JP5689955B2 - 光源装置、分析装置、及び光生成方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係る光源装置100の構成を示す図である。光源装置100は、複数のレーザ光源110、複数の波長変換素子130、合波器150、及びVBG(Volume Bragg Grating)120(第1ブラッグ反射部)を備えている。波長変換素子130は、複数のレーザ光源110それぞれに設けられ、互いに異なる波長変換特性を有している。各波長変換素子130は、その波長変換素子に入射されるレーザ光の波長を変換する。波長変換後のレーザ光の波長は、互いに異なる。合波器150は、複数の波長変換素子130から出力された複数のレーザ光を結合して同軸の光として出力する。そしてVBG120は、複数のレーザ光源110と複数の波長変換素子130の間に設けられ、レーザ光の共振器の少なくとも一部を構成している。以下、詳細に説明する。
図2は、第2の実施形態に係る光源装置100の構成を示す図である。本実施形態に係る光源装置100は、以下の点を除いて、第1の実施形態に係る光源装置100と同様の構成である。
図3は、第3の実施形態に係る光源装置100の構成を示す図である。本実施形態に係る光源装置100は、以下の点を除いて、第2の実施形態に係る光源装置100と同様の構成である。
図4は、第4の実施形態に係る光源装置100の構成を示す図である。本実施形態に係る光源装置100は、一部のレーザ光源110に対応してVBG120が設けられており、他のレーザ光源110に対しては光ファイバ180及びFBG182が設けられている点を除いて、第1の実施形態に係る光源装置100と同様の構成である。光ファイバ180及びFBG182の構成は、第2の実施形態で説明したとおりである。
本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
図5は、第5の実施形態に係る分析装置の構成を示す図である。この分析装置は、光源装置100及び分析部200を有している。光源装置100は、第1〜第4の実施形態のいずれかに示した構成を有している。分析部200は、光源装置100から出力された光を試料に照射し、この試料における光の吸収量を測定する。試料は、例えば大気などの気体である。そして分析部200は、試料における光の吸収量を測定することにより、試料に含まれる特定の成分(例えばラジカル、又は大気中に含まれる二酸化炭素などの希薄ガス)の量を検出する。検出対象の成分が二酸化炭素である場合、光源装置100が出力する光は、490nm以上630nm以下で可変である。この場合、光源装置100のレーザ光源110(図1〜4に図示)は、近赤外域の光を出力する。
図1に示した光源装置100を、2つのレーザ光源110を用いて作製した。レーザ光源110には、InPを主成分とする半導体レーザを使用した。第1のレーザ光源110を、VBG120のうち反射周波数が1080nmになっている部分に対向させ、第2のレーザ光源110を、VBG120のうち反射周波数が1100nmになっている部分に対向させた。波長変換素子130には、MgをドープしたLiNbO3からなる擬似位相整合素子を用いた。
Claims (13)
- 複数のレーザ光源と、
前記複数のレーザ光源それぞれに設けられ、互いに異なる波長変換特性を有しており、レーザ光を互いに異なる波長に変換する複数の波長変換素子と、
前記複数の波長変換素子から出力された複数の前記レーザ光を結合して同軸の光として出力する合波器と、
前記複数のレーザ光源と前記複数の波長変換素子それぞれの間に設けられ、前記レーザ光の共振器の少なくとも一部を構成する第1ブラッグ反射部と、
を備え、
前記レーザ光源の少なくとも二つと、当該レーザ光源に対応する前記波長変換素子の間には、前記第1ブラッグ反射部であるVBG(Volume Bragg Grating)素子が設けられており、
前記VBG素子は、前記レーザ光の進行方向に対して垂直な方向に、反射波長が変化しており、
前記VBG素子が設けられた前記レーザ光源は、前記VBG素子のうち所望の周波数が反射周波数となる位置で、前記VBG素子と対向するレーザ分光計測用光源装置。 - 請求項1に記載の光源装置において、
前記複数のレーザ光源の少なくとも一つは、半導体レーザであり、
前記半導体レーザは、前記第1ブラッグ反射部側の面が無反射コーティングされており、かつ逆側の面が反射コーティングされており、
前記半導体レーザに対応する前記共振器は、前記第1ブラッグ反射部と、前記半導体レーザにより形成されている光源装置。 - 請求項2に記載の光源装置において、
前記第1ブラッグ反射部は、いずれもVBG素子である光源装置。 - 請求項2または3に記載の光源装置において、
前記複数のレーザ光源は、いずれも前記半導体レーザである光源装置。 - 請求項2に記載の光源装置において、
前記VBG素子が設けられていない前記半導体レーザと、当該レーザ光源に対応する前記波長変換素子の間には、光ファイバーが設けられており、
前記VBG素子が設けられていない前記半導体レーザに設けられる前記第1ブラッグ反射部は、前記光ファイバーに設けられたFBG(Fiber Bragg Grating)である光源装置。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記複数の波長変換素子は、分極反転周期が互いに異なる擬似位相整合素子である光源装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記複数のレーザ光源を互いに独立して制御する制御部を備える光源装置。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記レーザ光の波長は、近赤外域にあり、
前記光源装置から出力される光の波長は、490nm以上630nm以下である光源装置。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記合波器は、
前記複数の波長変換素子それぞれに対向した位置に設けられた複数の導波路と、
前記複数の波長変換素子から前記複数の導波路それぞれに出力された複数の前記レーザ光が結合して同軸の光として出力されるように前記複数の導波路が一つにまとめられた出射面と、
を有する光源装置。 - レーザ分光計測用光源装置と、
前記光源装置から出力された光を試料に照射し、前記試料における前記光の吸収量を測定する分析部と、
を備え、
前記レーザ分光計測用光源装置は、
複数のレーザ光源と、
前記複数のレーザ光源それぞれに設けられ、互いに異なる波長変換特性を有しており、レーザ光を互いに異なる波長に変換する複数の波長変換素子と、
前記複数の波長変換素子から出力された複数の前記レーザ光を結合して同軸の光として出力する合波器と、
前記複数のレーザ光源と前記複数の波長変換素子それぞれの間に設けられ、前記レーザ光の共振器の少なくとも一部を構成する第1ブラッグ反射部と、
を備え、
前記レーザ光源の少なくとも二つと、当該レーザ光源に対応する前記波長変換素子の間には、前記第1ブラッグ反射部であるVBG素子が設けられており、
前記VBG素子は、前記レーザ光の進行方向に対して垂直な方向に、反射波長が変化している分析装置。 - 請求項10に記載の分析装置において、
前記合波器は、
前記複数の波長変換素子それぞれに対向した位置に設けられた複数の導波路と、
前記複数の波長変換素子から前記複数の導波路それぞれに出力された複数の前記レーザ光が結合して同軸の光として出力されるように前記複数の導波路が一つにまとめられた出射面と、
を有する分析装置。 - 互いに異なる波長のレーザ光を出力する複数のレーザ光源を準備し、
前記複数のレーザ光源それぞれに、互いに異なる波長変換特性を有しており、前記レーザ光を互いに異なる波長に変換する複数の波長変換素子を設け、
前記複数の波長変換素子よりも前記レーザ光源側に、前記レーザ光の共振器を設け、
合波器を用いることにより、前記複数の波長変換素子から出力された複数の前記レーザ光を結合して同軸の光として出力し、
前記共振器の少なくとも一部は、前記複数のレーザ光源と前記複数の波長変換素子それぞれの間に設けられた第1ブラッグ反射部により構成され、
前記レーザ光源の少なくとも二つと、当該レーザ光源に対応する前記波長変換素子の間には、前記第1ブラッグ反射部であるVBG素子が設けられており、
前記VBG素子は、前記レーザ光の進行方向に対して垂直な方向に、反射波長が変化しているレーザ分光計測用光生成方法。 - 請求項12に記載の光生成方法において、
前記合波器は、
前記複数の波長変換素子それぞれに対向した位置に設けられた複数の導波路と、
前記複数の波長変換素子から前記複数の導波路それぞれに出力された複数の前記レーザ光が結合して同軸の光として出力されるように前記複数の導波路が一つにまとめられた出射面と、
を有する光生成方法。
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