JP2970961B2 - 光波形測定装置 - Google Patents
光波形測定装置Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、螢光寿命の測定のよう
な、ナノ秒からフェムト秒（１０-9〜１０-1 5 ）の高速
の光現象の測定に用いられる光波形測定装置に関する。
な、ナノ秒からフェムト秒（１０-9〜１０-1 5 ）の高速
の光現象の測定に用いられる光波形測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光波形測定に従来から用いられてきた方
法としては、ｐｉｎフォトダイオード等の光検出器とオ
シロスコープとを組み合わせた方法、単一光子計数法、
ストリークカメラ法などがあるが、本発明はストリーク
管を用いた光波形測定装置に関するものであるので、以
下ストリークカメラ法について説明する。
法としては、ｐｉｎフォトダイオード等の光検出器とオ
シロスコープとを組み合わせた方法、単一光子計数法、
ストリークカメラ法などがあるが、本発明はストリーク
管を用いた光波形測定装置に関するものであるので、以
下ストリークカメラ法について説明する。
【０００３】図６はストリークカメラ法の装置構成を示
す。装置は、パルス光源２とストリークカメラ４とから
構成される。パルス光源２はパルス状のレーザ光を発生
するレーザ装置１１と、その励起光の発生タイミング、
波形等を制御する発振制御装置１２とを備える。ストリ
ークカメラ４は、発振制御装置１２の駆動信号（例え
ば、レーザキャビティ中に配置されたポッケルスセルの
駆動信号、音響−光学素子を駆動する高周波信号等）を
基準としたモニタ信号を受けてこれをトリガするトリガ
回路１４と、トリガ回路１４からの出力を受けて偏向電
圧を発生する偏向電圧発生回路１５と、偏向電圧発生回
路１５の発生する偏向電圧で動作するストリーク管１６
とを備える。図示の装置では、発振制御装置１２の発生
する駆動信号に応じて、レーザ装置１１からのレーザ光
が測定試料に照射される。測定試料からの螢光等は、ス
トリーク管１６の光電面１６ａに投影される。光電面１
６ａからの光電子は、発振制御装置１２の駆動信号に同
期して偏向電圧が加えられる偏向板１６ｂで偏向・掃引
された後、ストリーク像として出力される。
す。装置は、パルス光源２とストリークカメラ４とから
構成される。パルス光源２はパルス状のレーザ光を発生
するレーザ装置１１と、その励起光の発生タイミング、
波形等を制御する発振制御装置１２とを備える。ストリ
ークカメラ４は、発振制御装置１２の駆動信号（例え
ば、レーザキャビティ中に配置されたポッケルスセルの
駆動信号、音響−光学素子を駆動する高周波信号等）を
基準としたモニタ信号を受けてこれをトリガするトリガ
回路１４と、トリガ回路１４からの出力を受けて偏向電
圧を発生する偏向電圧発生回路１５と、偏向電圧発生回
路１５の発生する偏向電圧で動作するストリーク管１６
とを備える。図示の装置では、発振制御装置１２の発生
する駆動信号に応じて、レーザ装置１１からのレーザ光
が測定試料に照射される。測定試料からの螢光等は、ス
トリーク管１６の光電面１６ａに投影される。光電面１
６ａからの光電子は、発振制御装置１２の駆動信号に同
期して偏向電圧が加えられる偏向板１６ｂで偏向・掃引
された後、ストリーク像として出力される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
装置では、発振制御装置１２の駆動信号と、ストリーク
カメラ４のトリガ信号または同期信号との間にジッタが
あり、このジッタが時間分解能を劣化させていた。この
現象は、主にストリークカメラ４自体のトリガ回路１４
のジッタに起因する。すなわち、ストリークカメラ４へ
の入力トリガ信号と偏向板１６ｂへの偏向電圧との間に
ジッタがあるため、被測定光をストリークカメラ４で積
算する場合等、時間分解能がこのジッタによって制限さ
れていた。
装置では、発振制御装置１２の駆動信号と、ストリーク
カメラ４のトリガ信号または同期信号との間にジッタが
あり、このジッタが時間分解能を劣化させていた。この
現象は、主にストリークカメラ４自体のトリガ回路１４
のジッタに起因する。すなわち、ストリークカメラ４へ
の入力トリガ信号と偏向板１６ｂへの偏向電圧との間に
ジッタがあるため、被測定光をストリークカメラ４で積
算する場合等、時間分解能がこのジッタによって制限さ
れていた。
【０００５】そこで、本発明は、ジッタを減少させ、測
定試料からの被測定光の時間的な強度変化を高い時間分
解能で安定に検出することが可能な光波形測定装置を提
供することを目的とする。
定試料からの被測定光の時間的な強度変化を高い時間分
解能で安定に検出することが可能な光波形測定装置を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る光波形測定装置は、測定試料を励起す
るレーザ光を発生するレーザ手段と、該レーザ手段のレ
ーザ発振を制御する発振制御手段と、励起された測定試
料からの被測定光を検出するストリーク管と、該ストリ
ーク管の偏向板を駆動するための偏向電圧を発生する偏
向電圧発生手段とを備え、被測定光の時間的な強度変化
を高い時間分解能で測定する光波形測定装置であって、
偏向電圧によって前記発振制御手段が駆動され、発振制
御手段の動作が制御されるようになっていることを特徴
とする。また、本発明に係る光波形測定装置は、測定試
料を励起するレーザ光を発生するレーザ手段と、該レー
ザ手段のレーザ発振を制御する発振制御手段と、励起さ
れた測定試料からの被測定光を検出するストリーク管
と、該ストリーク管の偏向板を駆動するための偏向電圧
を発生する偏向電圧発生手段とを備え、被測定光の時間
的な強度変化を高い時間分解能で測定する光波形測定装
置であって、偏向電圧に起因する電磁波によって発振制
御手段が駆動され、発振制御手段の動作が制御されるよ
うになっていることを特徴とする。
め、本発明に係る光波形測定装置は、測定試料を励起す
るレーザ光を発生するレーザ手段と、該レーザ手段のレ
ーザ発振を制御する発振制御手段と、励起された測定試
料からの被測定光を検出するストリーク管と、該ストリ
ーク管の偏向板を駆動するための偏向電圧を発生する偏
向電圧発生手段とを備え、被測定光の時間的な強度変化
を高い時間分解能で測定する光波形測定装置であって、
偏向電圧によって前記発振制御手段が駆動され、発振制
御手段の動作が制御されるようになっていることを特徴
とする。また、本発明に係る光波形測定装置は、測定試
料を励起するレーザ光を発生するレーザ手段と、該レー
ザ手段のレーザ発振を制御する発振制御手段と、励起さ
れた測定試料からの被測定光を検出するストリーク管
と、該ストリーク管の偏向板を駆動するための偏向電圧
を発生する偏向電圧発生手段とを備え、被測定光の時間
的な強度変化を高い時間分解能で測定する光波形測定装
置であって、偏向電圧に起因する電磁波によって発振制
御手段が駆動され、発振制御手段の動作が制御されるよ
うになっていることを特徴とする。
【０００７】
【作用】上記のような光波形測定装置では、発振制御手
段の動作を制御するための制御信号として偏向電圧発生
手段が発生する偏向電圧を利用し、この偏向電圧にレー
ザ光の発生を同期させているので、発振制御手段自体が
発生する駆動信号を処理するトリガ回路を必要としな
い。このため、トリガ回路を利用することによって従来
生じていたジッタをなくすことができ、螢光寿命測定等
において時間的に安定した光波形測定を行うことができ
る。また、螢光等の被測定光をストリーク管で積算して
測定した場合、時間分解能のよい光波形測定を行うこと
ができる。
段の動作を制御するための制御信号として偏向電圧発生
手段が発生する偏向電圧を利用し、この偏向電圧にレー
ザ光の発生を同期させているので、発振制御手段自体が
発生する駆動信号を処理するトリガ回路を必要としな
い。このため、トリガ回路を利用することによって従来
生じていたジッタをなくすことができ、螢光寿命測定等
において時間的に安定した光波形測定を行うことができ
る。また、螢光等の被測定光をストリーク管で積算して
測定した場合、時間分解能のよい光波形測定を行うこと
ができる。
【０００８】発振制御手段の動作を制御するための制御
信号は、偏向電圧に起因する電磁波を利用したものとす
ることができる。また、レーザ手段が発生するレーザ光
の一部を受光する光検出器と、この光検出器からの出力
信号と偏向電圧との位相を比較する位相検出器とをさら
に設け、光検出器からの出力信号を偏向電圧発生手段に
帰還することとしてもよい。
信号は、偏向電圧に起因する電磁波を利用したものとす
ることができる。また、レーザ手段が発生するレーザ光
の一部を受光する光検出器と、この光検出器からの出力
信号と偏向電圧との位相を比較する位相検出器とをさら
に設け、光検出器からの出力信号を偏向電圧発生手段に
帰還することとしてもよい。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の第１実施例を示すブロック図
である。偏向電圧発生回路５５から発生された偏向電圧
はストリーク管５６の偏向板５６ｂに印加される。この
偏向電圧は発振制御装置５２にも伝えられてレーザ装置
５１の制御に供される。レーザ装置５１からのパルス状
のレーザ光は測定試料に照射される。測定試料からの被
測定光は、ストリーク管５６の光電面５６ａで光電子に
変換され、偏向板５６ｂで偏向された後、螢光面５６ｃ
でストリーク像に変換される。
である。偏向電圧発生回路５５から発生された偏向電圧
はストリーク管５６の偏向板５６ｂに印加される。この
偏向電圧は発振制御装置５２にも伝えられてレーザ装置
５１の制御に供される。レーザ装置５１からのパルス状
のレーザ光は測定試料に照射される。測定試料からの被
測定光は、ストリーク管５６の光電面５６ａで光電子に
変換され、偏向板５６ｂで偏向された後、螢光面５６ｃ
でストリーク像に変換される。
【００１０】ストリーク管５６は、図２に示すように、
被測定光を受光し光電子に変換する光電面と、光電面か
ら出射した電子を加速する加速電極と、加速された電子
を偏向させる偏向板と、偏向された電子を増倍するマイ
クロチャンネルプレートと、増倍された電子を可視光に
変換する螢光面とから構成される。測定試料に合わせて
スリット、レンズ等からなる入力光学系をさらに設けて
もよい。被測定光の強度変化は、光電面から出射される
電子の量に変換され、偏向板に印加される偏向電圧によ
って螢光面上に時系列で並べられる。並べられた電子
は、螢光面の輝度変化として出力され、これがすなわち
被測定光の時間的な強度変化となる。
被測定光を受光し光電子に変換する光電面と、光電面か
ら出射した電子を加速する加速電極と、加速された電子
を偏向させる偏向板と、偏向された電子を増倍するマイ
クロチャンネルプレートと、増倍された電子を可視光に
変換する螢光面とから構成される。測定試料に合わせて
スリット、レンズ等からなる入力光学系をさらに設けて
もよい。被測定光の強度変化は、光電面から出射される
電子の量に変換され、偏向板に印加される偏向電圧によ
って螢光面上に時系列で並べられる。並べられた電子
は、螢光面の輝度変化として出力され、これがすなわち
被測定光の時間的な強度変化となる。
【００１１】偏向電圧発生回路５５が発生する偏向電圧
には、単掃引型のものやシンクロスキャン型のものが考
えられる。単掃引型の場合、偏向板に数ｋＶのピーク値
を有するのこぎり波または矩形波の偏向電圧を印加す
る。この繰返し周波数は最大１ｋＨｚ程度である。シン
クロスキャン型の場合、偏向板に１００ＭＨｚ程度の正
弦波の偏向電圧を印加する。
には、単掃引型のものやシンクロスキャン型のものが考
えられる。単掃引型の場合、偏向板に数ｋＶのピーク値
を有するのこぎり波または矩形波の偏向電圧を印加す
る。この繰返し周波数は最大１ｋＨｚ程度である。シン
クロスキャン型の場合、偏向板に１００ＭＨｚ程度の正
弦波の偏向電圧を印加する。
【００１２】螢光等の被測定光の励起光源となるレーザ
装置５１としては、固体レーザ、色素レーザ、半導体レ
ーザ等を使用することができる。
装置５１としては、固体レーザ、色素レーザ、半導体レ
ーザ等を使用することができる。
【００１３】発振制御装置５２は、Ｑスイッチにより、
キャビティダンパにより、音響−光学素子（モードロッ
カー）を用いたモード同期により、あるいはサイラトロ
ン等を用いた発振制御によって、レーザ装置５１から短
パルス化されたレーザ光を出力させる。
キャビティダンパにより、音響−光学素子（モードロッ
カー）を用いたモード同期により、あるいはサイラトロ
ン等を用いた発振制御によって、レーザ装置５１から短
パルス化されたレーザ光を出力させる。
【００１４】Ｑスイッチについて簡単に説明する。レー
ザ共振器の共振損失が大きい状態では、反転分布量が通
常の状態に比べ大きく、これをミラー、電気光学結晶等
により瞬時に共振器損失の小さい状態にすることによっ
て、レーザのパワーが大きくパルス幅の短いレーザパル
スを得る。キャビティダンパについて簡単に説明する。
レーザ共振器内でレーザを常に発振状態にし、共振器内
に光エネルギーを常時蓄えておく。レーザ共振器内に置
かれた電気光学結晶等による光偏向器を駆動させること
によって、蓄えられた光エネルギーを高速で直接外部に
取り出すことができる。光偏向器としては、ポッケルス
セルと偏光素子との組み合わせや超音波光偏向器などが
用いられる。モード同期について簡単に説明する。レー
ザ共振器内の縦モード間の位相を音響−光学素子等の外
部変調器等によって強制的に揃える強制モード同期法な
どがある。サイラトロンを用いる場合について説明す
る。銅蒸気レーザ等のパルスレーザは、パルス放電によ
って金属蒸気を励起することによってパルス発振をさせ
るものであるが、パルス放電をさせるスイッチ素子とし
ては、サイラトロンなどの高速、高圧、大電流の素子が
用いられる。
ザ共振器の共振損失が大きい状態では、反転分布量が通
常の状態に比べ大きく、これをミラー、電気光学結晶等
により瞬時に共振器損失の小さい状態にすることによっ
て、レーザのパワーが大きくパルス幅の短いレーザパル
スを得る。キャビティダンパについて簡単に説明する。
レーザ共振器内でレーザを常に発振状態にし、共振器内
に光エネルギーを常時蓄えておく。レーザ共振器内に置
かれた電気光学結晶等による光偏向器を駆動させること
によって、蓄えられた光エネルギーを高速で直接外部に
取り出すことができる。光偏向器としては、ポッケルス
セルと偏光素子との組み合わせや超音波光偏向器などが
用いられる。モード同期について簡単に説明する。レー
ザ共振器内の縦モード間の位相を音響−光学素子等の外
部変調器等によって強制的に揃える強制モード同期法な
どがある。サイラトロンを用いる場合について説明す
る。銅蒸気レーザ等のパルスレーザは、パルス放電によ
って金属蒸気を励起することによってパルス発振をさせ
るものであるが、パルス放電をさせるスイッチ素子とし
ては、サイラトロンなどの高速、高圧、大電流の素子が
用いられる。
【００１５】偏向電圧発生回路５５の発生する偏向電圧
が単掃引型の場合、発振制御装置５２として、Ｑスイッ
チ、キャビティダンパ、サイラトロン等を用いることが
できる。偏向電圧は一般に数ｋＶ程度の高電圧になるの
でこの高い電圧を減衰させてもよいが、キャビティダン
パに用いるポッケルスセル等は高い駆動電圧を必要とす
るので直接駆動してもよい。つまり、ストリーク管５６
の偏向板５６ｂと発振制御装置５２を構成するポッケル
スセルとが偏向電圧発生回路５５に対し並列に接続され
ていてもよい。シンクロスキャン型の偏向電圧を利用す
る場合、発振制御装置５２としては、モードロッカー等
を用いることができる。モードロッカーの同期信号とし
て、或いはモードロッカーを直接駆動する信号として偏
向電圧の一部を利用する。
が単掃引型の場合、発振制御装置５２として、Ｑスイッ
チ、キャビティダンパ、サイラトロン等を用いることが
できる。偏向電圧は一般に数ｋＶ程度の高電圧になるの
でこの高い電圧を減衰させてもよいが、キャビティダン
パに用いるポッケルスセル等は高い駆動電圧を必要とす
るので直接駆動してもよい。つまり、ストリーク管５６
の偏向板５６ｂと発振制御装置５２を構成するポッケル
スセルとが偏向電圧発生回路５５に対し並列に接続され
ていてもよい。シンクロスキャン型の偏向電圧を利用す
る場合、発振制御装置５２としては、モードロッカー等
を用いることができる。モードロッカーの同期信号とし
て、或いはモードロッカーを直接駆動する信号として偏
向電圧の一部を利用する。
【００１６】図１の光波形測定装置の動作について説明
する。偏向電圧発生回路５５からの電圧信号に応じてレ
ーザ装置５１からパルス状のレーザ光が発生する。この
レーザ光はミラー５３を経た後、測定試料に入射する。
測定試料から発生した螢光等は、被測定光としてストリ
ーク管５６の光電面５６ａに入射する。光電面５６ａか
らは被測定光に対応して電子が発生し、加速されて偏向
板５６ｂ間を通過する。この電子は、偏向板５６ｂ間を
通過する間に偏向されて螢光面５６ｃに入射する。偏向
電圧発生回路５５から発生された単掃引型またはシンク
ロスキャン型の偏向電圧は偏向板５６ｂにも印加されて
いるので、被測定光に対応して発生した電子は螢光面５
６ｃ上を掃引される。この掃引が繰り返されると、高い
輝度差のストリーク像を出力することができる。このス
トリーク像は、被測定光の時間的な強度変化を示してい
る。この場合、偏向電圧発生回路５５の発生する偏向電
圧のタイミングにレーザ光の出射タイミングを合わせて
いるので、ストリークカメラのトリガ系のジッタをなく
すことができる。
する。偏向電圧発生回路５５からの電圧信号に応じてレ
ーザ装置５１からパルス状のレーザ光が発生する。この
レーザ光はミラー５３を経た後、測定試料に入射する。
測定試料から発生した螢光等は、被測定光としてストリ
ーク管５６の光電面５６ａに入射する。光電面５６ａか
らは被測定光に対応して電子が発生し、加速されて偏向
板５６ｂ間を通過する。この電子は、偏向板５６ｂ間を
通過する間に偏向されて螢光面５６ｃに入射する。偏向
電圧発生回路５５から発生された単掃引型またはシンク
ロスキャン型の偏向電圧は偏向板５６ｂにも印加されて
いるので、被測定光に対応して発生した電子は螢光面５
６ｃ上を掃引される。この掃引が繰り返されると、高い
輝度差のストリーク像を出力することができる。このス
トリーク像は、被測定光の時間的な強度変化を示してい
る。この場合、偏向電圧発生回路５５の発生する偏向電
圧のタイミングにレーザ光の出射タイミングを合わせて
いるので、ストリークカメラのトリガ系のジッタをなく
すことができる。
【００１７】図３は第２実施例の光波形測定装置を示
す。第２実施例は第１実施例とほぼ同様の構成を有する
ので、同一部分には同様の符号を付して説明を省略す
る。第２実施例の場合、発振制御装置５２を駆動するた
めの同期信号として、偏向電圧発生装置５５から偏向板
５６ｂに印加される偏向電圧に起因する電磁波を用い
る。電磁波は適当なアンテナ５２ａを用いて構成するこ
とができる。この場合、発振制御装置５２内の光学素子
をアンテナ５２ａの出力で直接駆動することは困難であ
るが、偏向電圧の印加と同時に電磁波が出力されるた
め、ジッタを抑えることができる。
す。第２実施例は第１実施例とほぼ同様の構成を有する
ので、同一部分には同様の符号を付して説明を省略す
る。第２実施例の場合、発振制御装置５２を駆動するた
めの同期信号として、偏向電圧発生装置５５から偏向板
５６ｂに印加される偏向電圧に起因する電磁波を用い
る。電磁波は適当なアンテナ５２ａを用いて構成するこ
とができる。この場合、発振制御装置５２内の光学素子
をアンテナ５２ａの出力で直接駆動することは困難であ
るが、偏向電圧の印加と同時に電磁波が出力されるた
め、ジッタを抑えることができる。
【００１８】図４は第３実施例の光波形測定装置を示
す。第３実施例の場合、シンクロスキャン型のストリー
クカメラ１５６を用いている。図において、偏向電圧発
生手段である基準発振器１５５からの出力電圧は、発振
制御装置５２と、ストリークカメラ１５６内の共振回路
５８と、位相検出器６０の一方の入力に接続されてい
る。発振制御装置５２、共振回路５８及び位相検出器６
０のそれぞれに配分される出力電圧の電力は、適当な減
衰手段等によって決定されている。
す。第３実施例の場合、シンクロスキャン型のストリー
クカメラ１５６を用いている。図において、偏向電圧発
生手段である基準発振器１５５からの出力電圧は、発振
制御装置５２と、ストリークカメラ１５６内の共振回路
５８と、位相検出器６０の一方の入力に接続されてい
る。発振制御装置５２、共振回路５８及び位相検出器６
０のそれぞれに配分される出力電圧の電力は、適当な減
衰手段等によって決定されている。
【００１９】ストリークカメラ１５６の共振回路５８
は、ストリーク管５６の偏向板５６ｂを基準発振器１５
５の出力電圧の周波数と共振させるためのインダクタン
スなどで構成されている。偏向板５６ｂを基準発振器１
５５に共振させることによって、非常に大きな偏向電圧
を偏向板５６ｂ間に印加することができる。
は、ストリーク管５６の偏向板５６ｂを基準発振器１５
５の出力電圧の周波数と共振させるためのインダクタン
スなどで構成されている。偏向板５６ｂを基準発振器１
５５に共振させることによって、非常に大きな偏向電圧
を偏向板５６ｂ間に印加することができる。
【００２０】一方、レーザ装置５１からのパルス状のレ
ーザ光は、分岐手段であるハーフミラー１５３で反射・
透過されて、測定試料を照射する励起光と光検出器６２
への入力光とに分岐される。光検出器６２に入射したパ
ルス状のレーザ光は、電気信号に変換されて位相検出器
６０の他方の入力に接続される。位相検出器６０は、基
準発振器１５５からの出力電圧の位相と、光検出器６２
からの出力電圧の位相とを比較し、位相変動があった場
合は、基準発振器１５５にその変動分を補正するように
帰還をかけるようになっている。この帰還を行うことに
より、レーザ装置５１自身（レーザ媒質や構成部品な
ど）がもつ熱的な変動などのゆっくりした変動分を補正
することができ、長時間、被測定光を積算することがで
きる。なお、位相検出器６０の帰還出力をレーザ装置５
１のエンドミラー等の制御に用いれば、レーザ光の発振
繰返し周波数、出力エネルギー等を安定化させ得る。
ーザ光は、分岐手段であるハーフミラー１５３で反射・
透過されて、測定試料を照射する励起光と光検出器６２
への入力光とに分岐される。光検出器６２に入射したパ
ルス状のレーザ光は、電気信号に変換されて位相検出器
６０の他方の入力に接続される。位相検出器６０は、基
準発振器１５５からの出力電圧の位相と、光検出器６２
からの出力電圧の位相とを比較し、位相変動があった場
合は、基準発振器１５５にその変動分を補正するように
帰還をかけるようになっている。この帰還を行うことに
より、レーザ装置５１自身（レーザ媒質や構成部品な
ど）がもつ熱的な変動などのゆっくりした変動分を補正
することができ、長時間、被測定光を積算することがで
きる。なお、位相検出器６０の帰還出力をレーザ装置５
１のエンドミラー等の制御に用いれば、レーザ光の発振
繰返し周波数、出力エネルギー等を安定化させ得る。
【００２１】図５は第４実施例の光波形測定装置の具体
的構成を示す。第４実施例の場合、単掃引型のストリー
クカメラを利用し、レーザ装置の発振制御のためキャビ
ティダンパを用いる。
的構成を示す。第４実施例の場合、単掃引型のストリー
クカメラを利用し、レーザ装置の発振制御のためキャビ
ティダンパを用いる。
【００２２】偏向電圧発生回路５５から発生された偏向
電圧は、適当な分岐装置によって分岐される。この一方
はストリーク管５６のキャビティダンパ５１ｃ、５１
ｄ、１５２を構成する光偏向器１５２に、他方は同軸ケ
ーブル等で構成された遅延回路１５８を介してストリー
ク管５６の偏向板５６ｂに印加される。キャビティダン
パは、図示のようにレーザ共振器５１ｂ、５１ｃ、５１
ｄ中に置かれた光偏向器１５２に駆動電圧を加えること
によって、レーザ媒質５１ａを通るレーザ光の光路を一
瞬に変え、パルス状のレーザ光を出力として取り出すも
のである。出力されたパルス状のレーザ光は、ミラー２
５３で反射されて測定試料１００に照射される。レーザ
光に応じて測定試料１００から発生した螢光は、レンズ
７０によって集光されて被測定光として光電面５６ａに
入射する。光電面５６ａからは被測定光に対応して電子
が発生し、加速電極５６ｄで加速されて偏向板５６ｂ間
を通過する。加速された電子は、偏向板５６ｂで偏向さ
れてマイクロチャンネルプレート５６ｅに入射し、ここ
で増倍されて螢光面５６ｃに入射する。偏向電圧発生回
路５５から発生された単掃引型の偏向電圧は、遅延回路
１５８を介して偏向板５６ｂにも印加されているので、
光電面５６ａで発生した電子はマイクロチャンネルプレ
ート５６ｅ及び螢光面５６ｃ上を掃引される。なお、遅
延回路１５８は、被測定光がストリーク管５６に入射す
るタイミングと、ストリーク管５６の偏向とのタイミン
グを合わせるために用いられる。螢光面５６ｃ上に表れ
たストリーク像は結像レンズ８０をへて撮像装置９０に
投影される。
電圧は、適当な分岐装置によって分岐される。この一方
はストリーク管５６のキャビティダンパ５１ｃ、５１
ｄ、１５２を構成する光偏向器１５２に、他方は同軸ケ
ーブル等で構成された遅延回路１５８を介してストリー
ク管５６の偏向板５６ｂに印加される。キャビティダン
パは、図示のようにレーザ共振器５１ｂ、５１ｃ、５１
ｄ中に置かれた光偏向器１５２に駆動電圧を加えること
によって、レーザ媒質５１ａを通るレーザ光の光路を一
瞬に変え、パルス状のレーザ光を出力として取り出すも
のである。出力されたパルス状のレーザ光は、ミラー２
５３で反射されて測定試料１００に照射される。レーザ
光に応じて測定試料１００から発生した螢光は、レンズ
７０によって集光されて被測定光として光電面５６ａに
入射する。光電面５６ａからは被測定光に対応して電子
が発生し、加速電極５６ｄで加速されて偏向板５６ｂ間
を通過する。加速された電子は、偏向板５６ｂで偏向さ
れてマイクロチャンネルプレート５６ｅに入射し、ここ
で増倍されて螢光面５６ｃに入射する。偏向電圧発生回
路５５から発生された単掃引型の偏向電圧は、遅延回路
１５８を介して偏向板５６ｂにも印加されているので、
光電面５６ａで発生した電子はマイクロチャンネルプレ
ート５６ｅ及び螢光面５６ｃ上を掃引される。なお、遅
延回路１５８は、被測定光がストリーク管５６に入射す
るタイミングと、ストリーク管５６の偏向とのタイミン
グを合わせるために用いられる。螢光面５６ｃ上に表れ
たストリーク像は結像レンズ８０をへて撮像装置９０に
投影される。
【００２３】
【発明の効果】本発明に係る光波形測定装置によれば、
発振制御手段の動作を制御するための制御信号として偏
向電圧発生手段が発生する偏向電圧を利用しているの
で、ストリーク管の偏向のタイミングとレーザ光の発生
のタイミングを正確に同期させることができる。これに
よって、発振制御手段自体が発生する駆動信号を処理す
るトリガ回路を必要としなくなり、トリガ回路を利用す
ることによって従来生じていたジッタをなくすことがで
き、さらに高い時間分解能の光波形測定を可能にするこ
とができる。
発振制御手段の動作を制御するための制御信号として偏
向電圧発生手段が発生する偏向電圧を利用しているの
で、ストリーク管の偏向のタイミングとレーザ光の発生
のタイミングを正確に同期させることができる。これに
よって、発振制御手段自体が発生する駆動信号を処理す
るトリガ回路を必要としなくなり、トリガ回路を利用す
ることによって従来生じていたジッタをなくすことがで
き、さらに高い時間分解能の光波形測定を可能にするこ
とができる。
【図１】本発明の第１実施例に係る光波形測定装置の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】図１のストリーク管の構成を示した図である。
【図３】本発明の第２実施例の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図４】本発明の第３実施例の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図５】本発明の第４実施例の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図６】従来例の光波形測定装置の構成を示す図であ
る。
る。
５１…レーザ手段 ５２…発振制御手段 ５５…偏向電圧発生手段 ５６…ストリーク管
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01J 1/42 G01J 1/02 H01J 31/50 - 31/56
Claims (3)
- 【請求項１】 測定試料を励起するレーザ光を発生する
レーザ手段と、該レーザ手段のレーザ発振を制御する発
振制御手段と、励起された測定試料からの被測定光を検
出するストリーク管と、該ストリーク管の偏向板を駆動
するための偏向電圧を発生する偏向電圧発生手段とを備
え、被測定光の時間的な強度変化を高い時間分解能で測
定する光波形測定装置であって、 前記偏向電圧によって前記発振制御手段が駆動され、前
記発振制御手段の動作が制御されるようになっているこ
とを特徴とする光波形測定装置。 - 【請求項２】 測定試料を励起するレーザ光を発生する
レーザ手段と、該レーザ手段のレーザ発振を制御する発
振制御手段と、励起された測定試料からの被測定光を検
出するストリーク管と、該ストリーク管の偏向板を駆動
するための偏向電圧を発生する偏向電圧発生手段とを備
え、被測定光の時間的な強度変化を高い時間分解能で測
定する光波形測定装置であって、 前記偏向電圧に起因する電磁波によって前記発振制御手
段が駆動され、前記発振制御手段の動作が制御されるよ
うになっていることを特徴とする光波形測定装置。 - 【請求項３】 前記レーザ手段が発生するレーザ光の一
部を受光する光検出器と、該光検出器からの出力信号と
前記偏向電圧との位相を比較する位相検出器とをさらに
備え、前記光検出器からの出力信号を前記偏向電圧発生
手段に帰還することを特徴とする請求項１又は２に記載
の光波形測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3213947A JP2970961B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 光波形測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3213947A JP2970961B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 光波形測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0552651A JPH0552651A (ja) | 1993-03-02 |
| JP2970961B2 true JP2970961B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=16647687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3213947A Expired - Fee Related JP2970961B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 光波形測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2970961B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012058079A (ja) * | 2010-09-09 | 2012-03-22 | Ricoh Co Ltd | レーザレーダシステム及び移動体 |
-
1991
- 1991-08-26 JP JP3213947A patent/JP2970961B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0552651A (ja) | 1993-03-02 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |