JP2016133437A - 分光装置及び分光検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】信号光と励起光とを入射することにより、2次非線形光学効果により新たな変換光を発生する導波路型波長変換素子10Aと、測定対象を透過した変換光を受光する受光器24と、信号光の波長をシグナルジェネレータ25で掃引することにより、変換光の波長を掃引し、受光器24で受光した光の分光を行うロックインアンプ26とを有し、導波路型波長変換素子10Aの入力側に接続された導波路及び電極からなり、第3の光による導波路型波長変換素子でのフリンジの山が1周期分変化する変調電圧を周期的に電極に印加することにより、導波路の屈折率を周期的に変調させる屈折率変調部を設け、受光器24の出力を変調の1周期以上に渡って時間平均することにより分光スペクトルを得る。
【選択図】図4
Description
1/λc=1/λb+1/λa (式1)
nc/λc−nb/λb−na/λa−1/Λ0=0 (式2)
nb/λb−nc/λc−na/λa−1/Λ0=0 (式3)
第1の波長の光と第2の波長の光とを入射することにより、2次非線形光学効果により新たな第3の波長の光を発生する2次非線形光学媒質からなる周期分極反転構造を有する導波路型波長変換素子と、測定対象を透過した前記第3の波長の光を受光する受光器と、前記第1の波長の光及び前記第2の波長の光の少なくとも一方の光の波長を掃引することにより、前記第3の光の波長を掃引し、前記受光器で受光した光の分光を行う分光手段とを少なくとも備えた分光装置において、
前記導波路型波長変換素子の入力側又は出力側に接続された導波路と前記導波路に配置された電極とからなり、前記第3の光による前記導波路型波長変換素子でのフリンジの山が1周期分変化する変調電圧を周期的に前記電極に印加することにより、前記導波路の屈折率を周期的に変調させる屈折率変調部を設け、
前記分光手段は、前記受光器の出力を前記変調の1周期以上に渡って時間平均することにより分光スペクトルを得る
ことを特徴とする。
上記第1の発明に記載の分光装置において、
前記第1の波長の光と前記第2の波長の光は同じ波長であって、同じ光源から出力される
ことを特徴とする。
上記第1又は第2の発明に記載の分光装置において、
前記屈折率変調部は、前記電極に電圧を印加して、電気光学効果により前記導波路の屈折率を変調する
ことを特徴とする。
上記第1又は第2の発明に記載の分光装置において、
前記屈折率変調部は、前記電極に電圧を印加して、熱光学効果により前記導波路の屈折率を変調する
ことを特徴とする。
上記第1〜第4のいずれか1つの発明に記載の分光装置において、
前記導波路型波長変換素子は直接接合法で作製され、コア層がLiNbO3又はLiNbO3にMg、Zn、Sc及びInからなる群から選ばれた少なくとも一種が添加物として含有された材料から成る
ことを特徴とする。
上記第1〜第4のいずれか1つの発明に記載の分光装置において、
前記導波路型波長変換素子はリブ型の形状を持つコア層が基板に接着剤で貼り付けられて作製され、コア層がLiNbO3又はLiNbO3にMg、Zn、Sc及びInからなる群から選ばれた少なくとも一種が添加物として含有された材料から成る
ことを特徴とする。
上記第1〜第4のいずれか1つの発明に記載の分光装置において、
前記導波路型波長変換素子は基板としてLiNbO3又はLiNbO3にMg、Zn、Sc及びInからなる群から選ばれた少なくとも一種が添加物として含有された材料から成り、Tiもしくはプロトンが拡散されて導波路が形成されている
ことを特徴とする。
第1の波長の光と第2の波長の光とを2次非線形光学媒質からなる周期分極反転構造を有する導波路型波長変換素子に入射して、前記導波路型波長変換素子の2次非線形光学効果により新たな第3の波長の光を発生させると共に、前記第1の波長の光及び前記第2の波長の光の少なくとも一方の光の波長を掃引することにより、前記第3の光の波長を掃引し、
前記導波路型波長変換素子で発生させた前記第3の波長の光を測定対象に入射し、前記測定対象を透過した前記第3の波長の光を受光器で受光し、
前記受光器で受光した光の分光を行う分光検出方法において、
前記導波路型波長変換素子の入力側又は出力側に接続された導波路と前記導波路に配置された電極とを設けて、前記第3の光による前記導波路型波長変換素子でのフリンジの山が1周期分変化する変調電圧を周期的に前記電極に印加することにより、前記導波路の屈折率を周期的に変調させると共に、
前記受光器の出力を前記変調の1周期以上に渡って時間平均することにより分光スペクトルを得る
ことを特徴とする。
2nL=mλ
本実施例を、図1及び図4を参照して説明する。
本実施例では、導波路型波長変換素子として、実施例1で用いたものと同じものを用い、又、分光装置のシステムとしても、基本的に同様のものを用いているので、図1及び図4を参照して、異なる部分のみ説明する。
本実施例も、図1及び図4を参照して説明する。
本実施例では、導波路型波長変換素子の構成、作製方法が上述した実施例と異なる。本実施例で使用する導波路型波長変換素子の概略図を図7に示すと共に、図4も参照して、本実施例を説明する。
上記実施例1〜4では、導波路型波長変換素子のコア層に2次非線形光学結晶であるニオブ酸リチウムもしくはニオブ酸リチウムにプロトンが拡散されたものを用いたが、他の2次非線形光学媒質を用いても良い。特に、基板やコア層に、ニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウムを用いたり、ニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウムに、Mg、Zn、Sc及びInからなる群から選ばれた少なくとも一種が添加物として含有された材料を用いたりすることが望ましい。又、タンタル酸リチウム等からなる基板に、リブ型の形状を持つ上述したコア層を接着剤で貼り付けて、導波路型波長変換素子を作製しても良い。
11A、11B 波長変換部
12A、12B、12C 屈折率変調部
13 基板
14、15 コア層
16、17 電極
20 中赤外光源
21 合波器
22 信号光光源
23 励起光光源
24 受光器
25 シグナルジェネレータ
26 ロックインアンプ
27 オシロスコープ
31 ニオブ酸リチウム基板
32 周期分極反転領域
33 周期分極反転領域の無い領域
34 プロトン交換導波路
35、36 電極
Claims (8)
- 第1の波長の光と第2の波長の光とを入射することにより、2次非線形光学効果により新たな第3の波長の光を発生する2次非線形光学媒質からなる周期分極反転構造を有する導波路型波長変換素子と、測定対象を透過した前記第3の波長の光を受光する受光器と、前記第1の波長の光及び前記第2の波長の光の少なくとも一方の光の波長を掃引することにより、前記第3の光の波長を掃引し、前記受光器で受光した光の分光を行う分光手段とを少なくとも備えた分光装置において、
前記導波路型波長変換素子の入力側又は出力側に接続された導波路と前記導波路に配置された電極とからなり、前記第3の光による前記導波路型波長変換素子でのフリンジの山が1周期分変化する変調電圧を周期的に前記電極に印加することにより、前記導波路の屈折率を周期的に変調させる屈折率変調部を設け、
前記分光手段は、前記受光器の出力を前記変調の1周期以上に渡って時間平均することにより分光スペクトルを得る
ことを特徴とする分光装置。 - 請求項1に記載の分光装置において、
前記第1の波長の光と前記第2の波長の光は同じ波長であって、同じ光源から出力される
ことを特徴とする分光装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の分光装置において、
前記屈折率変調部は、前記電極に電圧を印加して、電気光学効果により前記導波路の屈折率を変調する
ことを特徴とする分光装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の分光装置において、
前記屈折率変調部は、前記電極に電圧を印加して、熱光学効果により前記導波路の屈折率を変調する
ことを特徴とする分光装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の分光装置において、
前記導波路型波長変換素子は直接接合法で作製され、コア層がLiNbO3又はLiNbO3にMg、Zn、Sc及びInからなる群から選ばれた少なくとも一種が添加物として含有された材料から成る
ことを特徴とする分光装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の分光装置において、
前記導波路型波長変換素子はリブ型の形状を持つコア層が基板に接着剤で貼り付けられて作製され、コア層がLiNbO3又はLiNbO3にMg、Zn、Sc及びInからなる群から選ばれた少なくとも一種が添加物として含有された材料から成る
ことを特徴とする分光装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の分光装置において、
前記導波路型波長変換素子は基板としてLiNbO3又はLiNbO3にMg、Zn、Sc及びInからなる群から選ばれた少なくとも一種が添加物として含有された材料から成り、Tiもしくはプロトンが拡散されて導波路が形成されている
ことを特徴とする分光装置。 - 第1の波長の光と第2の波長の光とを2次非線形光学媒質からなる周期分極反転構造を有する導波路型波長変換素子に入射して、前記導波路型波長変換素子の2次非線形光学効果により新たな第3の波長の光を発生させると共に、前記第1の波長の光及び前記第2の波長の光の少なくとも一方の光の波長を掃引することにより、前記第3の光の波長を掃引し、
前記導波路型波長変換素子で発生させた前記第3の波長の光を測定対象に入射し、前記測定対象を透過した前記第3の波長の光を受光器で受光し、
前記受光器で受光した光の分光を行う分光検出方法において、
前記導波路型波長変換素子の入力側又は出力側に接続された導波路と前記導波路に配置された電極とを設けて、前記第3の光による前記導波路型波長変換素子でのフリンジの山が1周期分変化する変調電圧を周期的に前記電極に印加することにより、前記導波路の屈折率を周期的に変調させると共に、
前記受光器の出力を前記変調の1周期以上に渡って時間平均することにより分光スペクトルを得る
ことを特徴とする分光検出方法。
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