JP2014507627A5 - ラマン散乱計測装置および誘導ラマン散乱検出方法 - Google Patents

Description

本発明の一側面としての誘導ラマン散乱検出装置は、第１の光パルスを第１の周期で生成する第１の生成手段と、第１の光パルスとは異なる光周波数を有する第２の光パルスを、第１の周期よりも短い第２の周期で生成する第２の生成手段と、第１および第２の光パルスを合成して試料に照射する光学系と、第１および第２の光パルスの双方が前記試料に照射されることで生じる誘導ラマン散乱により強度変調された第２の光パルスを検出する検出手段とを備え、第２の生成手段は、光源から第２の周期で射出されるソース光パルスのそれぞれを２つの光パルスに分割する分割手段と、該２つの光パルスのうち一方の光パルスを他方の光パルスに対して遅延させる遅延手段と、１つのソース光パルスから分割されて遅延した上記一方の光パルスと、そのソース光パルスよりも後に光源から射出された別のソース光パルスにおける他方の光パルスと、を合成して第２の光パルスを生成する合成手段とを有することを特徴とする。
また、本発明の他の一側面としての誘導ラマン散乱検出方法は、第１の光パルスを第１の周期で生成し、第１の光パルスとは異なる光周波数を有する第２の光パルスを、第１の周期よりも短い第２の周期で生成し、第１および第２の光パルスを合成して試料に照射する照射工程と、第１および第２の光パルスの双方が試料に照射されることで生じる誘導ラマン散乱により強度変調された第２の光パルスを検出する検出工程と、を有し、照射工程は、光源から第２の周期で射出されるソース光パルスのそれぞれを２つの光パルスに分割する分割ステップと、該２つの光パルスのうち一方の光パルスを他方の光パルスに対して遅延させる遅延ステップと、１つのソース光パルスから分割されて遅延した上記一方の光パルスと、そのソース光パルスよりも後に光源から射出された別のソース光パルスにおける他方の光パルスと、を合成して第２の光パルスを生成する合成ステップと、を含むことを特徴とする。

Claims (12)

1. 第１の光パルスを第１の周期で生成する第１の生成手段と、
   前記第１の光パルスとは異なる光周波数を有する第２の光パルスを、前記第１の周期よりも短い第２の周期で生成する第２の生成手段と、
   前記第１および第２の光パルスを合成して試料に照射する光学系と、
   前記第１および第２の光パルスの双方が前記試料に照射されることで生じる誘導ラマン散乱により強度変調された前記第２の光パルスを検出する検出手段と、を備え、
   前記第２の生成手段は、
   光源から前記第２の周期で射出されるソース光パルスのそれぞれを２つの光パルスに分割する分割手段と、
   前記２つの光パルスのうち一方の光パルスを他方の光パルスに対して遅延させる遅延手段と、
   １つの前記ソース光パルスから分割されて遅延した前記一方の光パルスと、そのソース光パルスよりも後に前記光源から射出された別の前記ソース光パルスにおける前記他方の光パルスと、を合成して前記第２の光パルスを生成する合成手段と、を有することを特徴とする誘導ラマン散乱検出装置。
2. 前記第１の周期をτ _Ｓ 、前記遅延手段が前記一方の光パルスを遅延させる遅延時間をＴ、とするとき、
   τ _Ｓ ／２−τ _Ｓ ／６≦Ｔ≦τ _Ｓ ／２＋τ _Ｓ ／６
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の誘導ラマン散乱検出装置。
3. 前記遅延手段は、前記一方の光パルスが通る光路と前記他方の光パルスが通る光路とに対して光路長差を与える構成を有し、該光路長差をΔＬ、光速をｃ、とするとき、
   ｜ΔＬ−ｃτ _Ｓ ／２｜≦ｃτ _Ｓ ／６
   なる条件を満足することを特徴とする請求項２に記載の誘導ラマン散乱検出装置。
4. 前記第２の光パルスのパルス幅をｐとするとき、
   ｜Ｔ−（τ _Ｓ ／２）｜≧２ｐ
   なる条件を満足することを特徴とする請求項２または３に記載の誘導ラマン散乱検出装置。
5. 前記分割手段は、前記ソース光パルスを互いに偏光方向が異なる前記２つの光パルスに分割することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の誘導ラマン散乱検出装置。
6. 前記検出手段は、前記第２の光パルスを前記第１の周期で同期検波するロックインアンプを含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の誘導ラマン散乱検出装置。
7. 第１の光パルスを第１の周期で生成し、前記第１の光パルスとは異なる光周波数を有する第２の光パルスを、前記第１の周期よりも短い第２の周期で生成し、前記第１および第２の光パルスを合成して試料に照射する照射工程と、
   前記第１および第２の光パルスの双方が前記試料に照射されることで生じる誘導ラマン散乱により強度変調された前記第２の光パルスを検出する検出工程と、を有し、
   前記照射工程は、
   光源から前記第２の周期で射出されるソース光パルスのそれぞれを２つの光パルスに分割する分割ステップと、
   前記２つの光パルスのうち一方の光パルスを他方の光パルスに対して遅延させる遅延ステップと、
   １つの前記ソース光パルスから分割されて遅延した前記一方の光パルスと、そのソース光パルスよりも後に前記光源から射出された別の前記ソース光パルスにおける前記他方の光パルスと、を合成して前記第２の光パルスを生成する合成ステップと、を含むことを特徴とする誘導ラマン散乱検出方法。
8. 前記第１の周期をτ _Ｓ 、前記遅延ステップにおいて前記一方の光パルスを遅延させる遅延時間をＴ、とするとき、
   τ _Ｓ ／２−τ _Ｓ ／６≦Ｔ≦τ _Ｓ ／２＋τ _Ｓ ／６
   なる条件を満足することを特徴とする請求項７に記載の誘導ラマン散乱検出方法。
9. 前記遅延ステップにおいて、前記一方の光パルスが通る光路と前記他方の光パルスが通る光路とに対して光路長差を与えており、該光路長差をΔＬ、光速をｃ、とするとき、
   ｜ΔＬ−ｃτ _Ｓ ／２｜≦ｃτ _Ｓ ／６
   なる条件を満足することを特徴とする請求項８に記載の誘導ラマン散乱検出方法。
10. 前記第２の光パルスのパルス幅をｐとするとき、
    ｜Ｔ−（τ _Ｓ ／２）｜≧２ｐ
    なる条件を満足することを特徴とする請求項８または９に記載の誘導ラマン散乱検出方法。
11. 前記分割ステップにおいて、前記ソース光パルスを互いに偏光方向が異なる前記２つの光パルスに分割することを特徴とする請求項７から１０のいずれか一項に記載の誘導ラマン散乱検出方法。
12. 前記検出ステップにおいて、前記第２の光パルスを前記第１の周期で同期検波することを特徴とする請求項７から１１のいずれか一項に記載の誘導ラマン散乱検出方法。