JP2672756B2 - Solid streak camera - Google Patents

Solid streak camera

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JP2672756B2
JP2672756B2 JP29711992A JP29711992A JP2672756B2 JP 2672756 B2 JP2672756 B2 JP 2672756B2 JP 29711992 A JP29711992 A JP 29711992A JP 29711992 A JP29711992 A JP 29711992A JP 2672756 B2 JP2672756 B2 JP 2672756B2
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optical
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修 松本
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光源からのパルス光を
直接走査することでパルス光の時間的強度変化を計測す
る固体ストリークカメラに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid streak camera for measuring the temporal intensity change of pulsed light by directly scanning the pulsed light from a light source.

【0002】[0002]

【従来の技術】物質内の光の吸収,放出を伴なう現象
は、物質内の量子状態の遷移などによる基本的な自然現
象のひとつであり、自然科学の基礎から応用まで幅広い
領域の研究テーマとなっている。高速のパルス光は、こ
の光の吸収,放出の過渡的現象であり、その測定技術
は、この基本的な物理現象を把握する上で非常に重要な
ものである。高速パルス光測定で、現在実用化されてい
るもので最高速のものがストリークカメラを用いる方法
である。
2. Description of the Related Art Phenomena involving absorption and emission of light in a substance are one of the fundamental natural phenomena due to the transition of quantum states in the substance. It is the theme. High-speed pulsed light is a transient phenomenon of absorption and emission of this light, and its measurement technique is very important for understanding this basic physical phenomenon. Among the high-speed pulsed light measurements, the fastest one that is currently in practical use is the method using a streak camera.

【0003】ストリークカメラでの高速パルス光測定に
ついて、プローブ用の光とモニタ用の光とに分岐して光
ファイバの測定を行うものが同一出願人によりなされて
おり(特公平3−54776)、これについて簡単に説
明する。
Regarding high-speed pulsed light measurement with a streak camera, the same applicant has made a measurement of an optical fiber by branching into probe light and monitor light (Japanese Patent Publication No. 3-54776). This will be briefly described.

【0004】レーザダイオードの光源を所定の繰り返し
時間で発光させ、パルス光を出力する。このパルス光を
分岐し、一方をプローブ用の光とし、他方をモニタ用の
光としてプローブ用の光を測定対象の光ファイバに与え
る。モニタ用の光を基準の光ファイバを介してストリー
ク管の光電面に与え、また、測定対象からのプローブ用
の光をストリーク管の光電面上のモニタ用の光とは異な
った位置に与える。そして、これらの光はストリーク管
の蛍光面のストリーク像となり、このストリーク像をビ
デオカメラで撮影して測定対象からのプローブ用の光及
びモニタ用の光の双方の時間的強度変化が測定されてい
る。これによって相対的な光強度の変化の測定を可能に
し、高速のパルス光測定をより良好なものにしている。
The light source of the laser diode is caused to emit light for a predetermined repetition time and pulsed light is output. This pulsed light is branched, and one of them is used as the light for the probe and the other is used as the light for the monitor, and the light for the probe is given to the optical fiber to be measured. The light for monitoring is applied to the photocathode of the streak tube through the reference optical fiber, and the light for the probe from the measurement object is applied to a position different from the light for monitoring on the photocathode of the streak tube. Then, these lights become a streak image of the fluorescent screen of the streak tube, and the streak image is photographed by a video camera to measure the temporal intensity change of both the probe light and the monitor light from the measurement object. There is. This makes it possible to measure the relative change in light intensity, which makes high-speed pulsed light measurement better.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述したストリークカ
メラでは、ストリーク管の光電面の材料によって測定で
きる波長領域が限定されている。その波長領域外の光
(例えば、赤外光)については測定することができな
い。これに対して、固体ストリークカメラを用い、測定
光を直接走査し、そのあとで電気信号に変換する、とい
う構成を採用することで解決できるように思われる。し
かし、プローブ用の光及びモニタ用の光の双方について
の光学系を設けると、構成が複雑になって装置が大形化
することになる。ストリークカメラの利点は最高速のパ
ルス光測定が可能なことにあるのだが、信号遅延などに
よりその利点が失われる恐れが大きい。それを配慮して
光学系を構成すると高精度でかつ複雑な構成になる、と
いう問題がある。そのため、これをより簡略化すること
が考えられる。
In the streak camera described above, the wavelength region that can be measured is limited by the material of the photocathode of the streak tube. Light outside the wavelength range (for example, infrared light) cannot be measured. On the other hand, it seems that the problem can be solved by adopting a configuration in which a solid streak camera is used to directly scan the measurement light and then convert it into an electric signal. However, if an optical system for both the light for the probe and the light for the monitor is provided, the configuration becomes complicated and the device becomes large. The advantage of the streak camera is that it can measure the pulsed light at the highest speed, but there is a great risk that the advantage will be lost due to signal delays. If the optical system is configured in consideration of this, there is a problem that the configuration becomes highly accurate and complicated. Therefore, it is possible to further simplify this.

【0006】本発明は、前述した問題点に鑑み、簡素な
構成でプローブ用の光及びモニタ用の光の双方について
の高速のパルス光測定を可能にし、相対的な光強度の変
化の測定をし得る分解能の高い固体ストリークカメラを
提供することにある。
In view of the above-mentioned problems, the present invention enables high-speed pulsed light measurement for both the probe light and the monitor light with a simple structure, and measures the relative change in light intensity. It is to provide a solid streak camera with high resolution.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の固体ストリークカメラは、光源からのパル
ス光に対応したタイミングで入射した光を光偏向器で走
査し、光偏向器で走査された光をイメージセンサ上に集
光させて検出し検出信号として出力する固体ストリーク
カメラであって、パルス光から、プローブ用の第1の光
とモニタ用の第2の光とに分岐して第1の光を測定対象
に与え、測定対象からの第1の光と第2の光とを非平行
に光偏向器に与える光学的手段を備える。
In order to solve the above problems, the solid streak camera of the present invention scans light incident at a timing corresponding to pulsed light from a light source with an optical deflector, A solid-state streak camera that collects the scanned light on an image sensor, detects it, and outputs it as a detection signal. The streak camera splits the pulsed light into a first light for a probe and a second light for a monitor. Optical means for applying the first light to the object to be measured and applying the first light and the second light from the object to the optical deflector in a non-parallel manner.

【0008】光学的手段は、入射したパルス光から第1
の光と第2の光とに分岐する第1のハーフミラーと、第
2の光路上に配置され、測定対象を透過してきた第1の
光を、第2の光の光軸と所定の角度を持つように折り返
して光偏向器に与える第2のハーフミラーとを含んで構
成されていることを特徴としてもよい。
The optical means uses the first pulsed light from the first pulsed light.
Half mirror that splits the second light and the first half mirror, and the first light that is placed on the second optical path and that has passed through the measurement target is reflected at a predetermined angle from the optical axis of the second light. And a second half mirror which is folded back so as to give to the optical deflector.

【0009】光偏向器で走査された光を分散してイメー
ジセンサ上への位置を波長分散に応じた異なったものに
する分散手段をさらに備えたことを特徴としてもよい。
It may be characterized in that it further comprises a dispersion means for dispersing the light scanned by the optical deflector so as to make the position on the image sensor different depending on the wavelength dispersion.

【0010】光偏向器の走査方向と、第1の光と第2の
光とが分離される方向とが略平行であることを特徴とし
てもよい。
The scanning direction of the optical deflector and the direction in which the first light and the second light are separated may be substantially parallel to each other.

【0011】光偏向器の走査方向と、第1の光と第2の
光とが分離される方向とが略垂直であることを特徴とし
てもよい。
The scanning direction of the optical deflector and the direction in which the first light and the second light are separated may be substantially perpendicular to each other.

【0012】光学的手段は、入射したパルス光を異なっ
た波長を持つ複数の第1の光と第2の光とに分岐させる
第1のハーフミラーと、第2の光の光路上に配置され、
測定対象を透過してきた複数の第1の光を、第2の光の
光軸と所定の角度を持つように折り返して光偏向器に与
える第2のハーフミラーとを含んで構成されていること
を特徴としてもよい。
The optical means is arranged on the optical path of the second light, and a first half mirror for splitting the incident pulsed light into a plurality of first light and second light having different wavelengths. ,
It is configured to include a second half mirror that folds back a plurality of first light beams that have passed through the measurement target so as to have a predetermined angle with the optical axis of the second light beam and applies the second half mirror to the optical deflector. May be a feature.

【0013】[0013]

【作用】本発明の固体ストリークカメラでは、光源から
のパルス光はプローブ用の第1の光とモニタ用の第2の
光とに分岐され、第1の光が測定対象に与えられる。そ
して、測定対象からの第1の光は、第2の光とともに非
平行に光偏向器に与えられ、測定対象からの第1の光と
第2の光は光偏向器で走査されてイメージセンサ上に集
光する。このとき、第1の光と第2の光は非平行である
ので、イメージセンサ上の集光位置は異なったものにな
っている。そのため、イメージセンサで第1の光と第2
の光とがそれぞれ検出され、検出信号はプローブ用の成
分とモニタ用の成分とをそれぞれ異なった位置で含んだ
ものになっている。
In the solid-state streak camera of the present invention, the pulsed light from the light source is split into the first light for the probe and the second light for the monitor, and the first light is given to the object to be measured. Then, the first light from the measurement target is applied to the optical deflector in a non-parallel manner together with the second light, and the first light and the second light from the measurement target are scanned by the optical deflector to be scanned by the image sensor. Focus on top. At this time, since the first light and the second light are not parallel to each other, the light collecting positions on the image sensor are different. Therefore, in the image sensor, the first light and the second light
Light is detected, and the detection signal contains a probe component and a monitor component at different positions.

【0014】分散手段をさらに有する場合、第1の光と
第2の光のイメージセンサ上の集光位置は波長に応じて
異なったものになっているので、波長に応じたプローブ
用の検出信号とモニタ用の検出信号とが得られる。
When the dispersion means is further provided, the focus positions of the first light and the second light on the image sensor are different depending on the wavelength. Therefore, the detection signal for the probe depending on the wavelength. And a detection signal for monitoring are obtained.

【0015】[0015]

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の固体ストリークカメラの構成例を示し
たものである。この固体ストリークカメラは、パルス光
検出手段の光学系として、偏光子102,アパーチャ1
03,光偏向器104,フーリエ変換レンズ105,イ
メージセンサ106を有し、また、パルス光検出手段の
制御系として、コントローラ121,高圧回路123を
有する。さらに、測定対象の試料301へのプローブ用
の光P1 とモニタ用の光P2 とに分岐する光学的手段と
して、ハーフミラー131,134、ミラー132,1
33を有している。ここで、ハーフミラー134,ミラ
ー133については、試料301を通過した光P1 がモ
ニタ用の光P2 の光路に対して一致するのではなく若干
の角度をもつようにしている。この分離角度は光偏向器
104による偏向角より大きくとるものとする 偏光子102は、光源からのパルス光PL を直線偏光に
変換し、アパーチャ103は、所定の直径の光だけを通
過させるようにしたものである。光偏向器104は、掃
引電圧VS の大きさに応じて入射した光の方向を変える
ものである。この光偏向器104には、電気光学的性質
をもつ結晶を用いて図2乃至図3に示すような構造を有
したものが用いられる。図2は、いわゆる2重プリズム
型と呼ばれ、プリズム形状の2つの結晶を、互いに光学
軸を反転させて張り合わせたものである。この2重プリ
ズム型光偏向器の図の上下方向に掃引電圧VS をかける
と、その電圧に比例した角度で入射光の方向が曲げられ
る。図3は、いわゆる4重電極型で、図のように掃引電
圧VS を印加して入射光を偏向させている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration example of a solid streak camera of the present invention. This solid-state streak camera has a polarizer 102 and an aperture 1 as an optical system of pulsed light detection means.
03, an optical deflector 104, a Fourier transform lens 105, an image sensor 106, and a controller 121 and a high voltage circuit 123 as a control system of the pulsed light detection means. Further, half mirrors 131 and 134 and mirrors 132 and 1 are used as optical means for branching the probe light P 1 to the measurement target sample 301 and the monitor light P 2.
33. Here, the half mirror 134 and the mirror 133 are arranged such that the light P 1 that has passed through the sample 301 does not coincide with the optical path of the monitoring light P 2 but has a slight angle. This separation angle is set to be larger than the deflection angle by the light deflector 104. The polarizer 102 converts the pulsed light P L from the light source into linearly polarized light, and the aperture 103 allows only light having a predetermined diameter to pass. It is the one. The optical deflector 104 changes the direction of incident light according to the magnitude of the sweep voltage V S. As the optical deflector 104, one having a structure as shown in FIGS. 2 to 3 using a crystal having electro-optical properties is used. FIG. 2 is a so-called double prism type, in which two prism-shaped crystals are laminated by inverting their optical axes. When a sweep voltage V S is applied in the vertical direction of the double prism type optical deflector, the direction of incident light is bent at an angle proportional to the voltage. FIG. 3 is a so-called quadruple electrode type, in which a sweep voltage V S is applied to deflect incident light as shown.

【0016】フーリエ変換レンズ105は、光偏向器1
04を通過した光を集光し、イメージセンサ106上に
フーリエ変換し遠視野像を結像させるものである。イメ
ージセンサ106は、フーリエ変換レンズ105で集光
された光を電気信号に変換し、読み出しパルスVREAD
応じてこの電気信号を検出信号VOUT として出力する。
赤外光の受光には、InSbやGeのアレイ素子も用い
られる。図4は、光偏向器104,フーリエ変換レンズ
105,イメージセンサ106と光P1 ,P2の位置関
係を示したもので、光偏向器104の偏向方向に光
1 ,P2 のスポットがならんでいる様子が示されてい
る。
The Fourier transform lens 105 is the optical deflector 1
The light that has passed through 04 is condensed and Fourier-transformed on the image sensor 106 to form a far-field image. The image sensor 106 converts the light condensed by the Fourier transform lens 105 into an electric signal, and outputs this electric signal as a detection signal V OUT according to the read pulse V READ .
An array element of InSb or Ge is also used for receiving infrared light. 4, the optical deflector 104, a Fourier transform lens 105, shows the positional relationship between the image sensor 106 and the light P 1, P 2, of the spot light P 1, P 2 in the deflection direction of the optical deflector 104 It is shown that they are lined up.

【0017】コントローラ121は、トリガ信号VTRIG
からスイープパルスVSWEEP 及び読み出しパルスVREAD
を生成しそれぞれ高圧回路123,イメージセンサ10
6に出力する。ここで、トリガ信号VTRIGは、レーザー
ダイオードLD(光源)の駆動用のLDドライバ光源か
ら出力され、パルス光PL に同期したものになってい
る。高圧回路123は、クライトロン素子やアバランシ
ェ・トランジスタなどで構成され、スイープパルスV
SWEEP から光偏向器104の駆動用高電圧即ち掃引電圧
S を発生し光偏向器104に出力する。
The controller 121 controls the trigger signal V TRIG.
Sweep pulse V SWEEP and read pulse V READ
To generate the high voltage circuit 123 and the image sensor 10 respectively.
6 is output. Here, the trigger signal V TRIG is output from the LD driver light source for driving the laser diode LD (light source) and is synchronized with the pulsed light P L. The high-voltage circuit 123 is composed of a klytron element, an avalanche transistor, etc., and has a sweep pulse V
A high voltage for driving the optical deflector 104, that is, a sweep voltage V S is generated from SWEEP and output to the optical deflector 104.

【0018】つぎに、この固体ストリークカメラの動作
について説明する。
Next, the operation of the solid streak camera will be described.

【0019】光源からのパルス光PL は、偏光子102
で直線偏光に変換され、ハーフミラー131でプローブ
用の光P1 とモニタ用の光P2 とに分岐される。プロー
ブ用の光P1 はミラー132で反射した後、試料301
に入射する。試料301を通過した光P1 は、ミラー1
33で反射した後、ハーフミラー134でモニタ用の光
2 に重ね合わされる。このとき、試料301を通過し
た光P1 は、モニタ用の光P2 に対し角度が若干ずれた
ものになっている。光P1 ,P2 のうちアパーチャ10
3で所定の大きさの光だけが通過して、光偏向器104
に入射する。光偏向器104に入射した光P1 ,P
2 は、光偏向器104によって進路を曲げられ、フーリ
エ変換レンズ105で集光され、イメージセンサ106
上に収束されて結像する。一方、トリガ信号VTRIGがコ
ントローラ121に入力され、光源からのパルス光PL
に対応したタイミングのスイープパルスVSWEEP ,読み
出しパルスVREAD及び高圧回路123から掃引電圧VS
が出力される。掃引電圧VS は、図5(a)に示すよう
な時間波形になっており、光偏向器104での偏向によ
り、図5(b)のような光P1 ,P2 の時間波形は空間
波形に変換される。このとき、光P1 ,P2 は入射角度
が異なっているので、イメージセンサ106上の結像位
置は異なったものになる。そのため、図5(c)のよう
な光P1 ,P2 の空間波形がイメージセンサ106上に
結像される。
The pulsed light P L from the light source is generated by the polarizer 102.
Is converted into a linearly polarized light by the half mirror 131 and split into a probe light P 1 and a monitor light P 2 by the half mirror 131. The light P 1 for the probe is reflected by the mirror 132, and then the sample 301
Incident on. The light P 1 that has passed through the sample 301 is reflected by the mirror 1
After being reflected by 33, it is superposed on the monitor light P 2 by the half mirror 134. At this time, the light P 1 that has passed through the sample 301 is slightly deviated from the monitor light P 2 in angle. Aperture 10 of light P 1 and P 2
In step 3, only a predetermined amount of light passes and the light deflector 104
Incident on. Light P 1 , P incident on the optical deflector 104
The beam of light 2 is bent by the optical deflector 104, is condensed by the Fourier transform lens 105, and is reflected by the image sensor 106.
The image is converged and imaged. On the other hand, the trigger signal V TRIG is input to the controller 121, and the pulsed light P L from the light source is input.
Sweep pulse V SWEEP , read pulse V READ, and sweep voltage V S from high-voltage circuit 123
Is output. The sweep voltage V S has a time waveform as shown in FIG. 5A, and due to the deflection by the optical deflector 104, the time waveforms of the lights P 1 and P 2 as shown in FIG. Converted to waveform. At this time, since the incident angles of the lights P 1 and P 2 are different, the image forming positions on the image sensor 106 are different. Therefore, the spatial waveforms of the lights P 1 and P 2 as shown in FIG. 5C are imaged on the image sensor 106.

【0020】このようにして、プローブ用の光P1 とモ
ニタ用の光P2 の時間的強度変化は偏向方向の空間的強
度変化に変換される。そして、それらの集光スポット上
のイメージセンサ106の検出素子で検出され、検出信
号VOUT は読み出しパルスVREADのタイミングで読み出
されて出力される。検出信号VOUT のうちプローブ用の
光P1 の成分とモニタ用の光P2 の成分とを所定の演算
(減算,除算など)を施すことにより、試料301によ
る吸収,散乱などの変化だけを取り出すことができる。
特に、モニタ用の光P2 の成分と試料301からの光P
1 の成分とがそれぞれ別々に検出されるので、僅かの間
光P2 に変化があったとしても、光P1の相対的な変化
を検出することができる。そのため、より良好な測定対
象の光物性の測定を可能にすることができる。
In this way, the temporal intensity changes of the probe light P 1 and the monitor light P 2 are converted into spatial intensity changes in the deflection direction. Then, it is detected by the detection elements of the image sensor 106 on those focused spots, and the detection signal V OUT is read and output at the timing of the read pulse V READ . By subjecting the component of the probe light P 1 and the component of the monitor light P 2 of the detection signal V OUT to a predetermined calculation (subtraction, division, etc.), only changes such as absorption and scattering by the sample 301 are caused. You can take it out.
In particular, the component of the light P 2 for monitoring and the light P from the sample 301
Since the 1 component is detected separately, even if there is a slight change in the light P 2 , it is possible to detect the relative change in the light P 1 . Therefore, it is possible to better measure the optical properties of the measurement target.

【0021】本発明は前述の実施例に限らず様々な変形
が可能である。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but various modifications are possible.

【0022】図6は、試料301が光によって物性が変
化するような材料(例えば、Photoreflactive 結晶な
ど)を用いた場合への応用を示したものである。ハーフ
ミラー131,134をダイクロイックミラー131
a,134aとし、ダイクロイックミラー134aとミ
ラー133の間に光変調素子138を配置している。ダ
イクロイックミラー131a,134aは、光P1 の波
長の光を反射するものにする。試料301への励起光P
3 の一部を分岐してプローブ用のDC光P1 とともに入
力させ、ダイクロイックミラー131a,134aで分
離と重ね合わせを行なっている。また、光変調素子13
8は、コントローラ121からのパルス信号により偏光
子102が掃引を行っている際に、光P1 を通過させる
ようにしている。
FIG. 6 shows an application to the case where the sample 301 uses a material whose physical properties are changed by light (for example, Photoreflactive crystal). Replace the half mirrors 131 and 134 with the dichroic mirror 131.
a and 134a, and the light modulation element 138 is arranged between the dichroic mirror 134a and the mirror 133. The dichroic mirrors 131a and 134a are adapted to reflect the light having the wavelength of the light P 1 . Excitation light P on sample 301
A part of 3 is branched and inputted together with the DC light P 1 for the probe, and separated and superposed by the dichroic mirrors 131a and 134a. In addition, the light modulation element 13
Reference numeral 8 allows the light P 1 to pass while the polarizer 102 is sweeping by the pulse signal from the controller 121.

【0023】図7は、励起光P3 及び光P1 の変化を示
したものである。励起光P3 の変化(図7(a))に応
じて試料301を通過する光P1 が変化し(図7
(b))、掃引時間において光P1 を通過させている
(図7(c))。プローブ用の光P1がDC光であると
イメージセンサ106が飽和してしまうのであるが、光
変調素子138によって掃引時間しか光P1 を通過させ
ていないので、この飽和が抑えられる。
FIG. 7 shows changes in the excitation light P 3 and the light P 1 . The light P 1 passing through the sample 301 changes according to the change of the excitation light P 3 (FIG. 7A) (see FIG. 7A).
(B)), the light P 1 is passed during the sweep time (FIG. 7 (c)). If the probe light P 1 is DC light, the image sensor 106 will be saturated, but this saturation is suppressed because the light modulation element 138 allows the light P 1 to pass only for the sweep time.

【0024】図8は、ミラー132,133にかえてダ
イクロイックミラー132a,132b,133a,1
33bを配置し、プローブ用の光P1 を異なった波長λ
1 ,λ2 ,λ3 に分離して試料301に与えるようにし
たものである。これによってイメージセンサ106の異
なった位置に波長ごとに検出される。
In FIG. 8, the dichroic mirrors 132a, 132b, 133a, 1 are replaced with the mirrors 132, 133.
33b is arranged to allow the light P 1 for the probe to have a different wavelength λ.
The sample 301 is divided into 1 , λ 2 , and λ 3 and is given to the sample 301. As a result, different wavelengths are detected at different positions of the image sensor 106.

【0025】また、偏光の変化を調べるには、アパーチ
ャ103の手前に偏光子をおくことでその測定も可能に
なる。
In addition, in order to examine the change in polarization, it is possible to measure it by placing a polarizer in front of the aperture 103.

【0026】図9は、波長分散により、波長ごとに試料
301の物性変化を調べるようにしたもので、イメージ
センサ106の手前にプリズム108を設けることでこ
れを達成している。波長分散の方向は走査方向と平行に
ならないことが肝要で、垂直にしておくのが望ましい。
また、イメージセンサ106には2次元イメージセンサ
を用いる。図10は、イメージセンサ106上に光
1 ,P2 が照射される位置を模式的に示したものであ
る。これによってイメージセンサ106のように、検出
信号VOUT は波長ごとの成分を含んだものになって、波
長ごとに物性変化を測定できるようになる。
FIG. 9 shows a change in the physical properties of the sample 301 for each wavelength by wavelength dispersion, and this is achieved by providing a prism 108 in front of the image sensor 106. It is important that the direction of wavelength dispersion is not parallel to the scanning direction, and it is desirable to keep it vertical.
A two-dimensional image sensor is used as the image sensor 106. FIG. 10 schematically shows the positions where the light P 1 and P 2 are irradiated on the image sensor 106. As a result, like the image sensor 106, the detection signal V OUT contains a component for each wavelength, and it becomes possible to measure the physical property change for each wavelength.

【0027】前述した図4の構成は、イメージセンサ1
06として1次元イメージセンサを1つだけで測定し得
るように光P1 ,P2 の分離される方向と走査方向とが
平行になるようにしたが、1次元イメージセンサ2つま
たは2次元イメージセンサを用いるのであれば、光
1 ,P2 の分離される方向と走査方向とが垂直であっ
てもよい。図11はその様子を示したもので、ミラー1
33又はハーフミラー131の反射する角度を変えてこ
れを達成している。図12は、イメージセンサ106上
に光P1 ,P2 が照射される位置を模式的に示したもの
である。
The above-described configuration of FIG. 4 has the image sensor 1
In order to measure only one one-dimensional image sensor as 06, the directions in which the light P 1 and P 2 are separated and the scanning direction are parallel to each other. If a sensor is used, the direction in which the lights P 1 and P 2 are separated may be perpendicular to the scanning direction. FIG. 11 shows the situation, and the mirror 1
This is achieved by changing the reflection angle of the 33 or half mirror 131. FIG. 12 schematically shows the positions where the light P 1 and P 2 are irradiated on the image sensor 106.

【0028】また、波長分散により、波長ごとに試料3
01の物性変化を調べることも可能で、図13のように
イメージセンサ106の手前にプリズム108を設ける
ことで達成される。図14は、イメージセンサ106上
に光P1 ,P2 が照射される位置を模式的に示したもの
で、検出信号VOUT は波長ごとの成分を含んだものにな
って、波長ごとに物性変化を測定できるようになる。
Further, due to the wavelength dispersion, the sample 3 for each wavelength is
It is also possible to check the physical property change of No. 01, and this is achieved by providing the prism 108 in front of the image sensor 106 as shown in FIG. FIG. 14 schematically shows the positions where the light P 1 and P 2 are radiated on the image sensor 106. The detection signal V OUT contains a component for each wavelength, and the physical properties for each wavelength are shown. You will be able to measure changes.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上の通り本発明によれば、第1の光と
第2の光が非平行なためにイメージセンサ上の集光位置
が異なったものになっているので、イメージセンサで第
1の光と第2の光とがそれぞれ検出され、プローブ用と
モニタ用についての検出信号を得ることができ、より良
好な測定対象の光物性の測定を可能にする。
As described above, according to the present invention, since the first light and the second light are non-parallel, the converging positions on the image sensor are different. The first light and the second light are respectively detected, and detection signals for the probe and the monitor can be obtained, which enables better measurement of the optical properties of the measurement target.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の固体ストリークカメラの構成例を示し
た図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a solid streak camera of the present invention.

【図2】光偏向器の構成例を示した図。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of an optical deflector.

【図3】光偏向器の構成例を示した図。FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of an optical deflector.

【図4】光偏向器104,フーリエ変換レンズ105,
イメージセンサ106と光P1,P2 の位置関係を示し
た図。
FIG. 4 is an optical deflector 104, a Fourier transform lens 105,
Diagram showing the positional relationship between the image sensor 106 and the light P 1, P 2.

【図5】掃引電圧VS 、光P1 ,P2 の時間波形及び空
間波形を示した図。
FIG. 5 is a diagram showing a sweep voltage V S and time waveforms and spatial waveforms of lights P 1 and P 2 .

【図6】試料が光によって物性が変化するような材料を
用いた場合への応用を示した図。
FIG. 6 is a diagram showing application to a case where a sample is made of a material whose physical properties are changed by light.

【図7】プローブ用の光P1 をDC光とした場合、励起
光P3 及び光P1 の変化を示した図。
FIG. 7 is a diagram showing changes in excitation light P 3 and light P 1 when the probe light P 1 is DC light.

【図8】プローブ用の光P1 を異なった波長λ1
λ2 ,λ3 に分離して試料301に与えるようにした変
形例を示す図。
FIG. 8 shows the light P 1 for the probe having different wavelengths λ 1 ,
The figure which shows the modification which divided into (lambda) 2 and (lambda) 3 and was given to the sample 301.

【図9】波長分散により試料301の物性変化を調べる
ようにした変形例を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a modified example in which changes in physical properties of the sample 301 are examined by wavelength dispersion.

【図10】イメージセンサ106上に光P1 ,P2 が照
射される位置を模式的に示した図。
FIG. 10 is a diagram schematically showing a position where light P 1 and P 2 are irradiated on the image sensor 106.

【図11】光P1 ,P2 の分離される方向と走査方向と
を垂直にした変形例を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a modified example in which the direction in which the lights P 1 and P 2 are separated and the scanning direction are perpendicular to each other.

【図12】イメージセンサ106上に光P1 ,P2 が照
射される位置を模式的に示した図。
FIG. 12 is a diagram schematically showing the positions where light P 1 and P 2 are irradiated onto the image sensor 106.

【図13】光P1 ,P2 の分離される方向と走査方向と
を垂直にした変形例を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing a modification in which the direction in which the lights P 1 and P 2 are separated and the scanning direction are perpendicular to each other.

【図14】イメージセンサ106上に光P1 ,P2 が照
射される位置を模式的に示した図。
FIG. 14 is a diagram schematically showing a position where light P 1 and P 2 are irradiated on the image sensor 106.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

102…偏光子、103…アパーチャ、104…光偏向
器、105…フーリエ変換レンズ、106…イメージセ
ンサ、108…プリズム、121…コントローラ、12
3…高圧回路、301…試料、P1 ,P2 …光、13
1,134…ハーフミラー、132,133…ミラー。
102 ... Polarizer, 103 ... Aperture, 104 ... Optical deflector, 105 ... Fourier transform lens, 106 ... Image sensor, 108 ... Prism, 121 ... Controller, 12
3 ... High-voltage circuit, 301 ... Sample, P 1 , P 2 ... Light, 13
1,134 ... Half mirror, 132, 133 ... Mirror.

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光源からのパルス光に対応したタイミン
グで入射した光を光偏向器で走査し、前記光偏向器で走
査された光をイメージセンサ上に集光させて検出し検出
信号として出力する固体ストリークカメラであって、 前記パルス光から、プローブ用の第1の光とモニタ用の
第2の光とに分岐して第1の光を測定対象に与え、前記
測定対象からの前記第1の光と前記第2の光とを非平行
に前記光偏向器に与える光学的手段を備えた固体ストリ
ークカメラ。
1. A light deflector scans light incident at a timing corresponding to pulsed light from a light source, collects the light scanned by the light deflector onto an image sensor, detects the light, and outputs it as a detection signal. In the solid streak camera, the pulsed light is branched into a first light for a probe and a second light for a monitor, and the first light is applied to a measurement target. A solid-state streak camera comprising optical means for imparting the first light and the second light non-parallel to the light deflector.
【請求項2】 前記光学的手段は、入射したパルス光か
ら第1の光と第2の光とに分岐する第1のハーフミラー
と、前記第2の光路上に配置され、前記測定対象を透過
してきた前記第1の光を、前記第2の光の光軸と所定の
角度を持つように折り返して前記光偏向器に与える第2
のハーフミラーとを含んで構成されていることを特徴と
する請求項1記載の固体ストリークカメラ。
2. The optical means is disposed on the second optical path, a first half mirror that splits the incident pulsed light into first light and second light, and measures the measurement target. A second light which is returned to the optical deflector by folding back the transmitted first light so as to have a predetermined angle with the optical axis of the second light.
2. The solid streak camera according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 前記光偏向器で走査された光を分散して
前記イメージセンサ上への位置を波長分散に応じた異な
ったものにする分散手段をさらに備えたことを特徴とす
る請求項1記載の固体ストリークカメラ。
3. A dispersion means is further provided to disperse the light scanned by the light deflector so as to make the position on the image sensor different depending on the wavelength dispersion. The solid streak camera described.
【請求項4】 前記光偏向器の走査方向と、前記第1の
光と前記第2の光とが分離される方向とが略平行である
ことを特徴とする請求項3記載の固体ストリークカメ
ラ。
4. The solid streak camera according to claim 3, wherein a scanning direction of the optical deflector and a direction in which the first light and the second light are separated are substantially parallel to each other. .
【請求項5】 前記光偏向器の走査方向と、前記第1の
光と前記第2の光とが分離される方向とが略垂直である
ことを特徴とする請求項3記載の固体ストリークカメ
ラ。
5. The solid streak camera according to claim 3, wherein a scanning direction of the optical deflector and a direction in which the first light and the second light are separated are substantially perpendicular to each other. .
【請求項6】 前記光学的手段は、入射したパルス光を
異なった波長を持つ複数の第1の光と第2の光とに分岐
させる第1のハーフミラーと、前記第2の光の光路上に
配置され、前記測定対象を透過してきた複数の前記第1
の光を、前記第2の光の光軸と所定の角度を持つように
折り返して前記光偏向器に与える第2のハーフミラーと
を含んで構成されていることを特徴とする請求項1記載
の固体ストリークカメラ。
6. The optical means comprises a first half mirror for splitting incident pulsed light into a plurality of first light and second light having different wavelengths, and the light of the second light. A plurality of the first units arranged on the road and transmitted through the measurement target.
2. The second half mirror which returns the light of the second light so as to have a predetermined angle with the optical axis of the second light and gives the light to the optical deflector. Solid streak camera.
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