CN101375152A - 光测量装置及其可用的宽频光源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有下述构造的光测量装置及其可用的宽频光源装置，该构造用于在利用近红外区域的光进行的光测量中，实现在该近红外区域中使测定范围向长波长侧扩大。该光测量装置具有：宽频光源装置，其输出用于照射至被测定对象上的照射光；以及检测器，其检测来自照射有照射光的被测定对象的光。宽频光源装置具有：光源部；以及光纤，其将来自该光源部的种光的强度频谱的频谱宽度扩大。特别地，宽频光源装置输出具有在光纤内使频谱宽度扩大后的强度频谱的光作为照射光，将该频谱强度维持为在近红外区域中的检测器的感光灵敏度下降的2μm～3μm这一灵敏度下降区域的至少一部分波长范围内，对该检测器的感光灵敏度下降进行补偿的程度。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用近红外区域的光的光测量装置及其可用的宽频光源装置。
背景技术
在分光测量等光测量中，通常使从光源装置输出的光照射到被测定对象上，利用检测器检测与该被测定对象相互作用后的光(例如反射光或透射光)。在这种光测量中，希望从光源装置输出的光的波长范围较宽。另外，希望在要求的波长范围中检测器的感光灵敏度也较高。这样，作为输出具有较宽的波长范围的宽频光的技术，具有将从光源输出的种光的频谱宽度进行扩大的宽频光源装置(参照专利文献1和非专利文献1)。另外，作为光测量中的检测器，使用例如利用InGaAs构成的检测器。
专利文献1：特开平1—160744号公报
非专利文献1：奥野俊明等，“「光フアイバ—の
形製を応用した広
域近赤外パルスレ—ザ光源」、第21回近赤外フオ—ラム講演要旨集、近赤外研究会”，2005年11月9日～11日，p173
发明内容
发明人对现有的光测量技术进行研究后发现如下所示的课题。即，在光测量领域中，例如，近红外区域的分光技术的重要性正迅速地得到重新认识。特别地，对于1μm～3μm的波长范围，不仅对于各种分子振动的谐音和复音等的观测来说是重要的，而且由于与可见和紫外区相比散射损耗更小，因而易于获得被测定对象的深层信息等，研究出各种形式的应用。
但是，与在可见区内接收灵敏度高、成本低的硅检测器相比，在近红外区域内灵敏度优良的检测器难以制造，通常制造成本较高。另外，利用InGaAs的以往较广泛使用的检测器，通常也仅限于在1.7μm左右以内的波长范围内应用，对于波长超过2μm的光，多数情况下难以获得足够的感光灵敏度。其结果，在近红外区域的长波长侧，测量范围受到限制。
本发明是为了解决上述课题而提出的，其目的是提供一种具有下述构造的光测量装置及其可用的宽频光源装置，该构造用于在利用近红外区域的光进行的光测量中，实现在该近红外区域中使测定范围向长波长侧扩大。
本发明所涉及的光测量装置，其使用近红外区域的光进行测量，至少具备宽频光源装置和检测器。宽频光源装置具有：光纤；以及光源部，其输出向该光纤供给的种光。光纤使从光源部输出的种光输入，生成具有频谱宽度扩大后的强度频谱的光作为照射光。检测器检测来自照射有照射光的被测定对象的光。
特别地，在本发明所涉及的光测量装置中，从宽频光源装置输出的照射光具有对检测器的感光灵敏度的波长依赖性进行补偿的强度频谱。换句话说，宽频光源装置输出具有在光纤内使频谱宽度扩大后的强度频谱的光作为照射光，将该频谱强度维持为在近红外区域中的上述检测器的感光灵敏度下降的长波长侧、即2μm～3μm这一灵敏度下降区域的至少一部分波长范围内，对该检测器的感光灵敏度下降进行补偿的程度。
在上述结构中，由于从宽频光源装置输出的照射光，由光纤使其频谱宽度至少扩大至近红外区域内的长波长侧，因此在检测器的感光灵敏度下降的该长波长侧，能够对该检测器的感光灵敏度的波长依赖性进行补偿。在这种情况下，在比检测器的感光灵敏度下降的波长更靠近长波长的一侧，感光量增加，其结果，可以有效地使可测定的波长范围扩大到长波长侧。
另外，在本发明所涉及的光测量装置中，优选宽频光源装置输出下述照射光，在检测器的感光灵敏度下降的灵敏度下降区域，也就是说，在近红外区域中的长波长侧即2μm～3μm中的至少一部分波长范围内，该照射光具有波长微分值为正值的强度频谱。在这种情况下，在2μm～3μm的波长范围(检测器的灵敏度下降区域)内也存在照射光的频谱强度增加的波长区域，因此能够更可靠地对检测器的感光灵敏度的波长依赖性进行补偿。
在本发明所涉及的光测量装置中，优选检测器具有大于或等于100K的工作温度。在这种情况下，不需要像现有的近红外检测器那样积极地冷却到小于或等于100K。另外，由于不需要冷却检测器所需的大规模且昂贵的设备，因而可以降低该光测量装置的制造成本。
在本发明所涉及的光测量装置中，优选光纤是利用非线性现象而将入射的光的频谱宽度进行扩大的。在这种情况下，通过选择光纤、调整种光从光源部到光纤的输入条件，能够容易地控制照射光的强度频谱特性。具体地说，光纤可以使用高非线性光纤、色散平坦光纤、色散位移光纤等，如果是偏振保持型光纤则更好。通过使来自光源部的种光输入到这种光纤中，而生成超连续光作为照射光。在照射光是超连续光的情况下，能够简化宽频光源装置的结构。
此外，在本发明所涉及的光测量装置中，优选宽频光源装置输出下述照射光，该照射光在2μm～3μm这一灵敏度下降区域内，最大频谱强度比相对于获得该最大频谱强度的波长更靠近短波长侧的最小频谱强度高3dB以上。根据该结构，由于在近红外区域内的长波长侧，使频谱强度提高3dB以上，因此可以更可靠地扩大可测定的波长范围。
在本发明所涉及的光测量装置中，宽频光源装置输出具有下述强度频谱的照射光，在该强度频谱中，由与最大频谱强度之差小于或等于20dB的频谱强度获得的频谱宽度大于或等于200nm。换句话说，输出下述照射光，在以具有比最大频谱强度低20dB的频谱强度的波长之间的间隔表示照射光的频谱宽度时，该照射光的频谱宽度大于或等于200nm。通过使照射光的频谱宽度大于或等于200nm，可以在更宽的波长范围内进行光测定。
另外，在本发明所涉及的光测量装置中，优选宽频光源装置还具有滤光器，其配置在由光纤生成的光所到达的该光纤的后段。该滤光器使由该光纤生成的光的强度频谱特性变化。在这种情况下，可以利用滤光器容易地控制照射光的强度频谱特性。
在本发明所涉及的光测量装置中，优选检测器包含利用至少含有InGaAs的材料而构成的检测器。使用InGaAs而构成的检测器的价格低廉，不进行冷却也可使用。其结果，可以降低光测量装置的制造成本。同时，也可以抑制光测量装置的可靠性的下降。
另一方面，本发明所涉及的宽频光源装置可以应用于按照上述方式构成的光测量装置(本发明所涉及的光测量装置)中。作为优选例，该宽频光源装置可以应用于下述光测量装置，该光测量装置由利用至少含有InGaAs的材料构成的检测器检测来自照射有照射光的被测定对象的光。该宽频光源装置具备：光源部，其输出近红外区域的光；以及光纤，其与光源部光学连接。该光纤使来自光源部的种光输入而生成具有频谱宽度扩大后的强度频谱的光。
特别地，在本发明所涉及的宽频光源装置中，光纤生成具有下述强度频谱的光作为照射光，该强度频谱的波长微分值在2μm～3μm这一波长范围的至少一部分波长范围内为正值。
在上述结构中，由光纤生成的照射光，由光纤使其频谱宽度至少扩大至近红外区域内的长波长侧。在这种情况下，例如对于利用至少含有InGaAs的材料而构成的检测器，在比该检测器的感光灵敏度降低的波长更靠近长波长的一侧，感光量增加，其结果，能够对检测器的感光灵敏度的波长依赖性进行补偿。另外，由于可以有效地使可测定的波长范围扩大到长波长侧，因此能够可靠地应用于下述光测量装置中，该光测量装置由利用至少含有InGaAs的材料而构成的检测器检测与被测定对象相互作用后的照射光。
另外，在本发明所涉及的宽频光源装置中，优选光纤是利用非线性现象将入射的光的频谱宽度进行扩大。在这种情况下，通过选择光纤、调整种光从光源部到光纤的输入条件，能够容易地控制照射光的强度频谱特性。具体地说，光纤可以使用高非线性光纤、色散平坦光纤、色散位移光纤等，如果是偏振保持型光纤则更好。通过使来自光源部的种光输入到这种光纤中，而生成超连续光作为照射光。在照射光是超连续光的情况下，能够简化宽频光源装置的结构。
另外，在本发明所涉及的宽频光源装置中，优选光纤生成下述光作为照射光，该光在2μm～3μm这一波长范围内，最大频谱强度比相对于获得该最大频谱强度的波长更靠近短波长侧的最小频谱强度高3dB以上。根据该结构，由于在近红外区域内的长波长侧，使频谱强度提高3dB以上，因此可以更可靠地扩大可测定的波长范围。
在本发明所涉及的宽频光源装置中，优选光纤生成具有下述强度频谱的光作为照射光，在该强度频谱中，由与最大频谱强度之差小于或等于20dB的频谱强度获得的频谱宽度大于或等于200nm。通过使照射光的频谱宽度大于或等于200nm，可以在更宽的波长范围内进行光测定。
另外，本发明所涉及的宽频光源装置也可以具有滤光器，其配置在由光纤生成的光所到达的该光纤的后段。该滤光器使由光纤生成的光的强度频谱特性变化，在这种情况下，可以利用滤光器容易地控制照射光的强度频谱特性。
此外，本发明所涉及的各实施例通过以下的详细说明和附图可以进一步得到充分理解。这些实施例仅作为示例而示出，不应被看作是对本发明的限定。
另外，本发明更大的应用范围可以从以下的详细说明获知。但是，详细说明及特定的事例用于表示本发明的优选实施例，仅是为了例示而示出的，显然根据该详细说明，本发明的思想和范围内的各种变形和改良对于本领域技术人员来说是显而易见的。
发明的效果
根据本发明所涉及的光测量装置及其可用的宽频光源装置，在使用近红外区域的光进行的光测量中，可以使测定范围向该近红外区域的长波长侧扩大。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的光测量装置的一个实施例的概略结构的框图。
图2是表示图1所示的检测器的感光灵敏度特性的曲线图。
图3是表示从图1所示的宽频光源装置输出的照射光的强度频谱特性的曲线图。
图4是表示利用Extended InGaAs构成的检测器的感光灵敏度特性的曲线图。
图5是表示本发明所涉及的宽频光源装置的第1实施例的概略结构的图。
图6是表示本发明所涉及的宽频光源装置的第2实施例的概略结构的图。
图7是作为图1所示的光测量装置的具体结构而示出透射特性测量装置的第1结构的框图。
图8是作为图1所示的光测量装置的具体结构而示出透射特性测量装置的第2结构的框图。
图9是作为图1所示的光测量装置的具体结构而示出反射特性测量装置的第1结构的框图。
图10是作为图1所示的光测量装置的具体结构而示出反射特性测量装置的第2结构的框图。
符号的说明
1、1A～1D 光测量装置
10、10A、10B 宽频光源装置
11 光源部
12 光纤
13 准直透镜
14 聚光透镜
15 滤光器
20 测定部
21 滤光器
22 分光器
23 参照反射镜
30 检测器
40 控制系统
50 输出部
具体实施方式
下面参照图1～10详细说明本发明所涉及的光测量装置和宽频光源装置的各实施例。此外，在附图的说明中，针对同一部位、同一要素标注同一标号，省略重复说明。
图1是表示本发明所涉及的光测量装置的一个实施例的概略结构的框图。光测量装置1具备宽频光源装置10、包含被测定对象S的测定部20以及检测器30，该光测量装置1用于被测定对象S的分光测量。在光测量装置1中，从宽频光源装置10输出的照射光照射到测定部20的被测定对象S上。另一方面，由检测器30检测与被测定对象S相互作用后的光(来自照射有照射光的被测定对象S的光)。所谓的与被测定对象S相互作用后的光，指的是例如透过被测定对象S的光或由被测定对象S反射·散射的光。
检测器30只要能够检测近红外区域所包含的波长的光即可，并不特别限定，但优选例如是InGaAs检测器。这种InGaAs检测器由于价格低廉这一点以及可以在高于100K的高温下工作这一点(不需要大规模的冷却)，因此优选。即，能够改善使用InGaAs检测器的光测量装置1的制造成本和可靠性。除此之外，也可以使用PbS、InSb、HgCdTe等作为检测器材料。例如，以珀耳帖元件进行夹持而形成三层结构，能够将上述受光元件冷却到小于或等于-80度程度，实现小型且不会发生振动的检测器。另外，也可以利用斯特林制冷器进行冷却，不使用液态氮，就可以实现实用水平的检测灵敏度。
光测量装置1还具备控制系统40和输出部50。控制系统40包含计算机等，对宽频光源装置10和检测器30进行控制。控制系统40也可以进行反馈控制和前馈控制。如后所述，控制系统40根据需要还对测定部20进行控制。控制系统40将来自检测器30的检测结果进行处理后输入到输出部50。由控制系统40进行的检测结果处理是通常的分光处理。输出部50将由控制系统40处理后的检测结果显示到画面上，或者输出到存储介质等中。
光测量装置1的特征在于，由宽频光源装置10生成下述照射光，该照射光具有对检测器30的感光灵敏度的波长依赖性(以下也称为感光灵敏度特性)进行补偿的强度频谱特性。
利用图2和图3说明检测器30的感光灵敏度的波长依赖性和从宽频光源装置10输出的照射光的强度频谱特性间的关系。
图2是表示检测器的感光灵敏度特性的曲线图。图2中，点划线所示的特性表示检测器30自身的感光灵敏度特性，在波长λ0处感光灵敏度最大，从波长2.2μm附近开始感光灵敏度急剧下降。另一方面，在图2中，实线所示的特性表示相对于从宽频光源装置10输出的照射光，检测器30的实际感光灵敏度特性。
图3是表示照射光的强度频谱特性的曲线图。如上所述，照射光的频谱特性为在比检测器30具有最大感光灵敏度的波长λ0更靠近长波长侧具有极大值，以对检测器30的感光灵敏度的波长依赖性进行补偿。另外，照射光的强度频谱特性为，其频谱的波长微分值在2μm～3μm这一波长范围的至少一部分内具有正值，即在2μm～3μm的波长范围内存在频谱强度呈增加趋势的区域。
通过使用具有这种强度频谱特性的照射光，可以在检测器30的感光灵敏度下降的波长范围内增加检测器30的感光量。其结果，如图2的实线所示，能够对检测器30的感光灵敏度的波长依赖性进行补偿。例如，如图2所示，对感光灵敏度下降20％、即灵敏度下降1dB的波长能够实现约100nm左右的改善(向长波长侧移动)。另外，对于感光灵敏度下降50％的波长，也可以向长波长侧移动大于或等于50nm，此外，对于感光灵敏度下降10％、即感光灵敏度下降10dB的波长也能够扩大约50nm左右。其结果，实现测定波长范围的扩展。
从可以在更长的波长范围内进行测定这一角度出发，优选照射光的强度频谱特性如图3所示，在2μm～3μm的波长范围(近红外区域的长波长侧)内，最大频谱强度IMAX比相对于获得该最大频谱强度IMAX的波长λ1更靠近短波长侧的最小频谱强度IMIN高3dB以上，更优选是高10dB以上。另外，在以比频谱强度最大值低20dB的频谱强度的宽度来定义照射光的频谱宽度Sd时，优选频谱宽度Sd大于或等于200nm。这样，可以在更宽的波长范围内进行光测定。
然而，目前如图4所示，通过利用被称为Extended InGaAs的材料而构成的检测器(Extended InGaAs检测器)，使可测定范围扩大到波长为2μm左右。图4是表示Extended InGaAs检测器的感光灵敏度的例子的曲线图。图4的点划线和实线表示Extended InGaAs的类型不同。对于这种检测器，如图4所示，也会在波长2.5μm附近发生灵敏度的急剧下降。其结果，利用现有的光测量装置难以在波长大于或等于2μm时进行高灵敏度的光测量。
此外，由于难以制造在波长超过2μm的波长范围内具有高灵敏度的检测器，因此制造成本具有增加的趋势，可靠性也具有下降的趋势。另外，作为长波长时具有灵敏度的检测器，可以举出使用InSb的检测器，但如果要实现充分的高灵敏度特性，就必须使用斯特林制冷器或液氮等将检测器冷却到小于或等于100K。因此，光测量装置的结构变得复杂，而且会导致制造成本的增加。
与此相对，在图1所示的该光测量装置1中，按照上述方式对从宽频光源装置10输出的照射光的强度频谱特性进行控制，对检测器30在长波长侧的感光灵敏度的下降进行补偿，因此即使在波长超过2μm的长波长区域内，也可以进行高灵敏度的光测量。另外，在该光测量装置1中，如上所述可以使用由InGaAs等构成的检测器作为检测器30，因此能够降低光测量装置1的制造成本，同时可以提高可靠性。
对于图3所示的照射光的强度频谱特性，在2μm～3μm的波长范围内具有频谱的波长微分值为正值的波长范围。因此，对于在2μm～3μm的波长范围中的至少某个波长范围内，感光灵敏度的波长微分值具有负值的检测器特别有效。此外，只要在2μm～3μm的波长范围中的至少一部分区域内，照射光的频谱的波长微分值具有正值即可。
接着，对用于实现图3所示的强度频谱特性的宽频光源装置10的结构进行具体说明。
图5是表示本发明所涉及的宽频光源装置的第1实施例的概略结构的图。第1实施例所涉及的宽频光源装置10A是生成所谓的超连续光的超连续光源装置。宽频光源装置10A具有光源部11和光纤12。在光源部11和光纤12之间配置有准直透镜13和聚光透镜14，它们用于将从光源部11输出的种光引导至光纤12中。
光源部11输出近红外区域的种光。作为光源部11，例如可以举出脉冲光源。作为输出近红外区域的种光的脉冲光源，例如可以列举脉冲中心频率为1550nm、脉冲重复频率为50MHz、输出功率为70～80mW、脉宽为300fs的光源。
另外，作为脉冲光源可以举出：(1)使用Er玻璃、Yb玻璃等作为放大介质的固体激光器；(2)使用掺Er光纤、掺Yb光纤、掺Tm光纤等添加有稀土类元素的光纤作为放大介质的光纤激光器；(3)利用EA调制器或铌酸锂调制器等外部调制器对CW激光器的输出进行调制而生成脉冲的光源；(4)半导体短脉冲光源；以及(5)对2台CW激光光源的拍频波形进行脉冲压缩的光源等。
此外，对于脉冲动作，也可以举出利用半导体可饱和吸收镜构成的光源、利用碳纳米管构成的光源、光纤环结构的光源、在谐振腔内安装有由铌酸锂晶体等构成的光开关的光源等。此外，在光纤激光器的情况下，也可以不需要准直透镜13和聚光透镜14，而是将作为种光源的光源部11内所包含的光纤的一端通过热熔接等而直接与光纤12的一端连接的结构。
光纤12通过在对从光源部11输出的种光进行传播的同时，利用非线性现象将光的频谱宽度扩大，而生成所谓的超连续光。作为光纤12可以举出高非线性光纤、色散平坦光纤、色散位移光纤等，更加优选是偏振保持型。
在上述结构中，从光源部11输出的种光由准直透镜13校准，然后由聚光透镜14聚光后，入射至光纤12中。随后，入射至光纤12内的种光通过非线性现象而使其频谱宽度扩大，从而作为超连续光输出。将该超连续光作为如图3所示具有规定的强度频谱特性的照射光使用。
在图5所示的宽频光源装置10A的结构中，通过选择具有可以使频谱宽度扩大为规定的强度频谱特性这样的非线性特性的光纤，或者通过改变准直透镜13和聚光透镜14的位置从而调整光向光纤12的输入条件，可以容易地控制从光纤12输出的照射光的强度频谱特性。因而，可以通过如图5所示具有简单结构的宽频光源装置10A，实现规定的强度频谱特性。其结果，能够实现光测量装置1的结构简单化并降低制造成本。此外，由于能够容易地改变照射光的强度频谱特性，因此可以在所期望的波长范围内进行光测量。另外，由于使用光纤12，因此易于使从光纤12输出的照射光输入到测定部20中。
图6是表示本发明所涉及的宽频光源装置的第2实施例的概略结构的图。图6所示的第2实施例所涉及的宽频光源装置10B的结构，在光纤12的后段设有滤光器15这一点，与图5所示的宽频光源装置10A的结构不同。滤光器15是用于控制照射光的频谱形状(强度频谱特性)的光学设备。滤光器15的频带优选为半高宽(FWHM)大于或等于20nm。由此可以在较宽的波长范围内同时使用近红外光。另外，从对检测器30的特性进行补偿的角度出发，优选滤光器15具有大于或等于10nm的向右上倾斜的透射特性。
滤光器15既可以是波长可变型，也可以是波长固定型。如图6所示，在滤光器15是波长可变型的情况下，可以在去除不需要的波长的同时，在更宽的测定波长区域内实现最优化，而且还可以通过使滤光器15的波长进行扫描而提取出各波长的信息。此外，在滤光器15是波长可变型的情况下，既可以手动操作，也可以利用控制系统40进行控制。另一方面，在滤光器15是固定型的情况下，可以以低成本实现稳定的光源特性。
下面说明光测量装置1的四个具体结构。在以下所示的光测量装置1的更具体的结构中，宽频光源装置10可以使用上述第1和第2实施例所涉及的宽频光源装置10A、10B的任何一个。
图7是作为本发明所涉及的光测量装置的具体结构而示出透射特性测量装置的第1结构的框图。在该透射特性测量装置1A中，被测定对象S成为测定部20。在图7所示的装置1A中，从宽频光源装置10输出的照射光照射到被测定对象S上，透过该被测定对象S的光由检测器30进行检测。作为被测定对象S，可以举出密封在玻璃管等中的甲烷等气体或酒精、牛奶等液体。另外，也可以将切成薄片的生物组织或矿物等固体作为对象。
图8是作为本发明所涉及的光测量装置的具体结构而示出透射特性测量装置的第2结构的框图，是图7所示的第1结构的透射特性测量装置1A的应用例。在该透射特性测定装置1B中，测定部20具有被测定对象S和滤光器21。滤光器21配置在被测定对象S和检测器30之间。利用该滤光器21能够从与被测定对象S相互作用后的光中，选择性地提取所期望的波长成分，或者去除成为背景噪声的剩余波长成分。
另外，通过在使滤光器21为波长可变型的同时，利用控制系统40进行同步控制，能够测定与各波长成分对应的感光量。因此，利用该透射特性测定装置1B，可以进行高灵敏度的测量。滤光器21除了使用半导体薄膜之外，还可以使用光栅或法布里-珀罗滤光器、光纤布拉格光栅、棱镜等波长选择元件。
图9是作为本发明所涉及的光测量装置的具体结构而示出反射特性测量装置的第1结构的框图。在该反射特性测量装置1C中，被测定对象S是测定部20。从宽频光源装置10输出的照射光照射到被测定对象S上，被该被测定对象S反射的光(与被测定对象S相互作用后的光)由检测器30接收。利用该结构也可以测量来自被测定对象S的散射光。
图10是作为本发明所涉及的光测量装置的具体结构而示出反射特性测量装置的第2结构的框图，示出的是为了以更高灵敏度进行反射或散射测量而使用迈克耳逊干涉法的装置结构。在该反射特性测量装置1D中，测定部20具有被测定对象S、通常的分光器或偏振分光器等分光器22、及参照反射镜23。
在这种第2结构的反射特性测量装置1D中，从宽频光源装置10输出的照射光由分光器22分波为照射至被测定对象S上后再次返回的光(与被测定对象S相互作用后的光)和被参照反射镜23反射回来的参照光。检测器30对上述返回光和参照光发生干涉而形成的干涉光进行检测，根据干涉结果分析被测定对象S的信息。例如，通过利用控制系统40控制参照反射镜23的位置，可以获得被测定对象S的深度方向上的信息。
以上说明了本发明的优选实施例，但本发明并不限于上述实施例。照射光只要具有对检测器30的感光灵敏度进行补偿的强度频谱特性即可，并不限于上述超连续光。因此，宽频光源装置10(10A、10B)也不限于超连续光源装置。
根据以上对本发明的说明可知，可以对本发明进行各种变形。这样的变形并不能认为是脱离了本发明的思想和范围，所有对于本领域技术人员来说显而易见的改良都包含在上述权利要求书中。
工业实用性
本发明所涉及的光测量装置及其可用的宽频光源装置适用于近红外区域内的各种光测量技术。
Claims (14)
1.一种光测量装置，其使用近红外区域的光进行测量，
其特征在于，该光测量装具有：
宽频光源装置，其输出用于照射至被测定对象上的照射光，该宽频光源装置具有光源部和光纤，该光纤使从该光源部输出的种光输入，而生成具有频谱宽度扩大后的强度频谱的光；以及
检测器，其用于检测来自照射有照射光的被测定对象的光，
上述宽频光源装置输出具有在上述光纤内使频谱宽度扩大后的强度频谱的光作为照射光，将该频谱强度维持为在近红外区域中的上述检测器的感光灵敏度下降的2μm～3μm这一灵敏度下降区域的至少一部分波长范围内，对该检测器的感光灵敏度下降进行补偿的程度。
2.根据权利要求1所述的光测量装置，其特征在于，
上述宽频光源装置输出具有下述强度频谱的照射光，该强度频谱的波长微分值在上述2μm～3μm这一灵敏度下降区域的至少一部分波长范围内为正值。
3.根据权利要求1所述的光测量装置，其特征在于，
上述检测器具有大于或等于100K的工作温度。
4.根据权利要求1所述的光测量装置，其特征在于，
上述光纤包含使来自上述光源部的种光输入而生成超连续光作为上述照射光的光纤。
5.根据权利要求1所述的光测量装置，其特征在于，
上述宽频光源装置输出下述照射光，该照射光在上述2μm～3μm这一灵敏度下降区域内，最大频谱强度比相对于获得该最大频谱强度的波长更靠近短波长侧的最小频谱强度高3dB以上。
6.根据权利要求1所述的光测量装置，其特征在于，
上述宽频光源装置输出具有下述强度频谱的照射光，在该强度频谱中，由与最大频谱强度之差小于或等于20dB的频谱强度获得的频谱宽度大于或等于200nm。
7.根据权利要求1所述的光测量装置，其特征在于，
上述宽频光源装置还具有滤光器，该滤光器配置在由上述光纤生成的光所到达的该光纤的后段，使由该光纤生成的光的强度频谱特性变化。
8.根据权利要求1所述的光测量装置，其特征在于，
上述检测器利用至少含有InGaAs的材料而构成。
9.一种宽频光源装置，其可以应用于下述光测量装置，该光测量装置由利用至少含有InGaAs的材料构成的检测器检测来自照射有照射光的被测定对象的光，该宽频光源装置向该被测定对象输出该照射光，
其特征在于，该宽频光源装置具有：
光源部，其输出近红外区域的种光；以及
光纤，其与上述光源部光学连接，使从上述光源部输出的种光输入而生成具有频谱宽度扩大后的强度频谱的光，
上述光纤生成具有下述强度频谱的光作为照射光，该强度频谱的波长微分值在2μm～3μm这一波长范围的至少一部分波长范围内为正值。
10.根据权利要求9所述的宽频光源装置，其特征在于，
上述光纤包含利用非线性现象而生成下述光的光纤，该光具有频谱宽度扩大后的强度频谱。
11.根据权利要求9所述的宽频光源装置，其特征在于，
上述光纤包含使来自上述光源部的种光输入而生成超连续光作为上述照射光的光纤。
12.根据权利要求9所述的宽频光源装置，其特征在于，
上述光纤生成下述光作为照射光，该光在上述2μm～3μm这一灵敏度下降区域内，最大频谱强度比相对于获得该最大频谱强度的波长更靠近短波长侧的最小频谱强度高3dB以上。
13.根据权利要求9所述的宽频光源装置，其特征在于，
上述光纤生成具有下述强度频谱的光作为照射光，在该强度频谱中，由与最大频谱强度之差小于或等于20dB的频谱强度获得的频谱宽度大于或等于200nm。
14.根据权利要求9所述的宽频光源装置，其特征在于，
该宽频光源装置还具有滤光器，该滤光器配置在由上述光纤生成的光所到达的该光纤的后段，用于改变由该光纤生成的光的强度频谱特性。
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