JP3357363B2 - 音響光学デバイスを使用する測定のための方法及び装置 - Google Patents
音響光学デバイスを使用する測定のための方法及び装置Info
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- G01N21/55—Specular reflectivity
- G01N21/552—Attenuated total reflection
- G01N21/553—Attenuated total reflection and using surface plasmons
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- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/90—Plate chromatography, e.g. thin layer or paper chromatography
- G01N30/95—Detectors specially adapted therefor; Signal analysis
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は音響光学測定デバイスの使用、及び特にこの
ようなデバイスを使用する微分（differential）光学測
定に関する。
ようなデバイスを使用する微分（differential）光学測
定に関する。
非常に広範な測定テクノロジで光学技術が開発されて
いる。測定の重要な要素は、測定される物理的性質の小
さな変化に対する感度である。従って、幾つかの型の光
学測定の感度を高めることのできる発明には多数の潜在
的用途がある。
いる。測定の重要な要素は、測定される物理的性質の小
さな変化に対する感度である。従って、幾つかの型の光
学測定の感度を高めることのできる発明には多数の潜在
的用途がある。
本発明の特徴は、直接微分光学測定を行うために位相
感知式検出技術と組み合わせて音響光学を使用すること
である。音響光学デバイスはある透明材料内での光波と
音波との相互作用に依存する。このデバイスは、光の強
度、波長及びビーム方向を調整するために光学系で広範
に使用されている。本発明で使用する２つの型の音響光
学デバイスは音響光学偏向器及び音響光学チューナブル
フィルタである。その名が意味するように、音響光学偏
向器はデバイス通過時での光ビームの偏向角度を電子的
に調整し、音響光学チューナブルフィルタはデバイスに
よって透過される光の波長を調整する。これらのデバイ
スの重要な特徴はその非常に速い走査速度及び連続的な
走査範囲である。これら２つの点で、音響光学デバイス
は同等の電気機械デバイスよりも優れている。但し角度
及び波長の走査範囲が制限される。
感知式検出技術と組み合わせて音響光学を使用すること
である。音響光学デバイスはある透明材料内での光波と
音波との相互作用に依存する。このデバイスは、光の強
度、波長及びビーム方向を調整するために光学系で広範
に使用されている。本発明で使用する２つの型の音響光
学デバイスは音響光学偏向器及び音響光学チューナブル
フィルタである。その名が意味するように、音響光学偏
向器はデバイス通過時での光ビームの偏向角度を電子的
に調整し、音響光学チューナブルフィルタはデバイスに
よって透過される光の波長を調整する。これらのデバイ
スの重要な特徴はその非常に速い走査速度及び連続的な
走査範囲である。これら２つの点で、音響光学デバイス
は同等の電気機械デバイスよりも優れている。但し角度
及び波長の走査範囲が制限される。
本発明に基づいて、音響光学デバイスと、試料又はセ
ンサ素子の光学的性質の微分を直接測定するための位相
感知式検出技術とを含む多数のタイプの光学測定の感度
を高めるための装置を提供する。
ンサ素子の光学的性質の微分を直接測定するための位相
感知式検出技術とを含む多数のタイプの光学測定の感度
を高めるための装置を提供する。
添付図面を参照して本発明を詳しく説明する。
図１は溶融石英プリズム上の銀層の反射率を示す。
図２は微分反射率の測定に使用する装置の概略図であ
る。
る。
図３は屈折率の高いガラスプリズム上ん銀層の反射率
を示す。
を示す。
図４は過マンガン酸カリウム溶液の微分透過率の測定
を概略的に示す。
を概略的に示す。
図５は過マンガン酸カリウム溶液の光の透過率を示
す。
す。
図６は光学的性質の小さなシフトの測定に使用する装
置の概略図である。
置の概略図である。
図７は銀層上で凝縮する水蒸気によるプラズモン角度
のシフトを示す。
のシフトを示す。
図８〜図11は説明のための図である。
図12は遠隔測定用光ファイバを含む装置の概略図であ
る。
る。
図13は微分分光法で使用する装置の概略図である。
図面によれば、光学測定システムは、試料又はセンサ
素子を探査するために使用されている光ビームの入射角
又は波長を変えるために音響光学偏向器又は音響光学チ
ューナブルフィルタを使用している。試料の光学的性質
が角度（運動量）又は波長（運動量若しくはエネルギ）
に依存するならば、適切に配置された光検波器は音響光
学変調と同一周波数で変調信号を受信する。この信号
は、音響光学変調周波数を基準として使用するロックイ
ン増幅器に供給され得る。一般に試料の光学的性質の変
動による光検波器の信号のこの成分のみが次に増幅され
る。増幅器からの出力信号のサイズは光検波器の信号の
変調に比例するので、これは実際には、角度又は波長に
対する試料の光学的性質の微分の直接的測定である。
素子を探査するために使用されている光ビームの入射角
又は波長を変えるために音響光学偏向器又は音響光学チ
ューナブルフィルタを使用している。試料の光学的性質
が角度（運動量）又は波長（運動量若しくはエネルギ）
に依存するならば、適切に配置された光検波器は音響光
学変調と同一周波数で変調信号を受信する。この信号
は、音響光学変調周波数を基準として使用するロックイ
ン増幅器に供給され得る。一般に試料の光学的性質の変
動による光検波器の信号のこの成分のみが次に増幅され
る。増幅器からの出力信号のサイズは光検波器の信号の
変調に比例するので、これは実際には、角度又は波長に
対する試料の光学的性質の微分の直接的測定である。
これを図１に示す。図１の点線は溶融石英プリズム上
の銀層の角度の関数としての反射率を示している。反射
率の下降は銀／空気のインタフェースの通常の表面プラ
ズモン−ポラリトン（polariton）共振によって引き起
こされる。実線はこの反射率の微分（dR/dθ）を示して
いる。これは図２に示すような入射角を変えるための音
響光学偏向器を使用して直接測定した。図２では、HeNe
レーザ２からの放射ビーム１は、電圧制御された周波数
源４から出る周波数の変調された駆動信号によって制御
される音響光学偏向器３を通過する。部分的に反射する
ミラー５は放射線を基準ビーム６とプローブビーム７と
に分割する。基準ビームはホトダイオード８によって検
出され且つアナログディバイダ回路９の一方の入力へと
至る。プローブビームはコンピュータ制御された回転式
ステージ12上に装着されたプリズム11の一面10上の銀層
から反射される。プローブビームは次いで、アナログデ
ィバイダ回路９の他方の入力に結合されたホトダイオー
ド13へと至る。基準電圧に対する信号の比率を表す信号
が、ディバイダ回路からロックイン増幅器14の入力に通
過する。ロックイン増幅器は、周波数変調信号をVCFSに
提供する信号発生器15からも供給を受ける。微分信号は
ロックイン増幅器からマイクロコンピュータ16に通過す
る。
の銀層の角度の関数としての反射率を示している。反射
率の下降は銀／空気のインタフェースの通常の表面プラ
ズモン−ポラリトン（polariton）共振によって引き起
こされる。実線はこの反射率の微分（dR/dθ）を示して
いる。これは図２に示すような入射角を変えるための音
響光学偏向器を使用して直接測定した。図２では、HeNe
レーザ２からの放射ビーム１は、電圧制御された周波数
源４から出る周波数の変調された駆動信号によって制御
される音響光学偏向器３を通過する。部分的に反射する
ミラー５は放射線を基準ビーム６とプローブビーム７と
に分割する。基準ビームはホトダイオード８によって検
出され且つアナログディバイダ回路９の一方の入力へと
至る。プローブビームはコンピュータ制御された回転式
ステージ12上に装着されたプリズム11の一面10上の銀層
から反射される。プローブビームは次いで、アナログデ
ィバイダ回路９の他方の入力に結合されたホトダイオー
ド13へと至る。基準電圧に対する信号の比率を表す信号
が、ディバイダ回路からロックイン増幅器14の入力に通
過する。ロックイン増幅器は、周波数変調信号をVCFSに
提供する信号発生器15からも供給を受ける。微分信号は
ロックイン増幅器からマイクロコンピュータ16に通過す
る。
真の微分の測定の重要性は、通常大きく、恐らく雑音
のあるバックグラウンド信号によって支配される非常に
弱い光学的性質の測定を可能とすることである。位相感
知式検出を伴う従来のビーム振幅変調も雑音を減少させ
るが、大きなバックグラウンド信号の効果は除去しな
い。
のあるバックグラウンド信号によって支配される非常に
弱い光学的性質の測定を可能とすることである。位相感
知式検出を伴う従来のビーム振幅変調も雑音を減少させ
るが、大きなバックグラウンド信号の効果は除去しな
い。
角度の変化に対する微分測定の力を図３に示す。屈折
率の高いガラスプリズム上に付着した厚い銀フィルムの
反射率を標準的な振幅変調検出システムを用いて測定す
ると、反射率は入射角範囲に対して一定であるように思
えた。しかしながら、音響光学偏向器で入射角を変えか
つ非常に高い利得（雑音を引き起こす）にセットされた
ロックイン増幅器を用いると、非常に弱い表面プラズモ
ン共振の存在を微分反射能から解明することができる。
率の高いガラスプリズム上に付着した厚い銀フィルムの
反射率を標準的な振幅変調検出システムを用いて測定す
ると、反射率は入射角範囲に対して一定であるように思
えた。しかしながら、音響光学偏向器で入射角を変えか
つ非常に高い利得（雑音を引き起こす）にセットされた
ロックイン増幅器を用いると、非常に弱い表面プラズモ
ン共振の存在を微分反射能から解明することができる。
本発明は更に、微分液体分光測定のような波長走査に
適用される。通常微分液体分光計では、問題の溶液を含
んでいるセルの吸収を単なる水の基準セルの吸収と比較
する。波長に対するこの比較吸収の微分を測定するため
に図４に示すシステムを使用した。白色光ビーム20は音
響光学チューナブルフィルタ22に入射する。波した出
力ビーム24は、プローブビーム30及び基準ビーム32を発
生させるために過マンガン酸カリウムを含む試料セル26
及び水を含む基準セル28を通過する。これらのビーム
は、ミラー34,36での反射後に、それぞれ信号ホトダイ
オード38及び基準フォトダイオード40によって検出され
る。これらのダイオードからの出力は、アナログディバ
イダ回路42、ロックイン増幅器44及びマイクロコンピュ
ータ46に供給される。信号発生器48はVCFS50に周波数変
調信号を提供し、ロックイン増幅器には基準信号を提供
する。マイクロコンピュータは音響光学チューナブルフ
ィルタを駆動するVCFSに付加的な波長走査信号を提供す
る。
適用される。通常微分液体分光計では、問題の溶液を含
んでいるセルの吸収を単なる水の基準セルの吸収と比較
する。波長に対するこの比較吸収の微分を測定するため
に図４に示すシステムを使用した。白色光ビーム20は音
響光学チューナブルフィルタ22に入射する。波した出
力ビーム24は、プローブビーム30及び基準ビーム32を発
生させるために過マンガン酸カリウムを含む試料セル26
及び水を含む基準セル28を通過する。これらのビーム
は、ミラー34,36での反射後に、それぞれ信号ホトダイ
オード38及び基準フォトダイオード40によって検出され
る。これらのダイオードからの出力は、アナログディバ
イダ回路42、ロックイン増幅器44及びマイクロコンピュ
ータ46に供給される。信号発生器48はVCFS50に周波数変
調信号を提供し、ロックイン増幅器には基準信号を提供
する。マイクロコンピュータは音響光学チューナブルフ
ィルタを駆動するVCFSに付加的な波長走査信号を提供す
る。
図５は、非常に希薄な過マンガン酸カリウム溶液を含
んでいるセルの透過率の微分が比較信号の弱い吸収性を
どれほど大きく強調するかを示している。
んでいるセルの透過率の微分が比較信号の弱い吸収性を
どれほど大きく強調するかを示している。
本発明の他の実施例によって、試料の光学的性質の非
常に小さな変化を測定することができる。この用途は、
フェーズロックドループの光学アナログを構成する必要
がある。実際にはこれは、図６に示すようにロックイン
増幅器から、音響光学デバイスを駆動する電圧制御され
た周波数源に出力をフィードバックすることを意味す
る。図６では、HeNeレーザ62からの放射線ビーム60は、
電圧制御された発振器66から出る周波数の変調された駆
動信号によって調整される音響光学偏向器64を通過す
る。部分的に反射するミラー68は放射線を基準ビーム70
とプローブビーム72とに分割する。基準ビームはホトダ
イオード74によって検出され且つアナログディバイダ回
路76の一方の入力へと至る。プローブビームは、コンピ
ュータ制御された回転式ステージ82上に装着されたプリ
ズム80の一面78上の銀層から反射される。プローブビー
ムは次いで、アナログディバイダ回路76の他方の入力に
結合されたホオダイオード84へと至る。基準電圧に対す
る信号の比率を表す信号が、ディバイダ回路からロック
イン増幅器88の入力に通過する。ロックイン増幅器は、
電圧制御された周波数源を変調する信号発生器90からも
供給を受ける。フィードバック信号が更にロックイン増
幅器から電圧制御された周波数源に通過する。電圧制御
された周波数源の出力周波数を周波数カウンタ92で連続
的に測定し且つマイクロコンピュータ94によって記録す
る。
常に小さな変化を測定することができる。この用途は、
フェーズロックドループの光学アナログを構成する必要
がある。実際にはこれは、図６に示すようにロックイン
増幅器から、音響光学デバイスを駆動する電圧制御され
た周波数源に出力をフィードバックすることを意味す
る。図６では、HeNeレーザ62からの放射線ビーム60は、
電圧制御された発振器66から出る周波数の変調された駆
動信号によって調整される音響光学偏向器64を通過す
る。部分的に反射するミラー68は放射線を基準ビーム70
とプローブビーム72とに分割する。基準ビームはホトダ
イオード74によって検出され且つアナログディバイダ回
路76の一方の入力へと至る。プローブビームは、コンピ
ュータ制御された回転式ステージ82上に装着されたプリ
ズム80の一面78上の銀層から反射される。プローブビー
ムは次いで、アナログディバイダ回路76の他方の入力に
結合されたホオダイオード84へと至る。基準電圧に対す
る信号の比率を表す信号が、ディバイダ回路からロック
イン増幅器88の入力に通過する。ロックイン増幅器は、
電圧制御された周波数源を変調する信号発生器90からも
供給を受ける。フィードバック信号が更にロックイン増
幅器から電圧制御された周波数源に通過する。電圧制御
された周波数源の出力周波数を周波数カウンタ92で連続
的に測定し且つマイクロコンピュータ94によって記録す
る。
フィードバック位相を正確に調整すれば、システムは
特定の光学的性質が生じる角度又は波長にロックオンさ
せることができる。
特定の光学的性質が生じる角度又は波長にロックオンさ
せることができる。
例えばレーザビームが音響光学偏向器による偏向後
に、最小反射率の角度で図１の銀層に入射するときに
は、（音響光学偏向器の変調周波数にセットされた）ロ
ックイン増幅器からのフィードバック信号はゼロであ
る。しかしならば、表面プラズモン角度が試料の物理的
変化に応じてシフトすれば、大きい信号が増幅器から電
圧制御された周波数源にフィードバックされる。この信
号は空（null）信号を復元するために、電圧制御された
周波数源の中心周波数を、従ってレーザビームの偏向角
度を引出す（pull）。このようにして、入射角は表面プ
ラズモン共振にロックされ、この角度の任意のシフトは
電圧制御された周波数源の中心周波数のシフトとして測
定する。
に、最小反射率の角度で図１の銀層に入射するときに
は、（音響光学偏向器の変調周波数にセットされた）ロ
ックイン増幅器からのフィードバック信号はゼロであ
る。しかしならば、表面プラズモン角度が試料の物理的
変化に応じてシフトすれば、大きい信号が増幅器から電
圧制御された周波数源にフィードバックされる。この信
号は空（null）信号を復元するために、電圧制御された
周波数源の中心周波数を、従ってレーザビームの偏向角
度を引出す（pull）。このようにして、入射角は表面プ
ラズモン共振にロックされ、この角度の任意のシフトは
電圧制御された周波数源の中心周波数のシフトとして測
定する。
光学的性質の角度又は波長の変化がシステムによっ
て、電圧制御された周波数源の周波数の変化に変わる
と、光学測定の感度が大幅に増す。音響光学偏向器の通
常の駆動周波数は30〜70MHzであり、音響光学チューナ
ブルフィルタの駆動周波数は80〜160MHzである。一般に
これらの周波数は数Hzの精度で測定することができ、1/
107の潜在精度が得られる。これは、通常角度又は波長
を直接測定して得ることができるよりも大きい桁であ
る。
て、電圧制御された周波数源の周波数の変化に変わる
と、光学測定の感度が大幅に増す。音響光学偏向器の通
常の駆動周波数は30〜70MHzであり、音響光学チューナ
ブルフィルタの駆動周波数は80〜160MHzである。一般に
これらの周波数は数Hzの精度で測定することができ、1/
107の潜在精度が得られる。これは、通常角度又は波長
を直接測定して得ることができるよりも大きい桁であ
る。
この技術は、銀層上に凝縮する不飽和蒸気によって引
き起こされるプラズモン角度の小さなシフトを感知する
ことによって実証された。通常の結果を図７に示す。実
際の機械振動では、空気流及び熱流（drift）は測定の
感度を10-4度のシフトに制限した。しかしながら、これ
は、この実験で予め得られた感度に比べて２桁の改善で
ある。更には、デバイスの設計に注意を払って、雑音を
発生する要因全てを少なくすることができる。ひとつの
可能性は、音響光学デバイスとセンサとを単一の結晶ブ
ロックに集積することである。
き起こされるプラズモン角度の小さなシフトを感知する
ことによって実証された。通常の結果を図７に示す。実
際の機械振動では、空気流及び熱流（drift）は測定の
感度を10-4度のシフトに制限した。しかしながら、これ
は、この実験で予め得られた感度に比べて２桁の改善で
ある。更には、デバイスの設計に注意を払って、雑音を
発生する要因全てを少なくすることができる。ひとつの
可能性は、音響光学デバイスとセンサとを単一の結晶ブ
ロックに集積することである。
図８及び図９は、金属表面上の薄い上層の検出に使用
する実施例を示している。これらの図では、放射ビーム
100はプリズム104又は格子106の表面上の金属層102によ
って反射される。あるいは、図10及び図11は、誘電体10
8の上層、即ち導波路をどのように図８及び図９のプリ
ズム又は格子に加えることができるかを示している。誘
電体の光学的性質の小さな変化は大きな精度で測定され
る。図12は、入射ビームの経路でのミラー110の方向の
小さな変化δθの測定を示す図８の実施例の変形例であ
る。
する実施例を示している。これらの図では、放射ビーム
100はプリズム104又は格子106の表面上の金属層102によ
って反射される。あるいは、図10及び図11は、誘電体10
8の上層、即ち導波路をどのように図８及び図９のプリ
ズム又は格子に加えることができるかを示している。誘
電体の光学的性質の小さな変化は大きな精度で測定され
る。図12は、入射ビームの経路でのミラー110の方向の
小さな変化δθの測定を示す図８の実施例の変形例であ
る。
光ファイバを使用する遠隔測定装置を示す図13によれ
ば、音響光学チューナブルフィルタ122を波した放射
線ビーム120をミラー124,126によって２つの成分ビーム
に分割する。成分ビームは光ファイバ128,130によって
それぞれプローブ格子132及び基準格子134を通過し、次
に他のファイバ136,138によってホトダイオード140,142
を通過する。ホトダイオードの出力信号は図４の装置と
同様に処理され得る。
ば、音響光学チューナブルフィルタ122を波した放射
線ビーム120をミラー124,126によって２つの成分ビーム
に分割する。成分ビームは光ファイバ128,130によって
それぞれプローブ格子132及び基準格子134を通過し、次
に他のファイバ136,138によってホトダイオード140,142
を通過する。ホトダイオードの出力信号は図４の装置と
同様に処理され得る。
図14は、試験中の試験片で試料セル144を使用し、標
準溶液で基準セル146を使用する微分分光法で使用する
アナログ装置を示している。
準溶液で基準セル146を使用する微分分光法で使用する
アナログ装置を示している。
本発明は多数の光学測定技術に適用され得る。可能性
としては、入射角（光子運動量）に対する微分を使用す
る用途及び波長（光子エネルギ）に対する微分を使用す
る用途が含まれる。
としては、入射角（光子運動量）に対する微分を使用す
る用途及び波長（光子エネルギ）に対する微分を使用す
る用途が含まれる。
特殊な微分用途には、金属面上の薄い上層（単層の10
-3より小）の検出及び上層、即ち導波路の誘電率の小さ
な変化の検出が含まれ、電気化学、ガス感知、バイオセ
ンサ、クロマトグラフィ及び集電赤外センサに適用され
る。
-3より小）の検出及び上層、即ち導波路の誘電率の小さ
な変化の検出が含まれ、電気化学、ガス感知、バイオセ
ンサ、クロマトグラフィ及び集電赤外センサに適用され
る。
波長微分用途には、ファイバの光導波路の端部で遠隔
的に行うことのできる測定、分光法、強いバックグラウ
ンド上での弱い特徴の検出及び場合によっては監視のた
めの波長の異なる光信号へのロックオンが含まれる。
的に行うことのできる測定、分光法、強いバックグラウ
ンド上での弱い特徴の検出及び場合によっては監視のた
めの波長の異なる光信号へのロックオンが含まれる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 21/41 Ｇ０１Ｎ 21/41 Ｚ 21/47 21/47 Ｚ // Ｇ０１Ｂ 11/30 Ｇ０１Ｂ 11/30 Ｚ Ｇ０１Ｎ 21/00 Ｇ０１Ｎ 21/00 Ａ (72)発明者 サンブルズ，ジヨン・ロイ イギリス国、デボン・イー・エツクス・ 17・５・エヌ・エフ、クレデイトン、コ ツプルストーン、シヤーリイ・ハウス （番地なし) (56)参考文献 特開 昭61−105522（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−33643（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−175340（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−50883（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/61 G01N 21/62 - 21/74 ＥＵＲＯＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ) ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ) 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
Claims (7)
- 【請求項１】試料表面（10）のプラズモンポラリトン共
振の反射率特性の微分を測定するための光学測定装置で
あって、 試料表面に入射するプローブビームを受けるべく試料に
マウントするように構成されるマウント手段（11、12）
と、 光学放射ビームを供給する光源（２）と、 変調周波数で変調信号を供給する信号発生器（15）と、 変調信号を受けるため信号発生器に接続され、偏向器か
らのビームの偏向の角度を調整するために光学放射のビ
ームを受けるように構成され、プローブビームを試料表
面に提供する音響光学偏向器（３）と、 変調された電気的試料信号を供給するため試料表面から
の反射ビームを受けるように構成された光学感知手段
（13）と、 試料表面のプラスモンポラリトン共振の反射率特性の微
分に関連する出力信号を引き出すために、変調された電
気試料信号を受けるべく光学感知手段に接続されかつ信
号発生器からの変調信号を受けるべく信号発生器に接続
された位相感知式信号処理手段（14）とを含む光学測定
装置。 - 【請求項２】位相感知式信号処理手段（14）がロックイ
ン増幅器であることを特徴とする、請求項１に記載の光
学測定装置。 - 【請求項３】変調されたビームを変調されたプローブビ
ーム（７）と変調された基準ビーム（６）に分けるよう
構成されたビーム分割手段を含み、 さらに、変調された基準ビームを受けかつ関連電気信号
を供給する第２の光学感知手段（８）を含み、 さらに第１および第２の光学感知手段（８、13）から信
号を受け、信号から変調されたプローブビームと変調さ
れた基準ビームとの比率を表す比率信号を引き出すため
の信号処理手段（９）を含み、 前記位相感知式信号処理手段（14）は、比率信号と変調
信号とを受けこれらから試料の反射率特性の微分に関す
る出力信号を引き出す、請求項１に記載の光学測定装
置。 - 【請求項４】さらなる信号処理手段（９）がアナログデ
ィバイド回路であることを特徴とする、請求項３に記載
の光学測定装置。 - 【請求項５】信号発生器（15）は、電圧制御周波数源
（４）を通じて音響光学偏向器（３）に接続されている
ことを特徴とする、請求項４に記載の光学測定装置。 - 【請求項６】位相感知式信号処理手段（14）が、電圧制
御周波数源（４）に接続され、フィードバック信号とし
て出力信号を供給することを特徴とする、請求項５に記
載の光学測定装置。 - 【請求項７】ビーム分割手段（５）が変調されたプロー
ブビーム（７）を対象試料に向け、変調された基準ビー
ム（６）を第２の光学感知手段（８）に向けるように構
成されることを特徴とする、請求項３に記載の光学測定
装置。
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Cited By (2)
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