CN101371192B - 光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光源装置，其具有可以生成SC光的基本构造，同时还具有可以对该SC光的频谱波形进行整形、功率调节、或对包含该SC光的脉冲列的重复频率进行调节的构造。例如，可以对频谱波形进行整形的光源装置具有：种光源，其射出作为脉冲列或连续光的种光；光纤，其基于该种光生成SC光；以及频谱整形单元，其使该SC光的频谱波形整体或部分地变化。频谱波形的整形是指，例如通过使种光源和光纤之间的光耦合效率变化而使种光的最大功率变化，由此使SC光的频谱适当地变形。

Description

光源装置

技术领域

本发明涉及一种用于输出超连续(SC：Supercontinuum)光的光源装置。 

背景技术

作为宽频光源之一的SC光源，从其高输出性、宽频性、频谱平坦性等观点出发，是可以应用在各种应用领域中的重要光源。作为上述SC光源装置提出了各种结构，其中由于在光纤内生成SC光的结构简单，可以容易地使相互作用长度变长，并且频谱控制也容易，所以被广泛地使用。 

另外，作为上述SC光源装置，已知例如专利文献1所述的相干宽频光源，或者非专利文献1所述的宽频近红外脉冲激光光源。 

专利文献1：特开平11-160744号公报 

非专利文献1：奥野等5人，“「光ファィバ一の非線形性を応用した広带域近赤外パルスレ一ザ光源」，第21回近赤外フォ一ラム講演要旨集，近赤外研究会”，2005年11月，p.173 

发明内容

发明人针对现有的SC光源装置进行研究，其结果，发现下述课题。即，随着应用领域不同，有时希望一边改变SC光的频谱形状一边进行利用。 

例如，在红外分光测定中按顺序测定多个物质的浓度时，如果可以与该多个物质各自固有的吸收波长对应而改变SC光的频谱形状，则可以使测定精度进一步提高。但是，在现有的SC光源装置中，难以如上述那样将SC光的频谱波形整体或部分地变形。 

另外，在红外分光测定中，被测定对象物是低散射体时，为了 高精度地测定散射光，有时希望将照射至被测定对象物的SC光的功率增强。相反，为了避免由于SC光和被测定对象物之间的相互作用而使被测定对象物老化或变质，有时还希望将照射至被测定对象物的SC光的功率减弱。并且，期望在调节SC光的功率时，可以在维持SC光的频谱波形的同时调节功率，以保持测定精度。 

此外，利用光纤进行的SC光的生成，是通过使强脉冲光(种脉冲光)入射至光纤中而实现的。这样，从光纤射出的SC光也成为脉冲状，其重复频率与种脉冲光的重复频率一致。上述周期性的脉冲状SC光用于例如研究被测定对象物的荧光寿命的波长依赖性时等。特别地，如果重复频率小于或等于100MHz，则可以容易地使种脉冲光的单个脉冲的功率变大。因此，可以容易地得到例如频带宽度为500nm的频带非常宽的SC光，适于在研究荧光寿命的波长依赖性时使用。但是，在此情况下，如果脉冲的重复频率是恒定的，则无法以与各种被测定对象物的荧光寿命长度对应的周期照射SC光。其结果，在现有的SC光源装置中，测定精度及测定效率被限制得较低。 

本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种光源装置，其具有生成SC光的基本构造，同时还具有下述构造中的任意一种：用于使射出的SC光的频谱波形整体或部分地变形的构造；用于在维持射出的SC光的频谱波形的同时使SC光的功率变化的构造；以及用于将包含SC光的脉冲列的重复频率进行任意变更的构造。 

本发明所涉及的光源装置，作为基本构造具有：种光源，其射出作为光脉冲列或连续光的种光；以及光纤，其基于该种光生成频谱宽度扩大后的SC光。 

第1实施例所涉及的光源装置具有：种光源；光纤，其用于生成SC光；以及频谱整形单元，其用于使SC光的频谱波形整体或部分地变形。另外，本第1实施例所涉及的光源装置，主要具有利用光脉冲列作为种光的第1结构和利用连续光作为种光的第2结构。 

根据利用光脉冲列作为种光的、第1实施例所涉及的第1结构的光源装置，利用频谱整形单元可以使SC光的频谱波形整体或部分地变形。由此，例如在红外分光测定中顺序测定多个物质的浓度时， 可以与该多个物质各自固有的吸收波长对应而改变SC光的频谱形状，进一步提高测定精度。 

另外，在第1实施例所涉及的第1结构的光源装置中，频谱整形单元也可以通过使光脉冲列所包含的各脉冲的最大功率变化而使SC光的频谱形状变化。由此，可以进行SC光的频谱宽度的扩大、缩小或频谱强度的波长依赖性的变更。 

在第1实施例所涉及的第1结构的光源装置中，频谱整形单元也可以通过使种光源所包含的激励用激光光源的输出功率变化，从而使光脉冲列所包含的各脉冲的最大功率变化。激励用激光光源的输出功率可以通过供给至激励用激光光源的电流量而容易地控制。由此，根据该第1结构的光源装置，可以使用如激励用激光光源的电流量这样的一个参数而使光脉冲列所包含的各脉冲的最大功率容易地变化。 

在第1实施例所涉及的第1结构的光源装置中，频谱整形单元也可以包括放大率可变的光放大器，其在种光源和光纤之间与它们光学结合。通过由光放大器放大光脉冲列所包含的各脉冲的最大功率，并且任意调节放大率，可以容易地控制SC光的频谱形状。另外，在此情况下，由于种光源的输出功率也可以是恒定的，所以能够得到稳定的光脉冲列。另外，在此情况下，也可以使入射至光放大器的光的频谱形状和从光放大器射出的光的频谱形状彼此不同。通过在入射至光纤的光脉冲列的各脉冲的最大功率的基础上，进一步考虑光放大器导致的光脉冲列的频谱形状变化，可以使SC光的频谱形状进一步接近期望形状。 

在第1实施例所涉及的第1结构的光源装置中，频谱整形单元也可以是配置在种光源和光纤之间的衰减率可变的光衰减器。通过由该光衰减器使光脉冲列所包含的各脉冲的最大功率衰减，并且任意调节衰减率，可以控制光脉冲列的各脉冲的最大功率，而不会对光脉冲列的噪声特性、时间波形及频谱形状产生较大影响。由此，根据本第1实施例所涉及的第1结构的光源装置，可以高精度地控制SC光的频谱整形。 

另外，在第1实施例所涉及的第1结构的光源装置中，频谱整 形单元也可以利用种光源和光纤之间的光轴偏差而使该种光源和光纤之间的光耦合效率变化。通过如上述所示使光耦合效率变化，也可以使光脉冲列所包含的各脉冲的最大功率变化。根据此结构，可以可靠地控制SC光的频谱整形，同时与应用光放大器或光衰减器的情况相比，能够将损耗抑制得较低。 

在第1实施例所涉及的第1结构的光源装置中，频谱整形单元也可以以光学连接在种光源和光纤之间的状态配置，通过使入射至该光纤的光脉冲列所包含的各脉冲的时间波形变化而使SC光的频谱形状变化。根据此结构，可以良好地使SC光的频谱形状变化。 

在第1实施例所涉及的第1结构的光源装置中，频谱整形单元也可以以光学连接在种光源和光纤之间的状态配置，通过使入射至该光纤的光脉冲列的中心波长变化而使SC光的频谱形状变化。SC光的频谱形状受到光纤的色散特性及光脉冲列的中心波长的影响。由此，根据具有上述频谱整形单元的该光源装置，可以良好地使SC光的频谱形状变化。 

在第1实施例所涉及的第1结构的光源装置中，频谱整形单元也可以以光学连接在种光源和光纤之间的状态配置，通过使入射至该光纤的光脉冲列的啁啾特性变化而使SC光的频谱形状变化。通过使脉冲内的波长变化、即啁啾特性可变，也可以使SC光的频谱形状良好地变化。 

在第1实施例所涉及的第1结构的光源装置中，频谱整形单元也可以以光学连接在种光源和光纤之间的状态配置，使入射至该光纤的光脉冲列的频谱形状变化。根据上述频谱整形单元，也可以进行SC光的频谱整形。 

在第1实施例所涉及的第1结构的光源装置中，频谱整形单元也可以光学连接在种光源和光纤之间，通过使入射至该光纤的光脉冲列的偏振方向变化而使SC光的频谱形状变化。SC光的频谱形状受到光脉冲列的偏振及光纤的偏振依赖性的影响。由此，根据具有上述频谱整形单元的该光源装置，可以良好地变更SC光的频谱形状。 

另一方面，第1实施例所涉及的第2结构的光源装置也具有种光源、用于生成SC光的光纤和频谱整形单元，但利用连续光作为种光。即使入射至光纤的光为连续光，但只要该连续光具有比较高的功率，则也可以在光纤内生成SC光。并且，根据上述第2结构的光源装置，可以利用频谱整形单元使SC光的频谱波形整体或部分地变形。由此，例如在红外分光测定中顺序测定多个物质的浓度时，由于可以与该多个物质各自固有的吸收波长对应而进行SC光的频谱整形，所以测定精度进一步提高。

在第1实施例所涉及的第2结构的光源装置中，优选入射至光纤的连续光的功率大于或等于100mW。在此情况下，可以在光纤内可靠地生成频带大于或等于数十nm的SC光。 

另外，在第1实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置中，优选入射至光纤的种光(光脉冲列或连续光)的波长范围中包括波长1550nm。在此情况下，可以在光纤的低损耗波长范围内高效地生成SC光。 

在第1实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置中，频谱整形单元也可以包含与光纤的出射端光学连接的频带可变滤光器。在此情况下，可以容易地使SC光的频谱形状变化为具有期望频带宽度的形状。 

在第1实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置中，频谱整形单元也可以通过控制光纤的温度而使SC光的频谱形状变化。由于利用上述频谱整形单元可以良好地使光纤的色散特性变化，所以可以使SC光的频谱形状适当地变化。另外，在此情况下，频谱整形单元也可以包含与光纤相接触地设置的调温元件。通过该结构，可以容易地控制光纤的温度。 

另外，在第1实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置中，频谱整形单元也可以是曲率可变的弯曲部，其形成在用于将SC光向装置外部射出的光波导通路上。通过在SC光的光波导通路上设置上述弯曲部，可以向SC光施加任意的弯曲损耗，使频谱形状良好地变化。 

第1实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置还可以具有检 测单元，其与光纤的出射端光学连接，用于检测SC光的频谱形状。通过由该检测单元检测SC光的频谱形状，可以利用该检测出的频谱形状的信息对频谱整形单元进行反馈控制。在此情况下，可以高精度且稳定地进行频谱整形的控制。 

在第1实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置中，优选SC光的频谱宽度为入射至光纤的种光(光脉冲列或连续光)的频谱宽度的大于或等于10倍。如果SC光的频谱宽度为光脉冲列(或连续光)的频谱宽度的大于或等于10倍，则由光脉冲列或光纤的特性(非线性特性)的波动而造成的SC光的频谱形状变形变得显著。由此，在此情况下，优选利用频谱整形单元使SC光的频谱形状任意变形。 

在第1实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置中，优选波长1400nm处SC光的频谱强度与波长1600nm处SC光的频谱强度相比提高大于或等于3dB。例如在对生物体等进行红外分光测定的情况下，由于波长1400nm附近是由水分吸收的波段，所以通过使该波段中SC光的频谱强度与其他波段(例如波长1600nm)相比提高大于或等于3dB，可以避免该波段中的频谱信息缺失，提高测定精度。 

在第1实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置中，优选波长1560nm附近的SC光的频谱强度平坦。例如在利用红外分光测定而测定葡萄糖浓度变化的情况下，有时利用在波长1560nm附近的波段中，吸收峰波长与葡萄糖浓度对应而位移的现象。此时，如果波长1560nm附近的SC光的频谱强度平坦，则可以高精度地测定葡萄糖浓度的变化。另外，这里所述的“波长1560nm附近”是指例如波长大于或等于1530nm而小于或等于1590nm的范围。另外，“频谱强度平坦”是指，例如该波长范围中的最大频谱强度和最小频谱强度之差小于或等于最大频谱波长的50％。 

在第1实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置中，频谱整形单元也可以控制SC光生成用光纤的光入射端及光出射端的至少一端的熔接条件。例如，可以通过变更种光源的输出用光纤和SC光生成用光纤之间的熔接条件，从而控制连接损耗。可以通过该熔接点的损耗的波长依赖性而使射出的SC光的频谱形状变形。这样，如果针 对SC光生成用光纤的光入射端和种光源的输出用光纤之间的熔接点而控制熔接条件，则能够得到更好的效果。即，通过任意变更熔接条件，会由SC光生成用光纤和输出用光纤之间的熔接点上的色散变化或损耗依赖性等，而导致与入射的种光相对的SC光生成用光纤的SC特性变化，所以可以控制使从该SC光生成用光纤射出的SC光的频谱形状成为期望形状。 

此外，第2实施例所涉及的光源装置具有种光源、用于生成SC光的光纤和用于使SC光的功率变化的功率调节单元。另外，本第2实施例所涉及的光源装置也主要具有利用光脉冲列作为种光的第1结构、和利用连续光作为种光的第2结构。 

在利用光脉冲列作为种光的、第2实施例所涉及的第1结构的光源装置中，功率调节单元在SC光的频谱频带所包含的部分或整个波长区域内，在维持从该光源装置射出的SC光的频谱波形的状态下，使该SC光的功率变化。根据上述该第1结构的光源装置，利用功率调节单元，可以一边维持测定所需的波长区域中的SC光的频谱波形，一边任意调节该波长区域中的SC光的功率。另外，在本说明书中，“SC光的频谱波形”是指在该SC光的频谱强度特性中，沿波长轴的起伏状态。另外，“维持频谱波形”是指，各波长处变化前后的频谱强度之比在整个该波长区域内大致一致。 

在第2实施例所涉及的第1结构的光源装置中，功率调节单元也可以通过使光脉冲列所包含的各脉冲的功率波形的峰值变化，从而使SC光的功率变化。在此情况下，可以一边良好地维持SC光的频谱波形，一边使SC光的功率变化至期望的强度。 

在第2实施例所涉及的第1结构的光源装置中，功率调节单元也可以通过使种光源所包含的激励用激光光源的输出功率变化，从而使光脉冲列所包含的各脉冲的功率波形的峰值变化。激励用激光光源的输出功率可以利用供给至激励用激光光源的电流量而容易地控制。由此，根据使激励功率变化的该光源装置，可以使用如激励用激光光源的电流量这样的一个参数而使光脉冲列所包含的各脉冲的功率波形的峰值容易地变化。 

在第2实施例所涉及的第1结构的光源装置中，功率调节单元也可以包括放大率可变的光放大器，其以光学连接在种光源和光纤之间的状态配置。通过由光放大器放大光脉冲列所包含的各脉冲的功率波形的峰值，并且任意调节放大率，从而可以容易地控制使SC光的功率达到期望的强度。在此情况下，由于种光源的输出功率也可以是恒定的，所以能够得到稳定的光脉冲列。另外，也可以使入射至光放大器的光的频谱形状和从光放大器射出的光的频谱形状彼此不同。通过在入射至光纤的光脉冲列的各脉冲的功率波形峰值的基础上，进一步考虑光放大器导致的光脉冲列的频谱形状的变化，可以一边良好地维持SC光的频谱波形，一边使SC光的功率更高精度地接近期望强度。 

在第2实施例所涉及的第1结构的光源装置中，功率调节单元也可以包括衰减率可变的光衰减器，其以光学连接在种光源和光纤之间的状态配置。通过由光衰减器使光脉冲列所包含的各脉冲的功率衰减，并且任意调节衰减率，可以控制光脉冲列的各脉冲的功率波形的峰值，而不会对光脉冲列的噪声特性、时间波形及频谱形状产生影响。由此，根据使用了光衰减器的该光源装置，可以使SC光的功率更高精度地接近期望强度。 

在第2实施例所涉及的第1结构的光源装置中，功率调节单元也可以利用种光源和光纤之间的光轴偏差而使种光源和光纤之间的光耦合效率变化。通过使种光源和光纤之间的光耦合效率变化，可以使光脉冲列所包含的各脉冲的功率波形的峰值变化。在此情况下，可以良好地控制SC光的功率，同时与使用光放大器或光衰减器的情况相比，可以将光损耗抑制得较低。 

在第2实施例所涉及的第1结构的光源装置中，功率调节单元也可以通过使入射至光纤的光脉冲列所包含的各脉冲的时间波形变化而维持SC光的频谱波形。在此情况下，可以在良好地维持SC光的频谱波形的同时使SC光的功率变化。 

在第2实施例所涉及的第1结构的光源装置中，功率调节单元也可以通过使入射至光纤的光脉冲列的中心波长变化而维持SC光的 频谱波形。SC光的频谱波形受到光纤的色散特性及光脉冲列的中心波长的影响。由此，根据使光脉冲列的中心波长变化的该光源装置，可以在良好地维持SC光的频谱波形的同时使SC光的功率变化。 

在第2实施例所涉及的第1结构的光源装置中，功率调节单元也可以通过使入射至光纤的光脉冲列的频谱形状变化而维持SC光的频谱波形，在此情况下，可以在良好地维持SC光的频谱波形的同时使SC光的功率变化。 

在第2实施例所涉及的第1结构的光源装置中，功率调节单元也可以通过使入射至光纤的光脉冲列的偏振方向变化而维持SC光的频谱波形。SC光的频谱波形受到光脉冲列的偏振及光纤的偏振依赖性的影响。由此，根据使偏振方向变化的该光源装置，可以在良好地维持SC光的频谱波形的同时使SC光的功率变化。 

另一方面，第2实施例所涉及的第2结构的光源装置也具有种光源、用于生成SC光的光纤和频谱整形单元，但利用连续光作为种光。功率调节单元在SC光的频谱频带所包含的部分或整个波长区域内，在维持从该光源装置射出的SC光的频谱波形的状态下使SC光的功率变化。即使入射至光纤的光为连续光，但只要该连续光具有比较高的功率，则也可以在光纤内可靠地生成SC光。并且，根据该光源装置，利用功率调节单元，可以一边维持测定所需的波长区域中的SC光的频谱波形，一边使该波长区域中的SC光的功率变化。 

在第2实施例所涉及的第2结构的光源装置中，优选入射至光纤的连续光的功率大于或等于100mW。在此情况下，可以在光纤内可靠地生成SC光。 

另外，在第2实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置中，优选入射至光纤的种光(光脉冲列或连续光)的波长范围包括波长1550nm。在此情况下，可以在光纤的低损耗波长区域内高效地生成SC光。 

在第2实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置中，还可以具有控制光纤温度的温度控制单元。由于该结构可以使光纤的色散特性适当地变化，所以可以一边更好地维持从该光源装置射出的SC光 的频谱波形，一边使SC光的功率更高精度地接近期望值。另外，优选温度控制单元包括与光纤相接触地设置的调温元件。这是为了可以容易地控制光纤的温度。 

在第2实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置中，功率调节单元也可以包括曲率可变的弯曲部，其形成在用于将SC光向装置外部射出的光波导通路上。通过在SC光的光波导通路上设置上述弯曲部，可以向SC光施加任意的弯曲损耗，在良好地维持SC光的频谱波形的同时使SC光的功率变化。 

在第2实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置中，功率调节单元也可以包括衰减率可变的光衰减器，其以与光纤的出射端光学连接的状态配置。根据使用上述光衰减器的该光源装置，通过使用例如衰减率的波长依赖性充分低的光衰减器而使SC光衰减，可以在良好地维持SC光的频谱波形的同时使SC光的功率变化。另外，优选波长区域中光衰减器的最大衰减率和最小衰减率之差小于或等于20dB。这是由于，对于大于或等于20dB的可变衰减量难以保持使损耗的波长依赖性恒定，如果寻求这种部件，则衰减器变得昂贵。另外，在普通用途中，只要强度能够变化20dB即可。 

在第2实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置中，功率调节单元也可以包括放大率可变的光放大器，其以与光纤的出射端光学连接的状态配置。根据使用了上述光放大器的该光源装置，通过使用例如放大率的波长依赖性充分低的光放大器使SC光放大，可以在良好地维持SC光的频谱波形的同时使SC光的功率变化。 

在第2实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置中，功率调节单元也可以通过使SC光的重复频率变化而使SC光的功率变化。在此情况下，可以在良好地维持SC光的频谱波形的同时使SC光的功率变化。 

另外，即使在种光源射出光脉冲列的情况下，也可以使本第2实施例所涉及的光源装置中的功率调节单元，通过使入射至光纤的光脉冲列的重复频率变化，从而使SC光的重复频率变化。在此情况下，可以在良好地维持SC光的频谱波形的同时使SC光的重复频率变化。 

另外，优选一边维持入射至光纤的光脉冲列所包含的各光脉冲的功率波形的峰值，一边使光脉冲列的重复频率变化。 

另外，第2实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置还可以具有检测单元，其与光纤的出射端光学连接，检测SC光的功率及频谱形状中的至少一个。通过由该检测单元检测SC光的功率或频谱形状中的至少一个，可以利用该检测结果对功率调节单元进行反馈控制。在此情况下，可以高精度且稳定地进行SC光的频谱波形的维持及SC光的功率控制。 

在第2实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置中，优选SC光的频谱宽度为入射至光纤的种光(光脉冲列或连续光)的频谱宽度的大于或等于10倍。如果SC光的频谱宽度为光脉冲列(或连续光)的频谱宽度的大于或等于10倍，则由光脉冲列或光纤的特性(非线性特性)的波动而导致的SC光的频谱形状变形变得显著。由此，在此情况下，优选利用功率调节单元使测定所需的波长区域中的SC光的功率任意变化。 

另外，在第3实施例所涉及的光源装置中，具有种光源、用于生成SC光的光纤(生成包含SC光的SC光脉冲列)和用于变更SC光脉冲列的重复频率的频率调节单元。另外，本第3实施例所涉及的光源装置也主要具有利用光脉冲列作为种光的第1结构、和利用连续光作为种光的第2结构。 

根据利用光脉冲列作为种光的、第3实施例所涉及的第1结构的光源装置，可以利用频率调节单元将SC光脉冲列的重复频率任意变更。在此情况下，例如在研究被测定对象物的荧光寿命的波长依赖性时，由于可以以与各种被测定对象物的荧光寿命的长度对应的周期照射SC光，所以可以提高测定精度或测定效率。另外，在利用作为非线性现象之一的四波混频进行的光采样波形监测中，可以对被测定波形以最合适的定时进行采样。其结果，具有可以有效提高监测精度的优点，或在光频率梳中，具有可以调节光梳间隔(即光的波长间隔)的优点。 

在第3实施例所涉及的第1结构的光源装置中，频率调节单元 对种光源射出光脉冲列时的重复频率进行变更。这样，通过由频率调节单元直接控制种光源而任意地调节光脉冲列的重复频率，可以利用简单的结构来变更SC光脉冲列的重复频率。 

此外，在第3实施例所涉及的第1结构的光源装置中，频率调节单元也可以具有分波部、延迟部和合波部。分波部以光学连接在种光源和光纤之间的状态配置，将光脉冲列分波至多个光波导通路。延迟部设置在多个光波导通路中的一部分光波导通路上，使光脉冲列在时间上延迟。合波部将来自多个光波导通路的光脉冲列合波。由此，通过使频率调节单元具有将分波后的光脉冲列的一部分延迟，再与其他光脉冲列合波的结构，可以良好地变更SC光脉冲列的重复频率。 

在第3实施例所涉及的第1结构的光源装置中，频率调节单元也可以光学连接在种光源和光纤之间，通过从光脉冲列中周期性地提取脉冲而使该光脉冲列的重复频率变化。在此情况下，频率调节单元可以良好地变更SC光脉冲列的重复频率。另外，使光脉冲列的重复频率变化的该光源装置还可以具有光放大器，其以光学连接在频率调节单元和光纤之间的状态配置。在该结构中，通过对由频率调节单元提取后的脉冲进行放大，可以高效地生成高功率的光脉冲列。因此，可以高效地实现SC光脉冲列的频谱宽频化。 

在第3实施例所涉及的第1结构的光源装置中，频率调节单元也可以与光纤的出射端光学连接，通过从SC光脉冲列中周期性地提取脉冲而使该SC光脉冲列的重复频率变化。在此情况下，频率调节单元可以良好地变更SC光脉冲列的重复频率，同时可以容易地将SC光脉冲列的平均功率向下降方向调整。 

在第3实施例所涉及的第1结构的光源装置中，也可以使频率调节单元的脉冲提取周期能够任意变更。在此情况下，使SC光脉冲列的重复频率变化的自由度增加。 

在第3实施例所涉及的第1结构的光源装置中，优选SC光脉冲列的频谱宽度为光纤接收的光脉冲列的频谱宽度的大于或等于10倍。如果SC光脉冲列的频谱宽度为光脉冲列的频谱宽度的大于或等于10倍，则由光脉冲列或光纤特性的波动而造成的SC光脉冲列的 频谱形状变形变得显著。由此，在此情况下，优选利用频率调节单元控制SC光脉冲列的重复频率。另外，由于SC光脉冲列的重复频率可以任意变更，所以SC光脉冲列的频谱控制的自由度也变高。 

另外，第3实施例所涉及的第1结构的光源装置还可以具有脉冲强度调节单元，其以光学连接在种光源和光纤之间的状态配置，使光脉冲列包含的各脉冲的最大功率变化。根据此结构，可以一边维持SC光脉冲列的频谱形状大致恒定，一边适当地控制SC光脉冲列所包含的各脉冲的最大功率或频谱强度。上述脉冲强度调节单元可以由放大率可变的光放大器或衰减率可变的光衰减器而良好地实现。另外，脉冲强度调节单元也可以通过下述方式实现：利用种光源和光纤之间的光轴偏差而使种光源和光纤之间的光耦合效率变化，使光脉冲列所包含的各脉冲的最大功率变化。 

第3实施例所涉及的第1结构的光源装置还可以具有偏振调节单元，其以光学连接在种光源和光纤之间的状态配置，使入射至光纤的光脉冲列的偏振方向变化。在使用偏振依赖性较大的光纤的情况下，通过将上述偏振调节单元配置在种光源和光纤之间，可以一边维持SC光脉冲列的频谱形状大致恒定，一边适当地控制SC光脉冲列所包含的各脉冲的最大功率或频谱强度。 

另一方面，第3实施例所涉及的第2结构的光源装置也具有种光源、用于生成SC光的光纤(生成包含SC光的SC光脉冲列)和用于变更SC光脉冲列的重复频率的频率调节单元，但利用连续光作为种光。即使入射至光纤的光为连续光，但只要该连续光具有比较高的功率，也可以在光纤内可靠地生成SC光。并且，根据上述第2结构的光源装置，可以通过频率调节单元变更SC光脉冲列的重复频率。由此，与上述利用光脉冲列作为种光的第1结构的光源装置相同，可以良好地实现在荧光寿命的波长依赖性测定中提高测定精度及测定效率、在光采样波形监测中提高监测精度、以及在光频率梳中调节光梳间隔等。 

在本第3实施例所涉及的第2结构的光源装置中，频率调节单元也可以通过使连续光的功率变化而使SC光脉冲列的重复频率变 化。由于如果入射至光纤的连续光的功率变化，则在该光纤内生成的脉冲的条件变化，所以该脉冲的重复频率也变化。由此，根据该装置，可以使SC光脉冲列的重复频率良好地变化。 

在第3实施例所涉及的第2结构的光源装置中，优选光纤接收的连续光的功率大于或等于500mW。在此情况下，由于可以使光纤内的脉冲条件适当地变化，所以可以使SC光脉冲列的重复频率适当地变化。 

第3实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置还可以具有检测单元，其与光纤的出射端光学连接，检测SC光脉冲列的重复频率。通过由该检测单元检测SC光脉冲列的重复频率，可以将重复频率反馈至频率调节单元。由此，根据具有该检测单元的该光源装置，可以高精度且稳定地进行重复频率的控制。 

第3实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置还可以具有用于控制光纤的温度的温度控制单元。通过该结构，由于可以使光纤的色散特性良好地变化，所以可以一边维持SC光脉冲列的频谱形状大致恒定，一边良好地控制SC光脉冲列所包含的各脉冲的最大功率或频谱强度。 

在第3实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置中，也可以使用于将SC光脉冲列向装置外部射出的光波导通路具有弯曲部。在此情况下，优选该弯曲部的曲率可变。通过在SC光脉冲列的光波导通路上设置上述弯曲部，可以向SC光脉冲列施加任意的弯曲损耗，使频谱形状适当地变化。 

在第3实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置中，优选SC光脉冲列的重复频率大于或等于1kHz而小于或等于1GHz，优选频率调节单元的可调节范围的幅度为大于或等于该可调节范围的中心频率值的20％。在此情况下，可以良好地对例如荧光寿命的波长依赖性测定中的测定周期、光采样波形监测中的采样周期、光频率梳中的光梳间隔等进行微调。 

在第3实施例所涉及的第1或第2结构的光源装置中，SC光脉冲列的重复频率也可以是大于或等于10MHz而小于或等于100MHz， 频率调节单元的可调节范围的幅度也可以是大于或等于10MHz。在此情况下，例如在荧光寿命的波长依赖性的测定中，可以良好地测定多个物质的响应特性。另外，例如在光采样波形监测中，可以得到采样周期的充分的可调节范围。 

另外，本发明所涉及的各实施例，通过下述的详细说明及附图，能够进一步充分地理解。这些实施例仅是用于例示而示出的，不能认为本发明限定于此。 

另外，本发明的更多应用范围，从下面的详细说明可以明确。但是，详细说明及特定的事例示出了本发明的优选实施例，但仅是为了例示而示出的，根据该详细说明，本发明的精神及范围内的各种变形及改进对于本领域技术人员来说显然是显而易见的。 

发明的效果 

根据本发明所涉及的光源装置，通过具有种光源及用于生成SC光的光纤，同时具有频谱整形单元、功率调节单元及频率调节单元中的任意一个，可以得到各种效果。例如，利用频谱整形单元，可以使射出的SC光的频谱形状整体或部分地变形。另外，利用功率调节单元，可以一边维持射出的SC光的频谱波形，一边变更SC光的功率。另外，利用频率调节单元，可以变更SC光脉冲列的重复频率。 

附图说明

图1是表示本发明所涉及的光源装置的第1实施例的代表性结构的图。 

图2是表示可以在第1实施例所涉及的光源装置中应用的脉冲光源的第1结构的图。 

图3是表示可以在第1实施例所涉及的光源装置中应用的脉冲光源的第2结构的图。 

图4是表示可以在第1实施例所涉及的光源装置中应用的脉冲光源的第3结构的图。 

图5是用于说明与聚光透镜及光纤之间的位置关系相对应的入 射至该光纤的光的波形变化的图。 

图6是表示从光纤射出的SC光的频谱形状的一个例子(SP101)和通过频带可变滤光器后的SC光的频谱形状的一个例子(SP102及SP103)的曲线图。 

图7是用于说明红外分光测定的图。 

图8是用于说明第1实施例所涉及的光源装置的第1变形例的结构及动作的图。 

图9是表示第1实施例所涉及的光源装置的第2变形例的结构的图。 

图10是表示第1实施例所涉及的光源装置的第3及第4变形例各自结构的框图。 

图11是表示第1实施例所涉及的光源装置的第5变形例的结构的框图。 

图12是表示第1实施例所涉及的光源装置的第6变形例的结构的图。 

图13是用于说明图12所示的第6变形例所涉及的光源装置的动作的图。 

图14是表示本发明所涉及的光源装置的第2实施例的代表性结构的图。 

图15是表示可以在第2实施例所涉及的光源装置中应用的脉冲光源的第1结构的图。 

图16是表示可以在第2实施例所涉及的光源装置中应用的脉冲光源的第2结构的图。 

图17是表示可以在第2实施例所涉及的光源装置中应用的脉冲光源的第3结构的图。 

图18是表示在第2实施例所涉及的光源装置中，来自时分多重处理部的输出波形的曲线图。 

图19是表示由第2实施例所涉及的光源装置的光纤生成的SC光的频谱形状的一个例子的曲线图。 

图20是表示第2实施例所涉及的光源装置的第1及第2变形例 各自结构的图。 

图21是表示第2实施例所涉及的光源装置的第3及第4变形例各自结构的图。 

图22是表示第2实施例所涉及的光源装置的第5及第6变形例各自结构的图。 

图23是表示第2实施例所涉及的光源装置的第7变形例的结构的图。 

图24是表示从第2实施例所涉及的光源装置中的光衰减器输出的输出光的频谱形状的一个例子的曲线图。 

图25是用于说明第2实施例所涉及的光源装置的第8变形例的结构及差的图。 

图26是表示第2实施例所涉及的光源装置的第9及第10变形例各自结构的框图。 

图27是表示第2实施例所涉及的光源装置的第11变形例的结构的框图。 

图28是表示本发明所涉及的光源装置的第3实施例的代表性结构的图。 

图29是表示可以在第3实施例所涉及的光源装置中应用的脉冲光源的第1结构的图。 

图30是表示可以在第3实施例所涉及的光源装置中应用的脉冲光源的第2结构的图。 

图31是表示可以在第3实施例所涉及的光源装置中应用的脉冲光源的第3结构的图。 

图32是表示在第3实施例所涉及的光源装置中，来自时分多重处理部的输出波形的曲线图。 

图33是表示由第3实施例所涉及的光源装置的光纤生成的SC光脉冲列的频谱形状的曲线图。 

图34是用于对荧光寿命的波长依赖性的测定进行说明的图。 

图35是用于说明利用四波混频现象进行的光采样波形监测的图。 

图36是表示第3实施例所涉及的光源装置的第1及第2变形例各自结构的图。 

图37是表示第3实施例所涉及的光源装置的第3及第4变形例的结构的框图。 

图38是表示第3实施例所涉及的光源装置的第5变形例的结构的框图。 

图39是表示第3实施例所涉及的光源装置的第6变形例的结构的框图。 

符号的说明 

101a～101h…光源装置，102、102a～102c…脉冲光源(种光源)，103…光轴调整部，104…频带可变滤光器，105…脉冲压缩·扩展器，106…光衰减器，107…脉冲整形部，108…频谱整形部，109…调温元件，111…光纤，112…准直透镜，113…聚光透镜，114、116、117…控制部，115…光放大器，115…频率控制部，118…检测器，119…分波器，120…连续光源(种光源)，121…半导体激光元件，122a…LN调制器，122b、124c、152…信号发生器，123…谐振腔，124a…反射镜，124b…压电电动机，125…可饱和吸收镜，128…同时掺杂Er:Yb的玻璃板，131…第1驱动部，132…第2驱动部，P1…光脉冲列，P2…SC光，P3…连续光。 

201a～201n…光源装置，202、202a～202c…脉冲光源(种光源)，203、204…时分多重处理部，205…脉冲提取部，206…信号发生器，207…光衰减器，208…光轴调整部，209…脉冲压缩·扩展器，210…光放大器，211…光纤，211a…调温元件，212、215、218…光放大器，214…光衰减器，216…脉冲整形部，217a～217c…控制部，219…功率调节部，220…连续光源(种光源)，221…半导体激光元件，222a…LN调制器，222b、224c、252…信号发生器，223…谐振腔，224a…反射镜，224b…压电电动机，225…可饱和吸收镜，228…同时掺杂Er:Yb的玻璃板，230…检测器，231、241…分波器，232、233、242～244…光波导通路，234…延迟器，235、245…合波器，242a、243a…延迟通 路，251…光开关，252…信号发生器，281…第1驱动部，282…第2驱动部，P1…光脉冲列，P2…SC光，P3…连续光。 

301a～301h…光源装置，302、302a～302c…脉冲光源(种光源)，303、304…时分多重处理部，305…脉冲提取部，306…信号发生器，307～309…控制部，311…光纤，312、313、318…光放大器，314、315…频率控制部，316…检测器，316a…波长可变滤光器，316b…光检测元件，316c…PLL电路，317…分波器，320…连续光源，321…半导体激光元件，322a…LN调制器，322b、324c、352…信号发生器，323…谐振腔，324a…反射镜，324b…压电电动机，325…可饱和吸收镜，328…同时掺杂Er:Yb的玻璃板，331、341…分波器，332、333、342～344…光波导通路，334…延迟器，335、345…合波器，342a、343a…延迟通路，351…光开关，360…光放大器，P1…光脉冲列，P2…SC光脉冲列。 

具体实施方式

下面，参照图1～39详细说明本发明所涉及的光源装置的各实施例。另外，在附图说明中，对相同或相当的部分标注相同标号，省略重复说明。 

(第1实施例) 

首先，参照图1～13详细说明本发明所涉及的光源装置的第1实施例。图1是表示本发明所涉及的光源装置的第1实施例的代表性结构的图。作为第1实施例所涉及的光源装置，图1的区域(a)示出的光源装置101a具有脉冲光源102、光轴调整部103、光纤111、准直透镜112和聚光透镜113。该脉冲光源102为种光源，接受来自电源装置的电源供给而射出光脉冲列P1作为种光。 

光纤111经由准直透镜112及聚光透镜113而与脉冲光源102光学连接，接收光脉冲列P1而射出脉冲状的超连续光(SC：Supercontinuum)光P2。具体地说，光纤111通过将光脉冲列P1所具有的频谱宽度扩大至例如大于或等于2倍，从而生成SC光P2。另外，优选光脉冲列P1的波长范围包含1550nm，更优选该波长范围的中心波长位于1550nm附近。在此情况下，可以在光纤111的低损 耗波长区域中高效地生成SC光。 

光轴调整部103包括在用于使SC光P2的频谱形状变形的频谱整形单元中。光轴调整部103利用脉冲光源102和光纤111之间的光轴偏差而使脉冲光源102和光纤111之间的光耦合效率变化。由此，使光脉冲列P1所包含的各脉冲的最大功率变化。在该光源装置101a中，光轴调整部103具有：第1驱动部131，其使聚光透镜113位移；以及第2驱动部132，其使光纤111的光入射端位移。第1驱动部131使聚光透镜113在光轴方向及与光轴方向相交的方向上位移，从而使脉冲光源102和光纤111之间的光耦合效率变化。第2驱动部132将光纤111的光入射端在与光轴方向相交的方向上位移，从而使脉冲光源102和光纤111之间的光耦合效率变化。 

另一方面，作为本第1实施例所涉及的光源装置，图1的区域(b)所示的光源装置101b具有脉冲光源102、频带可变滤光器104、光纤111、准直透镜112和聚光透镜113。另外，脉冲光源102、光纤111、准直透镜112及聚光透镜113的结构及功能与上述光源装置101a的情况相同。 

频带可变滤光器104包括在用于使SC光P2的频谱形状变形的频谱整形单元中。频带可变滤光器104与光纤111的光出射端光学连接，可以限制从光纤111射出的SC光P2的频谱宽度，同时使限制的频谱宽度或其中心波长变动。SC光P2通过频带可变滤光器104而向光源装置101b的外部射出。 

在这里，图2是作为可以在第1实施例所涉及的光源装置中应用的脉冲光源102的第1结构，而示出脉冲光源102a的结构的图。脉冲光源102a是所谓的有源(主动)锁模型超短脉冲光发生源，由环形谐振器构成。即，脉冲光源102a具有半导体激光元件121、LN调制器122a、驱动LN调制器122a的信号发生器122b、和环状谐振腔(光波导通路)123。半导体激光元件121经由耦合器123a与谐振腔123的环状部分光学连接。另外，谐振腔123的环状部分经由耦合器123c与输出用光波导通路123d光学连接。在谐振腔123的环状部分中，光学地串联连接有掺铒光纤(EDF)123b及LN调制器122a。 

如果信号发生器122b将规定频率的电脉冲信号发送至LN调制器122a，则LN调制器122a上的光损耗相应于该频率所对应的周期减少。从半导体激光元件121向谐振腔123的环状部分入射激励光。然后，如果控制使LN调制器122a在与由该激励光激励产生的光中包含的各模式的相位同步时进行振荡，则可以生成脉宽为数飞秒左右的超短脉冲激光，并从输出用光波导通路123d周期性地向外部射出。图1的区域(a)及(b)所示的光源装置101a、101b均利用该周期性的超短脉冲光作为光脉冲列P1。另外，光脉冲列P1的重复频率与从信号发生器122b传送至LN调制器122a的电脉冲信号的频率一致。 

图3是作为脉冲光源102(可以在第1实施例所涉及的光源装置中应用的脉冲光源)的第2结构而示出脉冲光源102b的结构的图。脉冲光源102b是所谓的无源(被动)锁模型超短脉冲光发生源，由环形谐振器构成。即，脉冲光源102b具有半导体激光元件121、环状谐振腔(光波导通路)123、反射镜124a、安装在反射镜124a上的压电电动机124b和驱动压电电动机124b的信号发生器124c。另外，在下述方面与上述第1结构的脉冲光源102a(图2)相同：半导体激光元件121与谐振腔123光学连接；谐振腔123具有输出用光波导通路123d；以及谐振腔123的环状部分与EDF123b光学连接。 

在脉冲光源102b上，取代上述脉冲光源102a中的LN调制器122a而设置反射镜124a。反射镜124a构成谐振腔123的环状部分的一部分，通过反射镜124a的位置振动而使谐振腔123的环状部分的长度周期性地变化。反射镜124a的振动由压电电动机124b生成。另外，其振动频率由驱动压电电动机124b的信号发生器124c控制。 

如果信号发生器124c将规定频率的电脉冲信号发送至压电电动机124b，则谐振腔123的长度以与该频率对应的周期变动。从半导体激光元件121向谐振腔123的环状部分入射激励光。然后，在谐振腔123的长度满足孤子条件的瞬间，生成脉宽为数飞秒左右的超短脉冲激光。该超短脉冲光作为光脉冲列P1，从输出用光波导通路123d向外部周期性地射出。此时，光脉冲列P1的重复频率与从信号发生器124c传送至压电电动机124b的电脉冲信号的频率一致。另外，由 于在脉冲光源12b中，通过机械驱动反射镜124a而生成周期性的超短脉冲光，所以与电气驱动LN调制器122a的结构的脉冲光源102a(图2)相比，具有光脉冲列P1的重复频率变小的趋势。 

另外，图4是作为脉冲光源102的第3结构而示出脉冲光源102c的结构的图。脉冲光源102c是所谓的无源(被动)锁模型超短脉冲光发生源，由利用同时掺杂Er:Yb的玻璃形成的固体激光器构成。即，脉冲光源102c具有：半导体激光元件121；可饱和吸收镜125，其由可饱和吸收体及反射镜一体地构成；准直透镜126a；棱镜126b及126c；输出用耦合器126d；反射镜127a～127c；以及同时掺杂Er:Yb的玻璃板128。另外，除了半导体激光元件121及准直透镜126a之外的构成要素，构成用于激光振荡的谐振腔CA。 

从半导体激光元件121射出的激励光经由准直透镜126a及反射镜127a而到达同时掺杂Er:Yb的玻璃板128，并激励同时掺杂Er:Yb的玻璃板128。同时掺杂Er:Yb的玻璃板128配置在谐振腔CA上，该谐振腔CA由可饱和吸收镜125、棱镜126b及126c、输出用耦合器126d及反射镜127a～127c构成。在谐振腔CA中行进的光，一边由同时掺杂Er:Yb的玻璃板128放大，一边在可饱和吸收镜125和输出用耦合器126d之间往返。 

可饱和吸收镜125具有吸收弱光而反射强光的性质。由于在到达可饱和吸收镜125的光所包含的各模式的相位同步时，光的强度达到最大，所以仅在该瞬间，可饱和吸收镜125作为反射镜起作用，产生激光振荡。由此，该激光成为脉宽为数飞秒左右的超短脉冲光，作为光脉冲列P1从输出用耦合器126d向外部射出。此时，光脉冲列P1的重复频率为与谐振腔CA的长度对应的值。 

分别说明具有上述结构的光源装置101a、101b的动作。另外，作为脉冲光源102，可以使用图2至4所示的脉冲光源102a～102c中的任一个，以射出光脉冲列P1。光脉冲列P1具有使脉宽为数飞秒左右的超短脉冲光周期性地排列的结构。光脉冲列P1由准直透镜112校准后，由聚光透镜113聚光。另外，从脉冲光源102射出的光脉冲列P1的各光脉冲的最大功率例如为70～80kW左右。另外，光脉冲 列P1的重复频率例如为50MHz左右。光脉冲列P1的脉宽例如为小于或等于300飞秒。另外光脉冲列P1的时间平均功率例如为70～80mW左右。 

光脉冲列P1由聚光透镜113聚光后，入射至光纤111。然后，在光纤111中通过非线性光学效应(绝热孤子压缩效应)而生成各光脉冲的频谱频带宽度扩展至大于或等于2倍的脉冲状SC光P2。SC光P2从光源装置101a的光出射端向外部射出。 

在光源装置101a(图1的区域(a))中，脉冲光源102和光纤111的光入射端之间的光耦合效率由光轴调整部103任意设定。具体地说，通过利用第1及第2驱动部131及132改变聚光透镜113的光轴和光纤111的入射端的光轴之间的偏差量、或聚光透镜113的焦点位置和光纤111的入射端位置之间的偏差量，从而调节脉冲光源102和光纤111之间的光耦合效率。 

在这里，图5的区域(a)是示出在下述情况下入射至光纤111的入射波形P_100A的一个例子的曲线图，上述情况是指聚光透镜113的光轴和光纤111的入射端的光轴一致，并且聚光透镜113的焦点位置和光纤111的入射端位置一致的情况(即脉冲光源102和光纤111的光入射端之间的光耦合效率最大的情况)。另外，图5的区域(b)是示出在下述情况下入射至光纤111的入射波形P_100B的一个例子的曲线图，上述情况是指聚光透镜113的光轴和光纤111的入射端的光轴错开的情况，或聚光透镜113的焦点位置和光纤111的入射端位置错开的情况。 

如果在脉冲光源102和光纤111的光入射端之间的光耦合效率最大的情况下，光脉冲列P1所包含的各脉冲的最大功率为PW₁(参照图5的区域(a))，则在聚光透镜113的光轴和光纤111的入射端的光轴错开的情况下，或聚光透镜113的焦点位置和光纤111的入射端的位置错开的情况下，光脉冲列P1所包含的各脉冲的最大功率小于PW₁，成为PW₂(参照图5的区域(b))。由此，如果光脉冲列P1所包含的各脉冲的最大功率变化，则光纤111中通过非线性光学效应生成的SC光P2的频谱形状变形。通过利用上述情况，在光 源装置101a(图1的区域(a))中，使脉冲光源102和光纤111的光入射端之间的光耦合效率变化，以使SC光P2的频谱形状成为期望形状。 

另外，在光源装置101b(图1的区域(b))中，利用频带可变滤光器104使从光纤111射出的SC光P2的频谱频带宽度变化。在这里，图6示出从光纤111射出的SC光P2的频谱形状的一个例子(频谱SP101)、和通过频带可变滤光器104后的SC光P2的频谱形状的一个例子(频谱SP102、SP103)。另外，在图6中，频谱SP103是频带可变滤光器104的通过频带宽度比频谱SP102小的情况下的频谱。另外，在图6中，纵轴是标准化后的频谱强度。如图6所示，在光源装置101b(图1的区域(b))中，SC光P2的频谱形状中主要与频谱宽度有关的形状，可以利用频带可变滤光器104可靠地变化为期望形状。 

另外，在上述说明中，对具有光轴调整部103的光源装置101a和具有频带可变滤光器104的光源装置101b进行了说明，但在本第1实施例所涉及的光源装置中，更优选同时具有光轴调整部103及频带可变滤光器104这两者。通过该结构，可以增加使SC光P2的频谱形状变化时的自由度。 

如上述说明所示，根据第1实施例所涉及的光源装置101a、101b，分别可以利用光轴调整部103或频带可变滤光器104，将SC光P2的频谱形状任意变形。由此，例如在红外分光测定中顺序测定多个物质的浓度时，由于可以与该多个物质各自固有的吸收波长对应而改变SC光的频谱形状，所以能够进一步提高测定精度。 

在这里，图7是用于说明红外分光测定的图。如图7的区域(a)所示，首先，将从光源装置101a(101b)射出的SC光P2照射在被测定对象物1101上。然后，由检测器1102检测透过被测定对象物1101的光。此时，在照射至被测定对象物1101上的SC光P2中，与被测定对象物1101所包含的物质的固有吸收波长一致的波长成分，与该物质的浓度对应而由被测定对象物1101吸收。由此，通过将SC光P2的频谱形状和透过被测定对象物1101的光的频谱形状比较， 判断被测定对象物1101所包含的该物质的浓度。 

图7的区域(b)示出从光源装置101a或光源装置101b射出的SC光P2的频谱形状的一个例子。例如，在被测定对象物1101含有水分(为生物体等)的情况下，波长1400nm(在图7的区域(b)中示出的波长A)附近为被水分吸收的波段。所以，通过在该波段使SC光的频谱强度与其他波段(例如波长1600nm)相比提高例如大于或等于3dB，可以避免该波段中的频谱信息的缺失，从而提高测定精度。由此，在上述情况下，优选利用光轴调整部103及/或频带可变滤光器104使SC光P2的频谱形状变形，以使SC光P2的频谱形状成为例如图7的区域(b)所示的频谱SP104的形状。 

通过调整为使零色散波长大于或等于1400nm而小于或等于1600nm，光脉冲列的输入波长与该零色散波长相比位于长波长侧，可以使波长1400nm处的SC光的频谱强度与波长1600nm处的SC光的频谱强度相比提高3dB。当然也可以使用外部滤光器。 

另外，例如在对被测定对象物1101所包含的葡萄糖浓度的变化进行测定的情况下，有时会利用在波长1560nm(图7的区域(b)中所示的波长B)附近的波段内，吸收峰波长受到水分子的氢键影响而与葡萄糖浓度对应进行偏移的现象(例如，参照特开平10-325794)。此时，如果在波长1560nm附近SC光P2的频谱强度平坦，则即使吸收峰波长变化，该峰值波长处的SC光P2的强度也大致恒定。由此，可以高精度地测定葡萄糖浓度的变化。由此，在上述情况下，同样优选利用光轴调整部103及/或频带可变滤光器104使SC光P2的频谱形状变形，以使SC光P2的频谱形状成为例如图7的区域(b)所示的频谱SP104的形状。由此，通过使SC光P2具有在被测定物质的吸收峰波长附近平坦的频谱强度特性，可以高灵敏度地检测吸收峰波长的偏移这样的微小变化。另外，优选此时的频谱强度特性的平坦度为最大频谱强度的50％以内。 

通过例如调整为使光脉冲列的输入波长小于或等于1560nm，光纤的零色散波长与光脉冲列的输入波长相比位于短波长侧，可以使波长1560nm附近的SC光的频谱强度平坦。另外，通过调整为使光脉 冲列的输入波长为1500～1620nm，输入波长处光纤的波长色散值为负，也可以使波长1560nm附近的SC光的频谱强度平坦。当然，也可以使用外部滤光器。 

另外，例如在对被测定对象物1101所包含的葡萄糖浓度、CO₂ 浓度或NO_X浓度进行测定的情况下，优选在上述物质表现出较强吸收特性的波长2.1μm(图7的区域(b)所示的波长C)附近的波段中，使SC光P2的频谱强度较大。由此，在上述情况下，优选利用光轴调整部103及/或频带可变滤光104使SC光P2的频谱形状变形，以使SC光P2的频谱形状成为频谱SP105的形状。 

图1的区域(a)示出的光源装置101a中作为频谱整形单元包含光轴调整部103，该光轴调整部103利用脉冲光源102和光纤111之间的光轴偏差而使脉冲光源102和光纤111之间的光耦合效率变化，从而使光脉冲列P1所包含的各脉冲的最大功率变化。根据该结构，可以可靠地控制SC光P2的频谱整形，同时与在脉冲光源102和光纤111之间使用光放大器或光衰减器的情况相比，可以抑制使光损耗较低。 

另外，图1的区域(b)所示的光源装置101b中作为频谱整形单元包含频带可变滤光器104，该频带可变滤光器104与光纤111的出射端光学连接。根据该结构，可以使SC光P2的频谱形状容易地变形为具有期望频谱宽度的形状。 

另外，在光源装置101a(或光源装置101b)中，也可以使SC光P2的频谱宽度为光纤111接收的光脉冲列P1的频谱宽度的大于或等于10倍。如果SC光P2的频谱宽度为光脉冲列P1的频谱宽度的大于或等于10倍，则由于光脉冲列P1或光纤111的特性(非线性特性)的波动而导致的SC光P2的频谱形状变形变得显著。由此，在上述情况下，优选利用频谱整形单元(在本第1实施例中，为光轴调整部103及频带可变滤光器104)控制SC光P2的频谱整形。 

(第1实施例的第1变形例) 

图8是表示第1实施例所涉及的光源装置的第1变形例的结构的图。在该图8中，区域(a)是表示第1变形例所涉及的光源装置 101c的结构的图，该光源装置101c具有脉冲光源102、脉冲压缩·扩展器105和光纤111。由于脉冲光源102及光纤111的结构及功能，与上述光源装置101a、101b的情况相同，所以省略详细说明。 

脉冲压缩·扩展器105包括在用于使SC光P2的频谱形状变形的频谱整形单元中。具体地说，频谱压缩·扩展器105以光学连接在脉冲光源102和光纤111之间的状态配置。通过该脉冲压缩·扩展器105使光脉冲列P1所包含的各光脉冲的所谓时间宽度或高度(最大功率)这样的脉冲形状变化，使SC光P2的频谱形状变形为期望形状。作为脉冲压缩·扩展器105，可以应用例如可变色散补偿器等色散装置。 

在这里，图8的区域(b)表示在使光脉冲列P1所包含的各脉冲的时间宽度变化的情况下，SC光P2的频谱形状的变化。另外，图8的区域(b)是光纤111的长度为10m、光脉冲列P1的时间平均功率为100mW时的频谱。另外，在图8的区域(b)中，频谱SP 106示出光脉冲列P1的脉冲时间宽度为200飞秒时的频谱，频谱SP 107示出光脉冲列P1的脉冲时间宽度为0.5皮秒时的频谱，频谱SP 108示出光脉冲列P1的脉冲时间宽度为1皮秒时的频谱。另外，在图8的区域(b)中，纵轴是标准化后的频谱强度。 

如该图8的区域(b)所示，通过利用脉冲压缩·扩展器105使光脉冲列P1所包含的各光脉冲的时间宽度变化，可以有效地使SC光P2的频谱形状(主要是频谱频带宽度)变形。由此，本第1实施例中的频谱整形单元可以通过本第1变形例中的脉冲压缩·扩展器105而可靠地实现。 

(第1实施例的第2变形例) 

图9是表示第1实施例所涉及的光源装置的第2变形例的结构的图。该图9所示的第2变形例所涉及的光源装置101d具有连续光源120、衰减率可变的光衰减器106、光纤111和频带可变滤光器104。光纤111及频带可变滤光器104的结构及功能与上述光源装置101a、101b相同。 

在本第2变形例中，连续光源120是射出连续光P3的种光源。 连续光源120经由光衰减器106向光纤111提供连续光P3。另外，即使入射至光纤111的种光为连续光，只要该连续光具有比较高的功率，也可以在光纤111内生成SC光P2。 

光衰减器106包括在用于使SC光P2的频谱形状变形的频谱整形单元中。具体地说，光衰减器106通过使连续光P3的功率变化，从而使SC光P2的频谱形状变形。即，由于如果入射至光纤111的连续光P3的功率变化，则光纤111内生成的脉冲(SC光P2)的条件变化，所以SC光P2的频谱形状也变形。由此，本第1实施例中的频谱整形单元也可以如本第2变形例所示通过衰减率可变的光衰减器106而可靠地实现。 

另外，在本第2变形例中，优选入射至光纤111的连续光P3的功率大于或等于100mW。由此，可以在光纤111内可靠地生成SC光P2。另外，如本第2变形例所示，通过进一步在光纤111的光输出端侧配置频带可变滤光器104，可以使SC光P2的频谱形状更接近期望的形状。 

(第1实施例的第3变形例) 

图10的区域(a)是表示第1实施例所涉及的光源装置的第3变形例的结构的框图。该图10的区域(a)所示的第3变形例所涉及的光源装置101e，具有脉冲光源102、脉冲整形部107、光纤111和控制部114。脉冲光源102及光纤111的结构与上述光源装置101a、101b相同。 

脉冲整形部107包括用于使SC光P2的频谱形状变形的频谱整形单元，以光学连接在脉冲光源102和光纤111之间的状态配置。脉冲整形部107可以使用例如图1的区域(a)所示的光轴调整部103、图8的区域(a)所示的脉冲压缩·扩展器105(第1变形例)、或图9所示的光衰减器106(第2变形例)。 

另外，脉冲整形部107也可以使用频带可变滤光器，通过使入射至光纤111的光脉冲列P1的频谱形状(特别是频谱宽度及中心波长中的至少一个)变化而进行SC光P2的频谱整形。由于SC光P2的频谱形状除了受到光纤111的色散特性的影响之外，还受到光脉冲 列P1的频谱宽度及中心波长的影响，所以通过以光学连接在脉冲光源102和光纤111之间的状态配置频带可变滤光器，可以使SC光P2的频谱形状适当地变化。 

另外，脉冲整形部107也可以通过使入射至光纤111的光脉冲列P1的偏振方向变化而实现SC光P2的频谱整形。由于SC光P2的频谱形状受到光脉冲列P1的偏振及光纤111的偏振依赖性的影响，所以通过使光脉冲列P1的偏振方向变化，可以使SC光P2的频谱形状适当地变化。 

控制部114也作为用于使SC光P2的频谱形状变形的频谱整形单元起作用。即，控制部114将控制信号S₁发送至脉冲光源102，该控制信号S₁用于控制脉冲光源102的激励用激光光源(例如，图2～4所示的半导体激光元件121)的输出功率。由此，通过使激励用激光光源的输出功率变化，从而使光脉冲列P1所包含的各脉冲的最大功率变化。在例如上述第2变形例(参照图9)中，使用光衰减器106而使光脉冲列P1的各脉冲的最大功率变化，但也可以通过使激励用激光光源的输出功率变化而使光脉冲列P1的各脉冲的最大功率容易地变化。而且，激励用激光光源的输出功率可以通过向激励用激光光源供给的电流量而容易地控制。由此，通过该结构，可以使用如激励用激光光源的电流量这样的一个参数而容易地使光脉冲列P1的各脉冲的最大功率变化。 

控制部114作为通过控制光纤111的温度而使SC光P2的频谱形状变形的频谱整形单元起作用。即，控制部114将用于对光纤111进行温度控制的控制信号S₂，发送至与光纤111相接触地设置的珀耳帖元件等调温元件109。由此，由于可以使光纤111的色散特性适当地变化，所以可以使SC光P2的频谱形状适当地变化。另外，优选将光纤111卷绕为线圈状，以使调温元件109的温度容易传导。 

控制部114对脉冲整形部107进行控制，以得到具有期望频谱形状的SC光P2。例如，在脉冲整形部107具有光轴调整部103的情况下，控制部114将用于驱动图1的区域(a)所示的第1及第2驱动部131、132的驱动信号，作为控制信号S₃发送至脉冲整形部107。 另外，在脉冲整形部107包含脉冲压缩·扩展器105(图8的区域(a))的情况，或脉冲整形部107包含光衰减器106(图9)的情况下，控制部114将用于控制脉冲压缩·扩展器105或光衰减器106的控制信号S₃发送至脉冲整形部107。由此，可以可靠地得到具有期望频谱形状的SC光P2。 

(第1实施例的第4变形例) 

图10的区域(b)是表示第1实施例所涉及的光源装置的第4变形例的结构的框图。该图10的区域(b)所示的第4变形例所涉及的光源装置101f，具有脉冲光源102(或连续光源120)、频谱整形部108、光纤111、光放大器115和控制部116。脉冲光源102(连续光源120)及光纤111的结构与上述光源装置101a、101b相同。 

光放大器115包括在用于使SC光P2的频谱形状变形的频谱整形单元中，该光放大器115通过使光脉冲列P1所包含的各脉冲的最大功率变化而使SC光P2的频谱形状变化。光放大器115的放大率可变。因此，光放大器115从控制部116接收用于控制其放大率的控制信号S₄，以与该控制信号S₄对应的放大率将来自脉冲光源102的光脉冲列P1(或来自连续光源120的连续光P3)放大。 

如本第4变形例所示，频谱整形单元也可以包含放大率可变的光放大器115，其以光学连接在脉冲光源102(连续光源120)和光纤111之间的状态配置。根据该结构，可以容易地控制SC光P2的频谱整形。另外，由于在使用脉冲光源102作为种光源的情况下，光脉冲列P1的各脉冲的最大功率也可以是恒定的，所以能够稳定地得到光脉冲列P1。另外，在此情况下，也可以使入射至光放大器115的光的频谱形状和从光放大器115射出的光的频谱形状彼此不同。通过在入射至光纤111的光脉冲列P1的各脉冲的最大功率的基础上，进一步考虑光放大器115导致的光脉冲列P1的频谱形状变化，可以使SC光P2的频谱形状更接近期望的形状。 

频谱整形部108包括在用于使SC光P2的频谱形状变形的其他频谱整形单元中。频谱整形单元108可以使用例如图9所示的第2变形例中的频带可变滤光器104。另外，频谱整形部108也可以是曲 率可变的弯曲部，其形成在用于将SC光P2向装置外部射出的光波导通路上。通过在用于将SC光P2射出的光波导通路上设置上述弯曲部，可以向SC光P2施加任意的弯曲损耗，使SC光P2的频谱形状适当地变化。频谱整形部108从控制部116接收用于控制SC光P2的频谱形状的控制信号S₅，使通过频带变化或使光波导通路的曲率变化，以成为与该控制信号S₅对应的频谱形状。由此，可以可靠地控制SC光P2的频谱整形。 

控制部116除了上述控制信号S₄及S₅之外，还与第3变形例中的控制部14相同地，将用于对脉冲光源102(连续光源120)的激励用激光光源的输出功率进行控制的控制信号S₁发送至脉冲光源102(连续光源120)。此时，通过使激励用激光光源的输出功率变化，可以使光脉冲列P1(连续光P3)的最大功率变化。另外，控制部116通过将用于对光纤111进行温度控制的控制信号S₂发送至与光纤111相接触地设置的调温元件109，可以使光纤111的色散特性变化。 

(第1实施例的第5变形例) 

图11是表示第1实施例所涉及的光源装置的第5变形例的结构的框图。该图11所示的第5变形例所涉及的光源装置101g具有脉冲光源102、脉冲整形部107、光纤111、控制部117、检测器118和分波器119。脉冲光源102、脉冲整形部107及光纤111的结构与上述光源装置101a、101b相同。 

检测器118包括在用于检测SC光P2的频谱形状的检测单元中。检测器118经由分波器119而与光纤111的出射端光学连接，获取SC光P2的一部分。检测器118具有波长可变滤光器118a、光检测元件118b和信号处理部118c。检测器118所获取的一部分SC光P2，在通过波长可变滤光器118a后，由光检测元件118b进行光电变换，成为周期性的电信号。然后，基于该电信号，由信号处理部118c检测频谱形状(每个频率的频谱强度)。将该检测结果发送至控制部117。 

控制部117基于由检测器118检测出的SC光P2的频谱形状，生成下述控制信号并分别发送至脉冲光源102、调温元件109及脉冲 整形部107，上述控制信号包括用于使脉冲光源102的激励用激光光源的输出功率变化的控制信号S₁，用于对光纤111进行温度控制的控制信号S₂，以及用于控制脉冲整形部107的控制信号S₃。由此，通过利用检测器118检测SC光P2的频谱形状，可以利用检测结果对频谱整形单元(脉冲整形部107、控制部117)进行反馈控制。其结果，本第5变形例所涉及的光源装置101g可以高精度且稳定地进行频谱整形的控制。 

(第1实施例的第6变形例) 

当前，射出的SC光的频谱由入射至SC光生成用光纤中的种光、例如光脉冲列，及该SC光生成用光纤，限定其SC特性。因此，在将种光源(例如脉冲光源)及用于生成SC光的光纤组合后，无法大幅地控制SC特性。所以，本第1实施例所涉及的光源装置的第6变形例的特征在于，作为频谱整形单元，通过控制SC光生成用光纤的端部处的熔接条件，从而积极地使该熔接点在色散或损耗特性上具有适当的波长特性。根据上述结构，即使在设置了SC光生成用光纤后，也可以进行SC光的频谱整形。由于熔接流程本身是简单且可靠性高的技术，所以不需要考虑时效老化。 

图12是表示第1实施例所涉及的光源装置的第6变形例的结构的图。如图12所示，第6变形例所涉及的光源装置101h具有射出脉冲光P1的脉冲光源102(或射出连续光的连续光源120)、以及SC光生成用光纤111。该光纤111的光入射端和脉冲光源102的输出用光纤在箭头J1所示的位置上熔接连接。另外，光纤111的光出射端在箭头J2所示的位置上与其他光纤熔接连接。在光纤111中生成的SC光P2通过熔接点J2而向该光源装置101h的外部射出。 

另外，作为频谱整形单元的熔接点，通过仅向光纤111的光入射端、仅向光出射端、或向光入射端和光出射端这两者赋予损耗的波长依赖性，从而控制SC光P2的频谱整形。与光纤111熔接连接的光纤，可以使用例如在波长1.3μm附近具有零色散波长的单模光纤、在波长1.55μm附近具有零色散波长的色散位移光纤、硫化物光纤、中心线芯的折射率远高于标准单模光纤的高δ光纤、铋玻璃光纤、以 碲化物玻璃或铅玻璃为主要成分的软玻璃光纤等。另外，也可以使用掺铒的添加有稀土类元素的光纤。并且，对于熔接点J1及/或熔接点J2，也可以通过将熔接连接的光纤之间拉伸而实现锥形光纤构造。在此情况下，由锥形部分也可以促进SC光P2的生成，更加动态地对SC光P2的频谱特性进行控制。 

图13是用于说明图12所示的第6变形例所涉及的光源装置101h的动作的图。在图13中的区域(a)中示出熔接点J1处的衰减频谱，AT102示出没有随着熔接而形成损耗的状态下的衰减频谱，AT101示出熔接损耗具有波长依赖性而使损耗在长波长侧增加的衰减频谱。 

在没有随着熔接形成损耗的情况下(衰减频谱AT102)，由光纤111生成的SC光的频谱是图13的区域(b)中示出的频谱SP110。另一方面，在熔接点J1处熔接损耗具有波长依赖性的情况下(衰减频谱AT101)，由光纤111生成的SC光的频谱，如图13的区域(b)中所示的频谱SP109那样，成为在比激励波长λ_PUMP更长的波长侧平坦部分变窄的形状。 

如上述所示，作为频谱整形单元，根据对光纤111的至少一侧端部上的熔接条件进行控制的本第6变形例所涉及的光源装置101h，也可以可靠地实现射出的SC光的频谱整形。 

上述说明的本发明所涉及的光源装置，并不限于上述实施方式及各变形例，可以进行各种变形或添加构成要素。例如，在上述实施方式或各变形例中，对本发明所涉及的频谱整形单元的各种形式进行了说明，但本发明所涉及的光源装置也可以将上述各频谱整形单元中的任意多个单元进行组合而构成。 

(第2实施例) 

下面，参照图14～27详细说明本发明所涉及的光源装置的第2实施例。 

图14是表示本发明所涉及的光源装置的第2实施例的代表性结构的图。首先，图14的区域(a)所示的光源装置201a具有脉冲光源202、时分多重处理部203和光纤211。脉冲光源202是本第2实 施例中的种光源，接受来自电源装置的电源供给而射出光脉冲列P1。 

光纤211经由时分多重处理部203而与脉冲光源202进行光学结合，接收光脉冲列P1而射出包含超连续(SC：Supercontinuum)光的脉冲状SC光P2。具体地说，光纤211通过将光脉冲列P1所具有的频谱宽度扩大至例如大于或等于2倍，从而生成SC光P2。另外，优选光脉冲列P1的中心波长在1550nm附近。由此，可以在光纤211的低损耗波长区域中高效地生成SC光。 

时分多重处理部203包括在用于使SC光P2的功率变化的功率调节单元中。时分多重处理部203通过使光脉冲列P1的重复频率变化而使SC光P2的重复频率变化，其结果使SC光P2的时间平均功率变化。 

时分多重处理部203以光学连接在脉冲光源202和光纤211之间的状态配置，具有分波器231、多个光波导通路232、233、延迟器234和合波器235。分波器231将来自脉冲光源202的光脉冲列P1分波至光波导通路232、233。延迟器234使光脉冲列P1在时间上延迟。另外，延迟器234设置在光波导通路232、233中的一个(在本第2实施例中为光波导通路232)或这两者上。合波器235将来自光波导通路232、233的光脉冲列P1进行合波。另外，在分波器231上设有光开关，其用于选择将光脉冲列P1分波至光波导通路232、233，或者将光脉冲列P1仅引导至没有设置延迟器234的光波导通路(光波导通路233)。在此情况下，可以在使从合波器235输出的平均功率保持恒定的状态下改变重复频率。另外，也可以在光波导通路232、233的任一个上插入实际将光遮蔽的光闸或光开关、光可变衰减器等。在此情况下，无需改变从合波器235输出的脉冲光的能量，就可以改变重复频率。 

图14的区域(b)所示的光源装置201b具有脉冲光源202、时分多重处理部204和光纤211。脉冲光源202及光纤211的结构及功能与上述光源装置201a相同。 

时分多重处理部204包含用于使SC光P2的功率变化的功率调节单元。时分多重处理部204与图14的区域(a)所示的时分多重处 理部203相同地，通过使光脉冲列P1的重复频率变化而使SC光P2的重复频率变化。其结果，SC光P2的时间平均功率变化。 

时分多重处理部204以光学连接在脉冲光源202和光纤211之间的状态配置，具有分波器241、多个光波导通路242～244和合波器245。分波器241将来自脉冲光源202的光脉冲列P1分波至光波导通路242～244。合波器245将来自光波导通路242～244的光脉冲列P1合波。 

光波导通路242～244中的部分光波导通路242、243分别具有延迟通路242a、243a。延迟通路242a、243a是用于使通过光波导通路242、243的光脉冲列P1在时间上延迟的部分，构成时分多重处理部204中的延迟部。另外，延迟通路242a比延迟通路243a更长，光脉冲列P1的延迟时间以光波导通路242、光波导通路243、光波导通路244的顺序变短。另外，在分波器241上设置光开关，其用于选择将光脉冲列P1分波至光波导通路242～244，或者将光脉冲列P1仅引导至没有设置延迟通路的光波导通路(光波导通路244)。在此情况下，可以在使从合波器235输出的平均功率保持恒定的状态下改变重复频率。另外，也可以在光波导通路242、光波导通路243及光波导通路244的任一个上插入实际将光遮蔽的光闸或光开关、光可变衰减器等。在此情况下，无需改变从合波器245输出的脉冲光的能量，就可以改变重复频率。 

图15是作为在第2实施例所涉及的光源装置中应用的脉冲光源202的第1结构而示出脉冲光源202a的结构的图。脉冲光源202a是所谓的有源(主动)锁模型超短脉冲光发生源，由环形谐振器构成。即，脉冲光源202a具有半导体激光元件221、LN调制器222a、驱动LN调制器222a的信号发生器222b和环状谐振腔(光波导通路)223。半导体激光元件221经由耦合器223a与谐振腔223的环状部分光学连接。另外，谐振腔223的环状部分经由耦合器223c与输出用光波导通路223d光学连接。在谐振腔223的环状部分中，光学串联连接有掺铒光纤(EDF)223b及LN调制器222a。 

如果信号发生器222b将规定频率的电脉冲信号发送至LN调制 器222a，则LN调制器222a上的光损耗相应于与该频率对应的周期减少。从半导体激光元件221向谐振腔223的环状部分入射激励光。然后，如果控制LN调制器222a在由该激励光激励产生的光所包含的各模式的相位同步时进行振荡，则可以生成脉宽为数飞秒左右的超短脉冲激光，将该超短脉冲激光从输出用光波导通路223d向外部周期性地射出。图14的区域(a)及(b)所示的光源装置201a、201b利用该周期性的超短脉冲光作为光脉冲列P1。此时，光脉冲列P1的重复频率与从信号发生器222b传送至LN调制器222a的电脉冲信号的频率一致。 

图16是作为脉冲光源202的第2结构而示出脉冲光源202b的结构的图。脉冲光源202b是所谓的无源(被动)锁模型超短脉冲光发生源，由环形谐振器构成。即，脉冲光源202b具有半导体激光元件221、环状谐振腔(光波导通路)223、反射镜224a、安装在反射镜224a上的压电电动机224b和驱动压电电动机224b的信号发生器224c。另外，在下述方面与上述脉冲光源202a(图15)相同：半导体激光元件221与谐振腔223光学连接；谐振腔223具有输出用光波导通路223d；以及谐振腔223的环状部分与EDF223b光学连接。 

在脉冲光源202b上，取代上述脉冲光源202a的LN调制器222a而设置反射镜224a。反射镜224a构成谐振腔223的环状部分的一部分，通过使反射镜224a的位置振动而使谐振腔223的环状部分的长度周期性地变化。反射镜224a的振动由压电电动机224b施加。另外，其振动频率由驱动压电电动机224b的信号发生器224c控制。 

如果信号发生器224c将规定频率的电脉冲信号发送至压电电动机224b，则谐振腔223的长度以与该频率对应的周期变动。从半导体激光元件221向谐振腔223的环状部分入射激励光。然后，在谐振腔223的长度满足孤子条件的瞬间，生成脉宽为数飞秒左右的超短脉冲激光。该超短脉冲光作为光脉冲列P1，从输出用光波导通路223d向外部周期性地射出。此时，光脉冲列P1的重复频率与从信号发生器224c传送至压电电动机224b的电脉冲信号的频率一致。另外，由于在脉冲光源202b中，通过机械驱动反射镜224a而生成周期性的超 短脉冲光，所以与电气驱动LN调制器222a的结构的脉冲光源202a相比，具有光脉冲列P1的重复频率变小的趋势。 

另外，图17是作为脉冲光源202的第3结构而示出脉冲光源202c的结构的图。脉冲光源102c是所谓的无源(被动)锁模型超短脉冲光发生源，由利用同时掺杂Er:Yb的玻璃形成的固体激光器构成。即，脉冲光源202c具有：半导体激光元件221；可饱和吸收镜225，其由可饱和吸收体及反射镜一体地构成；准直透镜226a；棱镜226b及226c；输出用耦合器226d；反射镜227a～227c；同时掺杂Er:Yb的玻璃板228；以及透明介质229。除了半导体激光元件221及准直透镜226a之外的构成要素，构成用于激光振荡的谐振腔CA。另外，透明介质229根据需要而设置。 

从半导体激光元件221射出的激励光经由准直透镜226a及反射镜227a到达同时掺杂Er:Yb的玻璃板228。由此，激励同时掺杂Er:Yb的玻璃板228。同时掺杂Er:Yb的玻璃板228配置在谐振腔CA上，该谐振腔CA由可饱和吸收镜225、棱镜226b及226c、输出用耦合器226d及反射镜227a～227c构成。在谐振腔CA中行进的光，一边由同时掺杂Er:Yb的玻璃板228放大，一边在可饱和吸收镜225和输出用耦合器226d之间往返。 

可饱和吸收镜225具有吸收弱光而反射强光的性质。在到达可饱和吸收镜225的光所包含的各模式的相位同步时，光的强度达到最大。因此，仅在该瞬间，可饱和吸收镜225作为反射镜起作用，产生激光振荡。由此，该激光成为脉宽为数飞秒左右的超短脉冲光，作为光脉冲列P1从输出用耦合器226d向外部射出。此时，光脉冲列P1的重复频率为与谐振腔CA的长度对应的值。 

下面，在如上述所示构成的光源装置201a、201b中，说明光源装置201a的动作。另外，光源装置201b的动作与光源装置201a的动作大致相同。 

具有图15～17所示的脉冲光源202a～202c中的任意一个结构的脉冲光源202，将光脉冲列P1向时分多重处理部203射出。光脉冲列P1由脉宽为数飞秒左右的超短脉冲光周期性(周期T₁)地排列而构成。此时，对于时分多重处理部203，在分波器231设定为将光脉冲列P1向光波导通路232、233分波的情况下，将光脉冲列P1向光波导通路232、233分波。这样，向一侧的光波导通路232行进的光脉冲列P1中，由延迟器234生成例如(T₁/2)秒的延迟。然后，分别在光波导通路232、233中行进的光脉冲列P1由合波器235再次合波。另外，对于时分多重处理部203，在分波器231设定为不将光脉冲列P1向光波导通路232分波的情况下，光脉冲列P1在光波导通路233中行进。 

在这里，图18的区域(a)及(b)是分别表示在分波器对光脉冲列P1没有进行分波的情况及进行分波的情况下，来自时分多重处理部203的输出波形P_200A及P_200B的曲线图。在分波器231没有对光脉冲列P1进行分波的情况下，如图18的区域(a)所示的输出波形P_200A那样，从脉冲光源202射出的光脉冲列P1直接作为来自时分多重处理部203的输出波形，由此成为以周期T₁排列有光脉冲的波形。另一方面，在分波器231对光脉冲列P1进行分波的情况下，如图18的区域(b)所示的输出波形P_200B那样，成为以从脉冲光源202射出的光脉冲列P1的周期T₁的一半、即周期T₂(＝T₁/2)排列有光脉冲的波形。 

在此情况下，对由分波器231分波而导致的各脉冲的强度下降量，通过使例如向半导体激光元件221(参照图15～图17)供给的电流量增加而进行补偿即可。由此，如图18的区域(a)及(b)所示，输出波形P_200B中的各光脉冲的峰值与输出波形P_200A中的各光脉冲的峰值相同(为PW)。由此，优选一边维持入射至光纤211的光脉冲列P1所包含的各脉冲的功率波形的峰值，一边使光脉冲列P1的重复频率变化。 

另外，输出波形P_200A及P_200B的各光脉冲的峰值PW例如为80kW。另外，输出波形P_200A的重复频率(即，光脉冲列P1的周期T₁的倒数)为例如25MHz，输出波形P_200B的重复频率为例如50MHz。另外，输出波形P_200A及P_200B的脉宽例如为200飞秒。另外，输出波形P_200A的时间平均功率为例如40mW，输出波形P_200B的时间平均功 率例如为80mW。 

来自时分多重处理部203的上述输出波形入射至光纤211。然后，利用光纤211的非线性光学效应(绝热孤子压缩效应)而生成各光脉冲的频谱频带宽度扩展至大于或等于2倍的SC光P2。此时生成的SC光P2的重复频率与入射至光纤11的光脉冲列P1的重复频率一致。SC光P2从光源装置201a的光出射端向外部射出。另外，光纤211的非线性部分的长度(相互作用长度)例如为2m即可。 

在这里，图19是由光纤211生成的SC光P2的频谱。在图19中，频谱SP201是与图18的区域(a)所示的输出波形P_200A对应的SC光P2的频谱，频谱SP202是与图18的区域(b)所示的输出波形P_200B对应的SC光P2的频谱形状。另外，在图19中，纵轴是标准化后的频谱强度。 

如果将图19的频谱SP201和频谱SP202进行比较，则可知SC光P2的总功率(时间平均功率)与入射至光纤211的光脉冲列P1的重复频率的值成正比地增大。另外，频谱SP201及频谱SP202各自的频谱波形(沿波长轴的起伏状态)大致相同。即，变化前后的频谱强度之比在整个频带上大致相等，可知良好地维持了频谱波形。 

即，在本第2实施例中，无论SC光P2的重复周期如何变化，SC光P2所包含的各个光脉冲的频谱形状都是相同的。由此，SC光P2的时间平均功率及频谱波形成为与SC光P2的重复频率对应的各个频谱强度的叠加。由此，可以一边维持SC光P2的频谱波形，一边与重复频率成正比地使SC光P2的功率变化。 

由此，根据第2实施例所涉及的光源装置201a(或光源装置201b)，利用时分多重处理部203(或时分多重处理部204)，可以一边维持从光源装置201a射出的SC光P2的频谱波形，一边使SC光P2的功率(时间平均功率)变化。由此，例如在红外分光测定中被测定对象物为低散射体时，由于可以一边维持SC光P2的频谱波形，一边使照射至被测定对象物的SC光P2的时间平均功率变强，所以可以提高测定精度。另外，由于可以一边维持SC光的频谱波形，一边使照射至被测定对象物的SC光P2的时间平均功率适当地变弱， 所以可以避免由于SC光P2和被测定对象物之间的相互作用导致的被测定对象物的老化或变质。 

(第2实施例的第1变形例) 

图20的区域(a)是表示第2实施例所涉及的光源装置的第1变形例的结构的图。该图20的区域(a)所示的第1变形例所涉及的光源装置201c具有脉冲光源202、脉冲提取部205和光纤211。由于脉冲光源202及光纤211的结构，与上述光源装置201a、201b的情况相同，所以省略详细说明。 

脉冲提取部205包括在用于使SC光P2的功率可变的功率调节单元中。脉冲提取部205通过使光脉冲列P1的重复频率变化而使SC光P2的重复频率变化。其结果，脉冲提取部205使SC光P2的时间平均功率变化。 

具体地说，脉冲提取部205以光学连接在脉冲光源202和光纤211之间的状态配置，具有光开关251和信号发生器252。光开关251是用于从由脉冲光源202射出的光脉冲列P1中周期性地提取光脉冲的构成要素。另外，信号发生器252是用于驱动光开关251的构成要素。 

信号发生器252将周期为光脉冲列P1的重复周期的整数倍的电脉冲信号发送至光开关251。由此，在光脉冲列P1所包含的光脉冲中，与电脉冲信号的定时一致的光脉冲从脉冲提取部5射出。由此，脉冲提取部205通过从由脉冲光源202射出的光脉冲列P1中周期性地提取光脉冲，从而使入射至光纤211的光脉冲列P1的重复频率变化。 

此时，从光纤211射出的SC光P2的重复频率与入射至光纤211的光脉冲列P1的重复频率一致。由此，根据本第1变形例所涉及的光源装置201c，由于可以使SC光P2的重复频率适当地变化，所以与上述光源装置201a、201b相同地，可以一边良好地维持从光源装置201c射出的SC光P2的频谱波形，一边使SC光P2的时间平均功率变化。另外，信号发生器252也可以设置在光源装置201c的外部。另外，优选脉冲提取部205的脉冲提取周期是可变的，在此情况下， 用于使SC光P2的时间平均功率变化的自由度增加。 

(第2实施例的第2变形例) 

图20的区域(b)是表示第2实施例所涉及的光源装置的第2变形例的结构的图。该图20的区域(b)所示的第2变形例所涉及的光源装置201d，具有脉冲光源202、信号发生器206、光纤211和光放大器212。脉冲光源202及光纤211的结构与上述光源装置201a、201b相同。 

信号发生器206包括在用于使SC光P2的功率可变的功率调节单元中。信号发生器206通过使光脉冲列P1的重复频率变化而使SC光P2的重复频率变化。其结果，信号发生器206使SC光P2的时间平均功率变化。 

具体地说，信号发生器206使脉冲光源202射出光脉冲列P1时的重复频率变化。例如在脉冲光源202为图15所示的第1结构的脉冲光源202a的情况下，信号发生器206相当于信号发生器222b。另外，在脉冲光源202为图16所示的第2结构的脉冲光源202b的情况下，信号发生器206与信号发生器224c相当。由此，通过信号发生器206直接控制脉冲光源202而变更光脉冲列P1的重复频率，可以利用简单的结构而使SC光P2的重复频率变化，由此使SC光P2的时间平均功率变化。 

光放大器212以光学连接在脉冲光源202和光纤211之间的状态配置。光放大器212是用于将从脉冲光源202射出的光脉冲列P1放大的构成要素，例如由掺铒光纤(EDF)构成。该光放大器212用于例如即使在入射至光纤211的光脉冲列P1的重复频率改变的情况下，也可以控制使各脉冲的功率波形的峰值大致恒定。 

(第2实施例的第3变形例) 

图21的区域(a)是表示第2实施例所涉及的光源装置的第3变形例的结构的图。该图21的区域(a)所示的第3变形例所涉及的光源装置201e，具有脉冲光源202、衰减率可变的光衰减器207和光纤211。脉冲光源202及光纤211的结构与上述光源装置201a、201b相同。 

光衰减器207包括在用于使SC光P2的功率变化的功率调节单元中。在本第3变形例中，功率调节单元通过使光脉冲列P1所包含的各脉冲的功率波形的峰值变化，使SC光P2的功率变化。具体地说，光衰减器207以光学连接在脉冲光源202和光纤211之间的状态配置，使从脉冲光源202射出的光脉冲列P1所包含的各脉冲的功率波形的峰值减少。另外，光衰减器207的衰减率可变，可以使光脉冲列P1所包含的各脉冲的功率波形的峰值以任意衰减率减少。 

除了如上述变形例所示使光脉冲列P1的重复频率变化之外，例如通过如本第3变形例所示使光脉冲列P1所包含的各脉冲的功率波形的峰值变化，也可以一边良好地维持从光源装置201e射出的SC光的频谱波形，一边使SC光的功率变化为期望的强度。另外，如本第3变形例所示，通过利用光衰减器7使光脉冲列P1所包含的各脉冲的功率波形的峰值减少，并且使衰减率可变，可以控制光脉冲列P1的各脉冲的功率波形的峰值，而不会影响光脉冲列P1的噪声特性、时间波形及频谱形状。由此，根据本第3变形例所涉及的光源装置201e，可以使SC光P2的时间平均功率更高精度地接近期望强度。 

(第2实施例的第4变形例) 

图21的区域(b)是表示第2实施例所涉及的光源装置的第4变形例的结构的图。该图21的区域(b)所示的第4变形例所涉及的光源装置201f，具有脉冲光源202、光轴调整部208、光纤211、准直透镜213a和聚光透镜213b。脉冲光源202及光纤211的结构与上述光源装置201a、201b相同。另外，准直透镜213a及聚光透镜213b配置在脉冲光源202和光纤211之间。光脉冲列P1由准直透镜213a校准后，由聚光透镜213b聚光。 

光轴调整部208包括在用于使SC光P2的功率变化的功率调节单元中。光轴调整部208利用脉冲光源202和光纤211之间的光轴偏差，使脉冲光源202和光纤211之间的光耦合效率变化。此时，由于光脉冲列P1所包含的各脉冲的功率波形的峰值变化，所以可以使SC光P2的功率变化。本第4变形例中的光轴调整部208具有：第1驱动部281，其使聚光透镜213b位移；以及第2驱动部282，其使光纤 211的光入射端位移。第1驱动部281通过使聚光透镜213b在光轴方向及与光轴方向相交的方向上位移，使脉冲光源202和光纤211之间的光耦合效率变化。第2驱动部282通过使光纤211的光入射端在与光轴方向相交的方向上位移，使脉冲光源202和光纤211之间的光耦合效率变化。 

如本第4变形例所示，功率调节单元(光轴调整部208)，也可以通过利用脉冲光源202和光纤211之间的光轴偏差而使脉冲光源202和光纤211之间的光耦合效率变化，从而使光脉冲列P1所包含的各脉冲的功率波形的峰值变化。由此，可以一边良好地维持从光源装置201f射出的SC光P2的频谱波形，一边使SC光P2的时间平均功率变化，同时，与使用光放大器或光衰减器的情况(例如上述第3变形例)相比，可以将光损耗抑制得较低。 

(第2实施例的第5变形例) 

图22的区域(a)是表示第2实施例所涉及的光源装置的第5变形例的结构的图。该图22的区域(a)所示的第5变形例所涉及的光源装置201g，具有脉冲光源202、衰减率可变的光衰减器207、脉冲压缩·扩展器209和光纤211。脉冲光源202及光纤211的结构与上述光源装置201a、201b相同。另外，光衰减器207的结构与上述第3变形例(图21的区域(a))相同。 

脉冲压缩·扩展器209与光衰减器207一起构成功率调节单元。具体地说，脉冲压缩·扩展器209在脉冲光源202和光纤211之间与光衰减器207光学地串联连接。在该结构中，通过使光脉冲列P1所包含的各光脉冲的时间波形变化，从而良好地维持SC光P2的频谱波形。作为脉冲压缩·扩展器209，可以应用例如可变色散补偿器等色散装置。 

如本第5变形例所示，通过使功率调节单元还包括脉冲压缩·扩展器209，从而更良好地维持从光源装置201g射出的SC光P2的频谱波形。 

(第2实施例的第6变形例) 

图22的区域(b)是表示第2实施例所涉及的光源装置的第6 变形例的结构的图。该图22的区域(b)所示的第6变形例所涉及的光源装置201h，具有连续光源220、放大率可变的光放大器210和光纤211。光纤211的结构与上述光源装置201a、201b相同。 

连续光源220是射出连续光P3的种光源。连续光源220经由光放大器210向光纤211提供连续光P3。另外，即使入射至光纤211的光为连续光，但只要该连续光具有较高的功率，则也可以在光纤211内生成SC光P2。此时，优选入射至光纤211的连续光P3的功率大于或等于100mW。由此，可以在光纤211内可靠地生成SC光P2。 

另外，光放大器210包括在用于使SC光P2的功率变化的功率调节单元中。光放大器210通过使连续光P3的功率变化，使SC光P2的功率变化为期望值。即，如果使入射至光纤211的连续光P3的功率变化，则光纤211内的脉冲状SC光P2的生成条件变化。因此，脉冲状SC光P2的重复频率也变化。由此，根据本第6变形例，由于可以利用功率单元(光放大器210)使SC光P2的重复频率变化，所以与上述光源装置201a、201b相同地，可以一边维持从光源装置201h射出的SC光P2的频谱波形，一边使SC光P2的时间平均功率变化。 

(第2实施例的第7变形例) 

图23是表示第2实施例所涉及的光源装置的第7变形例的结构的图。该图23所示的第7变形例所涉及的光源装置201i，具有脉冲光源202(或连续光源220)、光纤211、准直透镜213a、聚光透镜213b和衰减率可变的光衰减器214。脉冲光源202(连续光源220)及光纤211的结构与上述光源装置201a、201b相同。另外，准直透镜213a及聚光透镜213b的结构与上述第4变形例(图21(b))相同。 

光衰减器214包括在用于使SC光P2的功率变化的功率调节单元中。光衰减器214与光纤211的光出射端光学连接，在维持从光纤211射出的SC光P2的频谱波形基本不变的状态下，将SC光P2的时间平均功率衰减。具体地说，光衰减器214在SC光P2的频谱频 带中的整个波段或测定所利用的一部分波段中，维持SC光P2的频谱波形基本不变，并且将由SC光P2构成的光脉冲的功率波形的峰值衰减。 

在本第7变形例中，优选在SC光P2的整个频谱波段、或SC光P2的整个频谱频带中测定所利用的一部分波段中，使光衰减器214的衰减率的波长依赖性充分小，达到可以忽略的程度。例如，优选该波段中光衰减器214的最大衰减率和最小衰减率之差小于或等于20dB。另外，优选使测定所需的衰减率变化范围(例如10dB)中的衰减率的波长依赖性，在所期望的波段中较小，达到可以忽略的程度。另外，作为在SC光P2的一部分波段中衰减率的波长依赖性较小的光衰减器214，可以例举将该频带之外的光遮蔽的滤光器型光衰减器。 

在这里，图24的区域(a)表示光衰减器214的衰减率的波长依赖性在SC光P2的整个频谱频带中充分小的情况下，来自光衰减器214的输出光的频谱。另外，图24的区域(b)表示光衰减器214的衰减率的波长依赖性在SC光P2的频谱频带中的一部分频带中充分小的情况下，来自光衰减器214的输出光的频谱。另外，在图24的区域(a)及(b)中，频谱SP203、SP206示出入射至光衰减器214之前的SC光P2的频谱，频谱SP204、SP207示出光衰减器214的衰减率为2dB时的输出光频谱，频谱SP205、SP208示出光衰减器214的衰减率为6dB时的输出光频谱。另外，在图24的区域(a)及图24(b)中，纵轴为标准化后的频谱强度。 

如图24的区域(a)(或图24的区域(b))所示可知，根据本第7变形例所涉及的光源装置201i，在SC光P2的频谱频带的整体或部分中，无论衰减率如何，都可以良好地维持衰减后的输出光频谱的波长依赖性。由此，根据第7变形例所涉及的光源装置201i，可以一边良好地维持从光源装置201i射出的SC光P2的频谱波形的整体或一部分，一边使SC光P2的光强度(即时间平均功率)变化。 

(第2实施例的第8变形例) 

图25的区域(a)是表示第2实施例所涉及的光源装置的第8 变形例的结构的图。该图25的区域(a)所示的第8变形例所涉及的光源装置201j，具有脉冲光源202(或连续光源220)、光纤211和放大率可变的光放大器215。脉冲光源202(连续光源220)及光纤211的结构与上述光源装置201a、201b相同。 

光放大器215包括在用于使SC光P2的功率变化的功率调节单元中。光放大器215以与光纤211的光出射端光学连接的状态配置，在维持从光纤211射出的SC光P2的频谱波形基本不变的状态下，放大SC光P2的时间平均功率。具体地说，光放大器215在SC光P2的频谱频带中由该光放大器215放大的波段内，维持SC光P2的频谱波形基本不变，并在该频带中将由SC光P2构成的光脉冲的功率波形的峰值放大。作为上述光放大器215，例如适于使用可以在整个从C波段至L波段这一较宽的波长区域(1535～1605nm)中进行放大的掺铒光纤(EDFA)等。 

在这里，图25的区域(b)表示来自光放大器15的输出光频谱。另外，在图25的区域(b)中，频谱SP209示出入射至光放大器215之前的SC光P2的频谱，频谱SP210示出在光放大器215的放大率为2.5dB时的输出光频谱，频谱SP211示出在光放大器215的放大率为6dB时的输出光频谱。另外，在图25的区域(b)中，纵轴是标准化后的频谱强度。 

如图25的区域(b)所示可知，根据本第8变形例所涉及的光源装置201j，在由光放大器215放大的频带(图25的区域(b)中所示的频带A)中，无论放大率如何，都可以良好地维持放大后的输出光的频谱波形的波长依赖性。由此，根据第8变形例所涉及的光源装置201j，可以一边将从光源装置201j射出的SC光P2的频谱波形的整体或部分良好地维持，一边使SC光P2的光强度(即时间平均功率)变化。 

(第2实施例的第9变形例) 

图26的区域(a)是表示第2实施例所涉及的光源装置的第9变形例的结构的框图。该图26的区域(a)所示的第9变形例所涉及的光源装置201k，具有脉冲光源202、光纤211、脉冲整形部216和 控制部217a。脉冲光源202及光纤211的结构与上述光源装置201a、201b相同。 

脉冲整形部216包括在用于使SC光P2的功率变更的功率调节单元中，以光学连接在脉冲光源202和光纤211之间的状态配置。脉冲整形部216可以使用例如图14的区域(a)及(b)所示的光源装置201a、201b中的时分多重处理部203、204，图20的区域(a)所示的第1变形例中的脉冲提取部205，图21的区域(a)所示的第3变形例中的光衰减器207，图21的区域(b)所示的第4变形例中的光轴调整部208，或图22的区域(a)所示的第5变形例中的脉冲压缩·扩展器209等。 

除了上述结构之外，脉冲整形部216还可以使用例如频带可变滤光器等。在此情况下，也可以通过使入射至光纤211的光脉冲列P1的频谱形状(特别是中心波长)变化而维持SC光P2的频谱波形。SC光P2的频谱形状除了光纤211的色散特性之外，还受到光脉冲列P1的频谱形状、特别是中心波长的影响。由此，通过在脉冲光源202和光纤211之间插入频带可变滤光器，可以一边更良好地维持从光源装置201k射出的SC光P2的频谱波形，一边使SC光P2的时间平均功率变化。 

另外，除了上述结构之外，脉冲整形部216也可以通过使入射至光纤211的光脉冲列P1的偏振方向变化而使SC光P2的功率变化。SC光P2的频谱形状受到光脉冲列P1的偏振及光纤211的偏振依赖性的影响。由此，根据该结构，可以一边更良好地维持从本第9变形例所涉及的光源装置201k射出的SC光P2的频谱波形，一边使SC光P2的时间平均功率变化。 

本第9变形例中的控制部217a也作为用于使SC光P2的功率可变的功率调节单元起作用。即，控制部217a将电控制信号S₁发送至脉冲光源202，该电控制信号S₁用于控制脉冲光源202的激励用激光光源(例如，图15～17所示的半导体激光元件221)的输出功率。通过该控制使激励用激光光源的输出功率变化，使光脉冲列P1所包含的各脉冲的功率波形的峰值变化。例如在上述第3变形例(参照图 21的区域(a))中，使用光衰减器207使光脉冲列P1的各脉冲的功率波形的峰值变化，但通过使激励用激光光源的输出功率变化，也可以使光脉冲列P1的各脉冲的功率波形的峰值容易地变化。并且，激励用激光光源的输出功率可以通过供给至激励用激光光源的电流量而容易地控制。由此，根据该结构，可以使用激励用激光光源的电流量这样的一个参数而使光脉冲列P1的各脉冲的功率波形的峰值变化。由此，可以一边良好地维持从本第9变形例所涉及的光源装置201k射出的SC光P2的频谱波形，一边使SC光P2的时间平均功率容易地变化。 

另外，控制部217a也可以通过使光脉冲列P1的重复频率变化，而使SC光P2的功率可变。即，控制部217a将用于使脉冲光源202的谐振腔长度变化的控制信号S₁发送至脉冲光源202。此时，由于从脉冲光源202射出的光脉冲列P1的重复频率变化，所以SC光P2的重复频率变化。其结果，SC光P2的时间平均功率变化。控制信号S₁发送至例如信号发生器等，该信号发生器用于控制图17所示的第3结构的脉冲光源202c的可饱和吸收镜225或反射镜227c的位置。这样，通过可饱和吸收镜225及反射镜227c与控制信号S₁对应而改变位置，可以使谐振腔CA的长度变化。由此，使SC光P2的重复频率适当地变化，可以一边维持从本第9变形例所涉及的光源装置201k射出的SC光P2的频谱波形，一边使SC光P2的时间平均功率容易地变化。 

控制部217a通过控制光纤211的温度，从而更良好地维持从本第9变形例所涉及的光源装置201k射出的SC光P2的频谱波形。即，控制部217a将用于对光纤211进行温度控制的电控制信号S₂发送至与光纤211相接触地设置的珀耳帖元件等调温元件211a。由此，由于可以使光纤211的色散特性适当地变化，所以可以一边更良好地维持从光源装置201k射出的SC光P2的频谱波形，一边使SC光P2的功率更高精度地接近期望值。另外，优选将光纤211卷绕为线圈状，以使调温元件211a的温度容易传导。 

控制部217a对脉冲整形部216进行电气控制，以在维持SC光 P2的频谱波形的同时得到期望的功率。例如，在脉冲整形部216包括时分多重处理部203、204(图14的区域(a)及(b))的情况下，将用于对设置在分波器231、241上的光开关进行控制的控制信号S₃ 发送至脉冲整形部216。在脉冲整形部216包括脉冲提取部205(图20的区域(a))的情况下，将用于控制信号发生器252的控制信号S₃发送至脉冲整形部216。在脉冲整形部216包括光衰减器207(图21的区域(a))或脉冲压缩·扩展器209(图22的区域(a))的情况下，控制部217a将用于控制上述部件的控制信号S₃发送至脉冲整形部216。在脉冲整形部216包括光轴调整部208(图21的区域(b))的情况下，控制部217a将用于驱动第1及第2驱动部281、282的驱动信号作为控制控制信号S₃发送至脉冲整形部216。 

由此，通过具有对脉冲整形部216进行电气控制的控制部217a，可以对从本第9变形例所涉及的光源装置201k射出的SC光P2的频谱波形或时间平均功率进行自动控制或远程控制。另外，不需要部件的替换等，就可以将SC光P2的时间平均功率容易地调整至期望值。另外，即使在针对每个被测定对象物而调整为不同功率的情况下，也可以在短时间内进行调整。 

(第2实施例的第10变形例) 

图26的区域(b)是表示第2实施例所涉及的光源装置的第10变形例的结构的框图。该图26的区域(b)所示的第10变形例所涉及的光源装置201m，具有脉冲光源202(或连续光源220)、光纤211、控制部217b、光放大器218和功率调节部219。脉冲光源202(连续光源220)及光纤211的结构与上述光源装置201a、201b相同。 

光放大器218包括在用于使SC光P2的功率变化的功率调节单元中。该光放大器218通过使光脉冲列P1所包含的各脉冲的功率波形的峰值变化而使SC光P2的时间平均功率变化。光放大器218的放大率可变，从控制部217a接收用于控制其放大率的控制信号S₄，以与该控制信号S₄对应的放大率将来自脉冲光源202的光脉冲列P1(或来自连续光源220的连续光P3)放大。 

如本第10变形例所示，功率调节单元也可以是放大率可变的光放大器218，其以光学连接在脉冲光源202(连续光源220)和光纤211之间的状态配置。由此，可以容易地将SC光P2的功率控制为期望强度。在此情况下，由于脉冲光源202(连续光源220)的输出功率也可以是恒定的，所以可以稳定地得到光脉冲列P1。另外，在此情况下，也可以使入射至光放大器218的光的频谱形状和从光放大器218射出的光的频谱形状彼此不同。通过在入射至光纤的光脉冲列P1的各脉冲功率波形的峰值的基础上，进一步考虑光放大器218导致光脉冲列P1的频谱形状的变化，可以一边良好地维持从光源装置201m射出的SC光P2的频谱波形，一边使SC光P2的功率更高精度地接近期望强度。 

功率调节部219包括在用于使SC光P2的功率变化的另一功率调节单元中。功率调节部219可以使用例如图23所示的第7变形例所涉及的光衰减器214、或图25的区域(a)所示的第8变形例所涉及的光放大器215。另外，功率调节部219也可以是曲率可变的弯曲部，其形成在用于将SC光P2向装置外部射出的光波导通路上。通过在用于将SC光P2射出的光波导通路上设置上述弯曲部，可以向SC光P2施加任意的弯曲损耗，一边良好地维持SC光P2的频谱波形，一边使SC光P2的功率变化。功率调节部219从控制部217b接收用于控制SC光P2的频谱波形及时间平均功率的控制信号S₅。然后，功率调节部219使放大率或衰减率变化，或者使光波导通路的曲率变化，以形成与该控制信号S₅对应的频谱波形及时间平均功率。 

除了上述控制信号S₄、S₅之外，控制部217b与第9变形例中的控制部217a相同地，将用于对脉冲光源202(连续光源220)的激励用激光光源的输出功率进行控制的控制信号S₁发送至脉冲光源202(连续光源220)。由此，通过使激励用激光光源的输出功率变化，可以使光脉冲列P 1的功率波形的峰值(连续光P3的最大功率)变化。另外，控制部217b通过将用于对光纤211进行温度控制的控制信号S₂发送至与光纤211相接触地设置的调温元件211a，从而使光纤211的色散特性变化。 

(第2实施例的第11变形例) 

图27是表示第2实施例所涉及的光源装置的第11变形例的结构的框图。该图27所示的第11变形例所涉及的光源装置201n，具有脉冲光源202、光纤211、脉冲整形部216、控制部217c和检测器230。脉冲光源202、光纤211及脉冲整形部216的结构与上述光源装置201a、201b相同。 

检测器230包括在用于对SC光P2的时间平均功率及频谱形状的至少一个进行检测的检测单元中。检测器230经由分波器211b而与光纤211的出射端光学连接，获取SC光P2的一部分。检测器230具有波长可变滤光器230a、光检测元件230b和信号处理部230c。检测器230所获取的一部分SC光P2，在通过波长可变滤光器230a后，由光检测元件230b进行光电变换，成为周期性的电信号。然后，基于该电信号，由信号处理部230c检测时间平均功率及频谱形状中的至少一个。将该检测结果发送至控制部217c。 

控制部217c基于来自检测器230的检测结果，生成用于使脉冲光源202的激励用激光光源的输出功率变化的控制信号S₁，用于对光纤211进行温度控制的控制信号S₂，以及用于控制脉冲整形部216的控制信号S₃。生成的控制信号S₁、控制信号S₂及控制信号S₃分别发送至脉冲光源202、调温元件211a及脉冲整形部216。由此，通过利用检测器230检测SC光P2的时间平均功率及频谱形状中的至少一个，可以利用检测结果对功率调节单元(脉冲整形部216、控制部217c)进行反馈控制。即，可以维持SC光P2的频谱形状，以及可以高精度且稳定地控制SC光P2的功率。 

本第2实施例所涉及的光源装置并不限于上述结构，可以进行各种变形或添加构成要素。例如，在上述实施例及变形例的说明中，说明了功率调节单元的各种形式，但本第2实施例所涉及的光源装置也可以是将上述功率调节单元中的任意多个单元组合而构成的结构。 

(第3实施例) 

下面，参照图28～39详细说明本发明所涉及的光源装置的第3实施例。 

图28是表示本发明所涉及的光源装置的第3实施例的代表性结构的图。图28的区域(a)所示的光源装置301a具有脉冲光源302、时分多重处理部303和光纤311。脉冲光源302是本第3实施例中的种光源，接受来自电源装置的电源供给而射出光脉冲列P1。 

另外，光纤311经由时分多重处理部303而与脉冲光源302光学连接，接收光脉冲列P1而射出包含超连续(SC：Supercontinuum)光的SC光脉冲列P2。具体地说，光纤311通过将光脉冲列P1所具有的频谱宽度扩大至例如大于或等于2倍，从而生成SC光脉冲列P2。另外，优选光脉冲列P1的中心波长在1550nm附近。由此，可以在光纤311的低损耗区域中高效地生成SC光。 

时分多重处理部303包括用于使SC光脉冲列P2的重复频率变更的频率调节单元。时分多重处理部303以光学连接在脉冲光源302和光纤311之间的状态配置，具有分波器331、多个光波导通路332及333、延迟器334和合波器335。分波器331将来自脉冲光源302的光脉冲列P1分波至光波导通路332及333。延迟器334使光脉冲列P1在时间上延迟。延迟器334设置在光波导通路332、333中的一个(在本第3实施例中为光波导通路332)上。另外，合波器335将来自光波导通路332、333的光脉冲列P1进行合波。另外，在分波器331上设置光开关，其用于选择将光脉冲列P1分波至光波导通路332、333，或者将光脉冲列P1仅引导至没有设置延迟器334的光波导通路(光波导通路433)。 

图28的区域(b)所示的光源装置301b具有脉冲光源302、时分多重处理部304和光纤311。脉冲光源302、光纤311的结构及功能与上述光源装置301a相同。 

时分多重处理部304包括在用于使SC光脉冲列P2的重复频率变更的频率调节单元中。时分多重处理部304以光学连接在脉冲光源302和光纤311之间的状态配置，具有分波器341、多个光波导通路342～344和合波器345。分波器341将来自脉冲光源302的光脉冲列P1分波至光波导通路342～344。另外，合波器345将来自光波导通路342～344的光脉冲列P1合波。 

在光波导通路342～344中的部分光波导通路342、343上分别配置延迟通路342a、343a。延迟通路342a、343a是用于使通过光波导通路342、343的光脉冲列P1在时间上延迟的部分，构成时分多重处理部304中的延迟部。另外，延迟通路342a比延迟通路343a更长，光脉冲列P1的延迟时间以光波导通路342、光波导通路343、光波导通路344的顺序变短。另外，在分波器341上设置光开关，其用于选择将光脉冲列P1分波至光波导通路342～344，或者将光脉冲列P1仅引导至没有设置延迟通路的光波导通路(光波导通路344)。 

图29是作为本第3实施例所涉及的光源装置中应用的脉冲光源302的第1结构，而示出脉冲光源302a的结构的图。脉冲光源302a是所谓的有源(主动)锁模型超短脉冲光发生源，由环形谐振器构成。即，脉冲光源302a具有半导体激光元件321、LN调制器322a、驱动LN调制器322a的信号发生器322b和环状谐振腔(光波导通路)323。半导体激光元件321经由耦合器323a与谐振腔323的环状部分光学连接。另外，谐振腔323的环状部分经由耦合器323c与输出用光波导通路323d光学连接。在谐振腔323的环状部分上，光学地串联连接有掺铒光纤(EDF)323b及LN调制器322a。 

如果信号发生器322b将规定频率的电脉冲信号发送至LN调制器322a，则LN调制器322a上的光损耗相应于与该频率对应的周期减少。从半导体激光元件321向谐振腔323的环状部分入射激励光。然后，如果控制使LN调制器322a在由该激励光激励的光所包含的各模式的相位同步时振荡，则可以生成脉宽为数飞秒左右的超短脉冲激光，从输出用光波导通路323d向外部周期性地射出。图28的区域(a)及(b)所示的光源装置301a、301b均利用该周期性的超短脉冲光作为光脉冲列P1。此时，光脉冲列P1的重复频率与从信号发生器322b传送至LN调制器322a的电脉冲信号的频率一致。 

另外，图30是作为脉冲光源302的第2结构而示出脉冲光源302b的结构的图。脉冲光源302b是所谓的无源(被动)锁模型超短脉冲光发生源，由环形谐振器构成。即，脉冲光源302b具有半导体激光元件321、环状谐振腔(光波导通路)323、反射镜324a、安装 在反射镜324a上的压电电动机324b和驱动压电电动机324b的信号发生器324c。另外，在下述方面与上述第1结构的脉冲光源302a(图29)相同：半导体激光元件321与谐振腔323光学结合；谐振腔323具有输出用光波导通路323d；以及谐振腔323的环状部分与EDF323b光学结合。 

在脉冲光源302b中，取代第1结构的脉冲光源202a中的LN调制器322a而设置反射镜324a。反射镜324a构成谐振腔323的环状部分的一部分，通过反射镜324a的位置振动而使谐振腔323的环状部分的长度周期性地变化。反射镜324a的振动由压电电动机324b施加。另外，其振动频率由驱动压电电动机324b的信号发生器324c控制。 

如果信号发生器324c将规定频率的电脉冲信号发送至压电电动机324b，则谐振腔323的长度以与该频率对应的周期变动。从半导体激光元件321向谐振腔323的环状部分入射激励光。然后，在谐振腔323的长度满足孤子条件的瞬间，生成脉宽为数飞秒左右的超短脉冲激光。该超短脉冲光作为光脉冲列P1，从输出用光波导通路323d向外部周期性地射出。此时，光脉冲列P1的重复频率与从信号发生器324c传送至压电电动机324b的电脉冲信号的频率一致。另外，由于在脉冲光源302b中，通过机械驱动反射镜324a而生成周期性的超短脉冲光，所以与电气驱动LN调制器322a的结构的脉冲光源302a相比，具有光脉冲列P1的重复频率变小的趋势。 

另外，图31是作为脉冲光源302的第3结构而示出脉冲光源302c的结构的图。脉冲光源302c是所谓的无源(被动)锁模型超短脉冲光发生源，由利用同时掺杂Er:Yb的玻璃形成的固体激光器构成。即，脉冲光源302c具有：半导体激光元件321；可饱和吸收镜325，其由可饱和吸收体及反射镜一体地构成；准直透镜326a；棱镜326b及326c；输出用耦合器326d；反射镜327a～327c；同时掺杂Er:Yb的玻璃板328；以及透明介质329。其中，除了半导体激光元件321及准直透镜326a之外的构成要素，构成用于激光振荡的谐振腔CA。另外，透明介质329根据需要而设置。 

从半导体激光元件321射出的激励光经由准直透镜326a及反射镜327a到达同时掺杂Er:Yb的玻璃板328，激励同时掺杂Er:Yb的玻璃板328。同时掺杂Er:Yb的玻璃板328配置在谐振腔CA上，该谐振腔CA由可饱和吸收镜325、棱镜326b及326c、输出用耦合器326d及反射镜327a～327c构成。在谐振腔CA中行进的光，一边由同时掺杂Er:Yb的玻璃板328放大，一边在可饱和吸收镜325和输出用耦合器326d之间往返。 

可饱和吸收镜325具有吸收弱光而反射强光的性质。由于在到达可饱和吸收镜325的光所包含的各模式的相位同步时，光的强度达到最大，所以仅在该瞬间，可饱和吸收镜325作为反射镜起作用，进行激光振荡。由此，该激光成为脉宽为数飞秒左右的超短脉冲光，作为光脉冲列P1从输出用耦合器326d向外部射出。此时，光脉冲列P1的重复频率为与谐振腔CA的长度对应的值。 

在具有上述结构的光源装置301a、301b中，说明光源装置301a的动作。另外，光源装置301b的动作与光源装置301a的动作大致相同。 

具有图29～31所示的脉冲光源302a～302c中的任意一个结构的脉冲光源302，将光脉冲列P1向时分多重处理部303射出。光脉冲列P1由脉宽为数飞秒左右的超短脉冲光周期性(周期T₁)地排列而构成。此时，对于时分多重处理部303，在将分波器331设定为使光脉冲列P1向光波导通路332、333分波的情况下，将光脉冲列P1向光波导通路332、333分波。并且，在向一侧的光波导通路332行进的光脉冲列P1中，利用延迟器334施加例如(T₁/2)秒的延迟。然后，分别在光波导通路332、333中行进的光脉冲列P1由合波器335再次合波。另外，对于时分多重处理部303，在将分波器331设定为不将光脉冲列P1向光波导通路332、333分波的情况下，使光脉冲列P1在光波导通路333中行进。 

在这里，图32的区域(a)及(b)是分别表示在分波器对光脉冲列P1没有进行分波的情况及进行分波的情况下，来自时分多重处理部303的输出波形P_300A及P_300B的曲线图。在分波器331没有对光 脉冲列P1进行分波的情况下，如图32的区域(a)所示的输出波形P_300A那样，光脉冲列P1直接作为来自时分多重处理部303的输出波形，成为以周期T₁排列有光脉冲的波形。另一方面，在分波器331对光脉冲列P1进行分波的情况下，如图32的区域(b)所示的输出波形P_300B那样，成为以光脉冲列P1的周期T₁的一半、即周期T₂(＝T₁/2)排列有光脉冲的波形。在此情况下，由于由分波器331进行分波，所以输出波形P_300B中的各光脉冲的最大功率PW₂为输出波形P_300A中的各光脉冲的最大功率PW₁的大致一半。 

另外，输出波形P_300A的各光脉冲的最大功率PW₁例如为80kW，输出波形P_300B的各光脉冲的最大功率PW₂例如为40kW。另外，输出波形P_300A的重复频率(即，光脉冲列P1的周期T₁的倒数)为例如25MHz，输出波形P_300B的重复频率为例如50MHz。输出波形P_300A 及P_300B的脉宽例如为200飞秒。另外，输出波形P_300A及P_300B的时间平均功率为例如40mW。 

来自时分多重处理部303的上述输出波形入射至光纤311。然后，利用光纤311的非线性光学效应(绝热孤子压缩效应)而生成各光脉冲的频谱频带宽度扩展至大于或等于2倍的SC光脉冲列P2。SC光脉冲列P2从光源装置301a的光出射端向外部射出。另外，光纤311的非线性部分的长度(相互作用长度)例如为2m即可。 

在这里，图33是由光纤311生成的SC光脉冲列P2的频谱。在图33中，频谱SP301示出与图32的区域(a)所示的输出波形P_300A 对应的SC光脉冲列P2的频谱，频谱SP302示出与图32的区域(b)所示的输出波形P_300B对应的SC光脉冲列P2的频谱。另外，在图33中，纵轴是标准化后的频谱强度。 

如果将图33的频谱SP301和频谱SP302进行比较，则可知频谱强度与入射至光纤311的光脉冲的最大功率对应而变化，但整体的频谱形状为较宽的频带，总体来说适于作为SC光。从光源装置301a以重复频率(1/T₁)或(1/T₂)反复射出具有上述频谱形状的SC光脉冲列P2。 

由此，根据第3实施例所涉及的光源装置301a(或光源装置 301b)，可以利用时分多重处理部303而使SC光脉冲列P2的重复频率可变。由此，例如在研究被测定对象物的荧光寿命的波长依赖性时，由于可以以与各种被测定对象物的荧光寿命的长度对应的周期照射SC光，所以可以提高测定精度及测定效率。或者，在利用四波混频现象的光采样波形监测中，可以对被测定波形以最合适的定时进行采样，可以提高监测精度。此外，对于光频率梳，可以调节光梳间隔(即光的波长间隔)。 

在这里，图34是用于说明荧光寿命的波长依赖性测定的图。首先，从光源装置301a(301b)射出的SC光脉冲列P2照射至被测定对象3101。然后，被测定对象物3101所包含的测定对象物质发出的荧光经由波长可变滤光器3102而由检测器3103进行检测。此时，由于随着波长的不同荧光寿命不同，所以通过顺序测定各波长下的荧光寿命，可知该测定对象物质的荧光寿命的波长依赖性。上述测定方法用于例如在研究某种氧饱和条件下的血红蛋白的荧光寿命的波长依赖性时。 

在荧光寿命的波长依赖性的测定中，例如图34所示，得到示出荧光强度的时间迁移的曲线G。该曲线G是以与SC光脉冲列P2的重复频率对应的周期得到的。由此，在相对于测定对象物质的荧光寿命，SC光脉冲列P2的重复频率较大(即脉冲间隔段)的情况下，相邻的曲线G相互重合，难以测定准确的荧光寿命。在上述情况下，根据本实施方式的光源装置301a(或301b)，由于可以利用时分多重处理部303使SC光脉冲列P2的重复频率可变，所以可以以与被测定对象物的荧光寿命的长度对应的周期照射SC光脉冲列P2。 

另外，图35(a)～(e)是用于说明利用四波混频现象进行的光采样波形监测的图。在该测定系统中，如图35的区域(a)所示，从光源装置301a(301b)射出的SC光脉冲列P2(参照图35的区域(b)。周期为T)，经由波长可变滤光器3105向光纤3104a提供。另外，作为测定对象的被测定光脉冲列P3(参照图35的区域(c))入射至光纤3104b。另外，波长可变滤光器3105设定为，在SC光脉冲列P2所具有的较宽频带的波长成分中，仅使适于对被测定光脉冲 列P3进行采样的波长成分透射。将从波长可变滤光器3105透过的光及被测定光脉冲列P3合波(参照图35的区域(d))，并发送至高非线性光纤3105。然后，利用该高非线性光纤3105的四波混频现象，生成周期为T的变换光脉冲列P4(参照图35的区域(e))，其具有与被测定光脉冲列P3的波形对应的最大功率。其结果，识别出的变换光脉冲列P4的包络线A为被测定光脉冲列P3的扩大后的波形。 

在利用四波混频现象进行的光采样波形监测中，SC光脉冲列P2与被测定光脉冲列P3的波形之间的重叠定时变得重要。即，通过如图35的区域(d)所示，将SC光脉冲列P2的各脉冲分别略微错开地与被测定光脉冲列P3的波形重叠(采样)，可以高精度地得到图35的区域(e)所示的包络线A。另外，图35的区域(c)所示的波形仅为被测定光脉冲列P3的一个例子，被测定光脉冲列P3的波形及频率可以是各种各样的。根据本第3实施例所涉及的光源装置301a(301b)，由于通过与被测定光脉冲列P3的波形及频率对应而使SC光脉冲列P2的重复频率变化，从而无论被测定光脉冲列P3为何种波形、频率都可以以最适合的定时进行采样，所以可以提高监测精度。 

另外，在光源装置301a(301b)中，SC光脉冲列P2的频谱宽度也可以是光纤11所接收的光脉冲列P1的频谱宽度的大于或等于10倍。如果SC光脉冲列P2的频谱宽度为光脉冲列P1的频谱宽度的大于或等于10倍，则由光脉冲列P1或光纤11的特性(非线性特性)的波动导致的SC光脉冲列P2的频谱形状变形变得显著。由此，在上述情况下，优选利用频率调节单元(在本第3实施例中，为时分多重处理部303、304)控制光脉冲列P2的重复频率。另外，在上述情况下，通过使SC光脉冲列P2的重复频率可变，还可以提高SC光脉冲列P2的频谱控制的自由度。 

在光源装置301a(301b)中，优选SC光脉冲列P2的重复频率大于或等于1kHz而小于或等于1GHz，优选频率调节单元(时分多重处理部303、304)的可变范围的幅度为大于或等于该可变范围的中心频率值的20％。由此，可以良好地对例如荧光寿命的波长依赖 性测定的测定周期、光采样波形监测的采样周期、光频率梳的光梳间隔等进行微调。 

在光源装置301a(301b)中，SC光脉冲列P2的重复频率也可以是大于或等1MHz而小于或等于100MHz，频率调节单元(时分多重处理部303、304)的可变范围的幅度也可以是大于或等于该可变范围中的中心频率值的20％。特别地，由于在小于或等于100MHz的频率区域中可以将重复频率变更大于或等于20％，所以可以一边可变地控制SC光脉冲列P2的频谱形状，一边通过与设置在光源装置301a(301b)的外部上的光检测器取得同步而进行稳定的低噪声检测。 

另外，在光源装置301a(301b)中，SC光脉冲列P2的重复频率也可以是大于或等于10MHz而小于或等于100MHz，频率调节单元(时分多重处理部303、304)的可变范围的幅度也可以是大于或等于10MHz。由此，可以在例如荧光受寿命的波长依赖性的测定中良好地测定多种物质的响应特性。另外，例如在光采样波形监测中，可以得到采样周期的足够的可变范围。 

(第3实施例的第1变形例) 

图36的区域(a)是表示第3实施例所涉及的光源装置的第1变形例的结构的图。该图36的区域(a)所示出的第1变形例所涉及的光源装置301c具有脉冲光源302、脉冲提取部305、光纤311和光放大器318。由于脉冲光源302及光纤311的结构与上述光源装置301a、301b相同，所以省略详细说明。 

脉冲提取部305包括用于使SC光脉冲列P2的重复频率变更的频率调节单元。脉冲提取部305以光学连接在脉冲光源302和光纤311之间的状态配置，具有光开关351和信号发生器352。光开关351是用于从由脉冲光源302射出的光脉冲列P1中周期性地提取光脉冲的构成要素。另外，信号发生器352是用于驱动光开关351的构成要素。 

信号发生器352将下述电脉冲信号发送至光开关351，该电脉冲信号的周期是光脉冲列P1的重复周期的整数倍。这样，在光脉冲列 P1所包含的光脉冲中，与电脉冲信号的定时一致的光脉冲从脉冲提取部305射出。由此，脉冲提取部305通过从由脉冲光源302射出的光脉冲列P1中周期性地提取光脉冲，从而可以使入射至光纤311的光脉冲列P1的重复频率变化。并且，从光纤311射出的SC光脉冲列P2的重复频率与入射至光纤311的光脉冲列P1的重复频率一致。由此，根据该光源装置301c，可以可靠地变更SC光脉冲列P2的重复频率。另外，信号发生器352也可以设置于光源装置301c的外部。 

另外，优选脉冲提取部305的脉冲提取周期可以变更。由此，使SC光脉冲列P2的重复频率变化的自由度增加。因此，可以实现与设置在光源装置301c的外部上的光检测器的频率特性对应的同步调整的自由度提高，或者与设置在光源装置301c的外部上的图像处理装置的扫描速度对应的同步调整的自由度提高等。 

光放大器318以光学连接在脉冲提取部305和光纤311之间的状态配置。光放大器318对由脉冲提取部305提取后的光脉冲列P1进行放大。优选光源装置301c具有上述光放大器318。在此情况下，由于可以高效地生成高功率的光脉冲列P1，所以可以高效地进行SC光脉冲列P2的频谱的宽频化。 

(第3实施例的第2变形例) 

图36的区域(b)是表示第3实施例所涉及的光源装置的第2变形例的结构的图。该图36的区域(b)所示的第2变形例所涉及的光源装置301d具有脉冲光源302、信号发生器306、光纤311和光放大器312。脉冲光源302及光纤311的结构与上述光源装置301a、301b相同。 

信号发生器306包含在用于使SC光脉冲列P2的重复频率变更的频率调节单元中。信号发生器306对脉冲光源302射出光脉冲列P1时的重复频率进行变更。例如，在脉冲光源2为图29所示的脉冲光源302a的情况下，信号发生器306与信号发生器322b相当。另外，在脉冲光源302为图30所示的脉冲光源302b的情况下，信号发生器306与信号发生器324c相当。由此，通过信号发生器306直接控制脉冲光源302而使光脉冲列P1的重复频率变更，可以利用简单的结 构而使SC光脉冲列P2的重复频率变更。 

光放大器312包含在用于使光脉冲列P1所包含的各脉冲的最大功率变化的脉冲强度调节单元中。光放大器312光学连接在脉冲光源302和光纤311之间。光放大器312是用于将从脉冲光源302射出的光脉冲列P1放大的构成要素，例如由掺铒光纤(EDF)构成。该光放大器312用于一边控制入射至光纤311的光脉冲列P1的时间平均功率恒定，或维持SC光脉冲列P2的频谱形状恒定，一边控制SC光脉冲列P2所包含的各脉冲的最大功率或频谱强度。并不限于本第2变形例所涉及的光源装置301d，优选第3实施例所涉及的光源装置都具有上述光放大器312。另外，第3实施例所涉及的光源装置也可以取代上述光放大器312而具有光衰减器，或者也可以具有下述结构，即，利用脉冲光源302和光纤311之间的光轴偏差而使脉冲光源302和光纤311之间的光耦合效率变化。 

另外，第3实施例所涉及的光源装置也可以取代光放大器312而具有偏振调节单元，其使入射至光纤311的光脉冲列P1的偏振方向变化。在光纤311的偏振依赖性比较大的情况下，通过将上述偏振调节单元设置在脉冲光源302和光纤311之间，可以一边维持SC光脉冲列P2的频谱形状大致恒定，一边良好地控制SC光脉冲列P2所包含的各脉冲光的最大功率或频谱强度。 

(第3实施例的第3变形例) 

图37的区域(a)是表示第3实施例所涉及的光源装置的第3变形例的结构的图。该图37的区域(a)示出的第3变形例所涉及的光源装置301e具有脉冲光源302、控制部307和光纤311。脉冲光源302及光纤311的结构与上述光源装置301a、301b相同。 

控制部307包含在用于使SC光脉冲列P2的重复频率变更的频率调节单元中。控制部307将用于使脉冲光源302的谐振腔长度变化的控制信号S₁发送至脉冲光源302。这样，使从脉冲光源302射出的光脉冲列P1的重复频率变化，由此使SC光脉冲列P2的重复频率变化。控制信号S₁发送至例如信号发生器等，该信号发生器用于控制图31所示的第3结构的脉冲光源302c中的可饱和吸收镜325及反 射镜327c的位置。这样，通过使可饱和吸收镜325及反射镜327c与控制信号S₁对应而改变位置，可以使谐振腔CA的长度变化。由此，可以可靠地使SC光脉冲列P2的重复频率可变。 

本第3变形例中的控制部307还作为用于控制光纤311的温度的温度控制单元。即，控制部307将用于对光纤311进行温度控制的控制信号S₂发送至设置在光纤311上的珀耳帖元件等温度控制元件。由此，由于可以适当地使光纤311的色散特性变化，所以可以一边维持SC光脉冲列P2的频谱形状大致恒定，一边良好地控制SC光脉冲列P2所包含的各脉冲的最大功率或频谱强度。并不限于本第3变形例所涉及的光源装置301e，优选第3实施例所涉及的光源装置都具有上述温度控制单元。 

(第3实施例的第4变形例) 

图37的区域(b)是表示第3实施例所涉及的光源装置的第4变形例的结构的图。该图37的区域(b)示出的第3变形例所涉及的光源装置301f，具有脉冲光源302、控制部308、光纤311、光放大器313和频率控制部314。脉冲光源302及光纤311的结构与上述光源装置301a、301b相同。 

光放大器313包含在用于使光脉冲列P1包含的各脉冲的最大功率变化的脉冲强度调节单元中，具有与上述第2变形例中的光放大器312相同的结构。但是，本第4变形例中的光放大器313的放大率可变，从控制部308接收用于控制该放大率的控制信号S₃。由此，光放大器313以与该控制信号S₃对应的放大率放大来自脉冲光源302的光脉冲列P1。另外，与上述第2变形例相同地，本第4变形例所涉及的光源装置301f也可以取代上述光放大器313而具有衰减率可变的光衰减器，或者也可以具有下述结构，即，利用脉冲光源302和光纤311之间的光轴偏差而使脉冲光源302和光纤311之间的光耦合效率变化。 

频率控制部314包含在用于使SC光脉冲列P2的重复频率变更的频率调节单元中。频率控制部314的内部结构与例如图28的区域(a)及(b)所示的光源装置301a、301b中的时分多重处理部303、 304，或图36的区域(a)所示的第1变形例中的脉冲提取部305相同。即，频率控制部314通过使SC光脉冲列P2所包含的光脉冲增加或减少，从而使SC光脉冲列P2的重复频率变化。频率控制部314从控制部308接收用于控制SC光脉冲列P2的重复频率的控制信号S₄，使SC光脉冲列P2的光脉冲增加或减少以成为与该控制信号S₄ 对应的重复频率。由此，可以可靠地变更SC光脉冲列P2的重复频率。另外，在频率控制部314具有与脉冲提取部305(图36的区域(a))相同的内部结构的情况下，可以容易地向下降方向调整SC光脉冲列P2的平均功率。 

除了上述控制信号S₃、S₄之外，控制部308与上述第3变形例中的控制部307相同地，向脉冲光源302发送用于使脉冲光源302的谐振腔长度变化的控制信号S₁。另外，控制部308将用于对光纤311进行温度控制的控制信号S₂发送至设置在光纤311上的珀耳帖元件等温度控制元件。 

(第3实施例的第5变形例) 

图38是表示第3实施例所涉及的光源装置的第5变形例的结构的框图。图38示出的第5变形例所涉及的光源装置301g具有脉冲光源2、控制部309、光纤311、频率控制部315、检测器316和分波器317。脉冲光源302及光纤311的结构与上述光源装置301a、301b相同。 

频率控制部315包含在用于使SC光脉冲列P2的重复频率变更的频率调节单元中。频率控制部315的内部结构与例如图28的区域(a)及(b)所示的光源装置301a、301b中的时分多重处理部303、304，或图36的区域(a)所示的第1变形例中的脉冲提取部305相同。即，频率控制部315通过使光脉冲列P1所包含的光脉冲增加或减少，从而使SC光脉冲列P2的重复频率变化。频率控制部315从控制部309接收用于控制SC光脉冲列P2的重复频率的控制信号S₅，使光脉冲列P1的光脉冲增加或减少，以成为与该控制信号S₅对应的重复频率。 

检测器316包含在用于检测SC光脉冲列P2的重复频率的检测 单元中。检测器316经由分波器317而与光纤311的出射端光学连接，获取SC光脉冲列P2的一部分。检测器316具有波长可变滤光器316a、光检测元件316b和PLL电路316c。检测器316获取的一部分SC光脉冲列P2通过波长可变滤光器316a后，由光检测元件316b进行光电转换，成为周期性的电信号。然后，基于该电信号而由PLL电路316c检测重复频率。将检测出的重复频率的值发送至控制部309。 

控制部309基于由检测器316检测出的SC光脉冲列P2的重复频率，生成用于使脉冲光源302的谐振腔长度变化的控制信号S₁、用于对光纤311进行温度控制的控制信号S₂、及用于控制频率控制部315的控制信号S₅。生成的控制信号S₁、控制信号S₂及控制信号S₅分别发送至脉冲光源302、光纤311的温度控制元件及频率控制部315。 

本第3实施例所涉及的光源装置，优选如本第5变形例所示具有检测器316，其与光纤311的出射端光学连接，用于检测SC光脉冲列P2的重复频率。通过由该检测器316检测SC光脉冲列P2的重复频率，可以将重复频率反馈至频率控制部315即频率调节单元。其结果，可以高精度且稳定地控制重复频率。 

(第3实施例的第6变形例) 

图39是表示第3实施例所涉及的光源装置的第6变形例的结构的框图。图39示出的第6变形例所涉及的光源装置301h具有连续光源320、光放大器360和光纤311。光纤311的结构与上述光源装置301a、301b相同。 

本第6变形例中的连续光源320是射出连续光P6的种光源。连续光源320经由光放大器360向光纤311提供连续光P6。另外，即使入射至光纤311的光为连续光，只要该连续光具有比较高的功率，就可以在光纤311内生成SC光脉冲列P2。 

光放大器360是用于变更SC光脉冲列P2的重复频率的频率调节单元。具体地说，光放大器360通过使连续光P6的功率变化，从而变更SC光脉冲列P2的重复频率。即，如果入射至光纤311的连 续光P6的功率变化，则在光纤311内生成的脉冲(SC光脉冲列P2)的条件变化。由此，SC光脉冲列P2的重复频率也变化。由于在本质上，由连续光生成宽频光是通过由于输入强度的波动而导致生成孤子脉冲及其频率位移、分裂而实现的，所以生成脉冲的时间间隔是随机的。但是，由于随着输入功率的增减或偏振的变化，生成条件变化，所以在从宏观上观察的情况下，认为可以观察到重复频率的增减。根据本第6变形例，可以实现时间分辨测量的测定时间的缩短或光SN的提高。 

另外，在本第6变形例中，优选光纤311接收的连续光P6的功率大于或等于500mW。在此情况下，由于可以使光纤311内的上述脉冲条件适当地变化，所以可以良好地变更SC光脉冲列P2的重复频率。 

本第3实施例所涉及的光源装置并不限于上述结构，可以进行各种变形或添加构成要素。例如，也可以在第3实施例所涉及的光源装置中，使用于将SC光脉冲列向装置外部射出的光波导通路具有弯曲部，该弯曲部的曲率可变。通过在SC光脉冲列的光波导通路上设置上述弯曲部，可以向SC光脉冲列施加任意的弯曲损耗，可以使频谱形状变化。 

另外，在上述各变形例中，为了使光脉冲列P1包含的各脉冲的最大功率增减，使用了光放大器或光衰减器。除此之外，也可以通过例如使种光源(脉冲光源302a～302c等)中的激励用半导体激光元件(半导体激光元件321)的输出功率增减，从而使光脉冲列P1包含的各脉冲的最大功率增减。由于半导体激光元件的输出功率可以通过增减驱动电流量而容易地控制，所以根据该结构，可以利用一个参数容易地控制SC光脉冲列的频谱形状。 

在光源装置具有光放大器的情况下，从光放大器输出的光的频谱形状也可以与输入至光放大器或光衰减器的光的频谱形状不同。在上述情况下，通过考虑光放大器中的频谱形状的变化，可以一边维持从光纤输出的SC光脉冲列P2的频谱形状，一边更自由地控制各光脉冲的最大功率或频谱强度。另外，为了实现该特性，也可以预先对 光放大器中的频谱形状的变化进行最优化设计。 

另外，在第3实施例所涉及的光源装置中，也可以使输入至光纤的光脉冲列P1的各脉冲的时间波形是可变的。通过随着光脉冲列P1的平均功率的变化而使各脉冲的时间波形变化，可以一边维持SC光脉冲列P2的频谱形状大致恒定，一边仅控制SC光脉冲列P2包含的各脉冲的最大功率或频谱强度。 

在第3实施例所涉及的光源装置中，可以使输入至光纤的光脉冲列P1的中心波长也是可变的。通过与光纤的色散特性对应，而对中心波长与光脉冲列P1的平均功率和各脉冲的时间波形一起进行改变，可以一边维持SC光脉冲列P2的频谱形状大致恒定，一边仅控制SC光脉冲列P2包含的各脉冲的最大功率或频谱强度。 

在第3实施例所涉及的光源装置中，输入至光纤的光脉冲列P1的频谱形状也可以变更。通过在改变光脉冲列P1的平均功率、各脉冲的时间波形及中心波长等的同时改变频谱形状，可以一边维持SC光脉冲列P2的频谱形状大致恒定，一边仅控制SC光脉冲列P2包含的各脉冲的最大功率或频谱强度。 

另外，本第3实施例所涉及的光源装置也可以在光纤的输出端侧具有衰减率可变的光衰减器，其维持SC光脉冲列P2的频谱形状，并且使各脉冲列的最大功率或频谱强度变化。根据该结构，可以一边维持SC光脉冲列P2的频谱形状大致恒定，一边仅控制SC光脉冲列P2包含的各脉冲的最大功率或频谱强度。另外，优选上述光衰减器在SC光脉冲列P2的频谱频带宽度内，使光透射特性的波长依赖性小至可以忽略的程度。另外，优选上述光衰减器在可变衰减量为10dB的范围内时，使期望波长下的光透射特性的波长依赖性小至可以忽略的程度。在此情况下，可以在从SC光脉冲列P2的频谱形状中提取期望波段内的部分的同时维持其形状，并且仅控制SC光脉冲列P2包含的各脉冲的最大功率或频谱强度。 

此外，第3实施例所涉及的光源装置也可以在光纤的输出端侧具有放大率可变的光放大器，其维持SC光脉冲列P2的频谱形状，并且使各脉冲列的最大功率或频谱强度变化。根据该结构，可以一边 维持SC光脉冲列P2的频谱形状大致恒定，一边仅控制SC光脉冲列P2包含的各脉冲的最大功率或频谱强度。 

根据上述本发明的说明，可以明确本发明可以进行各种变形。不应认为这些变形脱离本发明的思想及范围，所有对于本领域技术人员来说显而易见的改进都包含在前述权利要求书中。 

工业实用性 

本发明所涉及的光源装置适于在利用近红外区域的光进行测量的各种光测量装置中作为光源进行应用。 

Claims (7)

1.一种光源装置，其具有：

种光源，其射出种光；

光纤，其与上述种光源光学连接，使来自上述种光源的种光输入而生成频谱宽度扩大后的超连续光、即SC光；以及

频谱整形单元，其用于使由上述光纤生成的SC光的频谱波形部分或整体地变形，以光学连接在上述种光源和上述光纤之间的状态配置。

2.根据权利要求1所述的光源装置，

在上述种光源将光脉冲列作为种光射出的结构中，上述频谱整形单元通过使光脉冲列所包含的各脉冲的最大功率变化而使超连续光的频谱形状变化。

3.根据权利要求1所述的光源装置，

在上述种光源将光脉冲列作为种光射出的结构中，上述频谱整形单元通过使入射至该光纤的光脉冲列所包含的各脉冲的时间波形变化而使超连续光的频谱形状变化。

4.根据权利要求1所述的光源装置，

在上述种光源将光脉冲列作为种光射出的结构中，上述频谱整形单元通过使入射至该光纤的光脉冲列的中心波长变化而使超连续光的频谱形状变化。

5.根据权利要求1所述的光源装置，

在上述种光源将光脉冲列作为种光射出的结构中，上述频谱整形单元使入射至该光纤的光脉冲列的频谱形状变化。

6.根据权利要求1所述的光源装置，

在上述种光源将光脉冲列作为种光射出的结构中，上述频谱整形单元通过使入射至该光纤的光脉冲列的偏振方向变化而使超连续光的频谱形状变化。

7.根据权利要求1所述的光源装置，

上述种光源射出连续光作为种光。

Images