CN108885360B - 脉冲光生成装置、光照射装置、光加工装置、光响应测定装置、显微镜装置及脉冲光生成方法 - Google Patents

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Abstract

脉冲光生成装置(1A)具备：色散部(12)，将脉冲光按每个波长色散；偏光依赖型的空间光调制器(14)，按每个波长调制被色散的脉冲光；合成部(16)，合成从空间光调制器(14)被输出的脉冲光的各个波长成分。输入到空间光调制器(14)的脉冲光的偏光面相对于空间光调制器(14)具有调制作用的偏光方向进行倾斜。空间光调制器(14)使时间差产生于沿着偏光方向的脉冲光的第1偏光成分和与该第1偏光成分相交叉的脉冲光的第2偏光成分之间。由此，能够实现容易抑制2个脉冲光成分的时间差的变动的脉冲光生成装置。

Description

脉冲光生成装置、光照射装置、光加工装置、光响应测定装置、 显微镜装置及脉冲光生成方法
技术领域
本发明涉及脉冲光生成装置、光照射装置、光加工装置、光响应测定装置、显微镜装置及脉冲光生成方法。
背景技术
在专利文献1中公开有使用空间光调制器来生成具有时间差的多个脉冲光成分的系统。在该系统中，通过调制被提示到空间光调制器的调制图案从而生成多个脉冲光成分。还有，在这样的系统中，在液晶型的空间光调制器被使用的情况下为了提高调制效率而一般使向空间光调制器的入射光的偏光方向与液晶的取向方向相一致。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2010/0187208号
发明内容
发明所要解决的技术问题
具有时间差的多个脉冲光成分例如被应用于泵浦·探针(pump·probe)法等。所谓泵浦·探针，是用于观察由光的照射而产生于试样的光化学反应的方法，首先将脉冲状的泵浦光照射于试样，稍晚些时候将探针光照射于试样。由此，能够通过分析探针光的透过光或者散射光来了解由泵浦光产生的光化学反应。
图11作为一个例子表示生成具有时间差的2个脉冲光成分的装置100的结构。该装置100具备光源101、半透半反镜102,103、镜104～109。
光源101输出一个脉冲光Lp。该脉冲光Lp由半透半反镜102而被分支成2个脉冲光成分即脉冲光Lp1和脉冲光Lp2。一方的脉冲光Lp1通过包含镜104～107的第1光路而到达半透半反镜103。另外，另一方的脉冲光Lp2通过包含镜108,109的第2光路而到达半透半反镜103。这些第1以及第2光路的光路长略有不同。因此，在到达半透半反镜103的时候，脉冲光Lp1以及脉冲光Lp2的一方只比另一方早到达一点点时间。之后，脉冲光Lp1以及脉冲光Lp2由半透半反镜103而再次在相同光路上行进。
另外，图12作为别的例子表示生成具有时间差的2个脉冲光成分的装置200的结构。该装置200具备光源201、镜202,203、衍射光栅等色散元件204,205、透镜206,207、透过型空间光调制器208。
光源201输出一个脉冲光Lp。该脉冲光Lp在由镜202而变更了行进方向之后由色散元件204而被分光成各个波长成分。之后，脉冲光Lp的各个波长成分由透镜206而被聚光于空间光调制器208上。从空间光调制器208被输出的脉冲光Lp的各个波长成分由透镜207而一边被准直(平行化)一边到达色散元件205，并在色散元件205上被合波。此时，如果某个调制图案被提示到空间光调制器208的话则脉冲光Lp被分割成具有时间差的2个脉冲光成分即脉冲光Lp1,脉冲光Lp2。之后，脉冲光Lp1,脉冲光Lp2在由镜203而变更了行进方向之后被输出。
然而，在如图11所示的例子那样设置2个光路的情况下，会有脉冲光Lp1,脉冲光Lp2的时间差由镜104～109的振动或空气摇晃等的影响而容易发生变动等的问题。例如，在泵浦·探针法中泵浦光与探针光的时间差的变动成为使时间分辨率降低的主要原因。
另外，在图11以及图12所表示的各个例子中，分支2个脉冲光Lp1,脉冲光Lp2并独立检测出至少一方是困难的。这根据脉冲光生成装置的用途而成为问题。例如，在将这些结构适用于泵浦·探针法的时候，排除泵浦光而只检测探针光是不容易的。
实施方式的目的在于提供脉冲光生成装置、光照射装置、光加工装置、光响应测定装置、显微镜装置及脉冲光生成方法。
解决问题的技术手段
本发明的实施方式是一种脉冲光生成装置。脉冲光生成装置具备：色散部，将脉冲光按每个波长色散；偏光依赖型的空间光调制器，按每个波长调制被色散的脉冲光；合成部，合成从空间光调制器被输出的脉冲光的各个波长成分；输入到空间光调制器的脉冲光的偏光面相对于空间光调制器具有调制作用的偏光方向进行倾斜，空间光调制器使时间差产生于沿着偏光方向的脉冲光的第1偏光成分和与第1偏光成分相交叉的脉冲光的第2偏光成分之间。
在该脉冲光生成装置中，在脉冲光被色散成各个波长成分之后按每个波长被调制。于是，调制后的脉冲光的各个波长成分被合成。因此，通过调制被提示到空间光调制器的调制图案，从而能够将任意的时间延迟赋予脉冲光。再有，还能够变更脉冲光的形状(时间宽度等)。除此之外，在该脉冲光生成装置中，空间光调制器为偏光依赖型，输入到空间光调制器的脉冲光的偏光面相对于空间光调制器具有调制作用的偏光方向进行倾斜。即，沿着偏光方向的脉冲光的第1偏光成分被调制，与第1偏光成分相交叉的脉冲光的第2偏光成分不被调制。因此，例如通过将时间延迟赋予第1偏光成分，从而时间差产生于第1偏光成分与第2偏光成分之间。由此，适宜生成由第1偏光成分构成的第1次脉冲(subpulse)光、由第2偏光成分构成并且相对于第1次脉冲光具有时间差的第2次脉冲光。
根据上述的脉冲光生成装置，因为与图11所表示的装置100不同且2个次脉冲光成分在同一光轴上行进，所以难以被色散部、空间光调制器、合成部以及其他光学要素的振动或空气的摇晃等影响到，并且能够抑制2个次脉冲光成分的时间差的变动。例如在泵浦·探针法中，能够抑制泵浦光与探针光的时间差的变动并且能够使时间分辨率提高。另外，根据上述的脉冲光生成装置，因为被生成的2个次脉冲光成分的偏光面互相不同，所以例如能够利用偏光分离元件来容易地分支这些次脉冲光成分。
另外，别的实施方式是光照射装置。光照射装置具备上述结构的脉冲光生成装置、将由第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由第2偏光成分构成的第2次脉冲光中至少一方照射于对象物的照射光学系统。
再有，别的实施方式是光加工装置。光加工装置具备上述结构的脉冲光生成装置、为了进行加工对象物的加工而将由第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由第2偏光成分构成的第2次脉冲光中至少一方照射于加工对象物的照射光学系统。
根据这些光照射装置以及光加工装置，通过配备上述结构的脉冲光生成装置，从而既能够抑制2个次脉冲光成分的时间差的变动又能够独立地将2个次脉冲光成分中的至少一方照射于对象物或者加工对象物。
再有，别的实施方式是光响应测定装置。该光响应测定装置具备上述结构的脉冲光生成装置、将由第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由第2偏光成分构成的第2次脉冲光中的一方的次脉冲光照射于测定对象物来使光反应发生并且取出透过测定对象物的另一方的次脉冲光的照射·测定光学系统、检测另一方的次脉冲光的光检测器。
根据该光响应测定装置，通过配备上述结构的脉冲光生成装置，从而能够抑制2个次脉冲光成分的时间差的变动。另外，例如照射·测定光学系统通过具有分离一方的次脉冲光和另一方的次脉冲光的偏光分离部，从而能够容易地独立检测出2个次脉冲光成分中至少一方。
再有，别的实施方式是光响应测定装置。该光响应测定装置具备具有波长变换部的上述结构的脉冲光生成装置、将由第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由第2偏光成分构成的第2次脉冲光中的一方的次脉冲光照射于测定对象物并使光反应发生并且取出透过测定对象物的另一方的次脉冲光的照射·测定光学系统、检测另一方的次脉冲光的光检测器，照射·测定光学系统具有分离一方的次脉冲光和另一方的次脉冲光的波长滤波器。波长变换部使从合成部被输出的脉冲光的第1偏光成分以及第2偏光成分的波长互相不同。
根据该光响应测定装置，通过配备上述结构的脉冲光生成装置，从而能够抑制2个次脉冲光成分的时间差的变动。另外，照射·测定光学系统通过具有分离一方的次脉冲光和另一方的次脉冲光的波长滤波器，从而能够独立检测出2个次脉冲光成分中至少一方。
再有，别的实施方式是显微镜装置。显微镜装置具备上述结构的脉冲光生成装置、将由第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由第2偏光成分构成的第2次脉冲光中至少一方的次脉冲光照射于观察对象物的照射光学系统、检测伴随于至少一方的次脉冲光的照射而从观察对象物被输出的光的光检测器。
根据该显微镜装置，通过配备上述结构的脉冲光生成装置，从而既能够抑制2个次脉冲光成分的时间差的变动又能够照射于观察对象物。
本发明的实施方式是一种脉冲光生成方法。脉冲光生成方法包含将脉冲光按每个波长色散的色散步骤、使用偏光依赖型的空间光调制器按每个波长调制被色散的脉冲光的调制步骤、合成从空间光调制器被输出的脉冲光的各个波长成分的合成步骤，输入到空间光调制器的脉冲光的偏光面相对于空间光调制器具有调制作用的偏光方向进行倾斜，在调制步骤中使时间差产生于沿着偏光方向的脉冲光的第1偏光成分和与第1偏光成分相交叉的脉冲光的第2偏光成分之间。
根据该脉冲光生成方法，与上述的脉冲光生成装置相同，抑制2个脉冲光成分的时间差的变动变得容易。
发明的效果
根据实施方式，能够提供一种容易抑制2个脉冲光成分的时间差的变动的脉冲光生成装置、光照射装置、光加工装置、光响应测定装置、显微镜装置、以及脉冲光生成方法。
附图说明
图1是概略表示一个实施方式所涉及的脉冲光生成装置的结构的图。
图2是表示光脉冲整形部的结构的立体图。
图3是表示(a)从光源被输出的脉冲光的时间波形的一个例子、(b)从空间光调制器被输出的2个脉冲光成分的时间波形的一个例子以及(c)时间波形互相不同并且具有时间差的2个脉冲光成分的时间波形的一个例子的图。
图4是表示脉冲光生成方法的例子的流程图。
图5是表示第1实施方式的变形例所涉及的光脉冲整形部的结构的立体图。
图6是概略表示第1实施方式的变形例所涉及的光脉冲整形部的结构的图。
图7是概略表示第2实施方式所涉及的光响应测定装置的结构的图。
图8是概略表示第2实施方式的变形例所涉及的光响应测定装置的结构的图。
图9是概略表示第3实施方式所涉及的光加工装置的结构的图。
图10是概略表示第4实施方式所涉及的显微镜装置的结构的图。
图11是表示生成具有时间差的2个脉冲光成分的装置的结构的图。
图12是表示生成具有时间差的2个脉冲光成分的装置的结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明脉冲光生成装置、光照射装置、光加工装置、光响应测定装置、显微镜装置、以及脉冲光生成方法的实施方式。还有，在附图的说明中将相同符号标注于相同要素，并省略重复的说明。
(第1实施方式)
图1是概略表示一个实施方式所涉及的脉冲光生成装置1A的结构的图。图2是表示脉冲光生成装置1A的光脉冲整形部10A的结构的立体图。如图1所示，脉冲光生成装置1A是向试样P照射具有时间差的2个脉冲光成分即脉冲光Lp1以及脉冲光Lp2的装置，具备光源21、偏光控制部22以及光脉冲整形部10A。另外，如图1以及图2所示，光脉冲整形部10A具有镜11、色散部12、聚光光学系统13、空间光调制器(Spatial Light Modulator：SLM)14、准直光学系统15、合成部16、以及镜17。
光源21输出例如激光之类的相干脉冲光Lp。光源21例如由固体激光器、光纤激光器或者半导体激光器构成。脉冲光Lp的时间宽度例如是1fs～100ps。脉冲光Lp的波长例如是200nm～2000nm。脉冲光Lp具有直线偏光，图中的箭头A1表示脉冲光Lp的偏光方向。图3(a)表示从光源21被输出的脉冲光Lp的时间波形的一个例子。图3(a)的纵轴表示光强度。
偏光控制部22是与光源21相光学结合并且使被输入到SLM14的脉冲光Lp的偏光面旋转的光学元件。由此，如图1所示输入到SLM14的脉冲光Lp包含偏光方向A1的偏光成分、交叉于偏光方向A1的偏光方向A2的偏光成分。在本实施方式中，偏光方向A2正交于偏光方向A1。作为偏光控制部22例如可以使用λ/2板等的波长板、偏光元件、法拉第转子、可变转子、偏光调制型空间光调制器等。再有，偏光控制部22的偏光面旋转角优选是可变的。另外，本实施方式的偏光控制部22被配置于色散部12的前段的光路上，并且使被输入到色散部12的脉冲光Lp的偏光面旋转，但是偏光控制部22的配置并不限定于此，如果是SLM14的前段的光路上的话则也可以被配置于任意的位置。例如，偏光控制部22也可以被配置于色散部12与SLM14之间(更加优选聚光光学系统13与SLM14之间)的光路上。
镜11为全反射镜，被配置于偏光控制部22与色散部12之间的光路上，并且使从偏光控制部22被输出的脉冲光Lp的行进方向朝向色散部12。还有，镜11对应于偏光控制部22与色散部12的相对位置关系来适宜设置，可以根据该关系而被省略。
色散部12为将脉冲光Lp按每个波长色散(分光)的光学元件。在图1以及图2中为了容易理解而表示5个波长成分Lλ1～Lλ5。在本实施方式中，色散部12由色散元件(例如衍射光栅)构成。在衍射光栅中，因为衍射角根据波长而不同，所以如果具有宽波段的波长成分的脉冲光Lp进行输入的话则各个波长成分Lλ1～Lλ5在互相不同的方向上被衍射。作为色散部12并不限于衍射光栅，例如可以适用棱镜等各种色散元件。另外，色散部12也可以由多个色散元件构成。
聚光光学系统13将从色散部12一边扩展一边被输出的脉冲光Lp的各个波长成分Lλ1～Lλ5聚光于SLM14上的不同的位置。具体来说，聚光光学系统13在包含色散部12的波长色散方向的平面内具有透镜光学能力(lens power)，在垂直于波长色散方向的平面内不具有透镜光学能力。作为这样的聚光光学系统13，例如使用柱面透镜。
SLM14为透过型的SLM，并按每个波长调制色散后的脉冲光(被色散的脉冲光)Lp。即，SLM14的调制面包含分别对应于多个波长成分的多个调制区域，这些调制区域在色散部12的色散方向上进行排列。于是，各个波长成分Lλ1～Lλ5被输入到对应的调制区域，对应于被提示到该调制区域的调制图案而各自被独立地调制。另外，SLM14具有偏光依赖性，且对于谋个偏光成分具有调制作用，但是对于除此之外的偏光成分不具有调制作用。作为一个例子，SLM14为液晶型(Liquid Crystal on Silicon(硅基液晶)：LCOS)的SLM。在液晶型SLM中，沿着液晶的取向方向的偏光成分被调制，与该偏光成分相交叉的偏光成分不被调制。
输入到SLM14的脉冲光Lp(波长成分Lλ1～Lλ5)的偏光面由偏光控制部22而被旋转，其结果，相对于SLM14具有调制作用的偏光方向(即取向方向)进行倾斜(进行旋转)。其旋转角例如为45°。因此，沿着SLM14具有调制作用的偏光方向(取向方向)A1的第1偏光成分由SLM14而被调制，但是沿着与偏光方向A1相交叉的偏光方向A2的第2偏光成分不被调制而就这样通过SLM14。因此，通过使时间性地进行延迟的相位图案提示到SLM14并控制第1偏光成分的相位谱，从而在由第1偏光成分构成的脉冲光(第1次脉冲光)Lp1与由第2偏光成分构成的脉冲光(第2次脉冲光)Lp2之间产生时间差。例如，通过进行由下述的数式(1)进行表示的相位调制，从而能够使时间延迟产生于脉冲光Lp1。
[数1]
Figure BDA0001813262140000081
在此，φ为相位；λ为波长；λ0为中心波长；τ为延迟时间。图3(b)表示从SLM14被输出的脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的时间波形的一个例子。
还有，SLM14也可以进一步提示重叠于第1偏光成分时间性地进行延迟的相位图案并且脉冲光Lp1的时间波形进行变化(例如时间宽度扩大)的那样的相位图案。在此情况下，如图3(c)所示能够容易地生成时间波形互相不同并且具有时间差的脉冲光Lp1、脉冲光Lp2。还有，脉冲光Lp1的时间波形能够被整形成任意的波形，例如能够进一步将脉冲光Lp1分割成多个脉冲光成分(脉冲列)、或者制作成啁啾脉冲(chirp pulse)等。
准直光学系统15朝向合成部16对从SLM14被输出的脉冲光Lp1、脉冲光Lp2进行准直。具体来说，准直光学系统15在包含色散部12的波长色散方向的平面内具有透镜光学能力，在垂直于波长色散方向的平面内不具有透镜光学能力。作为这样的准直光学系统15例如使用柱面透镜。
合成部16合成从SLM14被输出的脉冲光Lp1的各个波长成分Lλ1～Lλ5并且合成从SLM14被输出的脉冲光Lp2的各个波长成分Lλ1～Lλ5。本实施方式的合成部16由与色散部12分开设置的一个色散元件(例如衍射光栅)构成。在衍射光栅中，因为衍射角根据波长而不同，所以如果波长成分Lλ1～Lλ5以与色散部12上的衍射角相同的角度进行输入的话则各个波长成分Lλ1～Lλ5在互相相同的方向上被衍射。作为合成部16并不限于衍射光栅，例如可以使用棱镜等各种色散元件。
镜17为全反射镜，被配置于合成部16与试样P之间的光路，使从合成部16被输出的脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的行进方向朝向试样P。还有，镜17对应于合成部16与试样P的相对位置关系来适宜设置，可以根据该关系而被省略。
还有，在镜17与试样P之间也可以设置聚光光学系统23。聚光光学系统23朝向试样P对脉冲光Lp1、脉冲光Lp2进行聚光。通过该聚光光学系统23的作用，脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的聚光点被形成于试样P的任意位置(例如试样P的内部或者表面)。
图4是表示使用了本实施方式的脉冲光生成装置1A的脉冲光生成方法的例子的流程图。如图4所示，在该脉冲光生成方法中，首先由偏光控制部22来使从光源21被输出的脉冲光Lp的偏光面旋转(偏光面旋转步骤S1)。此时，脉冲光Lp包含SLM14具有调制作用的偏光方向A1的第1偏光成分、交叉于偏光方向A1的偏光方向A2的第2偏正成分。接着，按每个波长由色散部12对脉冲光Lp进行色散(色散步骤S2)。接着，使用偏光依赖型的SLM14来按每个波长调制色散后的脉冲光(被色散的脉冲光)Lp的相位(调制步骤S3)。此时，脉冲光Lp的第1偏光成分由SLM14而被调制，但是第2偏光成分不被调制。因此，在脉冲光Lp的第1偏光成分与第2偏光成分之间产生时间差。由此，生成了由第2偏光成分构成的脉冲光Lp2、由第1偏光成分构成且相对于脉冲光Lp2具有时间差的脉冲光Lp1。接着，由合成部16分别合成从SLM14被输出的脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的各个波长成分Lλ1～Lλ5(合成步骤S4)。最后，脉冲光Lp1、脉冲光Lp2通过聚光光学系统23被照射于试样P(照射步骤S5)。
根据以上所说明的本实施方式的脉冲光生成装置1A以及脉冲光生成方法，因为2个脉冲光Lp1、脉冲光Lp2在同一光轴上行进，所以难以被色散部12、SLM14、合成部16、以及其他光学要素的振动或空气的摇晃等影响到，能够抑制2个次脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的时间差的变动。例如在泵浦·探针法中，通过将脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的一方作为泵浦光来使用并且将另一方作为探针光来使用，从而能够抑制泵浦光与探针光的时间差的变动并且能够使时间分辨率提高。另外，因为被生成的2个脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的偏光面互相不同，所以例如能够利用偏光分离元件来容易地分支这些脉冲光Lp1、脉冲光Lp2。
另外，如图3(c)所示，相对于另一方的脉冲光Lp2的脉冲波形也能够容易地对一方的脉冲光Lp1的脉冲波形进行变形，再有，能够任意改变脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的时间差。另外，与使用分支光学系统的情况(参照图11)相比较，能够以更加高的精度控制脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的时间差。例如，在SLM14的相位分辨率为2π/255的情况下，中心波长800nm、时间宽度100fs的脉冲光的时间分辨率被估算为1fs左右。这相当于在分支光学系统中在300nm以下的误差范围内调整光路长。
另外，如本实施方式那样脉冲光生成装置1A也可以进一步具备使被输入到SLM14的脉冲光Lp的偏光面旋转的偏光控制部22。由此，能够相对于SLM14具有调制作用的偏光方向(取向方向)容易地使脉冲光Lp的偏光面倾斜。另外，通过偏光控制部22中的偏光面旋转角为可变，从而能够容易地变更第1偏光成分与第2偏光成分的强度比即2个脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的强度比。
(第1变形例)
图5是表示第1实施方式的变形例所涉及的光脉冲整形部10B的结构的立体图。该光脉冲整形部10B与上述实施方式的光脉冲整形部10A(参照图2)的主要不同点在于SLM的形态。即，上述实施方式的光脉冲整形部10A具有透过型的SLM14，但本变形例的光脉冲整形部10B具有反射型的SLM24。但是，SLM24的作用与上述实施方式的SLM14相同。
因为SLM24为反射型，所以在本变形例中色散部12以及合成部16由共通的色散元件25构成。具体来说，色散元件25例如是衍射光栅，在色散元件25的一区域中使调制前的脉冲光Lp延伸，在别的区域中使调制后的脉冲光Lp1、脉冲光Lp2衍射。另外，聚光光学系统13以及准直光学系统15也被共通的柱面透镜26置换。
被输入到该光脉冲整形部10B的脉冲光Lp在由镜27～29而受到了其行进方向的调整之后输入到色散元件25的色散部12。脉冲光Lp在此被色散成多个波长成分之后经由柱面透镜26而输入到SLM24。在此，SLM24的光输入面的法线方向相对于脉冲光Lp的输入方向略有倾斜，因此，从SLM24被输出的脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的光路相对于脉冲光Lp的光路进行倾斜。因此，脉冲光Lp1、脉冲光Lp2在色散元件25上通过与脉冲光Lp不同的区域(合成部16)。之后，在脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的行进方向由镜29,28而被变更之后脉冲光Lp1、脉冲光Lp2通过镜27的侧方而向与脉冲光Lp的输入方向不同的方向输出。
在上述的实施方式中，SLM14为透过型，色散部12以及合成部16分别由不同的色散元件构成。相对于此，在本变形例中，SLM24为反射型，色散部12以及合成部16由共通的色散元件25构成。即使是这样的结构也能够适宜获得上述实施方式的作用和效果。
(第2变形例)
图6是概略表示第1实施方式的变形例所涉及的光脉冲整形部10C的结构的图。该光脉冲整形部10C与上述实施方式的光脉冲整形部10A(参照图1)的主要不同点在于将反射元件18以及空间控制用的SLM19设置于镜17与聚光光学系统23之间。
反射元件18朝向SLM19反射被镜17反射的脉冲光Lp1、脉冲光Lp2。SLM19为具有偏光依赖性的反射型SLM，且调制合成后的脉冲光Lp1或者脉冲光Lp2。SLM19在以具有该调制作用的偏光方向(取向方向)沿着沿脉冲光Lp2的偏光成分(第2偏光成分)的偏光方向A2的形式被配置的情况下，调制脉冲光Lp2。此时，具有沿着与偏光方向A2相交叉的偏光方向A1的第1偏光成分的脉冲光Lp1不被调制而从SLM19被输出。另一方面，SLM19在以具有该调制作用的偏光方向(取向方向)沿着沿脉冲光Lp1的偏光成分(第1偏光成分)的偏光方向A1的形式被配置的情况下，调制脉冲光Lp1。此时，具有沿着与偏光方向A1相交叉的偏光方向A2的第2偏光成分的脉冲光Lp2不被调制而从SLM19被输出。
这样，通过设置空间性地调制合成后的脉冲光Lp1或者脉冲光Lp2的SLM19，从而能够控制脉冲光Lp1或者脉冲光Lp2的空间形状等。还有，SLM19也可以是透过型的SLM。在此情况下，反射元件18变得不需要。
(第2实施方式)
图7是概略表示第2实施方式所涉及的光响应测定装置1B的结构的图。该光响应测定装置1B是用于由泵浦·探针法来测量通过将光照射于测定对象物Q而产生的光化学反应的装置，具备第1实施方式的脉冲光生成装置1A、照射·测定光学系统30A、光检测器41,42。
照射·测定光学系统30A将脉冲光的第1偏光成分即脉冲光(第1次脉冲光)Lp1以及第2偏光成分即脉冲光(第2次脉冲光)Lp2依次照射于测定对象物Q，使测定对象物Q产生由一方的偏光成分的照射引起的光反应并且取出透过测定对象物Q的另一方的偏光成分。具体来说，照射·测定光学系统30A具有聚光光学系统23、准直光学系统31、偏光分离部32。
聚光光学系统23与第1实施方式相同，朝向测定对象物Q对脉冲光Lp1、脉冲光Lp2进行聚光。脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的聚光点由该聚光光学系统23的作用而被形成于测定对象物Q的任意位置(例如测定对象物Q的内部或者表面)。另外，准直光学系统31被设置于将测定对象物Q夹于与聚光光学系统23之间的位置，对透过测定对象物Q的脉冲光Lp1、脉冲光Lp2进行平行化(准直)。
偏光分离部32是具有偏光滤波器的光学元件。偏光分离部32由偏光滤波器来分离包含于输入光中的一方的偏光成分和另一方的偏光成分。具体来说，偏光分离部32透过偏光面互相进行交叉的脉冲光Lp1、脉冲光Lp2中的一方的脉冲光Lp1，并且反射另一方的脉冲光Lp2。脉冲光Lp1被输入到光检测器41，脉冲光Lp2被输入到光检测器42。
光检测器41生成对应于被输入的脉冲光Lp1的光强度的电信号。光检测器42生成对应于被输入的脉冲光Lp2的光强度的电信号。被生成的电信号被送到运算部43。运算部43根据这些电信号中的任意的至少一方进行光响应测定所必要的运算。还有，运算部43与光检测器41以及光检测器42相电连接，处理从光检测器41以及光检测器42被输出的检测信号。运算部43为运算处理电路或者具有运算处理电路的计算机。运算部43例如是个人电脑、智能装置、微型计算机、或者云服务器等。
在泵浦·探针法中，首先将泵浦光照射于测定对象物，并使光化学反应开始。稍晚些时候将探针光照射于测定对象物，检测透过测定对象物的光或者从测定对象物进行散射的光并进行分析。由此，能够了解到在探针光被照射的时间点上的测定对象物的情况。如果探针光的脉冲宽度例如为100飞秒的话则由该测定可以了解到该100飞秒时间的情况。接着，稍微改变泵浦光与探针光的时间差，再将泵浦光以及探针光照射于测定对象物，检测并分析透过光或者散射光。通过重复这样的动作，从而能够时时刻刻追踪化学反应的开始以后的分子的变化的情况。
在本实施方式中，在仅为了控制时间差而使用光脉冲整形部10A的情况下，也可以将第1偏光成分(脉冲光Lp1)设定为泵浦光，将第2偏光成分(脉冲光Lp2)设定为探针光，或者也可以将第2偏光成分(脉冲光Lp2)设定为泵浦光，将第1偏光成分(脉冲光Lp1)设定为探针光。在使用透过偏光分离部32的第1偏光成分(脉冲光Lp1)的检测结果来进行分析的情况下，如果将第2偏光成分(脉冲光Lp2)设定为泵浦光的话即可。另外，在使用在偏光分离部32上进行反射的第2偏光成分(脉冲光Lp2)的检测结果来进行分析的情况下，如果将第1偏光成分(脉冲光Lp1)设定为泵浦光的话即可。
另外，对于将脉冲光Lp1、脉冲光Lp2中的哪一个作为泵浦光来说有必要还考虑光检测器41,42的种类。在作为光检测器41,42而使用分光器的情况下，即使将脉冲光Lp1、脉冲光Lp2中的任一个作为泵浦光也是可以的。相对于此，作为光检测器41,42而使用光电倍增管或光电二极管等，在进行锁定检侧的情况下因为测量既取得与光源21的触发信号同步又不发生时间延迟的脉冲光Lp2，所以可以将脉冲光Lp1设定为泵浦光。
另外，在光脉冲整形部10A上不仅控制脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的时间差还扩展脉冲光Lp1的脉冲宽度，在此情况下可以将脉冲光Lp1设定为泵浦光。在通常的泵浦·探针法中，因为泵浦光以及探针光的脉冲宽度互相相等所以以与脉冲宽度相同等的分辨率来测量光照射后的现象，但是在扩展泵浦光即脉冲光Lp1的脉冲宽度的情况下能够以短于照射时间的时间分辨率来测量光照射中的现象。
根据以上所说明的本实施方式的光响应测定装置1B，通过具备第1实施方式的脉冲光生成装置1A从而能够抑制起因于光学要素的振动或空气的摇晃等的2个脉冲光Lp1、脉冲光Lp2(即泵浦光以及探针光)的时间差的变动。由此，能够提高时间分辨率。另外，照射·测定光学系统30A通过具有从一方的偏光成分分离另一方的偏光成分的偏光分离部32，从而能够容易地分别独立检测出2个脉冲光Lp1、脉冲光Lp2。
另外，在现有的泵浦·探针法中，一般在观察对象物的内部使泵浦光和探针光交叉。在此情况下，只能够测量在交叉的点上的光反应，并且存在有所谓灵敏度低的问题。另外，精密地重合泵浦光以及探针光的聚光位置是困难的，这些聚光位置的偏差成为使灵敏度降低的主要原因。相对于此，在本实施方式中，因为泵浦光以及探针光在同轴上进行传播，所以这些聚光位置高精度地进行吻合，并且能够提高灵敏度。
另外，在现有的泵浦·探针法中，为了防止泵浦光与探针光的干涉而有必要增大泵浦光与探针光的交叉角并空间性地使这些脉冲光分离，例如在物镜之类的高数值孔径(NA)的透镜被使用的显微镜下的测定变得困难。相对于此，在本实施方式中，因为泵浦光以及探针光的偏光面互相进行交叉所以不会干涉，因而能够在相同的光轴上传播泵浦光以及探针光，并且能够使用高数值孔径的透镜。
(第2变形例)
图8是概略表示第2实施方式的变形例所涉及的光响应测定装置1C的结构的图。该光响应测定装置1C具备脉冲光生成装置1D、照射·测定光学系统30B。脉冲光生成装置1D除了第1实施方式的脉冲生成装置1A的结构之外进一步具备波长变换部33。波长变换部33是用于使经过合成部16的第1偏光成分即脉冲光(第1次脉冲光)Lp1以及第2偏光成分即脉冲光(第2次脉冲光)Lp2的波长互相不同的光学元件。作为波长变换部33优选使用例如产生输入光的二次谐波、三次谐波等的非线性光学晶体。这样的非线性光学晶体具有偏光依赖性，对于某个偏光方向具有波长变换作用，但是对于与该偏光方向相交叉的别的偏光方向不具有波长变换作用。波长变换部33利用这样的特性来只对第1偏光成分(脉冲光Lp1)以及第2偏光成分(脉冲光Lp2)中的一方的偏光成分进行波长变换，对另一方的偏光成分不进行波长变换。
照射·测定光学系统30B替代第2实施方式的偏光分离部32而具有波长滤波器34。波长滤波器34例如是带通滤波器、分色镜等，分离一方的偏光成分被包含的波段的光和另一方的偏光成分被包含的波段的光。作为一个例子，波长滤波器34透过第1偏光成分(脉冲光Lp1)被包含的波段的光，并且反射第2偏光成分(脉冲光Lp2)被包含的波段的光。脉冲光Lp1、脉冲光Lp2分别被输入到分开的光检测器41,42。还有，聚光光学系统23以及准直光学系统31的作用与第2实施方式相同。
根据本变形例的光响应测定装置1C，通过具备脉冲光生成装置1A从而能够取得与第2实施方式相同的效果。另外，脉冲光生成装置1D具有波长变换部33，照射·测定光学系统30B具有波长滤波器34，从而能够容易地分别独立检测2个脉冲光Lp1、脉冲光Lp2。
(第3实施方式)
图9是概略表示第3实施方式所涉及的光加工装置1E的结构的图。该光加工装置1E是用于通过将激光照射于加工对象物R而进行加工对象物R的切断等加工的装置，并具备第1实施方式的脉冲光生成装置1A、照射光学系统30C、载置加工对象物R的平台51、控制单元(控制器)56、表面观察单元59、自动聚焦单元60。
照射光学系统30C通过将从脉冲光生成装置1A被输出的第1偏光成分即脉冲光(第1次脉冲光)Lp1以及第2偏光成分即脉冲光(第2次脉冲光)Lp2中至少一方照射于加工对象物R从而对加工对象物R进行加工。照射光学系统30C具有例如聚光透镜52、凸透镜54、以及凸透镜55。凸透镜55以及凸透镜54构成成像光学系统，并将被合成部16合成的光成像于聚光透镜52的瞳面。由此，能够减少在激光进行传播的时候所产生的空间失真。聚光透镜52向被配置于平台51上的加工对象无R内部的规定的加工位置(深度)对来自凸透镜54的脉冲光Lp1、脉冲光Lp2进行聚光。聚光透镜52能够由物镜驱动机构53而进行移动。物镜驱动机构53例如是压电致动器、步进马达、或者线性平台。另外，加工对象物R也能够由平台51进行移动。平台51以及物镜驱动机构53被控制单元56控制。
在凸透镜54与聚光透镜52之间的光路上按顺序配置有用于表面观察单元59以及自动聚焦单元60的偏光分离部57,58。表面观察单元59通过偏光分离部57接受从加工对象物R被反射的脉冲光Lp1、脉冲光Lp2中的一方，并观察加工对象物R的表面。表面观察单元59例如包含面图像传感器、或者雪崩光电二极管等光电二极管。自动聚焦单元60通过偏光分离部58接受从加工对象物R被反射的脉冲光Lp1、脉冲光Lp2中的一方，并检测到加工对象物R的表面的距离。自动聚焦单元60例如包含面图像传感器、或者雪崩光电二极管等光电二极管。控制单元56分别控制光源21中的激光的输出/输出停止、偏光控制部22的旋转角度即脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的强度比、SLM14的相位图案、表面观察单元59以及自动聚焦单元60的动作。控制单元56为控制处理电路或者具有控制处理电路的计算机。
根据本实施方式的光加工装置1E，通过具备第1实施方式的脉冲光生成装置1A，从而能够抑制起因于光学要素的振动或空气的摇晃等的2个脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的时间差的变动。另外，照射光学系统30C通过具有从一方的偏光成分分离另一方的偏光成分的偏光分离部57,58，从而在表面观察单元59以及自动聚焦单元60中能够容易地将2个脉冲光Lp1、脉冲光Lp2中的一方独立照射于加工对象物R。
(第4实施方式)
图10是概略表示第4实施方式所涉及的显微镜装置1F的结构的图。该显微镜装置1F是用于通过将2个脉冲光成分连续地照射于观察对象物S从而对在观察对象物S上产生的光(荧光等)进行观察的装置。在一个例子中，显微镜装置1F为多光子激发显微镜或者STED显微镜。显微镜装置1F具备第1实施方式的脉冲光生成装置1A、照射光学系统30D、载置观察对象物S的平台51、控制单元(控制器)62、光检测器63。
照射光学系统30D通过将从脉冲光生成装置1A被输出的第1偏光成分即脉冲光(第1次脉冲光)Lp1以及第2偏光成分即脉冲光(第2次脉冲光)Lp2照射于观察对象物，从而从观察对象物S使荧光等光产生。照射光学系统30D例如具有聚光透镜52、凸透镜54以及凸透镜55。凸透镜55以及凸透镜54构成成像光学系统，并将由合成部16合成的光成像于聚光透镜52的瞳面。由此，能够减少在激光进行传播的时候所产生的空间失真。聚光透镜52向被配置于平台51上的观察对象物S内部的规定的观察位置(深度)对来自凸透镜54的脉冲光Lp1、脉冲光Lp2进行聚光。聚光透镜52能够由物镜驱动机构53而进行移动。另外，观察对象物S也能够由平台51进行移动。平台51以及物镜驱动机构53被控制单元62控制。
在凸透镜54与聚光透镜52之间的光路上按顺序配置有波长滤波器(分色镜)64以及光扫描仪65。分色镜64透过脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的波长(即激发波长)的光并反射观察对象物S的荧光波长的光。光检测器63通过分色镜64接受来自观察对象物S的荧光等光，并检测该光的强度。光检测器63可以由例如光电倍增管(PhotoMultiplier Tube；PMT)、雪崩光电二极管等光电二极管、或者面图像传感器构成。光扫描仪65对观察对象物S上的观察位置(即脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的聚光位置)进行扫描。控制单元62分别控制光源21上的激光的输出/输出停止、偏光控制部22的旋转角度即脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的强度比、SLM14的相位图案、光扫描仪65的动作。另外，控制单元62取得从光检测器63被输出的检测信号。控制单元62为控制处理电路或者具有控制处理电路的计算机。
根据本实施方式的显微镜状1F，通过具备第1实施方式的脉冲光生成装置1A，从而能够抑制起因于光学要素的振动和空气的摇晃等的2个脉冲光Lp1、脉冲光Lp2的时间差的变动。因此，能够高精度地抑制激发光的脉冲间隔。
脉冲光生成装置、照射装置、光加工装置、光响应测定装置、显微镜装置、以及脉冲光生成方法并不限定于上述的各个实施方式以及各个变形例，能够进行其他各种变形。例如，也可以对应于必要的目的以及效果来互相组合上述的各个实施方式以及变形例。另外，在上述实施方式中，相对于SLM具有调制作用的偏光方向由偏光控制部来使输入到SLM的脉冲光的偏光面倾斜，但是也可以使SLM自身倾斜。即，通过以具有调制作用的偏光方向相对于输入到SLM的脉冲光的偏光面进行倾斜的形式使SLM倾斜从而能够不需要偏光控制部。
另外，在上述的各个实施方式以及各个变形例中例示了作为SLM的LCOS型空间光调制器，但是作为SLM也可以适用其他液晶型SLM(例如电寻址型、光寻址型等)。
在上述实施方式的脉冲光生成装置中，具备按每个波长对脉冲光进行色散的色散部、按每个波长调制被色散的脉冲光的偏光依赖型的空间光调制器、合成从空间光调制器被输出的脉冲光的各个波长成分的合成部，输入到空间光调制器的脉冲光的偏光面相对于空间光调制器具有调制作用的偏光方向进行倾斜，空间光调制器设为在沿着偏光方向的脉冲光的第1偏光成分和与第1偏光成分相交叉的脉冲光的第2偏光成分之间产生时间差的结构。
上述的脉冲光生成装置也可以进一步具备使被入射到空间光调制器的脉冲光的偏光面旋转偏光控制部。由此，相对于空间光调制器具有调制作用的偏光方向能够容易地使脉冲光的偏光面倾斜。在此情况下，偏光控制部的偏光面旋转角也能够进行变更。由此，能够容易地变更第1偏光成分与第2偏光成分的强度比即2个次脉冲光成分的强度比。另外，在此情况下，偏光控制部如果是空间光调制器的前段的话则可以被配置于任何地方，例如也可以被配置于色散部的前段，使被输入到色散部的脉冲光的偏光面旋转。
在上述的脉冲光生成装置中，也可以是空间光调制器为透过型空间光调制器，色散部为色散元件(第1色散元件)，合成部为与色散部的色散元件不同的色散元件(第2色散元件)。或者，在上述的脉冲光生成装置中，也可以是空间光调制器为反射型空间光调制器，色散部为色散元件，合成部为色散部的色散元件。即使是其中的任意结构也能够适宜实现上述的脉冲光生成装置的结构。
上述的脉冲光生成装置也可以进一步具备使从合成部被输出的脉冲光的第1偏光成分以及第2偏光成分互相不同的波长变换部。由此，从脉冲光生成装置被输出的2个次脉冲光成分的波长互相不同，例如利用波长选择滤波器等能够容易对这些次脉冲光成分进行分支。
上述的脉冲光生成装置也可以进一步具备调制被合成的脉冲光的第2空间光调制器。由此，能够控制脉冲光的第1偏光成分以及第2偏光成分的空间的形状等。
在上述实施方式的光照射装置中，设为如下结构：具备上述结构的脉冲光生成装置、将由第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由第2偏光成分构成的第2次脉冲光中至少一方照射于对象物的照射光学系统。
在上述实施方式的光加工装置中，设为如下结构：具备上述结构的脉冲光生成装置、为了进行加工对象物的加工而将由第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由第2偏光成分构成的第2次脉冲光中至少一方照射于加工对象物的照射光学系统。
根据这些光照射装置以及光加工装置，通过具备上述结构的脉冲光生成装置从而既能够抑制2个脉冲光成分的时间差的变动又能够将2个次脉冲光成分中至少一方独立照射于对象物或者加工对象物。
在上述实施方式的第1光响应测定装置中，设为如下结构：具备上述结构的脉冲光生成装置、将由第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由第2偏光成分构成的第2次脉冲光中的一方的次脉冲光照射于测定对象物并使光反应发生并且取出透过测定对象物的另一方的次脉冲光的照射·测定光学系统、检测另一方的次脉冲光的光检测器。
根据该第1光响应测定装置，通过具备上述结构的脉冲光生成装置从而能够抑制2个次脉冲光成分的时间差的变动。另外，例如照射·测定光学系统通过具有分离一方的次脉冲光和另一方的次脉冲光的偏光分离部从而能够容易地独立检测出2个次脉冲光成分中至少一方。
在上述实施方式的第2光响应测定装置中，具备具有波长变换部的上述结构的脉冲光生成装置、将由第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由第2偏光成分构成的第2次脉冲光中的一方的次脉冲光照射于测定对象物并使光反应发生并且取出透过测定对象物的另一方的次脉冲光的照射·测定光学系统、检测另一方的次脉冲光的光检测器，照射·测定光学系统被设为具有分离一方的次脉冲光和另一方的次脉冲光的波长滤波器。
根据该第2光响应测定装置，通过具备上述结构的脉冲光生成装置从而能够抑制2个次脉冲光成分的时间差的变动。另外，照射·测定光学系统通过具有分离一方的次脉冲光和另一方的次脉冲光的波长滤波器从而能够独立检测出2个次脉冲光成分中至少一方。
在上述实施方式的显微镜装置中，设为如下结构：具备上述结构的脉冲光生成装置、将由第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由第2偏光成分构成第2次脉冲光中至少一方的次脉冲光照射于观察对象物的照射光学系统、检测伴随于至少一方的次脉冲光的照射而从观察对象物被输出的光的光检测器。
根据该显微镜装置，通过具备上述结构的脉冲光生成装置从而既能够抑制2个次脉冲光成分的时间差的变动又能够照射于观察对象物。
在上述实施方式的脉冲光生成方法中，设为如下结构：包含将脉冲光按每个波长色散的色散步骤、使用偏光依赖型的空间光调制器按每个波长调制被色散的脉冲光的调制步骤、合成从空间光调制器被输出的脉冲光的各个波长成分的合成步骤，输入到空间光调制器的脉冲光的偏光面相对于空间光调制器具有调制作用的偏光方向进行倾斜，且在调制步骤中使时间差产生于沿着偏光方向的脉冲光的第1偏光成分和与第1偏光成分相交叉的脉冲光的第2偏光成分之间。
根据该脉冲光生成方法，与上述的脉冲光生成装置相同，能够抑制2个脉冲光成分的时间差的变动。
上述的脉冲光生成方法也可以进一步具备使被输入到空间光调制器的脉冲光的偏光面旋转的偏光面旋转步骤。由此，相对于空间光调制器具有调制作用的偏光方向能够容易地使脉冲光的偏光面倾斜。在此情况下，偏光面旋转步骤中的偏光面旋转角也能够进行变更。由此，能够容易地变更第1偏光成分与第2偏光成分的强度比即2个次脉冲光成分的强度比。另外，在此情况下，偏光面旋转步骤也可以在色散步骤之前被进行，也可以在色散步骤与调制步骤之间被进行。
在上述的脉冲光生成方法中，也可以是空间光调制器为透过型空间光调制器，色散步骤以及合成步骤由不同的色散元件来进行。或者，在上述的脉冲光生成方法中，也可以是空间光调制器为反射型空间光调制器，色散步骤以及合成步骤由相同的色散元件来进行。即使是其中的任意结构也能够适宜实现上述的脉冲光生成方法的结构。
上述的脉冲光生成方法也可以进一步具备使由合成步骤合成的脉冲光的第1偏光成分以及第2偏光成分的波长互相不同的波长变换步骤。由此，由合成步骤获得的2个次脉冲光成分的波长变得互相不同，例如能够利用波长选择滤波器等来对这些次脉冲光成分进行分支。
上述的脉冲光生成方法也可以进一步具备由第2空间光调制器来调制在合成步骤中获得的脉冲光的第2调制步骤。由此，能够控制脉冲光的第1偏光成分以及第2偏光成分的空间的形状等。
在上述实施方式的光照方法中，其构成为具备上述的脉冲光生成方法、将由第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由第2偏光成分构成第2次脉冲光中至少一方照射于对象物的照射步骤。
在上述实施方式的光加工方法中，其构成为具备上述的脉冲光生成方法、为了进行加工对象物的加工而将由第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由第2偏光成分构成第2次脉冲光中至少一方照射于加工对象物的照射步骤。
根据这些光照射方法以及光加工方法，通过具备上述结构的脉冲光生成方法从而既能够抑制2个次脉冲光成分的时间差的变动，又能够将2个次脉冲光成分中至少一方独立照射于对象物或者加工对象物。
在上述实施方式的第1光响应测定方法中，其构成为具备上述的脉冲光生成方法、将由第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由第2偏光成分构成的第2次脉冲光中的一方的次脉冲光照射于测定对象物来使光反应发生并且取出透过测定对象物的另一方的次脉冲光的照射·测定步骤、检测另一方的次脉冲光的检测步骤。
根据该第1光响应测定方法，通过具备上述结构的脉冲生成方法，从而能够抑制2个次脉冲光成分的时间差的变动。另外，例如由照射·测定步骤而通过具有分离一方的次脉冲光和另一方的次脉冲光的偏光分离部周从而能够容易地独立检测出2个次脉冲光成分中至少一方。
在上述实施方式的第2光响应测定方法中，具备具有波长变换步骤的上述的脉冲光生成方法、将由第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由第2偏光成分构成的第2次脉冲光中的一方的次脉冲光照射于测定对象物来使光反应发生并且取出透过测定对象物的另一方的次脉冲光的照射·测定步骤、检测另一方的次脉冲光的检测步骤，在照射·测定步骤中，其构成为由波长滤波器来分离一方的次脉冲光和另一方的次脉冲光。
根据该第2光响应测定方法，通过具备上述结构的脉冲光生成方法从而能够抑制2个次脉冲光成分的时间差的变动。另外，在照射·测定步骤中，通过由波长滤波器来分离一方的次脉冲光和另一方的次脉冲光从而能够独立检测2个次脉冲光成分中至少一方。
在上述实施方式的显微镜方法中，其构成为具备上述的脉冲光生成方法、将第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由第2偏光成分构成第2次脉冲光中至少一方的次脉冲光照射于观察对象物的照射步骤、检测伴随于至少一方的次脉冲光的照射而从观察对象物被输出的光的检测步骤。
根据该显微镜方法，通过具备上述结构的脉冲光生成方法从而既能够抑制2个次脉冲光成分的时间差的变动又能够照射于观察对象物。
产业上的利用可能性
实施方式能够作为脉冲光生成装置、光照射装置、光加工装置、光响应测定装置、显微镜装置、以及脉冲光生成方法来进行利用。
符号的说明
1A…脉冲光生成装置、1B,1C…光响应测定装置、1D…脉冲光生成装置、1E…光加工装置1F…显微镜装置、10A,10B,10C…光脉冲整形部、11,17…镜、12…色散部、13…聚光光学系统、14,19,24…空间光调制器(SLM)、15…准直光学系统、16…合成部、21…光源、22…偏光控制部、23…聚光光学系统、25…色散元件、26…柱面透镜、27～29…镜、30A,30B…照射·测定光学系统、30C,30D…照射光学系统、31…准直光学系统、32…偏光分离部、33…波长变换部、34…波长滤波器、41,42…光检测器、43…运算部、51…平台、52…聚光透镜、53…物镜驱动机构、54…凸透镜、55…凸透镜、56…控制单元、57,58…偏光分离部、59…表面观察单元、60…自动聚焦单元、62…控制单元、63…光检测器、64…分色镜、65…光扫描仪、A1,A2…偏光方向、Lp,Lp1,Lp2…脉冲光、Lλ1～Lλ5…波长成分、P…试样、Q…测定对象物、R…加工对象物、S…观察对象物。

Claims (24)

1.一种脉冲光生成装置，其特征在于：
具备：
色散部，将脉冲光按每个波长色散；
偏光依赖型的空间光调制器，按每个波长调制被色散的所述脉冲光；及
合成部，合成从所述空间光调制器被输出的所述脉冲光的各个波长成分，
输入到所述空间光调制器的所述脉冲光的偏光面相对于所述空间光调制器具有调制作用的偏光方向进行倾斜，
所述空间光调制器使时间差产生于沿着所述偏光方向的所述脉冲光的第1偏光成分和与所述第1偏光成分相交叉的所述脉冲光的第2偏光成分之间。
2.如权利要求1所述的脉冲光生成装置，其特征在于：
进一步具备使被输入到所述空间光调制器的所述脉冲光的偏光面旋转的偏光控制部。
3.如权利要求2所述的脉冲光生成装置，其特征在于：
所述偏光控制部的偏光面旋转角能够变更。
4.如权利要求2所述的脉冲光生成装置，其特征在于：
所述偏光控制部使被输入到所述色散部的所述脉冲光的偏光面旋转。
5.如权利要求3所述的脉冲光生成装置，其特征在于：
所述偏光控制部使被输入到所述色散部的所述脉冲光的偏光面旋转。
6.如权利要求1～5中任意一项所述的脉冲光生成装置，其特征在于：
所述空间光调制器为透过型空间光调制器，
所述色散部包含第1色散元件，所述合成部包含与所述第1色散元件不同的第2色散元件。
7.如权利要求1～5中任意一项所述的脉冲光生成装置，其特征在于：
所述空间光调制器为反射型空间光调制器，
所述色散部包含色散元件，所述合成部包含所述色散元件。
8.如权利要求1～5中任意一项所述的脉冲光生成装置，其特征在于：
进一步具备使从所述合成部被输出的所述脉冲光的所述第1偏光成分以及所述第2偏光成分的波长互相不同的波长变换部。
9.如权利要求6所述的脉冲光生成装置，其特征在于：
进一步具备使从所述合成部被输出的所述脉冲光的所述第1偏光成分以及所述第2偏光成分的波长互相不同的波长变换部。
10.如权利要求7所述的脉冲光生成装置，其特征在于：
进一步具备使从所述合成部被输出的所述脉冲光的所述第1偏光成分以及所述第2偏光成分的波长互相不同的波长变换部。
11.如权利要求1～5中任意一项所述的脉冲光生成装置，其特征在于：
进一步具备调制被合成的所述脉冲光的第2空间光调制器。
12.如权利要求6所述的脉冲光生成装置，其特征在于：
进一步具备调制被合成的所述脉冲光的第2空间光调制器。
13.如权利要求7所述的脉冲光生成装置，其特征在于：
进一步具备调制被合成的所述脉冲光的第2空间光调制器。
14.如权利要求8所述的脉冲光生成装置，其特征在于：
进一步具备调制被合成的所述脉冲光的第2空间光调制器。
15.如权利要求9所述的脉冲光生成装置，其特征在于：
进一步具备调制被合成的所述脉冲光的第2空间光调制器。
16.如权利要求10所述的脉冲光生成装置，其特征在于：
进一步具备调制被合成的所述脉冲光的第2空间光调制器。
17.一种光照射装置，其特征在于：
具备：
权利要求1～16中任意一项所述的脉冲光生成装置；及
将由所述第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由所述第2偏光成分构成的第2次脉冲光中的至少一方照射于对象物的照射光学系统。
18.一种光加工装置，其特征在于：
具备：
权利要求1～16中任意一项所述的脉冲光生成装置；及
为了进行加工对象物的加工而将由所述第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由所述第2偏光成分构成的第2次脉冲光中的至少一方照射于所述加工对象物的照射光学系统。
19.一种光响应测定装置，其特征在于：
具备：
权利要求1～16中任意一项所述的脉冲光生成装置；
将由所述第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由所述第2偏光成分构成的第2次脉冲光中的一方的次脉冲光照射于测定对象物来使光反应发生并且取出透过了所述测定对象物的另一方的次脉冲光的照射·测定光学系统；及
检测所述另一方的次脉冲光的光检测器。
20.如权利要求19所述的光响应测定装置，其特征在于：
所述照射·测定光学系统具有分离所述一方的次脉冲光和所述另一方的次脉冲光的偏光分离部。
21.一种光响应测定装置，其特征在于：
具备：
权利要求8～10中任意一项所述的脉冲光生成装置；
将由所述第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由所述第2偏光成分构成的第2次脉冲光中的一方的次脉冲光照射于测定对象物来使光反应发生并且取出透过了所述测定对象物的另一方的次脉冲光的照射·测定光学系统；及
检测所述另一方的次脉冲光的光检测器，
所述照射·测定光学系统具有分离所述一方的次脉冲光和所述另一方的次脉冲光的波长滤波器。
22.一种显微镜装置，其特征在于：
具备：
权利要求1～16中任意一项所述的脉冲光生成装置；
将由所述第1偏光成分构成的第1次脉冲光以及由所述第2偏光成分构成的第2次脉冲光中至少一方的次脉冲光照射于观察对象物的照射光学系统；及
检测伴随于所述至少一方的次脉冲光的照射而从所述观察对象物被输出的光的光检测器。
23.一种脉冲光生成方法，其特征在于：
包含：
将脉冲光按每个波长色散的色散步骤；
使用偏光依赖型的空间光调制器按每个波长调制被色散的所述脉冲光的调制步骤；及
合成从所述空间光调制器被输出的所述脉冲光的各个波长成分的合成步骤，
输入到所述空间光调制器的所述脉冲光的偏光面相对于所述空间光调制器具有调制作用的偏光方向进行倾斜，
在所述调制步骤中，使时间差产生于沿着所述偏光方向的所述脉冲光的第1偏光成分和与所述第1偏光成分相交叉的所述脉冲光的第2偏光成分之间。
24.如权利要求23所述的脉冲光生成方法，其特征在于：
进一步具备使被输入到所述空间光调制器的所述脉冲光的偏光面旋转的偏光面旋转步骤。
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