JP2665995B2 - Solid streak camera - Google Patents
Solid streak cameraInfo
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、１つの偏向素子と１つ
の分散素子によって光を波長毎に分離し、時間波形の補
正を行うための固体ストリークカメラに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state streak camera for separating light by wavelength by one deflection element and one dispersion element and correcting a time waveform.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の固体ストリークカメラは、図７に
示すように、入射光を偏光板３にて直線偏光として電気
光学結晶からなる偏向素子１に入射し、この偏向素子１
に電源８から電圧を印加することにより入射光を偏向さ
せる。偏向角は、使用する偏向素子１の種類、大きさ、
印加電圧の大きさ、入射光の偏光方向などによって決定
される。偏向素子１で偏向された光は、レンズ４でフー
リエ変換してＣＣＤなどの１次元イメージセンサ２上
に、遠視野像（フラウンホーファ領域）を形成する。2. Description of the Related Art In a conventional solid-state streak camera, as shown in FIG. 7, incident light is incident on a deflecting element 1 made of an electro-optical crystal as linearly polarized light by a polarizing plate 3, and the deflecting element 1
A voltage is applied from the power supply 8 to the light source to deflect incident light. The deflection angle is determined by the type, size,
It is determined by the magnitude of the applied voltage, the polarization direction of the incident light, and the like. The light deflected by the deflecting element 1 is Fourier-transformed by a lens 4 to form a far-field image (Fraunhofer region) on a one-dimensional image sensor 2 such as a CCD.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、長波
長、短波長など異なる波長が重なって１次元イメージセ
ンサ２の上に一体に表示され、波長毎に分離することが
できなかったので、異なる波長毎の時間波形がとれない
という問題があった。In the conventional method, different wavelengths such as a long wavelength and a short wavelength overlap and are displayed integrally on the one-dimensional image sensor 2 and cannot be separated for each wavelength. There is a problem that time waveforms cannot be obtained for different wavelengths.
【０００４】本発明は、以上のような問題点を解決する
ためになされたもので、入射光を波長毎に分離し、波長
毎の時間波形を測定することができ、時間波形の補正を
行うことを可能とした固体ストリークカメラを得ること
を目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and separates incident light for each wavelength to obtain a wavelength.
It is an object of the present invention to obtain a solid-state streak camera capable of measuring a time waveform for each time and correcting the time waveform.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、偏光板によっ
て直線偏光とされた光を電気光学結晶で形成された偏向
素子に入射し、この偏向素子に電圧を印加して入射光を
偏向し、入射光の時間波形をイメージセンサ上に得るよ
うにした固体ストリークカメラにおいて、前記偏向素子
で偏向された入射光を偏向方向と異なる方向へ波長毎に
分離する分散素子を設け、前記イメージセンサを、前記
偏向素子及び分散素子で偏向及び分散された光の時間波
形を２次元的に検知する２次元イメージセンサで形成し
たことを特徴とするものである。 According to the present invention, a polarizing plate is provided.
Of linearly polarized light by electro-optic crystal
Enters the device deflects the incident light by applying a voltage to the deflecting element, in solid streak camera to obtain a time waveform of the incident light on the image sensor, said deflecting element
A dispersion element for separating the incident light deflected in the direction different from the deflection direction for each wavelength, the image sensor,
Time wave of light deflected and dispersed by deflection element and dispersion element
Form with a two-dimensional image sensor that detects the shape two-dimensionally
It is characterized by having.
【０００６】[0006]
【作用】偏光板により偏向素子への入射光を直線偏光と
し、偏向素子へ入射する。偏向素子に電圧が印加される
と、入射光はｘ方向に偏向される。この偏向された光
は、回折格子や音響光学素子などからなる分散素子に入
射する。ここで、１次回折光の角度θは θ＝ｓｉｎ−１λ／ｄ （λ：波長、ｄ：回折格子（分散素子）の間隔） と表わされるから、ｘ方向と異なる方向、例えばｙ方向
に、異なる波長毎に分離される。偏向および回折された
光は、２次元イメージセンサで異なる波長毎に空間波形
を得る。[Function] The light incident on the deflection element is converted into linearly polarized light by the polarizing plate.
Then, the light enters the deflection element . When a voltage is applied to the deflection element, the incident light is deflected in the x direction. The deflected light is incident on a dispersion element such as a diffraction grating or an acousto-optic element . Here, since the angle θ of the first-order diffracted light is expressed as θ = sin −1 λ / d (λ: wavelength, d: interval between diffraction gratings (dispersion elements)), a direction different from the x direction, for example, in the y direction, Separated for each different wavelength. The polarized and diffracted light obtains a spatial waveform for each different wavelength in a two-dimensional image sensor.
【０００７】[0007]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。 図１において、３は、入射光を直線偏光とする
偏光板である。１は、電源８から電圧を印加して、入射
光をｘ方向に偏向するための偏向素子であり、たとえ
ば、ＫＤＰ，ＡＤＰ，ＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ３，Ｇ
ａＡｓ，ＣｄＴｅ，ＫＴＮなどの電気光学結晶からな
り、偏光依存性がある。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 3 denotes a polarizing plate that converts incident light into linearly polarized light. Reference numeral 1 denotes a deflection element for applying a voltage from the power supply 8 to deflect incident light in the x direction. For example, KDP, ADP, LiNbO 3 , LiTaO 3 , G
aAs, CdTe, KTN, etc.
Ri, there is a polarization dependent.
【０００８】５は回折格子からなる分散素子で、この分
散素子５は、ｘ方向と直交するｙ方向に複数の波長毎の
光に分散する。図２に示すように、回折光の波長をλ、
回折格子からなる分散素子５の格子の間隔をｄとする
と、１次回折光の角度θは θ＝ｓｉｎ−１λ／ｄ で表わされて、波長の異なる光を分離するものである。Reference numeral 5 denotes a dispersive element composed of a diffraction grating . This dispersive element 5 disperses the light at a plurality of wavelengths in the y direction orthogonal to the x direction . As shown in FIG. 2, the wavelength of the diffracted light is λ,
Assuming that the interval between the gratings of the dispersion element 5 composed of a diffraction grating is d, the angle θ of the first-order diffracted light is represented by θ = sin −1 λ / d, and separates light having different wavelengths.
【０００９】４はレンズで、このレンズ４は、フーリエ
変換により２次元イメージセンサ６の上に遠視野像（フ
ラウンホーファ領域）を得るためのものである。６はＣ
ＣＤなどからなる２次元イメージセンサである。７はＣ
ＲＴなどの表示装置で、前記２次元イメージセンサ６の
空間波形を処理し、波長毎の時間波形の表示を行うもの
である。Reference numeral 4 denotes a lens for obtaining a far-field image (Fraunhofer region) on the two-dimensional image sensor 6 by Fourier transform. 6 is C
It is a two-dimensional image sensor composed of a CD or the like. 7 is C
A display device such as an RT processes the spatial waveform of the two-dimensional image sensor 6 and displays a time waveform for each wavelength.
【００１０】以上のような構成において、入射光は、偏
光板３によって直線偏光されて偏向素子１に入射する。
この偏向素子１には、電源８から電圧が印加され、入射
光がｘ方向に偏向される。偏向された光は、分散素子５
によってｙ方向に波長毎の複数の光に分散される。すな
わち、図２に示すように、偏向素子１から分散素子５へ
入射した光は、この分散素子５によって０次回折光、１
次（−１次）回折光、２次（−２次）回折光、…のよう
に、回折される。１次回折光の角度θは θ＝ｓｉｎ−１λ／ｄ で表わされるから、波長λが異なることによって、異な
る回折角度で分散される。In the above configuration, incident light is linearly polarized by the polarizing plate 3 and enters the deflecting element 1.
A voltage is applied to the deflection element 1 from a power supply 8, and incident light is deflected in the x direction. The deflected light is applied to the dispersion element 5.
Is dispersed into a plurality of lights for each wavelength in the y direction. That is, as shown in FIG. 2, the light incident on the dispersion element 5 from the deflecting element 1 is converted into zero-order diffracted light,
The light is diffracted in the following order: (-1st-order) diffracted light, 2nd-order (-2nd-order) diffracted light, and so on. Since the angle θ of the first-order diffracted light is represented by θ = sin −1 λ / d, the light is dispersed at different diffraction angles due to the different wavelength λ.
【００１１】分散された光は、レンズ４でフーリエ変換
されて、２次元イメージセンサ６上に遠視野の空間波形
が表示される。この２次元イメージセンサ６上の空間波
形は、表示装置７にて処理され、波長毎の時間波形とし
て表示される。The dispersed light is Fourier-transformed by the lens 4 to display a far-field spatial waveform on the two-dimensional image sensor 6. The spatial waveform on the two-dimensional image sensor 6 is processed by the display device 7 and displayed as a time waveform for each wavelength.
【００１２】ここで、分散素子５を偏向素子１とレンズ
４の間に挿入して、分散素子５による分散を偏向素子１
による偏向の後にしているので、短い時間（例えばピコ
秒，フェムト秒など）の時間分解が可能である。すなわ
ち、偏向素子１に入射する光の直径は、なるべく大きく
した方が時間分解能がよくなる。これは、偏向素子１に
入射する光の直径が大きい方がイメージセンサ６上での
スポット径を小さくできるためである。しかし、分散素
子５を偏向素子１の前に入れると分散光が広がるため、
偏向素子１に入射する光の直径をあまり大きくできな
い。これに対して、分散素子５を偏向素子１の後にいれ
ると、偏向素子１に入射する光の直径を大きくでき、時
間分解能をよくすることができる。 Here, the dispersion element 5 is replaced by the deflection element 1 and the lens.
4 and the dispersion by the dispersive element 5
, The time can be resolved in a short time (for example, picosecond, femtosecond, etc.). Sand
That is, the diameter of light incident on the deflection element 1 is as large as possible.
This improves the time resolution. This is the deflection element 1
The larger the diameter of the incident light is,
This is because the spot diameter can be reduced. But the dispersive element
When the element 5 is inserted in front of the deflecting element 1, the dispersed light spreads.
The diameter of the light incident on the deflection element 1 cannot be made too large.
No. On the other hand, the dispersion element 5 is placed after the deflection element 1.
Then, the diameter of the light incident on the deflection element 1 can be increased,
Inter resolution can be improved.
【００１３】また、前記偏向素子１は、図３、図４、図
５、および図６のように、多様な光偏向器が用いられ
る。このうち図３は、いわゆる２重プリズム型で、電気
光学結晶からなる２個のプリズムを光学軸を反転させて
貼りあわせたもので、上下面間に電界を印加すると、入
射光は偏向される。図４は、いわゆる４重極電極型で、
電界強度の変化により、入射光は同様に偏向される。図
５は、プリズム型を変形した位相格子型で、上下面に電
界を印加すると、入射光は偏向される。図６は、進行波
電圧印加型で、屈折率変化がレンズとなるような波形を
印加する。そして、進行波電圧は、偏向素子１内をレン
ズが伝播して行くものと同じ効果をもたらすため、入射
光は偏向される。 Furthermore, the deflecting element 1, 3, 4, 5, and as shown in FIG. 6, a variety of optical deflector is used. FIG. 3 shows a so-called double prism type in which two prisms made of an electro-optic crystal are bonded together with their optical axes inverted. When an electric field is applied between the upper and lower surfaces, incident light is deflected. . FIG. 4 shows a so-called quadrupole electrode type.
Due to the change in the electric field strength, the incident light is similarly deflected. FIG. 5 shows a phase grating type modified from the prism type. When an electric field is applied to the upper and lower surfaces, incident light is deflected. FIG. 6 shows a traveling-wave voltage application type in which a waveform is applied so that a change in the refractive index becomes a lens. Then, the traveling wave voltage has the same effect as that of a lens propagating in the deflecting element 1, so that the incident light is deflected.
【００１４】前記実施例において、分散素子５として格
子間隔の異なる複数個の分散素子５を用意して、使用目
的に応じて取替えることにより、目的の波長の分析がで
きる。分散素子５として音響光学素子を用いることもで
きる。これは、結晶内に超音波を伝播させ、その超音波
による周期的屈折率変化により光を回折するものであ
る。この場合、印加超音波の周波数を変えることにより
回折角を変えることができる。In the above embodiment, a desired wavelength can be analyzed by preparing a plurality of dispersive elements 5 having different lattice intervals as the dispersive elements 5 and replacing them according to the purpose of use. An acousto-optic device can be used as the dispersing device 5. In this method, an ultrasonic wave is propagated in a crystal, and light is diffracted by a periodic change in refractive index due to the ultrasonic wave. In this case, the diffraction angle can be changed by changing the frequency of the applied ultrasonic wave.
【００１５】[0015]
【発明の効果】本発明は、以上のように、偏光板によっ
て直線偏光とされた光を電気光学結晶で形成された偏向
素子に入射し、この偏向素子に電圧を印加して入射光を
偏向し、入射光の時間波形をイメージセンサ上に得るよ
うにした固体ストリークカメラにおいて、偏向素子で偏
向された入射光を偏向方向と異なる方向へ波長毎に分離
する分散素子を設け、イメージセンサを、偏向素子及び
分散素子で偏向及び分散された光の時間波形を２次元的
に検知する２次元イメージセンサで形成したので、入射
光を波長毎に分離し、波長毎の時間波形を測定すること
ができ、時間波形の補正をすることができる。According to the present invention, as described above, the polarizing plate is used.
Of linearly polarized light by electro-optic crystal
In a solid-state streak camera in which a voltage is applied to the element, a voltage is applied to the deflection element to deflect the incident light, and a time waveform of the incident light is obtained on an image sensor, the deflection element uses the deflection element.
The dispersion element for separating each wavelength countercurrent been incident light in different directions and the deflection direction is provided, an image sensor, the deflection element and
Two-dimensional time waveform of light deflected and dispersed by dispersion element
Since it is formed by a two-dimensional image sensor that detects light, the incident light can be separated for each wavelength, the time waveform can be measured for each wavelength, and the time waveform can be corrected.
【００１６】さらに、本発明は、分散素子よる分散を偏
向素子による偏向の後にしているので、偏向素子に入射
する光の直径を大きくしてイメージセンサ上でのスポッ
ト径を小さくすることができ、時間分解能をよくするこ
とができる。 Further, the present invention biases the dispersion by the dispersive element.
After the deflection by the directional element, it is incident on the deflecting element.
To increase spot diameter on the image sensor.
Diameter can be reduced and time resolution can be improved.
Can be.
【図１】本発明による固体ストリークカメラの一実施例
を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a solid streak camera according to the present invention.
【図２】分散素子（回折格子）の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a dispersion element (diffraction grating).
【図３】偏向素子の異なる例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing a different example of a deflection element.
【図４】偏向素子の異なる例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing a different example of a deflection element.
【図５】偏向素子の異なる例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory view showing a different example of a deflection element.
【図６】偏向素子の異なる例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a different example of a deflection element.
【図７】従来の固体ストリークカメラの一実施例を示す
説明図である。FIG. 7 is an explanatory view showing one embodiment of a conventional solid streak camera.
１…偏向素子（電気光学結晶）、２…１次元イメージセ
ンサ、３…偏光板、４…レンズ、５…分散素子（回折格
子）、６…２次元イメージセンサ、７…表示装置、８…
電源。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Deflection element (electro-optic crystal), 2 ... One-dimensional image sensor, 3 ... Polarizer, 4 ... Lens, 5 ... Dispersion element (diffraction grating), 6 ... 2-D image sensor, 7 ... Display device, 8 ...
Power supply.
Claims (3)
気光学結晶で形成された偏向素子に入射し、この偏向素
子に電圧を印加して入射光を偏向し、入射光の時間波形
をイメージセンサ上に得るようにした固体ストリークカ
メラにおいて、前記偏向素子で偏向された入射光を偏向
方向と異なる方向へ波長毎に分離する分散素子を設け、
前記イメージセンサを、前記偏向素子及び分散素子で偏
向及び分散された光の時間波形を２次元的に検知する２
次元イメージセンサで形成したことを特徴とする固体ス
トリークカメラ。1. A method in which linearly polarized light is polarized by a polarizing plate.
And incident on the deflecting element made of a gas-optical crystal, and deflect the incident light by applying a voltage to the deflecting element, in solid streak camera to obtain a time waveform of the incident light on the image sensor, said deflecting element Deflected incident light deflected by
A dispersive element that separates each wavelength in a direction different from the direction is provided,
The image sensor is deflected by the deflection element and the dispersion element.
To detect the time waveform of the reflected and dispersed light two-dimensionally 2
A solid streak camera formed by a three-dimensional image sensor .
特徴とする請求項１記載の固体ストリークカメラ。2. The solid state streak camera according to claim 1, wherein the deflection element is made of an electro-optic crystal.
とする請求項１記載の固体ストリークカメラ。3. The solid state streak camera according to claim 1, wherein the dispersive element comprises a diffraction grating.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2414386A JP2665995B2 (en) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | Solid streak camera |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2414386A JP2665995B2 (en) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | Solid streak camera |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04249720A JPH04249720A (en) | 1992-09-04 |
| JP2665995B2 true JP2665995B2 (en) | 1997-10-22 |
Family
ID=18522872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2414386A Expired - Fee Related JP2665995B2 (en) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | Solid streak camera |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2665995B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4639092A (en) * | 1984-10-30 | 1987-01-27 | Westinghouse Electric Corp. | Acousto-optic dispersive light filter |
| JPH0814506B2 (en) * | 1987-09-27 | 1996-02-14 | 浜松ホトニクス株式会社 | Photometric device |
-
1990
- 1990-12-26 JP JP2414386A patent/JP2665995B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04249720A (en) | 1992-09-04 |
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