック増倍された被測定光の情
報を持った２本のパラメトリック増幅光が、パラメトリ
ック発生光の発生方向と近似する波長に応じた方向に出
力される。これらの増幅光の内いずれか一方の増幅光の
出射角を検出手段で検出することにより、被測定光の波
長分布を測定することができる。
光源からの励起光を光学素子に照射させることによって
発生する２本のパラメトリック発生光の内、少なくとも
一方の発生光の光軸に一致させて被測定光を光学素子に
入射させると、パラメトリック増倍された被測定光の情
報を持った２本のパラメトリック増幅光が、パラメトリ
ック発生光の発生方向と近似する波長に応じた方向に出
力される。これらの増幅光の内いずれか一方の増幅光の
出射角を検出手段で検出することにより、被測定光の波
長分布を測定することができる。
【００４８】ここで、レーザ光源に波長可変レーザを用
いれば、被測定光の波長によらず検出手段に与えられる
信号光の波長を変化させることができ、検出手段の最高
感度の波長で増幅光の出射角を検出することができる。
いれば、被測定光の波長によらず検出手段に与えられる
信号光の波長を変化させることができ、検出手段の最高
感度の波長で増幅光の出射角を検出することができる。
【００４９】また、光学素子から出射される２本のパラ
メトリック増幅光の内、一方の増幅光を用いて測定して
いるので、他の一方の増幅光は別の用途に利用すること
ができる。したがって、被測定光の情報を繰り返し利用
することができる。
メトリック増幅光の内、一方の増幅光を用いて測定して
いるので、他の一方の増幅光は別の用途に利用すること
ができる。したがって、被測定光の情報を繰り返し利用
することができる。
【００５０】さらに、光学素子に入射された被測定光
は、増幅して出力されるので、微弱な被測定光でも波長
分布を検出することができる。
は、増幅して出力されるので、微弱な被測定光でも波長
分布を検出することができる。
【００５１】ここで、検出手段にホトダイオードアレイ
を用いれば、分光波形が一度に測定できる。また検出手
段にストリークカメラを用いれば、分光とともに時間的
な特性が同時に測定できる。さらに検出手段に空間光変
調器を用いれば、光学的に演算できるので高速な測定が
可能である。
を用いれば、分光波形が一度に測定できる。また検出手
段にストリークカメラを用いれば、分光とともに時間的
な特性が同時に測定できる。さらに検出手段に空間光変
調器を用いれば、光学的に演算できるので高速な測定が
可能である。
【図１】本実施例に係る波長測定装置の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】レーザ光の光軸とパラメトリック増幅光との角
度を示す図である。
度を示す図である。
【図３】本実施例を具体的な機器で構成した斜視図であ
る。
る。
【図４】コリメート用レンズとＢＢＯ結晶の間にチョッ
パーを設けた平面図である。
パーを設けた平面図である。
【図５】従来の分散形分光器の構成例を示す平面図であ
る。
る。
１０…非線形光学素子、１１…レーザ光、１２、３１…
レーザ装置、１３、３４、４０…集光レンズ、１４、３
８…被測定光、１５、３７…コリメート用レンズ、１
６、１７…パラメトリック発生光、１８…検出器、１
９、４４…演算器、２６、２７、３５、３６…パラメト
リック増幅光、３０…ＢＢＯ結晶、３２…ポンプ光、３
３、４３…ステージ、３９…点光源、４１…試料、４２
…ホトダイオードアレイ、４５…可動鏡、４６…コント
ローラ。
レーザ装置、１３、３４、４０…集光レンズ、１４、３
８…被測定光、１５、３７…コリメート用レンズ、１
６、１７…パラメトリック発生光、１８…検出器、１
９、４４…演算器、２６、２７、３５、３６…パラメト
リック増幅光、３０…ＢＢＯ結晶、３２…ポンプ光、３
３、４３…ステージ、３９…点光源、４１…試料、４２
…ホトダイオードアレイ、４５…可動鏡、４６…コント
ローラ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−34437（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−95178（ＪＰ，Ａ)
電気通信学会論文誌，1983年 ２月,
Ｖｏｌ．Ｊ66−Ｃ，Ｎｏ．２， ｐ163
−164
ＯＰＴＩＣＳ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴ
ＩＯＮＳ，1984年，Ｖｏｌ．49，Ｎｏ.
１，ｐ75−78
Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓｉｃｓ,
1991年，Ｖｏｌ．70，Ｎｏ．10
（1991），ｐ5205−5210
ＩＥＥＥ Ｊ． Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅ
ｌｅｃ．，1991年，Ｖｏｌ．27，Ｎｏ.
６，ｐ1520−1530
Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ，1991年，Ｖｏｌ．９，Ｎ
ｏ．７，ｐ906−917
Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ,
1991年，Ｖｏｌ．59，Ｎｏ．８，ｐ896
−898
東京大学工学部総合試験所年報，1991
年，第50巻，ｐ79−85
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01J 3/00 - 3/52
G01J 4/00 - 4/04
G01J 9/00 - 9/02
G02F 1/39
ＪＯＩＳ，ＰＡＴＯＬＩＳ
Claims (6)
- 【請求項１】 非線形光学特性を有する光学素子と、 この光学素子に励起光を照射してパラメトリック発生を
起こさせるレーザ光源と、 前記レーザ光源からの励起光の照射によって前記光学素
子から出射する２本のパラメトリック発生光のうち一方
の発生光の光軸に一致させて被測定光を前記光学素子に
入射させる前記レーザ光源側に備えられた光学手段と、 前記光学素子からの２本のパラメトリック発生光のうち
他方の発生光を入射し、発生光の出射角を検出する検出
手段とを備え、前記検出手段で検出した出射角に基づい
て前記被測定光の波長を検出することを特徴とする波長
測定装置。 - 【請求項２】 前記レーザ光源は、波長可変レーザであ
ることを特徴とする請求項１記載の波長測定装置。 - 【請求項３】 前記検出手段は、ホトダイオードアレイ
であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
波長測定装置。 - 【請求項４】 前記検出手段は、ストリークカメラであ
ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の波長
測定装置。 - 【請求項５】 前記検出手段は、空間光変調器であるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２記載の波長測定
装置。 - 【請求項６】 前記光学手段と前記光学素子の間にチョ
ッパー又は光シャッターを配置したことを特徴とする請
求項１から請求項５のいずれか一項に記載の波長測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02431993A JP3462518B2 (ja) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | 波長測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02431993A JP3462518B2 (ja) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | 波長測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06235950A JPH06235950A (ja) | 1994-08-23 |
| JP3462518B2 true JP3462518B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=12134868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02431993A Expired - Fee Related JP3462518B2 (ja) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | 波長測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3462518B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7110686B2 (ja) * | 2018-04-04 | 2022-08-02 | 株式会社Ihi | 濃度測定装置 |
-
1993
- 1993-02-12 JP JP02431993A patent/JP3462518B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (7)
| Title |
|---|
| Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ，１９９１年，Ｖｏｌ．５９，Ｎｏ．８，ｐ８９６−８９８ |
| ＩＥＥＥ Ｊ． Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃ．，１９９１年，Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．６，ｐ１５２０−１５３０ |
| Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓｉｃｓ，１９９１年，Ｖｏｌ．７０，Ｎｏ．１０（１９９１），ｐ５２０５−５２１０ |
| Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９１年，Ｖｏｌ．９，Ｎｏ．７，ｐ９０６−９１７ |
| ＯＰＴＩＣＳ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ，１９８４年，Ｖｏｌ．４９，Ｎｏ．１，ｐ７５−７８ |
| 東京大学工学部総合試験所年報，１９９１年，第５０巻，ｐ７９−８５ |
| 電気通信学会論文誌，１９８３年 ２月，Ｖｏｌ．Ｊ６６−Ｃ，Ｎｏ．２， ｐ１６３−１６４ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06235950A (ja) | 1994-08-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
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|
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