JP4867011B2 - 屈折率センサおよび屈折率測定装置 - Google Patents
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Description
2…測定部
2a…画像処理部
2b…屈折率判定部
2c…記憶部
2c1…発光パターン記憶部
2c2…発光パターン/屈折率記憶部
2d…表示部
2e…発光状態検出部
2f…発光パターン抽出部
2g…発光パターン比較部
3…励起光源
4…撮像部
5…バンドパスフィルタ
10…屈折率センサ
11…フォトニック結晶ナノレーザアレイ
12…レーザユニット
13…チップ
20,20A〜20H…発光近視野像
21…基板
22…バッファ層
23…活性層
24…クラッド層
25…接触層
26…キャップ層
31…励起光
32…レーザ光
Claims (9)
- 励起光によってそれぞれ異なる発振波長でレーザ発振する複数の共振器をフォトニック結晶上にフォトニック結晶ナノレーザアレイとして形成し、
前記各共振器は屈折率の変化に応じて発振波長をシフトし、
前記フォトニック結晶ナノレーザアレイは少なくとも各共振器に被測定媒質を導入自在とする屈折率センサと、
前記共振器の近視野像を含む前記フォトニック結晶ナノレーザアレイの画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像装置が撮像するフォトニック結晶ナノレーザアレイの画像変化を求め、この画像変化から前記被測定媒質の屈折率を測定する測定部とを備えることを特徴とする、屈折率測定装置。 - 前記測定部は、
屈折率と共振器の発振波長シフト状態との対応関係を予め用意し、
前記撮像装置が撮像するフォトニック結晶ナノレーザアレイの画像中に含まれる近視野像に基づいて共振器の発振波長シフト状態を求め、
前記対応関係に基づいて、前記近視野像から求めた共振器の発振波長シフト状態に対応する屈折率を求めることを特徴とする、請求項1に記載の屈折率測定装置。 - 前記共振器の発振波長シフト状態は、所定波長以上のレーザ光を発する共振器の個数変化又は当該共振器のフォトニック結晶ナノレーザアレイ上の分布変化であり、
前記測定部は、前記近視野像から所定波長以上のレーザ光を発する共振器を抽出し、この抽出した共振器の個数又は共振器のフォトニック結晶ナノレーザアレイ上の分布から被測定媒質の屈折率を求めることを特徴とする、請求項2に記載の屈折率測定装置。 - 前記測定部は、前記所定波長以上のレーザ光を通過させるバンドパスフィルタを備え、
前記撮像装置は、前記バンドパスフィルタを通過したレーザ光によってフォトニック結晶ナノレーザアレイの画像を撮像することにより前記所定波長以上のレーザ光を発する共振器の抽出を行うことを特徴とする、請求項3に記載の屈折率測定装置。 - 前記測定部は、
屈折率と共振器の発振波長シフト状態との対応関係を記憶する記憶部と、
前記撮像装置が撮像するフォトニック結晶ナノレーザアレイの画像中に含まれる近視野像から共振器の発振波長シフト状態を求める画像処理部と、
前記画像処理部で求めた共振器の発振波長シフト状態を、前記記憶部に記憶する共振器の発振波長シフト状態と比較し、一致する共振器の発振波長シフト状態に対応する屈折率を読み出すことにより屈折率を求める比較判定部とを備えることを特徴とする、請求項2から4の何れか一つに記載の屈折率測定装置。 - 前記測定部は、
屈折率とフォトニック結晶ナノレーザアレイの発光パターンとの対応関係を予め用意し、
前記撮像装置が撮像するフォトニック結晶ナノレーザアレイの画像からフォトニック結晶ナノレーザアレイの発光パターンを求め、
前記対応関係に基づいて、前記求めたフォトニック結晶ナノレーザアレイの発光パターンに対応する屈折率を求めることを特徴とする、請求項1に記載の屈折率測定装置。 - 前記発光パターンは、フォトニック結晶ナノレーザアレイ上の共振器の発光分布であり、
前記測定部は、前記フォトニック結晶ナノレーザアレイの画像から発光する共振器の位置および発光強度を抽出し、この抽出した発光共振器の位置および発光強度を、予め屈折率と対応して用意した発光共振器の位置および発光強度と比較することによって、被測定媒質の屈折率を求めることを特徴とする、請求項6に記載の屈折率測定装置。 - 前記発光パターンは、フォトニック結晶ナノレーザアレイ上の共振器の発光分布であり、
前記測定部は、前記フォトニック結晶ナノレーザアレイの画像から発光強度の分布形状を抽出し、この抽出した発光強度の分布形状を、予め屈折率と対応して用意した発光強度の分布形状と比較することによって、被測定媒質の屈折率を求めることを特徴とする、請求項6に記載の屈折率測定装置。 - 前記測定部は、
屈折率とフォトニック結晶ナノレーザアレイの発光パターンとの対応関係を記憶する記憶部と、
前記撮像装置が撮像するフォトニック結晶ナノレーザアレイの画像からフォトニック結晶ナノレーザアレイの発光パターンを求める画像処理部と、
前記画像処理部で求めた発光パターンを、前記記憶部に記憶する発光パターンと比較し、一致する発光パターンに対応する屈折率を読み出すことにより屈折率を求める比較判定部とを備えることを特徴とする、請求項6から8の何れか一つに記載の屈折率測定装置。
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