JP2020159973A5 - - Google Patents

Description

上記課題を解決するため、この出願の光測定用光源装置は、１パルス内の経過時間と波長とが１対１で対応しているパルス光を出力する光測定用光源装置である。この光源装置は、スペクトルが連続しているパルス光を出射するパルス光源と、パルス光源から出射されたパルス光を波長に応じて空間的に分割する分割器と、分割器が分割する波長の数に応じた数の複数のファイバとを備えている。各ファイバは、分割器が空間的に分割した各波長の光が入射する位置に各入射端が位置しているとともに、入射する光の波長に応じて長さが異なるものである。
また、上記課題を解決するため、この出願の光測定用光源装置は、分割器が、アレイ導波路回折格子であるという構成を持ち得る。
また、上記課題を解決するため、この出願の光測定用光源装置は、分割器が、回折格子と、回折格子が分散させた光を波長に応じて異なる位置に集光する光学系とを備えており、各集光位置に前記各ファイバの入射端が配置されているという構成を持ち得る。
また、上記課題を解決するため、この出願の光測定用光源装置は、複数のファイバが、複数のファイバ組を構成する要素ファイバと、マルチコアファイバであり、各ファイバ組は同じパターンで長さが異なる複数の要素ファイバで構成されており、各要素ファイバのコアとマルチコアファイバの各コアとが接続されており、マルチコアファイバの数及び長さは、各要素ファイバのコアとマルチコアファイバの各コアから成る各伝送路の全長が互いに異なる長さになるよう選定されているという構成を持ち得る。
また、上記課題を解決するため、この出願の光測定用光源装置は、パルス光源が、スーパーコンティニウム光である前記パルス光を出射する光源であるという構成を持ち得る。
また、上記課題を解決するため、この出願の分光測定装置は、スペクトルが連続しているパルス光を出射するパルス光源と、パルス光源から出射されたパルス光を波長に応じて空間的に分割する分割器と、分割器が分割する波長の数に応じた数の複数のファイバとを備えている。各ファイバは、分割器が空間的に分割した各波長の光が入射する位置に各入射端が位置しているとともに、１パルス内の経過時間と波長とが１対１で対応するよう入射光の波長に応じて長さが異なるものである。そして、この分光測定装置は、各ファイバから出射された光が照射された対象物からの光が入射する位置に配置された検出器と、検出器からの出力に従って対象物の分光特性を算出する演算手段とを備えている。
また、上記課題を解決するため、この出願の分光測定装置は、分割器が、アレイ導波路回折格子であるという構成を持ち得る。
また、上記課題を解決するため、この出願の分光測定装置は、分割器が、回折格子と、回折格子が分散させた光を波長に応じて異なる位置に集光する光学系とを備えており、各集光位置に前記各ファイバの入射端が配置されているという構成を持ち得る。
また、上記課題を解決するため、この出願の分光測定装置は、複数のファイバが、複数のファイバ組を構成する要素ファイバと、マルチコアファイバであり、各ファイバ組は同じパターンで長さが異なる複数の要素ファイバで構成されており、各要素ファイバのコアとマルチコアファイバの各コアとが接続されており、マルチコアファイバの数及び長さは、各要素ファイバのコアとマルチコアファイバの各コアから成る各伝送路の全長が互いに異なる長さになるよう選定されているという構成を持ち得る。
また、上記課題を解決するため、この出願の分光測定装置は、パルス光源が、スーパーコンティニウム光である前記パルス光を出射する光源であるという構成を持ち得る。
また、上記課題を解決するため、この出願の分光測定方法は、スペクトルが連続しているパルス光を波長に応じて空間的に分割器により分割する分割工程と、
分割工程において分割されたパルス光を、分割した波長の数に応じた数の複数のファイバにそれぞれ入射させて伝送させることで、１パルス内の経過時間と波長とが１対１で対応した状態とするパルス伸長工程と、
パルス伸長工程によりパルス幅が伸長されたパルス光を対象物に照射する照射工程と、
パルス伸長工程によりパルス幅が伸長されたパルス光が照射された対象物からの光を検出器で検出する検出工程と、
検出器からの出力に従って対象物の分光特性を算出する演算工程と
を備えている。
また、上記課題を解決するため、この出願の分光測定方法は、分割器が、アレイ導波路回折格子であるという構成を持ち得る。
また、上記課題を解決するため、この出願の分光測定方法は、分割器が、回折格子と、回折格子が分散させた光を波長に応じて異なる位置に集光する光学系とを備えており、各集光位置に前記各ファイバの入射端が配置されているという構成を持ち得る。
また、上記課題を解決するため、この出願の分光測定方法は、複数のファイバは、複数のファイバ組を構成する要素ファイバと、マルチコアファイバであり、各ファイバ組は同じパターンで長さが異なる複数の要素ファイバで構成されており、各要素ファイバのコアとマルチコアファイバの各コアとが接続されており、マルチコアファイバの数及び長さは、各要素ファイバのコアとマルチコアファイバの各コアから成る各伝送路の全長が互いに異なる長さになるよう選定されているという構成を持ち得る。
また、上記課題を解決するため、この出願の分光測定方法は、パルス光がスーパーコンティニウム光であるという構成を持ち得る。

光測定用光源装置の用途として、上述した分光測定以外にも、各種の光測定が挙げられる。例えば、顕微鏡のように対象物に光照射して観察する用途も光測定の一種であると言えるし、光照射して距離を計測するような場合も光測定の一種であるといえる。本願発明の光測定用光源装置は、このような各種の光測定に利用することができる。
尚、パルス光源１のスペクトルが９００〜１３００ｎｍの波長範囲に含まれるある波長幅に亘って連続スペクトルであることは、材料分析等に特に有効な近赤外域での光測定用として好適なものにする意義がある。但し、分光測定はこの波長範囲以外も種々のものがあり、分光測定装置や分光測定方法としては、この波長範囲に限られるものではない。

また、パルス光源１について、連続スペクトルの波長幅としては少なくとも１０ｎｍとしたが、これも一例であり、それよりも狭い波長幅で連続しているパルス光が使用される場合もある。例えば、大気成分の分析のように対象物がガスであり、そのうちの特定の成分（特定の吸収スペクトル）の測定だけを行えば良い場合、狭い波長幅で連続しているパルス光を使用する場合もある。

Claims (15)

1. １パルス内の経過時間と波長とが１対１で対応しているパルス光を出力する光測定用光源装置であって、
   スペクトルが連続しているパルス光を出射するパルス光源と、
   パルス光源から出射されたパルス光を波長に応じて空間的に分割する分割器と、
   分割器が分割する波長の数に応じた数の複数のファイバと
   を備えており、
   各ファイバは、分割器が空間的に分割した各波長の光が入射する位置に各入射端が位置しているとともに、入射する光の波長に応じて長さが異なるものであることを特徴とする光測定用光源装置。
2. 前記分割器は、アレイ導波路回折格子であることを特徴とする請求項１記載の光測定用光源装置。
3. 前記分割器は、回折格子と、回折格子が分散させた光を波長に応じて異なる位置に集光する光学系とを備えており、各集光位置に前記各ファイバの入射端が配置されていることを特徴とする請求項１記載の光測定用光源装置。
4. 前記複数のファイバは、複数のファイバ組を構成する要素ファイバと、マルチコアファイバであり、
   各ファイバ組は同じパターンで長さが異なる複数の要素ファイバで構成されており、
   各要素ファイバのコアとマルチコアファイバの各コアとが接続されており、マルチコアファイバの数及び長さは、各要素ファイバのコアとマルチコアファイバの各コアから成る各伝送路の全長が互いに異なる長さになるよう選定されていることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の光測定用光源装置。
5. 前記パルス光源は、スーパーコンティニウム光である前記パルス光を出射する光源であることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の光測定用光源装置。
6. スペクトルが連続しているパルス光を出射するパルス光源と、
   パルス光源から出射されたパルス光を波長に応じて空間的に分割する分割器と、
   分割器が分割する波長の数に応じた数の複数のファイバと
   を備えており、
   各ファイバは、分割器が空間的に分割した各波長の光が入射する位置に各入射端が位置しているとともに、１パルス内の経過時間と波長とが１対１で対応するよう入射光の波長に応じて長さが異なるものであり、
   各ファイバから出射された光が照射された対象物からの光が入射する位置に配置された検出器と、
   検出器からの出力に従って対象物の分光特性を算出する演算手段と
   を備えていることを特徴とする分光測定装置。
7. 前記分割器は、アレイ導波路回折格子であることを特徴とする請求項６記載の分光測定装置。
8. 前記分割器は、回折格子と、回折格子が分散させた光を波長に応じて異なる位置に集光する光学系とを備えており、各集光位置に前記各ファイバの入射端が配置されていることを特徴とする請求項６記載の分光測定装置。
9. 前記複数のファイバは、複数のファイバ組を構成する要素ファイバと、マルチコアファイバであり、
   各ファイバ組は同じパターンで長さが異なる複数の要素ファイバで構成されており、
   各要素ファイバのコアとマルチコアファイバの各コアとが接続されており、マルチコアファイバの数及び長さは、各要素ファイバのコアとマルチコアファイバの各コアから成る各伝送路の全長が互いに異なる長さになるよう選定されていることを特徴とする請求項６乃至８いずれかに記載の分光測定装置。
10. 前記パルス光源は、スーパーコンティニウム光である前記パルス光を出射する光源であることを特徴とする請求項６乃至９いずれかに記載の分光測定装置。
11. スペクトルが連続しているパルス光を波長に応じて空間的に分割器により分割する分割工程と、
    分割工程において分割されたパルス光を、分割した波長の数に応じた数の複数のファイバにそれぞれ入射させて伝送させることで、１パルス内の経過時間と波長とが１対１で対応した状態とするパルス伸長工程と、
    パルス伸長工程によりパルス幅が伸長されたパルス光を対象物に照射する照射工程と、
    パルス伸長工程によりパルス幅が伸長されたパルス光が照射された対象物からの光を検出器で検出する検出工程と、
    検出器からの出力に従って対象物の分光特性を算出する演算工程と
    を備えていることを特徴とする分光測定方法。
12. 前記分割器は、アレイ導波路回折格子であることを特徴とする請求項１１記載の分光測定方法。
13. 前記分割器は、回折格子と、回折格子が分散させた光を波長に応じて異なる位置に集光する光学系とを備えており、各集光位置に前記各ファイバの入射端が配置されていることを特徴とする請求項１１記載の分光測定方法。
14. 前記複数のファイバは、複数のファイバ組を構成する要素ファイバと、マルチコアファイバであり、
    各ファイバ組は同じパターンで長さが異なる複数の要素ファイバで構成されており、
    各要素ファイバのコアとマルチコアファイバの各コアとが接続されており、マルチコアファイバの数及び長さは、各要素ファイバのコアとマルチコアファイバの各コアから成る各伝送路の全長が互いに異なる長さになるよう選定されていることを特徴とする請求項１１乃至１３いずれかに記載の分光測定方法。
15. 前記パルス光は、スーパーコンティニウム光であることを特徴とする請求項１１乃至１４いずれかに記載の分光測定方法。