JP2009008419A - Method and apparatus for checking pulse width - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パルス幅チェック方法及びパルス幅チェック装置に関するものである。 The present invention relates to a pulse width check method and a pulse width check apparatus.
フェムト秒オーダのレーザーパルス幅を測定する手段には、相関法と干渉法とがある。相関法は、図10の概念図に示すように、測定される光パルス自身を光分岐素子(ビームスプリッタ等)により2分割して、一方の分割されたビームを光路長を制御できる光学系を介して、再びもう一方の光と光学相関素子(例えばSHG結晶等)において重ね合わせる。この相関素子が、それぞれのビームの重ね合わせの状態に依存した応答をする。そのため、光路長を逐次変えることで、光ビームの重なりのタイミングを変えて相関の度合いを計測することができる。そこから光パルスの相関関数を求めるものである。 Means for measuring the femtosecond laser pulse width include a correlation method and an interference method. As shown in the conceptual diagram of FIG. 10, the correlation method is an optical system that can divide a measured optical pulse itself into two by an optical branching element (such as a beam splitter) and control the optical path length of one of the divided beams. Then, the light and the other light are overlapped again in an optical correlation element (for example, SHG crystal). This correlation element responds depending on the superposition state of each beam. Therefore, by sequentially changing the optical path length, the degree of correlation can be measured by changing the overlapping timing of the light beams. From there, the correlation function of the optical pulse is obtained.
相関法には自己相関法(SHG自己相関法)がある(特許文献1及び特許文献2)。SHG自己相関法は、ビームスプリッタで2分したレーザーの片方をステージで光路長調整を行い、SHG結晶上で同位置・同時刻に集光し、その発光光量をCCD等の光電変換素子で捕らえる。そして、オシロスコープ等にてパルス遅延時間とSHG発光信号形態(位相、信号幅)の相関からパルス幅を算出するものである。
There is an autocorrelation method (SHG autocorrelation method) as a correlation method (
また、干渉法は、図11に示すように、例えば光ビームが二つ並んだスリット101、102を通過すると、その出力側に配置したスクリーン103上に明暗の干渉縞があらわれるヤングの干渉計を用いることができる。出力位置から2つのスリット101、102までの距離の差r1−r2が、入射した光の波長の整数倍の時に明線が現れる。この干渉計に光パルスを入射した場合、r1−r2が光パルスの時間幅を空間距離に直した値を超えると、干渉縞が徐々に見えなくなる。その干渉縞が消える距離から光パルスの幅を求めるものである。
相関法であっても干渉法であっても、複雑な光学系を必要とし、装置の小型化・軽量化が難しく、しかもコスト高となっていた。特に、SHG自己相関法においては、SHG結晶上に同位置・同時刻に集光する光軸調整が煩わしいものとなっていた。 Both the correlation method and the interferometry method require a complicated optical system, making it difficult to reduce the size and weight of the apparatus and increasing the cost. In particular, in the SHG autocorrelation method, the adjustment of the optical axis for condensing light on the SHG crystal at the same position and at the same time has been troublesome.
本発明は、上記課題に鑑みて、必要とする測定レンジ内で、十分な検出精度をもち、構成が簡単で、調整も不要なパルス幅チェック方法及びパルス幅チェック装置を提供する。 In view of the above problems, the present invention provides a pulse width check method and a pulse width check device that have sufficient detection accuracy, have a simple configuration, and do not require adjustment within a required measurement range.
本発明のパルス幅チェック方法は、非線形光学媒質にフェムト秒オーダのレーザー光を通過させて、自己位相変調を誘起させ、その通過前と通過後の光強度を検出するものである。 In the pulse width check method of the present invention, femtosecond order laser light is passed through a nonlinear optical medium to induce self-phase modulation, and the light intensity before and after the passage is detected.
強いレーザー光が媒質中を伝播すると光カー効果(非線形屈折率)により、媒質の屈折率は光強度の関数になる。一般の透明媒質では、光強度が高くなると屈折率も高くなる。光の位相速度は屈折率の関数であるので、光強度の高い部分では伝播する光のそのものの位相速度が遅れる。空間的に強度分布があれば、光強度の強い部分に向かってビームは収束する。一方、フェムト秒レーザーのように時間方向に強い光強度の変化がある場合、位相速度はパルスのピーク付近で遅れる。パルスの立ち上がり部分の波長は長くなり、後半の波長は短くなる。この結果、パルスのスペクトルは拡がる。すなわち、フェムト秒レーザー等の光パルスを非線形光学媒質に入射することにより、スーパーコンティニューム(SC)光と呼ばれるスペクトルが拡散した光を発生することができる。 When strong laser light propagates through the medium, the refractive index of the medium becomes a function of light intensity due to the optical Kerr effect (nonlinear refractive index). In a general transparent medium, the refractive index increases as the light intensity increases. Since the phase velocity of light is a function of the refractive index, the phase velocity of the propagating light itself is delayed at a portion where the light intensity is high. If there is a spatial intensity distribution, the beam converges toward a portion where the light intensity is strong. On the other hand, when there is a strong change in light intensity in the time direction as in a femtosecond laser, the phase velocity is delayed near the peak of the pulse. The wavelength of the rising part of the pulse becomes longer, and the latter wavelength becomes shorter. As a result, the spectrum of the pulse is expanded. That is, when a light pulse such as a femtosecond laser is incident on the nonlinear optical medium, light having a spectrum called supercontinuum (SC) light can be generated.
このため、本発明のパルス幅チェック方法によれば、フェムト秒オーダのレーザー光を非線形光学媒質に通過(透過)させることにより、レーザー光から可視光域全体にスペクトルが広がった白色光パルスを作ることができる。また、パルス幅が狭いほど光強度が上がる。このため、非線形光学媒質の通過前と通過後では光強度が相違する。そこで、通過前と通過後とで光強度を検出することによって、パルス幅をチェックすることができる。 For this reason, according to the pulse width check method of the present invention, a white light pulse having a spectrum spread from the laser light to the entire visible light region is created by passing (transmitting) the femtosecond order laser light through the nonlinear optical medium. be able to. Also, the light intensity increases as the pulse width is narrower. For this reason, the light intensity is different before and after passing through the nonlinear optical medium. Therefore, the pulse width can be checked by detecting the light intensity before and after passing.
本発明のパルス幅チェック装置は、フェムト秒オーダのレーザー光を集光する集光手段と、集光手段にて集光されたレーザー光に対して自己位相変調を誘起させる非線形光学媒質を有するSC光発生手段と、非線形光学媒質から出光したレーザー光の変調光のみ透過させるフィルター手段と、フィルター手段を透過した変調光の光量を採取して光強度を検出する光センサとを備えたものである。 The pulse width check device of the present invention is an SC having a condensing means for condensing a femtosecond order laser beam and a nonlinear optical medium for inducing self-phase modulation for the laser light condensed by the condensing means. And a light generating means, a filter means for transmitting only the modulated light of the laser light emitted from the nonlinear optical medium, and an optical sensor for collecting the amount of the modulated light transmitted through the filter means and detecting the light intensity. .
集光手段にて集光させてレーザー光を非線形光学媒質に入光させることによって、レーザー光から可視光域全体にスペクトルが広がった白色光パルスを作ることができる。非線形光学媒質から出光したレーザー光は、フィルター手段を透過して、光センサに入光する。この光センサでは変調光の光量を採取して光強度を検出する。すなわち、光センサでは非線形光学媒質を通過した後のレーザー光の光強度を検出することができる。 A white light pulse having a spectrum spread from the laser light to the entire visible light region can be created by condensing the light by the condensing means and entering the laser light into the nonlinear optical medium. The laser light emitted from the nonlinear optical medium passes through the filter means and enters the optical sensor. This optical sensor collects the amount of modulated light and detects the light intensity. That is, the optical sensor can detect the light intensity of the laser light after passing through the nonlinear optical medium.
集光手段とSC光発生手段とフィルター手段とで一つのユニット体を構成し、ユニット体が装置光軸上に配置される第1状態と、ユニット体が装置光軸から外れる第2状態との変位を可能とするのが好ましい。 The light collecting means, the SC light generating means, and the filter means constitute one unit body, and a first state in which the unit body is disposed on the device optical axis and a second state in which the unit body is off the device optical axis. It is preferable to allow displacement.
ユニット体を第1状態とすれば、集光手段とSC光発生手段とフィルター手段が装置光軸上に配置される。この状態では、レーザー発振器からのレーザー光が、集光手段と非線形光学媒質とフィルター手段とを介して光センサに入光する。すなわち、非線形光学媒質によって光強度が増し、この光強度を光センサにて検出することができる。 If the unit body is in the first state, the light collecting means, the SC light generating means, and the filter means are disposed on the apparatus optical axis. In this state, the laser light from the laser oscillator enters the optical sensor through the condensing unit, the nonlinear optical medium, and the filter unit. That is, the light intensity is increased by the nonlinear optical medium, and this light intensity can be detected by the optical sensor.
また、ユニット体を第2状態とすれば、集光手段とSC光発生手段とフィルター手段が装置光軸上から外れる。この状態では、レーザー発振器からのレーザー光が、集光手段と非線形光学媒質とフィルター手段とを介することなく、光センサに入光する。すなわち、レーザー発振器からのレーザー光の光強度を光センサにて検出することができる。 If the unit body is in the second state, the light collecting means, the SC light generating means, and the filter means are disengaged from the apparatus optical axis. In this state, the laser light from the laser oscillator enters the optical sensor without passing through the condensing unit, the nonlinear optical medium, and the filter unit. That is, the light intensity of the laser light from the laser oscillator can be detected by the optical sensor.
ユニット体を第2状態とすれば、レーザー発振器からのレーザー光の光路のチェックが可能となる。 If the unit body is in the second state, the optical path of the laser beam from the laser oscillator can be checked.
非線形光学媒質に水を用いることができ、光センサにCCDカメラを用いたりすることができる。ここでCCDは、撮影対象物から発した光をレンズなどの光学系によって撮像素子の受光平面に結像させ、その像の光による明暗を電荷の量に光電変換し、それを順次読み出して電気信号に変換する撮像デバイスである。固体撮像素子においては、1枚のシリコン基板上に形成された多数の受光素子の並びで光電変換を行う。受光素子に光を照射すると光エネルギーによって電荷を発生する。この電荷をCCD素子によって外部に転送するのが主な動作である。 Water can be used as the nonlinear optical medium, and a CCD camera can be used as the optical sensor. Here, the CCD forms an image of light emitted from the object to be photographed on the light receiving plane of the image sensor by an optical system such as a lens, photoelectrically converts the light and darkness of the image light into the amount of electric charge, and sequentially reads out the electricity. An imaging device that converts a signal. In a solid-state image sensor, photoelectric conversion is performed by arranging a large number of light receiving elements formed on a single silicon substrate. When the light receiving element is irradiated with light, a charge is generated by light energy. The main operation is to transfer this charge to the outside by a CCD element.
本発明のパルス幅チェック方法では、非線形光学媒質の通過前と通過後とで光強度を検出することによって、パルス幅をチェックすることができる。すなわち、複雑な光学系を使用することなく、低コストでパルス幅をチェックすることができる。 In the pulse width check method of the present invention, the pulse width can be checked by detecting the light intensity before and after passing through the nonlinear optical medium. That is, the pulse width can be checked at a low cost without using a complicated optical system.
本発明のパルス幅チェック装置では、光センサでは非線形光学媒質を通過した後のレーザー光の光強度を検出することができる。このため、非線形光学媒質を通過した後のレーザー光の光強度と非線形光学媒質を通過する前のレーザー光の光強度を比較することよって、パルス幅をチェックすることができる。すなわち、この装置は、パルス幅を正確に測定するのではなく、そのレーザー光のパルス幅をチェックするものであって、装置として複雑な光学系を必要とせず、各機器の調整も簡単に行うことができる。このため、装置の低コスト化及び作業性の向上を図ることができる。すなわち、本発明では、必要とする測定レンジ内で、十分な検出精度をもつものであり、しかも、構成が簡単で、調整も不要となる利点がある。 In the pulse width check device of the present invention, the optical sensor can detect the light intensity of the laser light after passing through the nonlinear optical medium. Therefore, the pulse width can be checked by comparing the light intensity of the laser light after passing through the nonlinear optical medium and the light intensity of the laser light before passing through the nonlinear optical medium. In other words, this device does not measure the pulse width accurately, but checks the pulse width of the laser beam, and does not require a complicated optical system as a device, and can easily adjust each device. be able to. For this reason, the cost reduction of an apparatus and the improvement of workability | operativity can be aimed at. In other words, the present invention has an advantage that it has sufficient detection accuracy within the required measurement range, has a simple configuration, and does not require adjustment.
ユニット体を第2状態とすれば、レーザー発振器からのレーザー光の光路のチェックが可能となる。このため、レーザー光のパルス幅のチェックを安定して確実に行うことがでできる。 If the unit body is in the second state, the optical path of the laser beam from the laser oscillator can be checked. For this reason, the pulse width of the laser beam can be checked stably and reliably.
特に、非線形光学媒質に水を用いることによって、一層の低コスト化を図るとともに、スーパーコンティニューム(SC光)と呼ばれるスペクトルが拡散した光を安定して発生させることができる。また、センサにCCDカメラを用いたりすることができる。CCDは、他の撮像素子に比べて相対的に感度が高く、ノイズが少ないという特徴を持ち、安定した光強度の検出が可能となる。 In particular, by using water as the nonlinear optical medium, it is possible to further reduce the cost and to stably generate light having a spectrum called supercontinuum (SC light) diffused. Also, a CCD camera can be used as the sensor. The CCD is characterized by relatively high sensitivity and low noise compared to other image sensors, and enables stable light intensity detection.
以下本発明の実施の形態を図1〜図9に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明に係るパルス幅チェック装置の簡略構成図を示す。このパルス幅チェック装置は、フェムト秒オーダのレーザー光を集光する集光手段1と、集光手段1にて集光されたレーザー光に対して自己位相変調を誘起させる非線形光学媒質2を有するSC光発生手段3と、非線形光学媒質2から出光したレーザー光の変調光のみ透過させるフィルター手段4と、フィルター手段4を透過した変調光の光量を採取して光強度を検出する光センサ5を備える。
FIG. 1 shows a simplified block diagram of a pulse width check device according to the present invention. This pulse width check device has a condensing means 1 for condensing laser light of femtosecond order, and a nonlinear
集光手段1は、図2と図3に示すように、フェムト秒オーダのレーザー光(フェムト秒レーザー光)を集光する集光レンズ6を有するものである。また、SC光発生手段3は、ガラスケース7と、このガラスケース7に収納される非線形光学媒質2しての水とを備え、レーザー光が通過(透過)することによって、SC光が発生する。ここで、SC光とは、紫外線から近赤外線にまで拡がる強い超高速広帯域「白色光」である。フィルター手段4は、SC光発生手段3にて発生したSC光が透過するバンドパスフィルター8を有するものである。集光レンズとは、光学系で、視野光線を集め、これらの集めた光線を光の損失なく次の光学素子に曲げて進ませるのに用いる凸、もしくは正のレンズを言い、視野レンズとも言い、この場合、レーザー光の強度を高めるために用いている。バンドパスフィルターとは、ある波長、または波長帯の光を透過させ、その短波長側、および長波長側の光を反射させるフィルターであり、この場合、広がったレーザー孔にある範囲のものをセンサ5に入光させるために用いている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the condensing
自己位相変調の原理について図8を使用して説明する。すなわち、パルス光の中心では光カー効果により屈折率が高くなる。このため、光パルス中心付近では光の速度が遅れる。この結果、パルス前半の波長は長くなり、後半は短くなる。フェムト秒パルスを用いると、レーザー光から可視域全体にスペクトルが広がった白色光パルスを作ることができる。ここで、光カー効果とは、光の強度に依存して屈折率が変わる非線形の屈折率現象をいう。 The principle of self-phase modulation will be described with reference to FIG. That is, at the center of the pulsed light, the refractive index increases due to the optical Kerr effect. For this reason, the speed of light is delayed near the center of the optical pulse. As a result, the wavelength of the first half of the pulse becomes longer and the second half becomes shorter. When femtosecond pulses are used, white light pulses with a spectrum extending from the laser light to the entire visible range can be produced. Here, the optical Kerr effect refers to a nonlinear refractive index phenomenon in which the refractive index changes depending on the intensity of light.
図9に示すように、非線形光学媒質の通過前と通過後では光強度が相違することがわかる。また、パルス幅が狭いほど非線形光学媒質の通過後の強度が上がることがわかる。すなわち、パルス幅(τ)が230fs、260fs、290fsについて調べた。図9は、非線形光学媒質の通過前の強度を0とした場合の非線形光学媒質の通過後における強度を示している。 As shown in FIG. 9, it can be seen that the light intensity is different before and after passing through the nonlinear optical medium. It can also be seen that the narrower the pulse width, the higher the intensity after passing through the nonlinear optical medium. That is, the pulse width (τ) was examined for 230 fs, 260 fs, and 290 fs. FIG. 9 shows the intensity after passing through the nonlinear optical medium when the intensity before passing through the nonlinear optical medium is zero.
実施形態においては、集光手段1とSC光発生手段3とフィルター手段4とが一体化されたユニット体Uを構成する。すなわち、集光手段1の集光レンズ6が枠体10に保持され、フィルター手段4のバンドパスフィルター8が枠体11に保持され、各枠体10、11間にSC光発生手段3のガラスケース7が挟持され、枠体10とガラスケース7と枠体11とが一体化される。
In the embodiment, a unit body U in which the
集光レンズ6を保持している枠体10には揺動アーム12が連結されている。揺動アーム12は、図4に示すように、基枠13と、この基枠13の先端に連結される直交枠14と、直交枠14と枠体10とを連結する連結体15とを備える。また、基枠13が支持構造体16に連結されている。
A
支持構造体16は、図2と図3に示すように、載置面Sから立設される一対の脚体17、18と、脚体17、18に支持される丸棒または円筒体からなるロッド部材19とを備える。図4に示すように、基枠13に貫通孔20が設けられ、この貫通孔20にロッド部材19が挿通されている。この場合、ロッド部材19に対して基枠13、延いては揺動アーム12を揺動させることができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
基枠13はロッド部材19に配置される一対の位置規制体21,22の間に配置される。位置規制体21はリング体からなり、図4に示すように、その貫通孔23にはロッド部材19が挿通される。なお、貫通孔23にスリット24が連設され、位置規制体21に付設される調整用ボルト部材25(図2参照)を螺進退させることによって、貫通孔23の孔径を変位させることができる。これによって、位置規制体21のロッド部材19上の位置を変更することができる。
The
また、位置規制体22は、図6に示すように、貫通孔27が形成されたブロック体からなり、この貫通孔27にはスリット28が連設されるとともに、この位置規制体22にはスリット28のスリット幅を調整する調整部材30が付設されている。スリット28は、位置規制体22の一方の短辺面22aに開口し、スリット28よりも下方側にねじ孔31が形成されるとともに、スリット28よりも上方側に貫孔33が形成されている。また、調整部材30はねじ部材32からなり、このねじ軸部32aが貫孔33に挿通された状態で、ねじ孔31に螺合する。
Further, as shown in FIG. 6, the
このため、ねじ部材32を螺進することによって、スリット28の間隔が狭くなって、貫通孔27が縮径し、ロッド部材19に位置規制体22を固定することができる。また、ねじ部材26を螺退させることによって、スリット28の間隔が広くなって、貫通孔20が拡径し、位置規制体22のロッド部材19に対する位置を変位させることができる。
Therefore, by screwing the
ところで、基枠13には揺動アーム12の揺動量を規制する規制部材としてのピン35が設けられている。すなわち、位置規制体22には、図6に示すように、円弧状の孔部36が設けられ、孔部36に基枠13の前記ピン35が嵌入している。また、位置規制体22には、一対のねじ部材37,38が螺合されている。
By the way, the
このため、基枠13の水平状態でピン35が下方のねじ部材37に当接して、この水平状態が維持される。そして、この水平状態から図4の仮想線で示すように、揺動アーム12を矢印Aの方向にロッド部材19中心に揺動させれば、ピン35が図6の仮想線で示すように、上方のねじ部材38に当接して、この矢印Aの方向の揺動が規制される。
For this reason, the
揺動アーム12の基枠13が水平状態に維持された状態では、集光手段1とSC光発生手段3とフィルター手段4とのユニット体Uが、装置光軸L上に配置される状態(第1状態)となる。すなわち、図示省略のレーザー発振器からのレーザー光が装置光軸Lに沿って、光センサ5であるCCDカメラ39に入光するものであって、レーザー光が、集光手段1とSC光発生手段3とフィルター手段4を通過して、CCDカメラ39に入光する。また、この状態から図4の仮想線に示すように、揺動アーム12を揺動させれば、装置光軸L上からユニット体Uが外れる状態(第2状態)となる。なお、この第2状態としては、レーザー発振器からのレーザー光が集光手段1とSC光発生手段3とフィルター手段4を通過せずに、CCDカメラ39に入光する状態であればよく、ユニット体Uの傾斜角度としては任意に設定できる。
In a state where the
この装置はパワーメータ40を備える。パワーメータ40は、光検出面(例えば、CCDやCMOS等の撮像面からなる)を備えており、該光検出面に略平行光束状態で入射した光ビームの強度を測定する。
This apparatus includes a
このパワーメータ40も、前記支持構造体16に揺動アーム41を介して支持される。揺動アーム41は、図5に示すように、支持構造体16のロッド部材19に嵌合する貫通孔42を有する基枠43と、この基枠43に付設される保持ロッド44とを備える。このため、揺動アーム41は、図5の実線に示すように基枠43が鉛直状態となる状態と、図5の仮想線に示すように基枠43が傾斜状態となる状態とに変位することができる。
The
保持ロッド44は基枠43に設けられた貫通孔80に挿通され、パワーメータ40の装置光軸Lと直交する方向の位置調整を可能としている。すなわち、貫通孔80のパワーメータ40側の開口端面に固定用ブロック片81が固着され、固定用ブロック片81には、貫通孔80と連続する貫孔81aが設けられるとともに、止めねじ82が螺着されている。このため、貫通孔80及び貫孔81aに保持ロッド44を挿通して、止めねじ82を螺進することによって、止めねじ82の先端面を保持ロッド44に押圧することによって、保持ロッド44を基枠43に固定することができる。したがって、保持ロッド44の基枠43に対する位置を決定し、その位置で、止めねじ82を螺進させることによって、その位置に保持ロッド44を固定することができる。
The holding
基枠43はロッド部材19に配置される一対の位置規制体45,46の間に配置される。位置規制体45はリング体からなり、図5に示すように、その貫通孔47にはロッド部材19が挿通される。なお、貫通孔47にスリット48が連設され、位置規制体45に付設される調整用ボルト部材49を螺進退させることによって、貫通孔47の孔径を変位させることができる。これによって、位置規制体45のロッド部材19上の位置を変更することができる。
The
また、位置規制体46は、図7に示すように、貫通孔50が形成されたブロック体からなり、この貫通孔50にはスリット51が連設されるとともに、この位置規制体46にはスリット51のスリット幅を調整する調整部材52が付設されている。スリット51は、位置規制体46の一方の短辺面46aに開口し、スリット51よりもパワーメータ40側にねじ孔53が形成されるとともに、スリット51よりも反パワーメータ側に貫孔54が形成されている。また、調整部材52はねじ部材55からなり、このねじ軸部55aが貫孔54に挿通された状態で、ねじ孔53に螺合する。
Further, as shown in FIG. 7, the
このため、ねじ部材55を螺進することによって、スリット51の間隔が狭くなって、貫通孔50が縮径し、ロッド部材19に位置規制体46を固定することができる。また、ねじ部材55を螺退させることによって、スリット51の間隔が広くなって、貫通孔50が拡径し、位置規制体46のロッド部材19に対する位置を変位させることができる。
Therefore, by screwing the
ところで、基枠43には揺動アーム41の揺動量を規制する規制部材としてのピン56が設けられている。すなわち、位置規制体46には、図7に示すように、円弧状の孔部57が設けられ、孔部57に基枠43の前記ピン56が嵌入している。また、位置規制体46には、一対のねじ部材58,59が螺合されている。
Incidentally, the
このため、基枠43の鉛直状態でピン56がパワーメータ側のねじ部材58に当接して、この鉛直状態が維持される。そして、この鉛直状態から図5の仮想線で示すように、揺動アーム41を矢印Bの方向にロッド部材19中心に揺動させれば、ピン56が図7の仮想線で示すように、反パワーメータ側のねじ部材59に当接して、この矢印Bの方向の揺動が規制される。
For this reason, the
このため、揺動アーム41の基枠43が鉛直状態に維持された状態では、パワーメータ40が、装置光軸L上に配置される状態(第1状態)となる。また、この状態から図5の仮想線で示すように揺動させれば、パワーメータ40が装置光軸L上から外れる。
For this reason, in a state where the
また、CCDカメラ39は、図2と図3に示すように、支持体60にて支持されている。支持体60は、載置面Sに固定される基台61と、この基台61から立設される立上壁62と、この立上壁62に装置光軸L方向に調整可能にCCDカメラ39を保持する保持片63とを備える。
The
保持片63には装置光軸L方向と平行方向の上下一対の長孔64,65が設けられ、長孔64,65を介してねじ部材66が立上壁62に螺着される。このため、ねじ部材66を螺退させることによって、保持片63を装置光軸L方向に沿って移動させることができる。このため、保持片63に位置を調整して、ねじ部材66を螺進させることによって、保持片63をその位置に固定することができる。
The holding
CCDカメラ39とユニット体Uとの間に拡散板68が配置されている。拡散板68は拡散板保持枠69に保持され、この拡散板保持枠69が載置面Sから立設される脚部材70に支持されている。脚部材70は、基台71と、基台71から立設される支柱72とを備える。基台71は、載置面Sに固定される基盤部71aと、この基盤部71aに立設される立上部71bとからなり、上方に開口した孔部71cが設けられ、この孔部71cに支柱72の下部が嵌入されている。脚部材70には支柱72を固定するためのねじ部材73が螺着される。この場合、前記拡散板68は、強い光を減光および散光させ、感度の高い測定器(実施形態ではCCDカメラ39)の損傷防止や各種結像防止に使用される光学素子である。なお、拡散板には、研磨剤により基板片面を擦りガラス(砂面)にすることで、つや消し効果を利用したフロスト型の拡散板と、ガラス内に乳白色の光拡散物質を分散することで拡散特性を利用したオパールガラスの拡散板等がある。
A
また、支柱72の上端にはねじ軸部74が設けられ、このねじ軸部74を拡散板保持枠69のねじ孔に螺合させることによって、拡散板保持枠69を脚部材70に立設固定することができる。
Further, a
次に、このパルス幅チェック装置を使用したパルス幅チェック方法を説明する。まず、ユニット体Uを図4の仮想線で示すように、装置光軸Lから外した第2状態とする。パワーメータ40を図5の実線で示すように、装置光軸L上に配置する。この状態で、図示省略のレーザー発振器からレーザー光をパワーメータ40に向けて照射することによって、このレーザー光のレーザーパワーを測定することができる。
Next, a pulse width check method using this pulse width check device will be described. First, the unit body U is in the second state removed from the device optical axis L as indicated by the phantom line in FIG. The
次に、パワーメータ40を図5の仮想線で示すように、装置光軸Lから外した状態とし、この状態で、レーザー発振器からレーザー光を光センサ5であるCCDカメラ39に照射する。そして、CCDカメラ39に入光したレーザー光の光強度を検出することになる。
Next, as shown by the phantom line in FIG. 5, the
次に、ユニット体Uを図4の実線で示すように、装置光軸L上に配置する。この状態で、レーザー発振器からレーザー光をユニット体Uに向けて照射する。このため、レーザー光は、まず集光手段1の集光レンズ6に照射され、この集光レンズ6にて集光されたレーザー光がSC光発生手段3に入光する。このSC光発生手段3では、その非線形光学媒質2しての水をレーザー光が透過するので、SC光(紫外線から近赤外線にまで拡がる強い超高速広帯域「白色光」)を発生させる。
Next, the unit body U is arranged on the device optical axis L as shown by the solid line in FIG. In this state, laser light is emitted from the laser oscillator toward the unit body U. For this reason, the laser light is first irradiated onto the condensing
このSC光はフィルター手段4を透過する。このフィルター手段4では変調光のみが透過する。そして、フィルター手段4を透過した変調光が拡散板68を介して光センサ5であるCCDカメラ39に入光する。これによって、CCDカメラ39に入光した光の光強度を検出することになる。
This SC light passes through the filter means 4. This filter means 4 transmits only the modulated light. Then, the modulated light transmitted through the filter means 4 enters the
このように、光センサ5では非線形光学媒質2を通過しないレーザー光の光強度(通過前の光強度)と非線形光学媒質2を通過した後(通過後)のレーザー光の光強度とを検出することができる。この際、CCDカメラ39には、マイクロコンピュータ等にて構成される制御手段(算出手段)が接続され、この制御手段にて、非線形光学媒質2を通過した後のレーザー光の光強度と非線形光学媒質を通過する前のレーザー光の光強度を比較することよって、このレーザー光のパルス幅をチェックすることができる。すなわち、この装置は、パルス幅を正確に測定するのではなく、そのレーザー光のパルス幅をチェックするものであって、装置として複雑な光学系を必要とせず、各機器の調整も簡単に行うことができる。このため、装置の低コスト化及び作業性の向上を図ることができる。
As described above, the
ユニット体Uを第2状態とすれば、レーザー発振器からのレーザー光の光路のチェックが可能となる。このため、レーザー光のパルス幅のチェックを安定して確実に行うことがでできる。 If the unit body U is in the second state, the optical path of the laser light from the laser oscillator can be checked. For this reason, the pulse width of the laser beam can be checked stably and reliably.
非線形光学媒質2に水を用いることによって、一層の低コスト化を図るとともに、スーパーコンティニューム(SC光)と呼ばれるスペクトルが拡散した光を安定して発生させることができる。また、CCDは、他の撮像素子に比べて相対的に感度が高く、ノイズが少ないという特徴を持ち、安定した光強度の検出が可能となる。
By using water for the nonlinear
すなわち、本発明では、必要とする測定レンジ内で、十分な検出精度をもつものであり、しかも、構成が簡単で、調整も不要となる利点がある。 In other words, the present invention has an advantage that it has sufficient detection accuracy within the required measurement range, has a simple configuration, and does not require adjustment.
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、非線形光学媒質としては、水以外に、ガラス、四塩化炭素等の他の透明物質にて構成でき、液体であっても固体であってもよい。液体であれば、本実施形態のようにガラスケースに収容すればよく、固体であれば、集光手段1とフィルター手段4との間に直接に挟持されるようにすればよい。 As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. For example, as the nonlinear optical medium, in addition to water, glass, carbon tetrachloride It can be composed of other transparent substances such as liquid or solid. If it is a liquid, it may be stored in a glass case as in the present embodiment, and if it is a solid, it may be directly sandwiched between the light collecting means 1 and the filter means 4.
前記実施形態では、集光手段1とSC光発生手段3とフィルター手段4とで一つのユニット体Uを構成し、このユニット体Uの一体の揺動を可能としているが、各手段が独立して、第1状態(装置光軸L上に配置される状態)と第2状態(装置光軸L上に配置されない状態)とに変位できるものであってもよい。また、揺動によって、第1状態と第2状態とに変位させるのではなく、ユニット体U全体、または各手段(集光手段1、SC光発生手段3、及びフィルター手段4)毎に装置に対して着脱することによって、第1状態と第2状態とに変位させるものであってもよい。光センサ4として、CCDカメラ39に限るものではなく、フォトダイオード等の他の光センサであってもよい。また、前記実施形態においては、ユニット体UとCCDカメラ39との間に拡散板68を配置したが、このような拡散板68を省略してもよい。
In the above embodiment, the light collecting means 1, the SC light generating means 3, and the filter means 4 constitute one unit body U, and the unit body U can be integrally swung, but each means is independent. Thus, it may be displaceable between a first state (a state disposed on the apparatus optical axis L) and a second state (a state not disposed on the apparatus optical axis L). In addition, instead of being displaced between the first state and the second state by swinging, the entire unit body U or each means (light collecting means 1, SC light generating means 3, and filter means 4) is connected to the apparatus. On the other hand, it may be displaced between the first state and the second state by attaching and detaching. The optical sensor 4 is not limited to the
1 集光手段
2 非線形光学媒質
3 SC光発生手段
4 フィルター手段
5 光センサ
39 CCDカメラ
U ユニット体
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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JP2007167395A JP2009008419A (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Method and apparatus for checking pulse width |
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2007
- 2007-06-26 JP JP2007167395A patent/JP2009008419A/en active Pending
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