JP6558960B2 - レーザ光合成分岐装置及びレーザ測定装置 - Google Patents
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Description
また、本発明は、以上のレーザ光合成分岐装置と、当該レーザ光合成分岐装置の分岐用ビームスプリッタで分岐された合成光を、非測定体に照射し非測定体の計測を行う計測手段とを備えたレーザ測定装置も提供する。
図1に、本実施形態に係るレーザドップラ速度計の構成を示す。
図示するように、レーザドップラ速度計は、測定用レーザ光源1、照準用レーザ光源2、ファイバ型WDM光カプラ3、偏光装置4、PBS(偏光ビームスプリッタ)5、AOM(音響光学素子)6、ミラー7、対物レンズ8、光検出器9、計測装置10を備えている。
PBS5は、偏光装置4から入射する合成光を分岐し、分岐した一方の合成光である第1分岐合成光を被測定物100に照射し、分岐した他方の合成光である第2分岐合成光をAOM6に出射する。より具体的には、偏光ビームスプリッタであるPBS5は、偏光装置4から入射する合成光のp偏光の成分を透過し第1分岐合成光として被測定物100に照射し、偏光装置4から入射する合成光のs偏光の成分を反射し第2分岐合成光としてAOM6に出射する。
ここで、PBS5から出射された第1分岐合成光とミラー7から出射された第2分岐合成光は、被測定物100の同じ領域を照射する。また、PBS5から出射された第1分岐合成光は、被測定物100の移動方向と垂直な方向から被測定物100の正の移動方向にθ傾けた方向から被測定物100を照射し、ミラー7から出射された第2分岐合成光は、被測定物100の移動方向と垂直な方向から被測定物100の負の移動方向にθ傾けた方向から被測定物100を照射する。なお、移動方向の正負は、測定の目的に応じて任意に設定してよい。
図示するように、ファイバ型WDM光カプラ3は、二本の波長1550nm用の偏波保持光ファイバ(PANDAファイバ)31、32を溶融延伸して中央部で融着延伸した波長1550nm用の偏波保持型のファイバ型WDM光カプラ3であり、二本の偏波保持光ファイバの入力側端にはそれぞれ光コネクタ33、34が設けられており、各光コネクタ33、34には、測定用レーザ光源1から出射された測定光を伝送する偏波保持光ファイバ11と、照準用レーザ光源2から出射された測定光を伝送する偏波保持光ファイバ21が、それぞれ接続される。なお、波長1550nm用の偏波保持光ファイバとは、波長1550nmの光に対して低損失となる偏波保持光ファイバである。
図3aに偏光装置4の構成を示す。
図示するように、偏光装置4は、基板41上に、ファイバ型WDM光カプラ3の出力端子35を装着し固定する固定部42、コリメータレンズ43、偏光用PBS44を固定配置したものである。
偏光用PBS44は、キューブ型の偏光ビームスプリッタであり、コリメータレンズ43から入射する合成光の偏光用PBS44にとってのp偏光の成分を透過しPBS5に出射する。また、偏光用PBS44は、コリメータレンズ43から入射する合成光の偏光用PBS44にとってのs偏光の成分を入射方向と直角な方向に反射出力する。なお、反射出力された合成光のs偏光の成分は、偏光用PBS44の後段の各部の動作に関わらない。
ここで、図3c1、c2に、偏光装置4から出射する合成光の光軸と平行な方向から見たPBS5と、偏光装置4の偏光用PBS44の位置関係と、偏光装置4の偏光用PBS44から出射される合成光の直線偏光の大きさ410と、合成光のPBS5にとってのp偏光方向の成分の大きさ510、合成光のPBS5にとってのs偏光方向の成分の大きさ520との関係を示す。図示するように、偏光装置4のPBS5に対する、偏光装置4から出射する合成光の光軸を回転中心とする回転方向の角度を変えることにより、PBS5に入射する直線偏光された合成光の、PBS5にとってのp偏光方向の成分の大きさ510と、PBS5に入射する直線偏光された合成光のPBS5にとってのs偏光方向の成分の大きさ520との比を任意に設定することができる。
図4aに示すように偏光用PBS44を透過して出力されるp偏光Tpの周波数ゲイン特性は、照準光の波長635nm近傍の周波数領域と、測定光の波長1550nm近傍の周波数領域で減衰が小さく、他の周波数領域で減衰が大きくなるように設定されている。
なお、以上の実施形態では、偏光装置4の基板41にファイバ型WDM光カプラ3の出力端子35のみを固定したが、これは偏光装置4の基板41に、ファイバ型WDM光カプラ3の全体を固定するようにしてもよい。
また、偏光装置4の偏光用PBS44に代えて、ファイバ型WDM光カプラ3の出力端子35から出射されるファイバ型WDM光カプラ3で偏波保持された合成光の偏光方向(図3aの300の方向)の直線偏光の成分のみを抽出しPBS5に出射する任意の偏光素子を用いるようにしてもよい。
Claims (6)
- 異なる波長のレーザ光を合成し分岐するレーザ光合成分岐装置であって、
波長が第1の波長のレーザ光である第1レーザ光を出射する第1レーザ光源と、
波長が前記第1の波長と異なる第2の波長のレーザ光である第2レーザ光を出射する第2レーザ光源と、
前記第1レーザ光源が出射した第1レーザ光と前記第2レーザ光源が出射した第2レーザ光が導入され、導入された第1レーザ光と第2レーザ光とを波長合成した合成光を出射するファイバ型WDM光カプラと、
前記ファイバ型WDM光カプラから出射された合成光が入射され、直線偏光の合成光を出射する偏光装置と、
前記偏光装置から出射された直線偏光の合成光を、当該分岐用ビームスプリッタにとってのp偏光の合成光と、当該分岐用ビームスプリッタにとってのs偏光の合成光とに分岐する偏光ビームスプリッタである分岐用ビームスプリッタとを有し、
前記偏光装置は、基体と、前記基体に固定された、前記ファイバ型WDM光カプラの前記合成光の出射端を少なくとも固定する固定部と、前記基体に固定された、前記出射端より出射された前記合成光を平行光に変換するコリメータレンズと、前記基体に固定された、前記コリメータレンズが平行光に変換した前記合成光の、前記基体に対して定まる所定の方向の偏光成分を抽出し、抽出した偏光成分よりなる直線偏光の合成光を、前記分岐用ビームスプリッタに出射する偏光素子とを備え、
前記偏光装置は、前記偏光素子が出射する前記直線偏光の合成光の偏光方向が、前記分岐用ビームスプリッタにとってのp偏光の偏光方向とs偏光の偏光方向のそれぞれに対して、前記分岐用ビームスプリッタの合成光の分岐比に応じた角度傾くように配置されていることを特徴とするレーザ光合成分岐装置。 - 請求項1記載のレーザ光合成分岐装置であって、
前記第1レーザ光源は、直線偏光の第1レーザ光を出射し、
前記第2レーザ光源は、直線偏光の第2レーザ光を出射し、
前記ファイバ型WDM光カプラは、偏波保持型のファイバ型WDM光カプラであって、当該ファイバ型WDM光カプラには、直線偏光の偏光方向が揃えられた形態で第1レーザ光と第2レーザ光とが導入され、
前記偏光素子は、前記固定部に固定された前記ファイバ型WDM光カプラの出射端から出射される前記合成光中の第1レーザ光と第2レーザ光の前記ファイバ型WDM光カプラによって偏波保持された偏光方向の偏光成分を抽出し、抽出した偏光成分よりなる直線偏光の合成光を出射するように配置されていることを特徴とするレーザ光合成分岐装置。 - 請求項2記載のレーザ光合成分岐装置であって、
前記偏光素子は、偏光ビームスプリッタであり、
当該偏光素子は、前記コリメータレンズが平行光に変換した前記合成光の、当該偏光素子にとってのp偏光の成分のみを透過して、前記直線偏光の合成光として前記分岐用ビームスプリッタに出射することを特徴とするレーザ光合成分岐装置。 - 請求項1、2または3記載のレーザ光合成分岐装置であって、
前記第1レーザ光の第1の波長は可視領域外の波長であり、
前記第2レーザ光の第1の波長は可視領域内の波長であることを特徴とするレーザ光合成分岐装置。 - 請求項4記載のレーザ光合成分岐装置であって、
前記第1レーザ光の第1の波長は1400nm以上2600nm以下であることを特徴とするレーザ光合成分岐装置。 - 請求項1、2、3、4または5記載のレーザ光合成分岐装置と、当該レーザ光合成分岐装置の前記分岐用ビームスプリッタで分岐された合成光を、被測定体に照射し当該被測定体の計測を行う計測手段とを有することを特徴とするレーザ測定装置。
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