JP5168684B2 - Time-resolved spectroscopic system, time-resolved spectroscopic method, and terahertz wave generation system - Google Patents
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Description
本発明は，時間分解分光システムなどに関する。具体的に説明すると，本発明は，変調可能な光パルス発生装置を含む，時間分解分光システムやテラヘルツ波発生システムなどに関する。また本発明は，超短光パルスを用いてテラヘルツ領域（１００ＧＨｚから１０ＴＨｚ）の電磁波の発生・検出システム又は分光システムなどに関する。 The present invention relates to a time-resolved spectroscopy system and the like. More specifically, the present invention relates to a time-resolved spectroscopic system, a terahertz wave generating system, and the like including an optical pulse generator that can be modulated. The present invention also relates to a system for generating / detecting electromagnetic waves in a terahertz region (100 GHz to 10 THz) using an ultrashort light pulse, a spectroscopic system, or the like.
光通信や物性研究等の分野において，フェムト秒（１０−１５秒）〜ピコ秒（１０−１２秒）オーダの時間内で変化する光信号の利用が盛んに行われている。そして，このような光信号の変化は，時間分解能の高い時間分解分光計測により測定することができる。そこで，時間分解能の高い時間分解分光システムが望まれる。 2. Description of the Related Art In the fields of optical communication and physical property research, optical signals that change within a time on the order of femtoseconds ( 10-15 seconds) to picoseconds ( 10-12 seconds) are actively used. Such a change in the optical signal can be measured by time-resolved spectroscopic measurement with high time resolution. Therefore, a time-resolved spectroscopic system with high time resolution is desired.
図１は，従来の時間分解分光装置の構成例を示すブロック図である。図１に示されるように，従来の時間分解分光装置（１０１）は，超短光パルスレーザであるモード同期レーザ（１０２），レーザ光を分岐するビームスプリッタ（１０３），機械的に駆動される可動鏡（１０４），および光強度変調器(１０５)を含む。そして，１台の超短光パルスレーザからのパルス光を，ビームスプリッタにより２つあるいはそれ以上に分岐させる。そして，片方のパルス光を可動鏡で反射させることにより，他方の光パルスに対して任意の位置での到達時間を変化させる(非特許文献１)。この時間分解分光装置は，可動ステージの機械精度に起因するタイミング制御の不正確さや，測定時間が長時間になること，あるいは分岐したすべてのパルス光が同一の波長であるという問題があった。 FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional time-resolved spectrometer. As shown in FIG. 1, a conventional time-resolved spectroscopic device (101) is mechanically driven by a mode-locked laser (102) that is an ultrashort optical pulse laser, a beam splitter (103) that splits the laser light, and the like. A movable mirror (104) and a light intensity modulator (105) are included. Then, the pulse light from one ultrashort optical pulse laser is branched into two or more by a beam splitter. Then, by reflecting one pulsed light with a movable mirror, the arrival time at an arbitrary position with respect to the other light pulse is changed (Non-Patent Document 1). This time-resolved spectroscope has problems such as inaccurate timing control due to the mechanical accuracy of the movable stage, a long measurement time, or all branched pulsed light having the same wavelength.
図２は，従来の時間分解分光装置の構成例であって，図１に示されるものとは異なるものを示すブロック図である。図２に示されるように，従来の時間分解分光装置(１１１)として，２台の超短光パルスレーザ（１１２，１１３）を有するものがある。この時間分解分光装置は，超短光パルスレーザの片方あるいは双方のレーザのキャビティ長を精密に制御し，互いに異なる繰返し周波数で動作させることにより，任意の位置での光パルスの到達時間を変化させる
(非特許文献２)。この時間分解分光装置は，異なる繰返し周波数を得るためのキャビティ長の制御機構が複雑であること，それぞれの光パルスレーザに独立にタイミングジッタが存在し，エネルギー分解能，精度およびＳＮ比に難点があり，それを制御する機構が複雑であるという問題点があった。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a conventional time-resolved spectroscopic device, which is different from that shown in FIG. As shown in FIG. 2, there is a conventional time-resolved spectrometer (111) having two ultrashort light pulse lasers (112, 113). This time-resolved spectrometer changes the arrival time of an optical pulse at an arbitrary position by precisely controlling the cavity length of one or both ultrashort optical pulse lasers and operating them at different repetition rates.
(Non-patent document 2). This time-resolved spectrometer has a complicated cavity length control mechanism for obtaining different repetition frequencies, and each optical pulse laser has independent timing jitter, and has problems in energy resolution, accuracy, and S / N ratio. There was a problem that the mechanism to control it was complicated.
さらに，これら従来の時間分解分光装置は，光学系の精密な制御が必要であったため，環境の変化（たとえば，温度変化や振動）による外乱に弱いという欠点があり，さらには繰返し周波数がほぼ固定であること，および装置が大きいという欠点があった。 In addition, these conventional time-resolved spectrometers require precise control of the optical system, so they are vulnerable to disturbances due to environmental changes (for example, temperature changes and vibrations), and the repetition frequency is almost fixed. And the drawbacks were large equipment.
周波数１ＴＨｚ（テラヘルツ）周辺の電磁波領域（テラヘルツ波領域、例えばおよそ１００ＧＨｚ〜１０ＴＨｚの周波数領域）は，光波と電波の境界に位置する周波数領域である。この周波数領域は，光源や検出器などの開発が比較的遅れており，技術面でも応用面でも未開拓の部分が多い。そこで，効果的なテラヘルツ波発生システムの開発が望まれる。
本発明は，外乱の影響を受けにくい時間分解分光システム，および分光方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a time-resolved spectroscopic system and a spectroscopic method that are not easily affected by disturbance.
本発明は，精度を保ちつつ，遅延時間調整を行うことができる時間分解分光システム，および分光方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a time-resolved spectroscopic system and a spectroscopic method capable of adjusting a delay time while maintaining accuracy.
本発明は，効果的な，テラヘルツ波発生システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an effective terahertz wave generation system.
本発明は，基本的には，繰り返し周波数が可変である光パルス発生器を光源として用いることで，好ましい分解能を有する時間分解分光システムを提供できるという知見に基づくものである。特に，本発明では，光共振器を有しない光パルス発生器を用いることで，外乱の影響を受けにくい時間分解分光システムを提供できるという知見に基づくものである。 The present invention is basically based on the knowledge that a time-resolved spectroscopic system having a preferable resolution can be provided by using an optical pulse generator having a variable repetition frequency as a light source. In particular, the present invention is based on the knowledge that a time-resolved spectroscopic system that is not easily affected by disturbance can be provided by using an optical pulse generator that does not have an optical resonator.
本発明の第１の側面は，時間分解分光システム（１）であって，連続光源（２）からの光が入力する光パルス発生器（３）と，前記光パルス発生器（３）を駆動するための駆動信号発生器（４）と，測定対象物からの光を検出するための光検出器（５）と，を具備し，前記光パルス発生器（３）で発生した光パルスを用いて検出光を得て，前記検出光を測定対象物に照射し，測定対象物からの透過光又は反射光を前記光検出器（５）が検出することにより分光分析を行う，時間分解分光システムに関する。 A first aspect of the present invention is a time-resolved spectroscopic system (1), which drives an optical pulse generator (3) to which light from a continuous light source (2) is input, and the optical pulse generator (3). A drive signal generator (4) for detecting light and a light detector (5) for detecting light from the object to be measured, and using the light pulse generated by the light pulse generator (3) A time-resolved spectroscopic system that obtains detection light, irradiates the measurement object with the detection light, and detects the transmitted light or reflected light from the measurement object by the photodetector (5). About.
このように駆動信号発生器（４）を有する光パルス発生器（３）を用いることで，共振器などを用いない時間分解分光システムを提供できる。これにより外乱の影響を受けにくい，時間分解分光システムを提供できる。さらには，駆動信号発生器（４）により高周波信号を制御することで，光パルスの繰り返し周波数を容易に変化させることができ，容易に調整できるほか，遅延時間をも容易に制御できる，時間分解分光システムを提供できる。特に，光パルス発生器から光パルスの繰り返し周波数を調整し，超短パルスを発生させることで，テラヘルツ波を発生させ，テラヘルツ波を用いた時間分光システムをも提供することができる。 By using the optical pulse generator (3) having the drive signal generator (4) in this way, a time-resolved spectroscopic system that does not use a resonator or the like can be provided. This makes it possible to provide a time-resolved spectroscopy system that is less susceptible to disturbances. Furthermore, by controlling the high-frequency signal with the drive signal generator (4), the repetition frequency of the optical pulse can be easily changed and adjusted easily, and the delay time can also be controlled easily. A spectroscopic system can be provided. In particular, a terahertz wave can be generated by adjusting the repetition frequency of an optical pulse from an optical pulse generator to generate an ultrashort pulse, and a time spectroscopy system using the terahertz wave can be provided.
本発明の好ましい態様は，さらに，前記連続光源（２）の強度を変調するための強度変調手段（７）を具備し，前記強度変調手段（７）により強度変調された連続波光を前記光パルス発生器（３）へ入射し，強度変調された光パルスを得て，前記強度変調された光パルスを用いて分光分析を行う，上記に記載のシステムに関する。 A preferred embodiment of the present invention further comprises intensity modulation means (7) for modulating the intensity of the continuous light source (2), and converts the continuous wave light intensity-modulated by the intensity modulation means (7) into the optical pulse. The system according to the above, which enters the generator (3), obtains an intensity-modulated light pulse, and performs a spectroscopic analysis using the intensity-modulated light pulse.
従来は，光チョッパーなどの物理的手段を用いて強度変調を行っていた。しかしながら，この態様では，強度変調手段（７）を有するので，物理的に遮光して強度変調を行わなくても，強度変調信号を得ることができる。これにより，これにより外乱の影響を受けにくい，時間分解分光システムを提供できる。 In the past, intensity modulation was performed using physical means such as an optical chopper. However, in this aspect, since the intensity modulation means (7) is provided, an intensity modulation signal can be obtained without physically performing light intensity modulation by shielding light. This makes it possible to provide a time-resolved spectroscopic system that is less susceptible to disturbances.
この態様の具体的なものは，前記連続光源（２）が，半導体レーザであり，前記強度変調手段（７）が，前記半導体レーザを駆動するための変調信号発生器である，上記に記載のシステムである。 Specifically, the continuous light source (2) is a semiconductor laser, and the intensity modulation means (7) is a modulation signal generator for driving the semiconductor laser. System.
本発明の好ましい態様は，前記光パルス発生器から発生した光パルス信号を伝播する光ファイバをさらに具備する上記いずれかに記載のシステムに関する。なお，光ファイバは，光パルス信号を発生する光パルス発生装置として用いても良い。光ファイバを用いることで，対象物のごく近傍から光パルスを照射することができることとなる。さらには，光ファイバを用いることで，任意の場所から光パルスを放出することができることとなる。 A preferred aspect of the present invention relates to any one of the above systems, further comprising an optical fiber for propagating an optical pulse signal generated from the optical pulse generator. The optical fiber may be used as an optical pulse generator that generates an optical pulse signal. By using an optical fiber, it is possible to irradiate a light pulse from the very vicinity of the object. Furthermore, by using an optical fiber, a light pulse can be emitted from an arbitrary place.
本発明の好ましい態様は，前記光パルス発生器（３）を複数台含み，それぞれの前記光パルス発生器（３）を異なる繰り返し周波数で駆動することにより，遅延時間掃引を行う，上記いずれかに記載のシステムである。 In a preferred aspect of the present invention, the optical pulse generator (3) includes a plurality of optical pulse generators (3), and each optical pulse generator (3) is driven at a different repetition frequency to perform delay time sweeping. The described system.
複数台の光パルス発生器（３ａ，３ｂ）を用いることで，光学素子を用いることなくポンプ光とプローブ光を得ることができることとなる。 By using a plurality of optical pulse generators (3a, 3b), pump light and probe light can be obtained without using optical elements.
本発明の好ましい態様は，前記光パルス発生器（３）を複数台含み，それぞれの駆動信号発生器（４）の駆動信号の周波数を制御することにより，前記光パルス発生器（３）から出力される光パルスの繰り返し周波数を制御し，これにより，遅延時間を制御できる，上記いずれかに記載のシステムである。 A preferred embodiment of the present invention includes a plurality of the optical pulse generators (3), and outputs from the optical pulse generator (3) by controlling the frequency of the drive signal of each drive signal generator (4). The system according to any one of the above, wherein the delay time can be controlled by controlling the repetition frequency of the optical pulse to be generated.
すなわち，図１に示されるような時間分解分光システムでは，可動ステージを用いて遅延時間を制御していた。しかしながら，可動ステージでは時間応答が良くなく，また，高い精度で調整することはできない。上記の態様では，光パルス発生器の駆動信号を調整するという簡単な方法により，精度良く遅延時間を制御できる。 That is, in the time-resolved spectroscopic system as shown in FIG. 1, the delay time is controlled using a movable stage. However, the movable stage has poor time response and cannot be adjusted with high accuracy. In the above aspect, the delay time can be accurately controlled by a simple method of adjusting the drive signal of the optical pulse generator.
本発明の好ましい態様は，前記光パルス発生器（３）は，光の入力部(１２)と，前記入力部に入力した光が分岐する分岐部(１３)と，前記分岐部(１３)から分岐した光が伝播する第１の導波路(１４)と，前記分岐部(１３)から分岐した上記とは別の光が伝播する第２の導波路(１５)と，前記第１の導波路と前記第２の導波路から出力される光信号が合波される合波部(１６)と，前記合波部で合波された光信号が出力される光信号の出力部(１７)とを含む導波路部分(１８)と，を具備し；前記駆動信号発生器（４）は，前記第１の導波路を駆動する第１の駆動信号(１９)と前記第２の導波路を駆動する第２の駆動信号(２０)を得るための駆動信号系(２１)と，前記第１の導波路及び前記第２の導波路に印加するバイアス信号(２２,２３)を得るためのバイアス信号系(２４)と；を具備する上記いずれかに記載のシステムに関する。 In a preferred aspect of the present invention, the optical pulse generator (3) includes an optical input unit (12), a branch unit (13) where light input to the input unit branches, and the branch unit (13). A first waveguide (14) through which the branched light propagates, a second waveguide (15) through which light different from the above branched from the branch section (13) propagates, and the first waveguide An optical signal output from the second waveguide, and an optical signal output unit from which the optical signal combined by the optical output unit is output. The drive signal generator (4) drives a first drive signal (19) for driving the first waveguide and the second waveguide. A drive signal system (21) for obtaining a second drive signal (20), and a bias signal (22, 23) for obtaining a bias signal (22, 23) applied to the first waveguide and the second waveguide. Scan signal system (24); a system according to the any one having a.
光パルス発生器及び駆動信号発生器として，上記のものを用いることで，極めて均質であり，極めて応答性の高い光パルスを得ることができることとなる。これにより極めて高精度な時間分解分光システムを提供できることとなる。 By using the above-described optical pulse generator and drive signal generator, it is possible to obtain an optical pulse that is extremely homogeneous and extremely responsive. As a result, it is possible to provide an extremely accurate time-resolved spectroscopic system.
本発明の好ましい態様は，前記駆動信号系(２１)及びバイアス信号系(２４)は，前記第１の駆動信号(１９)，前記第２の駆動信号(２０)及びバイアス信号(２２，２３)が，下記式（Ｉ）を満たすように駆動する，上記に記載のシステムに関する。
ΔＡ＋Δθ＝π／２ （Ｉ）
（ここで，ΔＡ及びΔθは，それぞれΔＡ≡（Ａ１−Ａ２）／２，及びΔθ≡（θ１−θ２）／２と定義され，Ａ１及びＡ２はそれぞれ第１の変調電極及び第２の変調電極に誘導される光位相シフト振幅を示し，θ１及びθ２はそれぞれ第１の導波路及び第２の導波路内で誘導される光位相シフト量を示す）
In a preferred aspect of the present invention, the drive signal system (21) and the bias signal system (24) include the first drive signal (19), the second drive signal (20), and the bias signal (22, 23). Relates to the system described above, which is driven to satisfy the following formula (I).
ΔA + Δθ = π / 2 (I)
(Where ΔA and Δθ are defined as ΔA≡ (A 1 −A 2 ) / 2 and Δθ≡ (θ 1 −θ 2 ) / 2, respectively, where A 1 and A 2 are the first modulation electrodes, respectively. And the optical phase shift amplitude induced in the second modulation electrode, and θ 1 and θ 2 indicate the optical phase shift amount induced in the first waveguide and the second waveguide, respectively)
後述するように，上記式（Ｉ）を満たすように駆動することにより，合波される２つの位相変調器（導波路と駆動信号を印加する電極とにより位相変調器を構成する。）からの光信号が互いに補い合って良好なスペクトル特性を光パルス信号を得ることができることとなる。 As will be described later, by driving to satisfy the above formula (I), two phase modulators to be combined (a phase modulator is constituted by a waveguide and an electrode to which a drive signal is applied) are combined. The optical signals complement each other, and an optical pulse signal with good spectral characteristics can be obtained.
本発明の第２の側面は，時間分解分光システム（１）を用いた時間分解分光方法であって，前記時間分解分光システム（１）は，連続光源（２）からの光が入力する光パルス発生器（３）と，前記光パルス発生器（３）を駆動するための駆動信号発生器（４）と，測定対象物からの光を検出するための光検出器（５）と，を具備し，前記光パルス発生器（３）で発生した光パルスを用いて検出光を得て，前記検出光を測定対象物に照射し，測定対象物からの透過光又は反射光を前記光検出器（５）が検出することにより分光分析を行う，時間分解分光方法に関する。 A second aspect of the present invention is a time-resolved spectroscopic method using a time-resolved spectroscopic system (1), wherein the time-resolved spectroscopic system (1) is a light pulse input by light from a continuous light source (2). A generator (3), a drive signal generator (4) for driving the optical pulse generator (3), and a photodetector (5) for detecting light from the measurement object Then, detection light is obtained using the light pulse generated by the light pulse generator (3), the detection light is irradiated onto the measurement object, and transmitted light or reflected light from the measurement object is used as the light detector. The present invention relates to a time-resolved spectroscopic method in which spectroscopic analysis is performed by detecting.
上記の方法では，外部共振器などを用いずに分光分析を行うことができるので，外乱の影響を受けにくい分光方法を提供できる。 In the above method, since the spectroscopic analysis can be performed without using an external resonator or the like, it is possible to provide a spectroscopic method which is not easily affected by disturbance.
本発明の第２の側面の好ましい態様は，時間分解分光システム（１）を用いた時間分解分光方法であって，前記時間分解分光システム（１）は， 連続光源（２）からの光が入力する複数台の光パルス発生器（３ａ，３ｂ）と，前記光パルス発生器（３ａ，３ｂ）を駆動するための駆動信号発生器（４ａ，４ｂ）と，測定対象物からの光を検出するための光検出器（５）と，を具備し，前記光パルス発生器（３ａ，３ｂ）で発生した光パルスを用いて検出光を得て，前記検出光を測定対象物に照射し，測定対象物からの透過光又は反射光を前記光検出器（５）が検出することにより分光分析を行うとともに，それぞれの駆動信号発生器（４ａ，４ｂ）の駆動信号の周波数を制御することにより，前記光パルス発生器（３ａ，３ｂ）から出力される光パルスの繰り返し周波数を制御し，これにより，遅延時間を制御する，時間分解分光方法に関する。 A preferred embodiment of the second aspect of the present invention is a time-resolved spectroscopic method using a time-resolved spectroscopic system (1), and the time-resolved spectroscopic system (1) receives light from a continuous light source (2). A plurality of optical pulse generators (3a, 3b), a drive signal generator (4a, 4b) for driving the optical pulse generators (3a, 3b), and light from the measurement object are detected And a light detector (5) for obtaining detection light using the light pulse generated by the light pulse generator (3a, 3b), irradiating the measurement light with the detection light, and measuring The light detector (5) detects the transmitted light or reflected light from the object and performs spectroscopic analysis, and by controlling the frequency of the drive signal of each drive signal generator (4a, 4b), Output from the optical pulse generator (3a, 3b) Controlling the repetition frequency of that light pulse, by which to control the delay time relates to time-resolved spectroscopic method.
本発明の第３の側面は，連続光源（２）からの光が入力する複数の光パルス発生器（３）を具備するテラヘルツ波発生システムであって，前記複数の光パルス発生器（３）を，それぞれ駆動するための駆動信号発生器（４）を具備することを特徴とする，システムに関する。 A third aspect of the present invention is a terahertz wave generation system including a plurality of optical pulse generators (3) to which light from a continuous light source (2) is input, the plurality of optical pulse generators (3) And a drive signal generator (4) for driving each of the systems.
このテラヘルツ波発生システムは，テラヘルツ波発生システムの公知の構成に合わせて，基本的には先に説明した時間分解分光システムのあらゆる構成を採用することができる。先述したように，上記の構成を採用することで，本発明のテラヘルツ波発生システムは効果的に遅延時間を制御することができ，様々な周波数のテラヘルツ波を容易に発生できることとなる。 This terahertz wave generation system can basically adopt any configuration of the time-resolved spectroscopy system described above in accordance with the known configuration of the terahertz wave generation system. As described above, by adopting the above configuration, the terahertz wave generation system of the present invention can effectively control the delay time, and can easily generate terahertz waves of various frequencies.
本発明の第３の側面の好ましい態様は，前記光パルス発生器（３）は，光の入力部(１２)と，前記入力部に入力した光が分岐する分岐部(１３)と，前記分岐部(１３)から分岐した光が伝播する第１の導波路(１４)と，前記分岐部(１３)から分岐した上記とは別の光が伝播する第２の導波路(１５)と，前記第１の導波路と前記第２の導波路から出力される光信号が合波される合波部(１６)と，前記合波部で合波された光信号が出力される光信号の出力部(１７)とを含む導波路部分(１８)と，を具備し；前記駆動信号発生器（４）は，前記第１の導波路を駆動する第１の駆動信号(１９)と前記第２の導波路を駆動する第２の駆動信号(２０)を得るための駆動信号系(２１)と，前記第１の導波路及び前記第２の導波路に印加するバイアス信号(２２,２３)を得るためのバイアス信号系(２４)と，を具備する；上記に記載のシステムに関する。このような光パルス発生器及び駆動信号発生器を用いることで遅延時間を容易に調整することができ，その結果様々な周波数のテラヘルツ波を容易に発生できることとなる。 In a preferred embodiment of the third aspect of the present invention, the optical pulse generator (3) includes a light input section (12), a branch section (13) for branching light input to the input section, and the branch A first waveguide (14) through which light branched from the section (13) propagates, a second waveguide (15) through which light different from the above branched from the branch section (13) propagates, A multiplexing unit (16) for combining optical signals output from the first waveguide and the second waveguide, and an output of an optical signal for outputting the optical signal combined by the multiplexing unit A waveguide portion (18) including a portion (17); and the drive signal generator (4) includes a first drive signal (19) for driving the first waveguide and the second drive signal generator (4). A drive signal system (21) for obtaining a second drive signal (20) for driving the waveguide of the first and a bias signal (22, 23) applied to the first waveguide and the second waveguide. Gain The bias signal system (24) for, including a; a system described above. By using such an optical pulse generator and driving signal generator, the delay time can be easily adjusted, and as a result, terahertz waves of various frequencies can be easily generated.
本発明の第４の側面は，テラヘルツ波を検出するための時間分解分光システム（１）であって，第１の連続光源からの光が入力する第１の光パルス発生器と，前記第１の光パルス発生器を駆動するための第１の駆動信号発生器と，前記第１の光パルス発生器から発生した光パルスが入射するテラヘルツ発生器と，第２の連続光源からの光が入力する第２の光パルス発生器と，前記第２の光パルス発生器を駆動するための第２の駆動信号発生器と， 前記第２の光パルス発生器から発生した光パルスが入射し，前記テラヘルツ発生器から発生したテラヘルツ波が測定対象物に照射され，前記測定対象物からの光を検出する，テラヘルツ検出器を具備する，システムに関する。 A fourth aspect of the present invention is a time-resolved spectroscopic system (1) for detecting a terahertz wave, the first optical pulse generator to which light from a first continuous light source is input, and the first The first drive signal generator for driving the optical pulse generator of the above, the terahertz generator to which the optical pulse generated from the first optical pulse generator is incident, and the light from the second continuous light source are input The second optical pulse generator, the second drive signal generator for driving the second optical pulse generator, the optical pulse generated from the second optical pulse generator is incident, The present invention relates to a system including a terahertz detector that irradiates a measurement target with a terahertz wave generated from a terahertz generator and detects light from the measurement target.
本発明によれば，外乱の影響を受けにくい時間分解分光システム，および分光方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a time-resolved spectroscopic system and a spectroscopic method that are not easily affected by disturbance.
本発明によれば，精度を保ちつつ，遅延時間調整を行うことができる時間分解分光システム，および分光方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a time-resolved spectroscopic system and a spectroscopic method capable of adjusting delay time while maintaining accuracy.
本発明によれば，容易かつ正確に遅延時間調整を行うことができるので，効果的なテラヘルツ波発生システムを提供することができる。 According to the present invention, since the delay time can be adjusted easily and accurately, an effective terahertz wave generation system can be provided.
以下，図面を用いて本発明を具体的に説明する。図３は，本発明の時間分解分光システムを説明するためのブロック図である。図３に示されるように，本発明の第１の側面は，時間分解分光システム（１）であって，連続光源（２）からの光が入力する光パルス発生器（３）と，前記光パルス発生器（３）を駆動するための駆動信号発生器（４）と，測定対象物からの光を検出するための光検出器（５）と，を具備し，前記光パルス発生器（３）で発生した光パルスを用いて検出光を得て，前記検出光を測定対象物に照射し，測定対象物からの透過光又は反射光を前記光検出器（５）が，検出することにより分光分析を行う，時間分解分光システムに関する。検出光として，ポンプ光及びプローブ光があげられる。以下，ポンプ・プローブ測定に基づいて説明するが，四光波混合測定などの時間分解計測においても本発明の時間分解分光システムを適用することができる。駆動信号発生器（４）からの駆動信号は，高周波信号であるものが好ましく，高周波信号の周波数として，例えば１ＧＨｚ〜１００ＧＨｚがあげられる。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram for explaining the time-resolved spectroscopy system of the present invention. As shown in FIG. 3, the first aspect of the present invention is a time-resolved spectroscopic system (1), an optical pulse generator (3) to which light from a continuous light source (2) is input, and the light A drive signal generator (4) for driving the pulse generator (3); and a photodetector (5) for detecting light from the object to be measured, the optical pulse generator (3 ) Is used to obtain detection light, irradiate the measurement object with the detection light, and the light detector (5) detects transmitted light or reflected light from the measurement object. The present invention relates to a time-resolved spectroscopic system that performs spectroscopic analysis. Examples of the detection light include pump light and probe light. Hereinafter, the description will be made based on pump-probe measurement. However, the time-resolved spectroscopy system of the present invention can be applied to time-resolved measurement such as four-wave mixing measurement. The drive signal from the drive signal generator (4) is preferably a high-frequency signal, and the frequency of the high-frequency signal is, for example, 1 GHz to 100 GHz.
連続光源として，連続光（ＣＷ）を出力できる光源があげられ，分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢレーザ）があげられる。定光出力動作タイプのＤＦＢレーザが，高い単一波長選択性を有するので好ましい。光の帯域として，Ｃ−ｂａｎｄのみならず，その長波側のL−ｂａｎｄ又はその短波側のＳ−ｂａｎｄであってもよい。光強度として，１ｍＷ〜５０ｍＷがあげられる。 Examples of the continuous light source include a light source capable of outputting continuous light (CW), and a distributed feedback semiconductor laser (DFB laser). A constant light output operation type DFB laser is preferable because of its high single wavelength selectivity. The optical band may be not only the C-band but also the L-band on the long wave side or the S-band on the short wave side. The light intensity is 1 mW to 50 mW.
このように駆動信号発生器（４）を有する光パルス発生器（３）を用いることで，共振器などを用いない時間分解分光システムを提供できる。これにより外乱の影響を受けにくい，時間分解分光システムを提供できる。さらには，駆動信号発生器（４）により高周波信号を制御することで，光パルスの繰り返し周波数を容易に変化させることができ，容易に調整できるほか，遅延時間をも容易に制御できる，時間分解分光システムを提供できる。特に，光パルス発生器から光パルスの繰り返し周波数を調整し，超短パルスを発生させることで，テラヘルツ波を発生させ，テラヘルツ波を用いた時間分光システムをも提供することができる。この場合，たとえば，光路に適宜テラヘルツ波を発生させるためのテラヘルツ発生装置を設置すればよい。具体的には，アンテナを有する光スイッチを，各光パルスの経路に設置して，それぞれの光パルスの遅延を制御すればよい。 By using the optical pulse generator (3) having the drive signal generator (4) in this way, a time-resolved spectroscopic system that does not use a resonator or the like can be provided. This makes it possible to provide a time-resolved spectroscopy system that is less susceptible to disturbances. Furthermore, by controlling the high-frequency signal with the drive signal generator (4), the repetition frequency of the optical pulse can be easily changed and adjusted easily, and the delay time can also be controlled easily. A spectroscopic system can be provided. In particular, a terahertz wave can be generated by adjusting the repetition frequency of an optical pulse from an optical pulse generator to generate an ultrashort pulse, and a time spectroscopy system using the terahertz wave can be provided. In this case, for example, a terahertz generator for generating a terahertz wave in the optical path may be installed. Specifically, an optical switch having an antenna may be installed in each optical pulse path to control the delay of each optical pulse.
また，図３に示されるように，本発明の好ましい態様は，さらに，前記連続光源（２）の強度を変調するための強度変調手段（７）を具備し，前記強度変調手段（７）により強度変調された連続波光を前記光パルス発生器（３）へ入射し，強度変調された光パルスを得て，前記強度変調された光パルスを用いて分光分析を行う，上記に記載のシステムに関する。 Also, as shown in FIG. 3, the preferred embodiment of the present invention further comprises intensity modulation means (7) for modulating the intensity of the continuous light source (2), and the intensity modulation means (7) The system according to the above, wherein the intensity-modulated continuous wave light is incident on the optical pulse generator (3), the intensity-modulated optical pulse is obtained, and spectral analysis is performed using the intensity-modulated optical pulse. .
従来は，光チョッパーなどの物理的手段を用いて強度変調を行っていた。しかしながら，この態様では，強度変調手段（７）を有するので，物理的に遮光して強度変調を行わなくても，強度変調信号を得ることができる。これにより，これにより外乱の影響を受けにくい，時間分解分光システムを提供できる。 In the past, intensity modulation was performed using physical means such as an optical chopper. However, in this aspect, since the intensity modulation means (7) is provided, an intensity modulation signal can be obtained without physically performing light intensity modulation by shielding light. This makes it possible to provide a time-resolved spectroscopic system that is less susceptible to disturbances.
この態様の具体的なものは，前記連続光源（２）が，半導体レーザであり，前記強度変調手段（７）が，前記半導体レーザを駆動するための変調信号発生器である，上記に記載のシステムである。具体的には，変調信号発生器により半導体レーザを駆動し，ＯＮ／ＯＦＦ制御を迅速に行うものがあげられる。 Specifically, the continuous light source (2) is a semiconductor laser, and the intensity modulation means (7) is a modulation signal generator for driving the semiconductor laser. System. Specifically, a semiconductor laser is driven by a modulation signal generator and ON / OFF control is performed quickly.
本発明の好ましい態様は，前記光パルス発生器から発生した光パルス信号を伝播する光ファイバをさらに具備する上記いずれかに記載のシステムに関する。なお，光ファイバは，光パルス信号を発生する光パルス発生装置として用いても良い。光ファイバを用いることで，対象物のごく近傍から光パルスを照射することができることとなる。さらには，光ファイバを用いることで，任意の場所から光パルスを放出することができることとなる。 A preferred aspect of the present invention relates to any one of the above systems, further comprising an optical fiber for propagating an optical pulse signal generated from the optical pulse generator. The optical fiber may be used as an optical pulse generator that generates an optical pulse signal. By using an optical fiber, it is possible to irradiate a light pulse from the very vicinity of the object. Furthermore, by using an optical fiber, a light pulse can be emitted from an arbitrary place.
図４は，本発明の時間分解分光システムを説明するためのブロック図である。図４に示されるように本発明の好ましい態様は，前記光パルス発生器を複数台（３ａ，３ｂ）含み，それぞれの前記光パルス発生器（３ａ，３ｂ）を異なる繰り返し周波数で駆動することにより，遅延時間掃引を行う，時間分解分光システムである。 FIG. 4 is a block diagram for explaining the time-resolved spectroscopy system of the present invention. As shown in FIG. 4, a preferred embodiment of the present invention includes a plurality of the optical pulse generators (3a, 3b), and drives each of the optical pulse generators (3a, 3b) at different repetition frequencies. , A time-resolved spectroscopic system that performs a delay time sweep.
複数台の光パルス発生器（３ａ，３ｂ）を用いることで，光学素子を用いることなくポンプ光とプローブ光を得ることができることとなる。 By using a plurality of optical pulse generators (3a, 3b), pump light and probe light can be obtained without using optical elements.
本発明の好ましい態様は，前記光パルス発生器（３）を複数台含み，それぞれの駆動信号発生器（４）の駆動信号の周波数を制御することにより，前記光パルス発生器（３）から出力される光パルスの繰り返し周波数を制御し，これにより，遅延時間を制御できる，上記いずれかに記載のシステムである。 A preferred embodiment of the present invention includes a plurality of the optical pulse generators (3), and outputs from the optical pulse generator (3) by controlling the frequency of the drive signal of each drive signal generator (4). The system according to any one of the above, wherein the delay time can be controlled by controlling the repetition frequency of the optical pulse to be generated.
すなわち，図１に示されるような時間分解分光装置では，可動ステージを用いて遅延時間を制御していた。しかしながら，可動ステージでは時間応答が良くなく，また，高い精度で調整することはできない。上記の態様では，光パルス発生器の駆動信号を調整するという簡単な方法により，精度良く遅延時間を制御できる。 That is, in the time-resolved spectrometer as shown in FIG. 1, the delay time is controlled using a movable stage. However, the movable stage has poor time response and cannot be adjusted with high accuracy. In the above aspect, the delay time can be accurately controlled by a simple method of adjusting the drive signal of the optical pulse generator.
図５は，本発明の時間分解分光を説明するための図である。図５に示されるように，一方の光パルス発生器を周波数ｆ１で駆動し，他方をｆ２で駆動させた場合，時間分解能はΔτ（タウ）＝ １／ｆ１ − １／ｆ２で決まる。ただし，ｆ２
＞ ｆ１である。例えば，ｆ１=１ＧＨｚ，ｆ２＝１．００１ＧＨｚ（周波数差: １ＭＨｚ）で駆動した場合，１００ｆｓの時間分解能で測定できる。また，それらの光パルス発生器を，独立に駆動できるため，入力連続光の波長を変えるだけでパルス光の波長が異なるパルス列の組を生成できる。 また，本発明によれば，２つの光路長を合わせるための光学系が必要なくなる。これによりシステムをより簡素化でき，温度や振動等の外乱に強い時間分解分光システムを構築できることとなる。
FIG. 5 is a diagram for explaining time-resolved spectroscopy according to the present invention. As shown in FIG. 5, when one optical pulse generator is driven at a frequency f 1 and the other is driven at f 2 , the time resolution is Δτ (tau) = 1 / f 1 −1 / f 2 . Determined. Where f 2
> It is f 1. For example, when driving at f 1 = 1 GHz and f 2 = 1.001 GHz (frequency difference: 1 MHz), measurement can be performed with a time resolution of 100 fs. In addition, since these optical pulse generators can be driven independently, a set of pulse trains with different pulse light wavelengths can be generated simply by changing the wavelength of the input continuous light. Further, according to the present invention, an optical system for adjusting the two optical path lengths is not necessary. As a result, the system can be further simplified, and a time-resolved spectroscopic system resistant to disturbances such as temperature and vibration can be constructed.
図６は，本発明の好ましい光パルス発生器の例を示す図である。図６に示されるように， 本発明の好ましい態様は，前記光パルス発生器（３）は，光の入力部(１２)と，前記入力部に入力した光が分岐する分岐部(１３)と，前記分岐部(１３)から分岐した光が伝播する第１の導波路(１４)と，前記分岐部(１３)から分岐した上記とは別の光が伝播する第２の導波路(１５)と，前記第１の導波路と前記第２の導波路から出力される光信号が合波される合波部(１６)と，前記合波部で合波された光信号が出力される光信号の出力部(１７)とを含む導波路部分(１８)と，を具備し；前記駆動信号発生器（４）は，前記第１の導波路を駆動する第１の駆動信号(１９)と前記第２の導波路を駆動する第２の駆動信号(２０)を得るための駆動信号系(２１)と，前記第１の導波路及び前記第２の導波路に印加するバイアス信号(２２,２３)を得るためのバイアス信号系(２４)と；を具備する上記いずれかに記載のシステムに関する。 FIG. 6 is a diagram showing an example of a preferable optical pulse generator of the present invention. As shown in FIG. 6, in a preferred embodiment of the present invention, the optical pulse generator (3) includes an optical input unit (12), a branching unit (13) for branching light input to the input unit, and , A first waveguide (14) through which the light branched from the branch section (13) propagates, and a second waveguide (15) through which another light branched from the branch section (13) propagates. A multiplexing unit (16) for combining optical signals output from the first waveguide and the second waveguide, and light for outputting an optical signal combined by the multiplexing unit A waveguide portion (18) including a signal output portion (17); and the drive signal generator (4) includes a first drive signal (19) for driving the first waveguide; A drive signal system (21) for obtaining a second drive signal (20) for driving the second waveguide, and a bias signal (2) applied to the first waveguide and the second waveguide , The bias signal system for obtaining a 23) and (24); a system according to the any one having a.
上記の導波路は，光ＳＳＢ変調器用などに用いられているものを適宜採用すればよい。光ＳＳＢ変調器は，変調信号の周波数（ｆｍ）分だけシフトした出力光を得ることができる光変調器である（S. Shimotsu, S. Oikawa, T. Saitou, N. Mitsugi, K. Kubodera, T. Kawanishi and M. Izutsu, “Single Side-Band Modulation Performance of a LiNbO3 Integrated Modulator Consisting of Four-Phase Modulator Wavegate,” IEEE Photon. Tech. Lett., Vol. 13, 364-366 (2001)，「下津臣一，井筒雅之，"次世代通信のためのLiNbO3光ＳＳＢ変調器"，光アライアンス， 2000.7. pp. 27-30」）。 What is necessary is just to employ | adopt suitably what is used for optical SSB modulators etc. as said waveguide. Optical SSB modulator is an optical modulator capable of obtaining an output light shifted by the frequency (f m) component of the modulation signal (S. Shimotsu, S. Oikawa, T. Saitou, N. Mitsugi, K. Kubodera , T. Kawanishi and M. Izutsu, “Single Side-Band Modulation Performance of a LiNbO 3 Integrated Modulator Consisting of Four-Phase Modulator Wavegate,” IEEE Photon. Tech. Lett., Vol. 13, 364-366 (2001), “Shunitsu Shiichi, Izutsu Masayuki,“ LiNbO 3 Optical SSB Modulator for Next Generation Communications ”, Optical Alliance, 2000.7. Pp. 27-30”).
光パルス発生器及び駆動信号発生器として，上記のものを用いることで，極めて均質であり，極めて応答性の高い光パルスを得ることができることとなる。これにより極めて高精度な時間分解分光装置を提供できることとなる。 By using the above-described optical pulse generator and drive signal generator, it is possible to obtain an optical pulse that is extremely homogeneous and extremely responsive. As a result, it is possible to provide an extremely accurate time-resolved spectrometer.
本発明の好ましい態様は，前記駆動信号系(２１)及びバイアス信号系(２４)は，前記第１の駆動信号(１９)，前記第２の駆動信号(２０)及びバイアス信号(２２，２３)が，下記式（Ｉ）を満たすように駆動する，上記に記載のシステムに関する。
ΔＡ＋Δθ＝π／２ （Ｉ）
（ここで，ΔＡ及びΔθは，それぞれΔＡ≡（Ａ１−Ａ２）／２，及びΔθ≡（θ１−θ２）／２と定義され，Ａ１及びＡ２はそれぞれ第１の変調電極及び第２の変調電極に誘導される光位相シフト振幅を示し，θ１及びθ２はそれぞれ第１の導波路及び第２の導波路内で誘導される光位相シフト量を示す）
In a preferred aspect of the present invention, the drive signal system (21) and the bias signal system (24) include the first drive signal (19), the second drive signal (20), and the bias signal (22, 23). Relates to the system described above, which is driven to satisfy the following formula (I).
ΔA + Δθ = π / 2 (I)
(Where ΔA and Δθ are defined as ΔA≡ (A 1 −A 2 ) / 2 and Δθ≡ (θ 1 −θ 2 ) / 2, respectively, where A 1 and A 2 are the first modulation electrodes, respectively. And the optical phase shift amplitude induced in the second modulation electrode, and θ 1 and θ 2 indicate the optical phase shift amount induced in the first waveguide and the second waveguide, respectively)
後述するように，上記式（Ｉ）を満たすように駆動することにより，合波される２つの位相変調器（導波路と駆動信号を印加する電極とにより位相変調器を構成する。）からの光信号が互いに補い合って良好なスペクトル特性を光パルス信号を得ることができることとなる。 As will be described later, by driving to satisfy the above formula (I), two phase modulators to be combined (a phase modulator is constituted by a waveguide and an electrode to which a drive signal is applied) are combined. The optical signals complement each other, and an optical pulse signal with good spectral characteristics can be obtained.
マハツェンダ変調器の各アームを駆動するＲＦ信号をそれぞれＲＦ−aおよびＲＦ−ｂとする。ＲＦ−ａおよびＲＦ−ｂは，振幅をそれぞれＡａ（これはＡ１に対応する。）及びＡｂ（これはＡ２に対応する）とし，変調周波数をωとすると，以下の式(1)ように表すことができる。
ＲＦ−ａ=Ａasinωt, ＲＦ−ｂ＝Ａbsinωt （１）
RF signals that drive each arm of the Maha-Zehnder modulator are RF-a and RF-b, respectively. RF-a and RF-b have amplitudes A a (corresponding to A 1 ) and A b (corresponding to A 2 ), respectively, and the modulation frequency is ω, the following equations (1 ) Can be expressed as:
RF-a = A a sin ωt, RF-b = A b sin ωt (1)
一方，マハツェンダ変調器への入力光の振幅をＥｉｎとすると，マハツェンダ変調器の出力光による電界Ｅｏｕｔは，式(２)で表すことができる。ただし，式(２)中，Jｋ(・)は，ｋ次のベッセル関数を表す。 On the other hand, if the amplitude of the input light to the Mach-Zehnder modulator is E in , the electric field E out due to the output light of the Mach-Zehnder modulator can be expressed by Expression (2). In Equation (2), J k (•) represents a k-th order Bessel function.
次に，変換効率ηｋを，ｋ次の周波数コム成分強度Ｐｋの入力光強度Ｐｉｎに対する相対比として定義する。駆動振動が大振幅信号である時，すなわち，Ａｉ(t)（ｉ＝ａまたはｂ）が十分に大きい時，変換効率ηｋは，下式(3)のように近似展開できる。 Next, the conversion efficiency eta k, defined as a relative ratio with respect to the input light intensity P in the k-th order frequency comb component intensity P k. When the drive vibration is a large amplitude signal, that is, when A i (t) (i = a or b) is sufficiently large, the conversion efficiency η k can be approximated by the following equation (3).
ただし，／Ａ（エーバー），ΔＡ及びΔθはそれぞれ，次式（４）で定義される。
／Ａ≡（Ａ１＋Ａ２）／２， ΔＡ≡（Ａ１−Ａ２）／２，Δθ≡（θ１−θ２）／２ （４）
However, / A (Aber), ΔA, and Δθ are respectively defined by the following equations (4).
/ A≡ (A 1 + A 2 ) / 2, ΔA≡ (A 1 −A 2 ) / 2, Δθ≡ (θ 1 −θ 2 ) / 2 (4)
ここで，平坦なスペクトル特性を得る条件は，ηｋがｋに依存しない時，すなわち式（３）が変調次数ｋに対して独立となる時である。よって，平坦なスペクトル特性を得る条件は，式（５）と導かれる。
ΔＡ＋Δθ＝π／２ （５）
従って，上記の光パルス発生装置を用いれば，平坦なスペクトル特性を持ったパルス光源を得ることができ，式（５）を満たすようにマハツェンダ変調器を駆動すれば平坦なスペクトル特性を有する光パルスを得ることができることがわかる。
Here, the condition for obtaining flat spectral characteristics is when η k does not depend on k, that is, when equation (3) is independent of the modulation order k. Therefore, the condition for obtaining a flat spectral characteristic is derived as equation (5).
ΔA + Δθ = π / 2 (5)
Therefore, a pulse light source having a flat spectral characteristic can be obtained by using the above optical pulse generator, and an optical pulse having a flat spectral characteristic can be obtained by driving the Mach-Zehnder modulator so as to satisfy Equation (5). It can be seen that can be obtained.
[変換効率の最大化]
次にこのスペクトル平坦化条件の下で変換効率ηｋが最大化される条件を求める。式（５）を式（３）に代入すると，変換効率ηｋは，次式（６）のように簡単な式で表すことができる。
[Maximize conversion efficiency]
Next, a condition for maximizing the conversion efficiency η k under this spectrum flattening condition is obtained. By substituting equation (5) into equation (3), the conversion efficiency η k can be expressed by a simple equation such as the following equation (6).
従って，式（７）を満たすときに，変換効率ηｋは最大化されることがわかる。
ΔＡ＝Δθ＝π／４ （７）
そして，式（７）を満たす時の最大変換効率ηｋ，ｍａｘは次式(8)で表すことができる。
Therefore, it can be seen that the conversion efficiency η k is maximized when Expression (7) is satisfied.
ΔA = Δθ = π / 4 (7)
Then, the maximum conversion efficiency η k, max when the expression (7) is satisfied can be expressed by the following expression (8).
以上から，マハツェンダ変調器により平坦な光パルスを得るための式は式（５）（ΔＡ＋Δθ＝π／２）であるといえる。一方，平坦化条件式を満たしつつ光パルスの生成化効率が最大となるのは，最大効率平坦化条件である式(7)（ΔＡ＝Δθ＝π/4）を満たす場合である。なお，式（７）は，マハツェンダ変調器が２／π点にバイアスされ，駆動正弦波信号ＲＦ−ａ及びＲＦ−ｂにより誘導される位相変移の最大位相差がπであることを意味する。 From the above, it can be said that the equation for obtaining a flat optical pulse by the Maha-Zehnder modulator is the equation (5) (ΔA + Δθ = π / 2). On the other hand, the optical pulse generation efficiency is maximized while satisfying the flattening conditional expression when the expression (7) (ΔA = Δθ = π / 4) which is the maximum efficient flattening condition is satisfied. Equation (7) means that the Maha-Zehnder modulator is biased at 2 / π point, and the maximum phase difference of the phase shift induced by the drive sine wave signals RF-a and RF-b is π.
本発明の第２の側面は，時間分解分光システム（１）を用いた時間分解分光方法であって，前記時間分解分光システム（１）は，連続光源（２）からの光が入力する光パルス発生器（３）と，前記光パルス発生器（３）を駆動するための駆動信号発生器（４）と，測定対象物からの光を検出するための光検出器（５）と，を具備し，前記光パルス発生器（３）で発生した光パルスを用いて検出光を得て，前記検出光を測定対象物に照射し，測定対象物からの透過光又は反射光を前記光検出器（５）が検出することにより分光分析を行う，時間分解分光方法に関する。 A second aspect of the present invention is a time-resolved spectroscopic method using a time-resolved spectroscopic system (1), wherein the time-resolved spectroscopic system (1) is a light pulse input by light from a continuous light source (2). A generator (3), a drive signal generator (4) for driving the optical pulse generator (3), and a photodetector (5) for detecting light from the measurement object Then, detection light is obtained using the light pulse generated by the light pulse generator (3), the detection light is irradiated onto the measurement object, and transmitted light or reflected light from the measurement object is used as the light detector. The present invention relates to a time-resolved spectroscopic method in which spectroscopic analysis is performed by detecting.
上記の方法では，外部共振器などを用いずに分光分析を行うことができるので，外乱の影響を受けにくい分光方法を提供できる。 In the above method, since the spectroscopic analysis can be performed without using an external resonator or the like, it is possible to provide a spectroscopic method which is not easily affected by disturbance.
本発明の第２の側面の好ましい態様は，時間分解分光システム（１）を用いた時間分解分光方法であって，前記時間分解分光システム（１）は，連続光源（２）からの光が入力する複数台の光パルス発生器（３ａ，３ｂ）と，前記光パルス発生器（３ａ，３ｂ）を駆動するための駆動信号発生器（４ａ，４ｂ）と，測定対象物からの光を検出するための光検出器（５）と，を具備し，前記光パルス発生器（３ａ，３ｂ）で発生した光パルスを用いて検出光を得て，前記検出光を測定対象物に照射し，測定対象物からの透過光又は反射光を前記光検出器（５）が検出することにより分光分析を行うとともに，それぞれの駆動信号発生器（４ａ，４ｂ）の駆動信号の周波数を制御することにより，前記光パルス発生器（３ａ，３ｂ）から出力される光パルスの繰り返し周波数を制御し，これにより，遅延時間を制御する，時間分解分光方法に関する。 A preferred embodiment of the second aspect of the present invention is a time-resolved spectroscopic method using a time-resolved spectroscopic system (1), and the time-resolved spectroscopic system (1) receives light from a continuous light source (2). A plurality of optical pulse generators (3a, 3b), a drive signal generator (4a, 4b) for driving the optical pulse generators (3a, 3b), and light from the measurement object are detected And a light detector (5) for obtaining detection light using the light pulse generated by the light pulse generator (3a, 3b), irradiating the measurement light with the detection light, and measuring The light detector (5) detects the transmitted light or reflected light from the object and performs spectroscopic analysis, and by controlling the frequency of the drive signal of each drive signal generator (4a, 4b), Output from the optical pulse generator (3a, 3b) Controlling the repetition frequency of the optical pulses, thereby controlling the delay time relates to time-resolved spectroscopic method.
本発明の第３の側面は，連続光源（２）からの光が入力する複数の光パルス発生器（３）を具備するテラヘルツ波発生システムであって，前記複数の光パルス発生器（３）を，それぞれ駆動するための駆動信号発生器（４）を具備することを特徴とする，システムに関する。 A third aspect of the present invention is a terahertz wave generation system including a plurality of optical pulse generators (3) to which light from a continuous light source (2) is input, the plurality of optical pulse generators (3) And a drive signal generator (4) for driving each of the systems.
このテラヘルツ波発生システムは，テラヘルツ波発生システムの公知の構成に合わせて，基本的には先に説明した時間分解分光システムのあらゆる構成を採用することができる。先述したように，上記の構成を採用することで，本発明のテラヘルツ波発生システムは効果的に遅延時間を制御することができ，様々な周波数のテラヘルツ波を容易に発生できることとなる。 This terahertz wave generation system can basically adopt any configuration of the time-resolved spectroscopy system described above in accordance with the known configuration of the terahertz wave generation system. As described above, by adopting the above configuration, the terahertz wave generation system of the present invention can effectively control the delay time, and can easily generate terahertz waves of various frequencies.
テラヘルツ波発生システムとして，たとえば米国特許第５４０１９５３号明細書などに開示されている公知のものを適宜用いることができる。具体的には，アレイ状などの光スイッチアレイを用いた光スイッチ素子及び電圧制御装置を具備するものがあげられる。この光スイッチ素子は、伝送線路と、伝送線路間に設置された微少ダイポールアンテナを含む光スイッチとを具備する。伝送線路は，たとえば全ての光スイッチに対して共通に接続されており、リード線によって電圧制御装置に接続されている。一方、伝送線路は各々の光スイッチに対して分割されており、各々がリード線によって電圧制御装置に接続されている。このような構成によって、電圧制御装置により光スイッチに印加される電圧を各々別個に設定・制御することができる。 As the terahertz wave generation system, a known system disclosed in, for example, US Pat. No. 5,401,953 can be used as appropriate. Specifically, an optical switch element using an optical switch array such as an array and a voltage control device are included. The optical switch element includes a transmission line and an optical switch including a minute dipole antenna installed between the transmission lines. For example, the transmission line is commonly connected to all the optical switches, and is connected to the voltage control device by a lead wire. On the other hand, the transmission line is divided with respect to each optical switch, and each is connected to the voltage control device by a lead wire. With such a configuration, the voltage applied to the optical switch by the voltage control device can be set and controlled separately.
各光スイッチは、テラヘルツ波を出力するアンテナとしての機能も有しており、光パルス光源からの光パルスが入射するとパルス状の電流が流れて、それによって各光スイッチからテラヘルツ波が発生・出力される。 Each optical switch also has a function as an antenna that outputs a terahertz wave. When a light pulse from an optical pulse light source is incident, a pulsed current flows, thereby generating and outputting a terahertz wave from each optical switch. Is done.
本発明の第３の側面の好ましい態様は，前記光パルス発生器（３）は，光の入力部(１２)と，前記入力部に入力した光が分岐する分岐部(１３)と，前記分岐部(１３)から分岐した光が伝播する第１の導波路(１４)と，前記分岐部(１３)から分岐した上記とは別の光が伝播する第２の導波路(１５)と，前記第１の導波路と前記第２の導波路から出力される光信号が合波される合波部(１６)と，前記合波部で合波された光信号が出力される光信号の出力部(１７)とを含む導波路部分(１８)と，を具備し；前記駆動信号発生器（４）は，前記第１の導波路を駆動する第１の駆動信号(１９)と前記第２の導波路を駆動する第２の駆動信号(２０)を得るための駆動信号系(２１)と，前記第１の導波路及び前記第２の導波路に印加するバイアス信号(２２,２３)を得るためのバイアス信号系(２４)と，を具備する；上記に記載のシステムに関する。このような光パルス発生器及び駆動信号発生器を用いることで遅延時間を容易に調整することができ，その結果様々な周波数のテラヘルツ波を容易に発生できることとなる。 In a preferred embodiment of the third aspect of the present invention, the optical pulse generator (3) includes a light input section (12), a branch section (13) for branching light input to the input section, and the branch A first waveguide (14) through which light branched from the section (13) propagates, a second waveguide (15) through which light different from the above branched from the branch section (13) propagates, A multiplexing unit (16) for combining optical signals output from the first waveguide and the second waveguide, and an output of an optical signal for outputting the optical signal combined by the multiplexing unit A waveguide portion (18) including a portion (17); and the drive signal generator (4) includes a first drive signal (19) for driving the first waveguide and the second drive signal generator (4). A drive signal system (21) for obtaining a second drive signal (20) for driving the waveguide of the first and a bias signal (22, 23) applied to the first waveguide and the second waveguide. Gain The bias signal system (24) for, including a; a system described above. By using such an optical pulse generator and driving signal generator, the delay time can be easily adjusted, and as a result, terahertz waves of various frequencies can be easily generated.
本発明の第４の側面は，テラヘルツ波を検出するための時間分解分光システム（１）であって，第１の連続光源からの光が入力する第１の光パルス発生器と，前記第１の光パルス発生器を駆動するための第１の駆動信号発生器と，前記第１の光パルス発生器から発生した光パルスが入射するテラヘルツ発生器と，第２の連続光源からの光が入力する第２の光パルス発生器と，前記第２の光パルス発生器を駆動するための第２の駆動信号発生器と， 前記第２の光パルス発生器から発生した光パルスが入射し，前記テラヘルツ発生器から発生したテラヘルツ波が測定対象物に照射され，前記測定対象物からの光を検出する，テラヘルツ検出器を具備する，システムに関する。それぞれの駆動信号を制御し，光パルス発生器の駆動周波数をΔτ（タウ）に従って必要な時間分解能を満たすように設定することにより，時間分解分光計測を行うことができる。 A fourth aspect of the present invention is a time-resolved spectroscopic system (1) for detecting a terahertz wave, the first optical pulse generator to which light from a first continuous light source is input, and the first The first drive signal generator for driving the optical pulse generator of the above, the terahertz generator to which the optical pulse generated from the first optical pulse generator is incident, and the light from the second continuous light source are input The second optical pulse generator, the second drive signal generator for driving the second optical pulse generator, the optical pulse generated from the second optical pulse generator is incident, The present invention relates to a system including a terahertz detector that irradiates a measurement target with a terahertz wave generated from a terahertz generator and detects light from the measurement target. By controlling the respective drive signals and setting the drive frequency of the optical pulse generator to satisfy the required time resolution according to Δτ (tau), time-resolved spectroscopic measurement can be performed.
時間掃引システム
図７は，実施例１における時間分解分光システムを示すブロック図である。この時間分解分光システムでは，光パルス発生器を高周波正弦波信号で駆動する。そして，直接変調を施した半導体レーザからのレーザ光を，光パルス発生器へ入射する。発生した光パルスをビームスプリッタにより分岐し，一方を可動ステージに固定したミラーにより反射させる。そして，可動ステージを連続的に掃引することにより，他方の光パルスに対して時間遅延を得る。そして，これらの光パルスを検出対象に照射して，図示しない光検出器により透過光又は反射光を検出する。このようにして，時間分解分光を行うことができる。この時間分解分光システムによれば，タイミングジッタが抑制した状態で測定できることとなる。また，時間分解分光システムによれば，光強度変調器が不要となるので，システムを簡素化できる。
FIG. 7 is a block diagram showing a time-resolved spectroscopy system in the first embodiment. In this time-resolved spectroscopic system, the optical pulse generator is driven by a high-frequency sine wave signal. Then, the laser light from the semiconductor laser subjected to direct modulation is incident on the optical pulse generator. The generated light pulse is branched by a beam splitter, and one is reflected by a mirror fixed to a movable stage. A time delay is obtained with respect to the other optical pulse by continuously sweeping the movable stage. Then, these light pulses are applied to the detection target, and transmitted light or reflected light is detected by a photodetector (not shown). In this way, time-resolved spectroscopy can be performed. According to this time-resolved spectroscopic system, measurement can be performed with timing jitter suppressed. In addition, according to the time-resolved spectroscopic system, the light intensity modulator is not required, so that the system can be simplified.
複数の光パルス発生器を用いた時間分解分光システム
図８は，実施例２における時間分解分光システムを示すブロック図である。図８に示されるように，この時間分解分光システムは，２台の光パルス光源をそれぞれ異なる周波数の正弦波信号で駆動して光パルスを発生させる。一方をポンプ光パルス，他方をプローブ光パルスとする。それぞれの光パルスは，たとえば，非線形圧縮ファイバに入射することにより，フェムト秒などのより短い時間幅の光パルスにすることができる。すなわち，光パルス発生器からの出力光をファイバに入力し，ファイバからの出力光を検出対象物に照射するものは，本発明の好ましい態様である。ポンプおよびプローブ光パルスを検出対象物に入射し，プローブ光パルスの透過光あるいは反射光を光検出器により検出する。この光検出器として，プローブ光の繰返し周波数をカバーする帯域を持つものが好ましい。光パルス発生器の駆動周波数をΔτ（タウ）に従って必要な時間分解能を満たすように設定することにより，時間分解分光計測を行うことができる。本方法を用いることにより，可動ステージや両パルス光の光路長を合わせるための光学系が必要なくなり，外乱に対して安定な測定が可能となる。また，半導体レーザおよび駆動信号周波数を変えることにより，光パルスの波長および繰返し周波数の制御性が向上した時間分解計測を行うことができることとなる。
FIG. 8 is a block diagram showing a time-resolved spectroscopic system according to the second embodiment. As shown in FIG. 8, this time-resolved spectroscopic system generates optical pulses by driving two optical pulse light sources with sinusoidal signals having different frequencies. One is a pump light pulse and the other is a probe light pulse. Each light pulse can be made into a light pulse having a shorter time width such as femtosecond by entering a nonlinear compression fiber, for example. That is, a preferred embodiment of the present invention is to input the output light from the optical pulse generator to the fiber and irradiate the detection target with the output light from the fiber. The pump and probe light pulses are incident on the object to be detected, and the transmitted light or reflected light of the probe light pulse is detected by a photodetector. As this photodetector, one having a band covering the repetition frequency of the probe light is preferable. Time-resolved spectroscopic measurement can be performed by setting the drive frequency of the optical pulse generator to satisfy the required time resolution according to Δτ (tau). By using this method, a movable stage and an optical system for adjusting the optical path lengths of both pulse lights are not required, and stable measurement can be performed against disturbance. In addition, by changing the semiconductor laser and the drive signal frequency, time-resolved measurement with improved controllability of the wavelength and repetition frequency of the optical pulse can be performed.
テラヘルツ波発生・検出法
図９は，テラヘルツ波発生・検出法を説明するための図である。すなわち，本発明の時間分解分光システムを用いることで，テラヘルツ波を検出できることを示す。図９に示されるように光パルス発生器，テラヘルツ発生器，テラヘルツ検出器およびテラヘルツ波光学系を具備する。第１の光源からの光パルスをテラヘルツ発生器に入射し，テラヘルツ波を発生させる。発生したテラヘルツ波を，テラヘルツ光学系を用いてテラヘルツ検出器に導く。第２の光源からの光パルスをテラヘルツ検出器に入射し，テラヘルツ波を検出する。光パルス発生器の駆動周波数をΔτ（タウ）に従って必要な時間分解能を満たすように設定することにより，時間分解分光計測を行うことができる。
Terahertz Wave Generation / Detection Method FIG. 9 is a diagram for explaining a terahertz wave generation / detection method. That is, it shows that terahertz waves can be detected by using the time-resolved spectroscopy system of the present invention. As shown in FIG. 9, an optical pulse generator, a terahertz generator, a terahertz detector, and a terahertz wave optical system are provided. A light pulse from the first light source is incident on the terahertz generator to generate a terahertz wave. The generated terahertz wave is guided to a terahertz detector using a terahertz optical system. A light pulse from the second light source is incident on the terahertz detector and a terahertz wave is detected. Time-resolved spectroscopic measurement can be performed by setting the drive frequency of the optical pulse generator to satisfy the required time resolution according to Δτ (tau).
本発明は，分光分析用装置産業などの分野において好適に利用されうる。 The present invention can be suitably used in fields such as the spectroscopic analysis device industry.
本発明は，光情報通信などの分野において好適に利用されうる。 The present invention can be suitably used in fields such as optical information communication.
また本発明は，超短光パルスを用いてテラヘルツ領域（１００ＧＨｚから１０ＴＨｚ）の電磁波の発生・検出および分光にも用いることができる。 The present invention can also be used for generation and detection of electromagnetic waves in the terahertz region (100 GHz to 10 THz) and spectroscopy using ultrashort light pulses.
１ 時間分解分光システム， ２ 連続光源， ３ 光パルス発生器， ４ 駆動信号発生器， ５ 光検出器， ７ 強度変調手段
1 time-resolved spectroscopic system, 2 continuous light source, 3 optical pulse generator, 4 drive signal generator, 5 photodetector, 7 intensity modulation means
Claims (9)
連続光源（２）からの光が入力する光パルス発生器（３）と，
前記光パルス発生器（３）を駆動するための駆動信号発生器（４）と，
測定対象物からの光を検出するための光検出器（５）と，
を具備し，
前記光パルス発生器（３）は，
光の入力部(１２)と，前記入力部に入力した光が分岐する分岐部(１３)と，前記分岐部(１３)から分岐した光が伝播する第１の導波路(１４)と，前記分岐部(１３)から分岐した上記とは別の光が伝播する第２の導波路(１５)と，前記第１の導波路と前記第２の導波路から出力される光信号が合波される合波部(１６)と，前記合波部で合波された光信号が出力される光信号の出力部(１７)とを含む導波路部分(１８)と，を具備し；
前記駆動信号発生器（４）は，
前記第１の導波路を駆動する第１の駆動信号(１９)と前記第２の導波路を駆動する第２の駆動信号(２０)を得るための駆動信号系(２１)と，前記第１の導波路及び前記第２の導波路に印加するバイアス信号(２２,２３)を得るためのバイアス信号系(２４)と，を具備し；
前記光パルス発生器（３）で発生した光パルスを用いて検出光を得て，前記検出光を測定対象物に照射し，測定対象物からの透過光又は反射光を前記光検出器（５）が検出する
ことにより分光分析を行う，
時間分解分光システム。 A time-resolved spectroscopy system (1),
An optical pulse generator (3) that receives light from the continuous light source (2);
A drive signal generator (4) for driving the optical pulse generator (3);
A photodetector (5) for detecting light from the measurement object;
Comprising
The optical pulse generator (3)
A light input section (12), a branch section (13) from which light input to the input section branches, a first waveguide (14) through which light branched from the branch section (13) propagates, The second waveguide (15) through which light different from the above branched from the branching section (13) propagates, and the optical signals output from the first waveguide and the second waveguide are combined. And a waveguide section (18) including an optical signal output section (17) for outputting an optical signal multiplexed by the multiplexing section;
The drive signal generator (4)
A drive signal system (21) for obtaining a first drive signal (19) for driving the first waveguide and a second drive signal (20) for driving the second waveguide; And a bias signal system (24) for obtaining a bias signal (22, 23) to be applied to the second waveguide and the second waveguide;
Detection light is obtained by using the light pulse generated by the optical pulse generator (3), the detection light is irradiated onto the measurement object, and transmitted light or reflected light from the measurement object is applied to the optical detector (5). ) To detect spectroscopic analysis,
Time-resolved spectroscopy system.
前記強度変調手段（７）により強度変調された連続波光を前記光パルス発生器（３）へ入射し，強度変調された光パルスを得て，前記強度変調された光パルスを用いて分光分析を行う，
請求項１に記載のシステム。 Furthermore, it comprises intensity modulation means (7) for modulating the intensity of the continuous light source (2),
The continuous wave light intensity-modulated by the intensity modulation means (7) is incident on the optical pulse generator (3), an intensity-modulated light pulse is obtained, and spectral analysis is performed using the intensity-modulated light pulse. Do,
The system of claim 1.
前記強度変調手段（７）が，前記半導体レーザを駆動するための変調信号発生器である，
請求項２に記載のシステム。 The continuous light source (2) is a semiconductor laser;
The intensity modulation means (7) is a modulation signal generator for driving the semiconductor laser;
The system according to claim 2.
それぞれの前記光パルス発生器（３）を異なる繰り返し周波数で駆動することにより，
遅延時間掃引を行う，請求項１に記載のシステム。 Including a plurality of the optical pulse generators (3),
By driving each said optical pulse generator (3) at a different repetition frequency,
The system according to claim 1, wherein a delay time sweep is performed.
それぞれの駆動信号発生器（４）の駆動信号の周波数を制御することにより，前記光パルス発生器（３）から出力される光パルスの繰り返し周波数を制御し，これにより，遅延時間を制御できる，請求項１に記載のシステム。 Including a plurality of the optical pulse generators (3),
By controlling the frequency of the drive signal of each drive signal generator (4), the repetition frequency of the optical pulse output from the optical pulse generator (3) can be controlled, thereby controlling the delay time. The system of claim 1.
ΔＡ＋Δθ＝π／２ （Ｉ）
（ここで，ΔＡ及びΔθは，それぞれΔＡ≡（Ａ１−Ａ２）／２，及びΔθ≡（θ１−θ２）／２と定義され，Ａ１及びＡ２はそれぞれ第１の変調電極及び第２の変調電極に誘導される光位相シフト振幅を示し，θ１及びθ２はそれぞれ第１の導波路及び第２の導波路内で誘導される光位相シフト量を示す） The drive signal system (21) and the bias signal system (24) have the first drive signal (19), the second drive signal (20) and the bias signal (22, 23) represented by the following formula (I): The system of claim 1 , wherein the system is driven to satisfy.
ΔA + Δθ = π / 2 (I)
(Where ΔA and Δθ are defined as ΔA≡ (A1−A2) / 2 and Δθ≡ (θ1−θ2) / 2, respectively, and A1 and A2 are the first and second modulation electrodes, respectively. ) Represents the optical phase shift amplitude induced in (1), and θ1 and θ2 represent the optical phase shift amounts induced in the first waveguide and the second waveguide, respectively)
前記時間分解分光システム（１）は，
連続光源（２）からの光が入力する光パルス発生器（３）と，
前記光パルス発生器（３）を駆動するための駆動信号発生器（４）と，
測定対象物からの光を検出するための光検出器（５）と，
を具備し，
前記光パルス発生器（３）は，
光の入力部(１２)と，前記入力部に入力した光が分岐する分岐部(１３)と，前記分岐部(１３)から分岐した光が伝播する第１の導波路(１４)と，前記分岐部(１３)から分岐した上記とは別の光が伝播する第２の導波路(１５)と，前記第１の導波路と前記第２の導波路から出力される光信号が合波される合波部(１６)と，前記合波部で合波された光信号が出力される光信号の出力部(１７)とを含む導波路部分(１８)と，を具備し；
前記駆動信号発生器（４）は，
前記第１の導波路を駆動する第１の駆動信号(１９)と前記第２の導波路を駆動する第２の駆動信号(２０)を得るための駆動信号系(２１)と，前記第１の導波路及び前記第２の導波路に印加するバイアス信号(２２,２３)を得るためのバイアス信号系(２４)と，を具備し；
前記光パルス発生器（３）で発生した光パルスを用いて検出光を得て，前記検出光を測定対象物に照射し，測定対象物からの透過光又は反射光を前記光検出器（５）が検出することにより分光分析を行う，
時間分解分光方法。 A time-resolved spectroscopic method using a time-resolved spectroscopic system (1),
The time-resolved spectroscopy system (1)
An optical pulse generator (3) that receives light from the continuous light source (2);
A drive signal generator (4) for driving the optical pulse generator (3);
A photodetector (5) for detecting light from the measurement object;
Comprising
The optical pulse generator (3)
A light input section (12), a branch section (13) from which light input to the input section branches, a first waveguide (14) through which light branched from the branch section (13) propagates, The second waveguide (15) through which light different from the above branched from the branching section (13) propagates, and the optical signals output from the first waveguide and the second waveguide are combined. And a waveguide section (18) including an optical signal output section (17) for outputting an optical signal multiplexed by the multiplexing section;
The drive signal generator (4)
A drive signal system (21) for obtaining a first drive signal (19) for driving the first waveguide and a second drive signal (20) for driving the second waveguide; And a bias signal system (24) for obtaining a bias signal (22, 23) to be applied to the second waveguide and the second waveguide;
Detection light is obtained by using the light pulse generated by the optical pulse generator (3), the detection light is irradiated onto the measurement object, and transmitted light or reflected light from the measurement object is applied to the optical detector (5). ) To detect spectroscopic analysis,
Time-resolved spectroscopy.
前記時間分解分光システム（１）は，
連続光源（２）からの光が入力する複数台の光パルス発生器（３ａ，３ｂ）と，
前記光パルス発生器（３ａ，３ｂ）を駆動するための駆動信号発生器（４ａ，４ｂ）と，
測定対象物からの光を検出するための光検出器（５）と，
を具備し，
前記光パルス発生器（３ａ，３ｂ）は，
光の入力部(１２)と，前記入力部に入力した光が分岐する分岐部(１３)と，前記分岐部(１３)から分岐した光が伝播する第１の導波路(１４)と，前記分岐部(１３)から分岐した上記とは別の光が伝播する第２の導波路(１５)と，前記第１の導波路と前記第２の導波路から出力される光信号が合波される合波部(１６)と，前記合波部で合波された光信号が出力される光信号の出力部(１７)とを含む導波路部分(１８)と，を具備し；
前記駆動信号発生器（４ａ，４ｂ）は，
前記第１の導波路を駆動する第１の駆動信号(１９)と前記第２の導波路を駆動する第２の駆動信号(２０)を得るための駆動信号系(２１)と，前記第１の導波路及び前記第２の導波路に印加するバイアス信号(２２,２３)を得るためのバイアス信号系(２４)と，を具備し；
前記光パルス発生器（３ａ，３ｂ）で発生した光パルスを用いて検出光を得て，前記検出光を測定対象物に照射し，測定対象物からの透過光又は反射光を前記光検出器（５）が検出することにより分光分析を行うとともに，
それぞれの駆動信号発生器（４ａ，４ｂ）の駆動信号の周波数を制御することにより，前記光パルス発生器（３ａ，３ｂ）から出力される光パルスの繰り返し周波数を制御し，これにより，遅延時間を制御する，
時間分解分光方法。 A time-resolved spectroscopic method using a time-resolved spectroscopic system (1),
The time-resolved spectroscopy system (1)
A plurality of optical pulse generators (3a, 3b) to which light from the continuous light source (2) is input;
Drive signal generators (4a, 4b) for driving the optical pulse generators (3a, 3b);
A photodetector (5) for detecting light from the measurement object;
Comprising
The optical pulse generator (3a, 3b)
A light input section (12), a branch section (13) from which light input to the input section branches, a first waveguide (14) through which light branched from the branch section (13) propagates, The second waveguide (15) through which light different from the above branched from the branching section (13) propagates, and the optical signals output from the first waveguide and the second waveguide are combined. And a waveguide section (18) including an optical signal output section (17) for outputting an optical signal multiplexed by the multiplexing section;
The drive signal generator (4a, 4b)
A drive signal system (21) for obtaining a first drive signal (19) for driving the first waveguide and a second drive signal (20) for driving the second waveguide; And a bias signal system (24) for obtaining a bias signal (22, 23) to be applied to the second waveguide and the second waveguide;
Detection light is obtained using light pulses generated by the light pulse generators (3a, 3b), the detection light is irradiated onto the measurement object, and transmitted light or reflected light from the measurement object is applied to the light detector. (5) detects and performs spectroscopic analysis,
By controlling the frequency of the drive signal of each drive signal generator (4a, 4b), the repetition frequency of the optical pulse output from the optical pulse generator (3a, 3b) is controlled. Control
Time-resolved spectroscopy.
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