JPH01287424A - 光波形測定装置 - Google Patents
光波形測定装置Info
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- JPH01287424A JPH01287424A JP63116732A JP11673288A JPH01287424A JP H01287424 A JPH01287424 A JP H01287424A JP 63116732 A JP63116732 A JP 63116732A JP 11673288 A JP11673288 A JP 11673288A JP H01287424 A JPH01287424 A JP H01287424A
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Classifications
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- G—PHYSICS
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- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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- G—PHYSICS
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- G—PHYSICS
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- G—PHYSICS
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- G01J2001/4446—Type of detector
- G01J2001/4486—Streak tube
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、光波形詔定装置に係り、特に、赤外線域の微
弱光を高感度で且つ超高速で測定する際に用いるのに好
適な、ストリークカメラのような、光電面を肴する光検
出器を備えた光波形測定装置の改良に関するものである
。
弱光を高感度で且つ超高速で測定する際に用いるのに好
適な、ストリークカメラのような、光電面を肴する光検
出器を備えた光波形測定装置の改良に関するものである
。
【従来の技術］
超高速光現象の過渡的挙動を計測する手段としては種々
のものがあるが、その一つに、入射光を電子に変換し、
高速掃引することにより、時間的に変化する入射光強度
を、画面上の位置に対する輝度変化として測定する、ス
トリークカメラによる方法がある。 このストリークカメラの心臓部であるストリーク管１３
は、第１７図に示す如く、入力光学系のスリット板１０
及びレンズ１２を通して入射、結像される光（スリット
像）を電子像に変換する光電面１４と、該光電面１４で
発生した電子像を加速する網状の加速電極１６と、該加
速電極１６で加速された電子をスリットの長手方向に垂
直（図の上下方向）に高速で掃引する偏向電極２２と、
該偏向電８ｉ２２によって偏向された電子像を再び光学
像（時間の経過が縦軸方向の位置で表わされた輝度情報
像であるストリーク像）に変換する螢光面２６を主に備
えている。 図において、１８は、前記加速電極１６で加速された電
子を一定範囲に集束するための集束電極、２０は、電子
を更に加速するためのアパーチャ電極（陽極）、２３は
、電子の通過に合わせて前記偏向電極２２に所定の掃引
電圧を印加するための掃引回路、２４は、前記偏向電極
２２を通過した電子を、螢光面２６の前で増倍するため
のマイクロチャンネルプレート（ＭＣＰ）、２５は、該
ＭＣＰ２４の入力側に設けられた、螢光面２６の有効掃
引域の外に偏向される電子を遮断して計測精度を向上す
るためのコーン状の遮蔽電極、２８は、出力光学系のレ
ンズ２７を通して前記ストリーク像を撮像するための、
ＳＩＴカメラ、ＣＯＤカメラ等の高感度テレビカメラか
らなる撮像装置である。 このストリークカメラは、その動作原理上、掃引方式に
よって、単掃引型とシンクロスキャン型に大別される。 単掃引型では、通常、パルスレーザ光と周期して、数ｋ
Ｈｙ、程度以下で繰返す超高速鋸歯状波による直Ｉ１ｍ
引を行う。又、シンクロスキャン型では、８０〜１６０
ＭＨｚで繰返すレーザ光と同期した正弦波による高速繰
返し掃引を行う。 更に、第１８図に示す如く、戻り掃引を横方向にずらし
て螢光面２６上を通過しないようにする楕円掃引を行っ
て、主掃引のみの信号を正確に測定できるようにしたシ
ンクロナスブランキング型も開発されている。 このような従来のストリークカメラは、例えば、日本特
許１１４４０９８号、同１１４９１２０号、同１０９９
７５３号、特公昭５７−４０７０９号、特開昭５９−５
８７４５＠、同６１−１８３８５７号、米国特許４２３
２３３３号、同４３５２１２７号、ＪＢｉ１４６１１９
２０号、同４６６１６９４号、英国特許２０４２１６３
号、同２０４４５８８号、同２１３１１６５＠に開示さ
れている。 このストリークカメラによる方法は、時間分解能と検出
感度が極めて優れた、純電子的な直接法であること、単
一（非繰返し）現象の計測が可能であること、ストリー
ク像は、元来２次元像であるから、時間分解分光計測や
空間・時間分解計測等の２次元計測又は多チヤンネル計
測ができること、光電面と入射窓の材質を選択すること
によって、近赤外線域から真空紫外線域、更にはＸ線域
に及ぶ広い分光感度域での計測が可能であること等の特
徴を有する。 又、第１９図に示す如（、前記ストリークカメラのスト
リーク像を空間的に制限するスリット板３２を、例えば
ストリーク管内に設けたサンプリングストリーク管３０
を用いて、ストリーク像を電子的にサンプリングするよ
うにした、サンプリング型光オシロスコープも実用化さ
れている。 図において、３４は、螢光面２６に当った電子の発光強
度を検出する光検出器であり、光電子増信管、高感度フ
ォトダイオード、アバランシュフォトダイオード、ＰＩ
Ｎダイオード等を利用することができる。 このサンプリング型光オシロスコープは、例えば、特開
昭５９−１０４５１９号、同５９−１０５３３０号、米
国特許４６４５９１８号、同４６９４１５４号、英国特
許２１３３８７５号に開示されている。 しかしながら、いずれにしても従来は、微弱光域の計測
において、感度、あるいは光−電子変換の効率に問題が
あった。これは、特に赤外線域、例えば光通信等に多用
されている波長１．３μ１１１．５μｍにおいて、使用
できる光電面１４がＳ−１光電面であり、このＳ−１光
電面の量子（変換）効率は、第２０図に示す如く、波長
１．３μ傷で１０−’〜１０−５、波長１．５μ１１で
は１０−６程度となり、極めて悪いため、光の利用率が
悪く、微弱光域での測定ができなかった。このことは、
長距離光ファイバを通過してきた光や、ホトンカウンテ
イング光通信分野における計測では致命的な欠点である
。 【発明が達成しようとする課題】 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、微弱光域においても、高感度の光波形計測が可能
な光波形測定装置を提供することを目的とする。
のものがあるが、その一つに、入射光を電子に変換し、
高速掃引することにより、時間的に変化する入射光強度
を、画面上の位置に対する輝度変化として測定する、ス
トリークカメラによる方法がある。 このストリークカメラの心臓部であるストリーク管１３
は、第１７図に示す如く、入力光学系のスリット板１０
及びレンズ１２を通して入射、結像される光（スリット
像）を電子像に変換する光電面１４と、該光電面１４で
発生した電子像を加速する網状の加速電極１６と、該加
速電極１６で加速された電子をスリットの長手方向に垂
直（図の上下方向）に高速で掃引する偏向電極２２と、
該偏向電８ｉ２２によって偏向された電子像を再び光学
像（時間の経過が縦軸方向の位置で表わされた輝度情報
像であるストリーク像）に変換する螢光面２６を主に備
えている。 図において、１８は、前記加速電極１６で加速された電
子を一定範囲に集束するための集束電極、２０は、電子
を更に加速するためのアパーチャ電極（陽極）、２３は
、電子の通過に合わせて前記偏向電極２２に所定の掃引
電圧を印加するための掃引回路、２４は、前記偏向電極
２２を通過した電子を、螢光面２６の前で増倍するため
のマイクロチャンネルプレート（ＭＣＰ）、２５は、該
ＭＣＰ２４の入力側に設けられた、螢光面２６の有効掃
引域の外に偏向される電子を遮断して計測精度を向上す
るためのコーン状の遮蔽電極、２８は、出力光学系のレ
ンズ２７を通して前記ストリーク像を撮像するための、
ＳＩＴカメラ、ＣＯＤカメラ等の高感度テレビカメラか
らなる撮像装置である。 このストリークカメラは、その動作原理上、掃引方式に
よって、単掃引型とシンクロスキャン型に大別される。 単掃引型では、通常、パルスレーザ光と周期して、数ｋ
Ｈｙ、程度以下で繰返す超高速鋸歯状波による直Ｉ１ｍ
引を行う。又、シンクロスキャン型では、８０〜１６０
ＭＨｚで繰返すレーザ光と同期した正弦波による高速繰
返し掃引を行う。 更に、第１８図に示す如く、戻り掃引を横方向にずらし
て螢光面２６上を通過しないようにする楕円掃引を行っ
て、主掃引のみの信号を正確に測定できるようにしたシ
ンクロナスブランキング型も開発されている。 このような従来のストリークカメラは、例えば、日本特
許１１４４０９８号、同１１４９１２０号、同１０９９
７５３号、特公昭５７−４０７０９号、特開昭５９−５
８７４５＠、同６１−１８３８５７号、米国特許４２３
２３３３号、同４３５２１２７号、ＪＢｉ１４６１１９
２０号、同４６６１６９４号、英国特許２０４２１６３
号、同２０４４５８８号、同２１３１１６５＠に開示さ
れている。 このストリークカメラによる方法は、時間分解能と検出
感度が極めて優れた、純電子的な直接法であること、単
一（非繰返し）現象の計測が可能であること、ストリー
ク像は、元来２次元像であるから、時間分解分光計測や
空間・時間分解計測等の２次元計測又は多チヤンネル計
測ができること、光電面と入射窓の材質を選択すること
によって、近赤外線域から真空紫外線域、更にはＸ線域
に及ぶ広い分光感度域での計測が可能であること等の特
徴を有する。 又、第１９図に示す如（、前記ストリークカメラのスト
リーク像を空間的に制限するスリット板３２を、例えば
ストリーク管内に設けたサンプリングストリーク管３０
を用いて、ストリーク像を電子的にサンプリングするよ
うにした、サンプリング型光オシロスコープも実用化さ
れている。 図において、３４は、螢光面２６に当った電子の発光強
度を検出する光検出器であり、光電子増信管、高感度フ
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Ｎダイオード等を利用することができる。 このサンプリング型光オシロスコープは、例えば、特開
昭５９−１０４５１９号、同５９−１０５３３０号、米
国特許４６４５９１８号、同４６９４１５４号、英国特
許２１３３８７５号に開示されている。 しかしながら、いずれにしても従来は、微弱光域の計測
において、感度、あるいは光−電子変換の効率に問題が
あった。これは、特に赤外線域、例えば光通信等に多用
されている波長１．３μ１１１．５μｍにおいて、使用
できる光電面１４がＳ−１光電面であり、このＳ−１光
電面の量子（変換）効率は、第２０図に示す如く、波長
１．３μ傷で１０−’〜１０−５、波長１．５μ１１で
は１０−６程度となり、極めて悪いため、光の利用率が
悪く、微弱光域での測定ができなかった。このことは、
長距離光ファイバを通過してきた光や、ホトンカウンテ
イング光通信分野における計測では致命的な欠点である
。 【発明が達成しようとする課題】 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、微弱光域においても、高感度の光波形計測が可能
な光波形測定装置を提供することを目的とする。
【課題を達成するための手段１
本発明は、光波形測定装置を、被測定光を増幅する光増
幅器と、該光増幅器によって増幅された光が入射される
光電面を有する光検出器とを用いて構成することにより
、前記目的を達成したものである。 又、前記光検出器をストリーク管としたものである。 又、前記光増幅器を、半導体レーザの両端面に反射防止
膜を施して両端面での反射を抑えた非共振型の進行波型
光増幅器としたものである。 又、前記光増幅器の利得を電気信号によって可変とし、
該光増幅器が光ゲートとしても作動するようにしたもの
である。 又、前記光検出器にサンプリング用のスリット板を設け
て、その出力を第２の光検出器で検出し、サンプリング
のための遅延時間との関係から被測定光の光波形を計測
するようにしたものである。 更に、被測定光を所定周波数でオンオフするための光チ
ョップ素子と、前記検出器のサンプリング出力の中の、
該周波数成分だけを狭帯域で取出すロックイン増幅器と
を備えたものである。 又、前記光増幅器を少くとも２個以上とし、それらの出
力を光ファイバで前記光検出器の光電面に導いて直線状
に並べたものである。 更に、前記光検出器の螢光面に形成された光学像を議会
する撮像装置と、該撮像装置によって得られた信号を表
示する表示器とを備えたものである。 【作用及び効果】 本発明は、第１図に基本構成を示す如く、被測定光を増
幅する光増幅器４０を設け、該光増幅器４０によって増
幅された光を、光検出器４２の光電面４２Ａに入射する
ようにしている。従って、光検出器４２の光電面４２Ａ
には、光増幅器４゜によって増幅された光が入射される
ので、高感度、超高速の光波形計測が可能となり、微弱
光域の計測が可能となる。特に、光電面の変換効率の低
い赤外線域であっても、入射光を増幅することができる
ので、感度を高めることができ、従来より長波長側（例
えば８００ ｎｍ以上）での計測も可能となり、特に、
赤外線域の超高連光波形計測・が可能になる。又、光増
幅器４０の利得が制御できる場合には、広い強度範囲の
入射光の計測ができるようになる。更に、光増幅器４０
の利得を電気信号で制御して光ゲートをかけるようにす
れば、ＳＮ比の優れた高精度計測も可能になる。 前記光検出器４２としては、例えば単掃引型、シンクロ
スキャン型、シンクロナスブランキング型等の各種スト
リークカメラや、サンプリング型光オシロスコープ、あ
るいはこれらの゛一部分を用いることができる。 一般にストリークカメラでは、ストリーク管１３（第１
７図参照）の中で、光電子が集束電極１８、偏向電極２
２等に衝突して散乱電子を発生させるので、不要な光電
子を光電面１４から出た直後に遮断して、前記散乱電子
によって生じるかぶり現象を防止するための電子ゲート
（光電面１４に負のパルス電圧を印加するか、又は、加
速電極１６に正のパルス電圧を印加する光電面一加速電
極間ゲート）が用いられている。又、後段の集束電極１
８に入射した光による光電子やＭＣＰ２４の中で発生す
る熱電子ノイズ等を遮断するための、ＭＣＰ２４をパル
ス電圧で駆動するＭＣＰゲートや、掃引によるゲート（
シンクロナスブランキングのための楕円掃引等）が用い
られている。 これらは、強い発光の直後に来る弱い発光の測定、高速
繰返しパルス光の測定、長い螢光の寿命時間測定等のと
きに、ストリークカメラの有効掃引期間外や戻り期間に
入射光があると、前記散乱電子や戻り期間の入射光によ
る偽信号が信号成分に重畳して誤計測となるので、これ
を防止するためのものであるが、前記光増幅器４０の利
得が電気信号によって可変である場合には、この光増幅
器４０を用いて、利得を零として、光を簡単にゲート（
カット）することができる。この方法は、被測定光信号
そのものを直接カットするものであり、最も効率が良い
。又、従来方式の電子ゲートとの併用も可能である。更
に、シンクロスキャン周波数（８０〜２００ＭＨｚ）と
同期して光増幅器４０を駆動すれば、シンクロスキャン
型ストリークカメラの戻り掃引時の偽信号を除去するこ
とができる。これに対して、従来のストリークカメラに
よるゲートは、楕円掃引以外では応答性が遅いので、こ
のようなシンクロスキャン時のブランキングは不可能で
あったものである。 入力光を、外部からの電気信号に依存した増幅度で増幅
して、光出力することができる前記光増幅器としては、
半導体レーザの両端面に反射防止膜を施し、両端面での
反射を抑えた非共娠型の進行波型光増幅器（Ｔｒａｖｅ
ｌｉｎｇ−Ｗａｖｅ ｔｙｐｅ ｏｐｔｉｃａｔ Ａ
ｌｐｌｉｆｉｅｒ、 ＴＷＡ）や、通常の半導体レーザ
を発振閾値以下にバイアスして光増幅器として用いるフ
ァブリペロ−型光増幅器（Ｆａｂｒｙ Ｐｅｒｏｔ
ｔｙｐｅ ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、 Ｆ
ＰＡ ）や、ファイバ中の誘導ラマン散乱を利用した
ファイバラマン増幅器や、ＤＦＢレーザを用いたもの、
注入同期型増幅器等を用いることができるが、光増幅器
の小型化や、制御の容易さから半導体光増幅器が有利で
ある。 中でもＴＷＡは、電気信号に対する高速応答、高速光信
号の増幅が可能で、共振器による波長選択性がないため
、数＋ｎｌに渡る広い利得帯域幅（約５０ｎｌ）を持ち
、増幅器の温度や、入射光の波長が変化しても利得の変
化が小さく、安定した利得が得られるという大きな利点
を有する。又、光増幅器としての重要な基本特性である
利得飽和や雑音の面でも優れた特性を持っている。 これに対してＦＰＡは、製作が容易であると共に、両端
面間の多重反射を利用して信号利得を得るため、低注入
電流でも閾値付近で高利得が得易いという利点を有する
。 更に、半導体光増幅器では、その注入電流を変えること
で容易に利得が変えられるため、注入電流のオンオフに
より光スィッチとして用いることもできる。 本発明に用いるのに好適なＴＷＡは、例えば第２図に示
すような、Ｖ Ｉ ＰＳ （Ｖ−ｇｒｏｏｖｅｄ Ｉ
ｎｎｅｒ ５ｔｒｒｐｅ ｏｎ ｐ −ｓ ＵｂＳｔ
ｒａｔｅ）構造の半導体レーザ４９の両端面に反射防止
膜を施したものとすることができる。 前記ｖｉｐｓ構造は、第２図に示した如く、１回目の液
相成長で、まずｐ−ＩｎＰｉ板４９板上９Ａ上ｌｈ
ＩｎＰバッファ層４９Ｂ、ｎ−１ｎＰブロック層４９Ｃ
Ｓ ｐ２−１ｎＰブロック層４９Ｄを成長し、Ｓｉ ０
２ストライブマスクを通常のフォトリソ工程で作成しく
１１１）８面を持つ■溝をウェットエツチングで形成す
る。これに２回目の液相成長で、ｐ−１ｎＰクラッド層
４９Ｅ１ｐ型乃至はノンドープＧａ１ｎＡＳＰ活性層４
９ＦＳ ｎ−ＩｎＰクラッド層４９Ｇ、ｎ中−Ｇａ １
ｎＡＳＰコンタクト層４９Ｈを順次成長する。このとき
、Ｇａ１ｎＡＳＰ活性層４９ＦはＶ溝の底に形成され、
例えば幅約１．２μ頂、厚み約０゜１０μｍに制御され
る。その後、電極を形成し、ヘキ開により端面を形成し
て作成される。 ＴＷＡは、この半導体レーザ４９の両端面に、例えばＳ
ｉ ０２をターゲットにし、酸素雰囲気中で蒸着により
反射防止膜を施すことによって作成される。ＶＩＰＳ構
造の半導体レーザ４９は、活性層への注入効率が高く、
優れた高出力特性が得られるので、これを用いたＴＷＡ
も、高利得で、高飽和出力となる。 このようにして作成されたＴＷＡ５０は、第３図に示す
ような基本構成を有し、該ＴＷＡ５０への入力光強度１
ｉｎが一定である場合には、入力電流値ｉが変化すると
、ＴＷＡ５０からの出力光強度１ ｏｕｔは、第４図に
示す如く非線形に変化する。 一方、ＴＷＡ５０への入力ＩＩ値ｉが一定であると、入
力光強度Ｊｉｏに対して出力光強度）ｏｕｔは、第５図
に示す如く非線形に変化する。従って、入力光強度ｆｉ
ｎが一定である時は、出力光強度１ｏｕｔを電流ｉで制
御でき、電流ｉが一定である時は、出力光強度）ｏｕｔ
を入力光強度１ｉｎで制御できることがわかる。勿論、
線形な部分のみを使うことにより、線形な増幅器として
取扱うこともできる。 なお、前記ＴＷＡ５０においては、その両端面に反射防
止膜を施すことによって、両端面の反射を抑えていたが
、両端面の反射を抑える構成はこれに限定されず、第６
図に示す如く、両端面をブリュースタ角に切ることによ
って、両端面での反射を抑えることも可能である。この
場合には、偏光面が規定されるが、そのことを逆に利用
することも考えられる。即ち、偏光面を規定する必要が
ある場合には、そのための偏光子や検光子が不要となる
。 なお、本発明に用いる光増幅器４０としては、前記ＴＷ
Ａ５０やＦＰＡの他に、第７図に示す如く、固体レーザ
媒質５２にレーザダイオード５４により励起光を与え、
発振閾ｆｉ１以下にバイアスして共振型の光増幅器とし
たものや、第８図に示す如く、固体レーザ媒質５２の両
端面の反射を反射防止膜又はブリュースタ角によって抑
え、ＴＷＡと類似の非共振型の光増幅器としたものを用
いることもできる。第７図において、５６は共Ｓｌ！で
ある。なお、前記レーザダイオード５４には、同値付近
にするためのバイアス電流を流してもよく、又、流さな
くてもよい。 又、光増幅器４０として、第９図に示す如く、色素レー
ザ媒質又は気体レーザ媒質５８に対して、発光ダイオー
ド又は各種電流制御ランプ６０を用いて励起光を与える
ようにしたものを用いることもできる。又、第９図にお
いて、共振ｔｌ［５６を省略したものを用いることもで
きる。 更に、光増幅器４０の他の例として、第１０図に示す如
く、気体レーザ媒質６２を電流−電圧変換器６４を介し
て電極６２Ａ間に印加される電圧によって励起するよう
にした、放電を利用したものを用いることもできる。又
、第１０図において、共ｍ１５６を省略したものを用い
ることもできる。 又、前記光検出器４２を、サンプリング用のスリット板
が設けられたもの、例えばサンプリング型光オシロスコ
ープとすることもできる。又、これに更に被測定光を所
定周波数でオンオフするための光チョップ素子と、前記
光検出器４２（サンプリング型光オシロスコープ）のサ
ンプリング出力の中の、該周波数成分だけを狭帯域で取
出すロックイン増幅器とを備えた場合には、前記効果に
加えて、ロックイン検出を行って、更にＳＮ比を向上さ
せることができる。 前記光かヨツブ素子としては、通常の光チョッパの他、
前記のような光増幅器、電気光学効果を用いた光変調器
、Ｅ−０変調器、更には光力−シャッタ、液晶シャッタ
等を用いることができる。 前記光チョップ素子として、電気信号によって利得が可
変とされた光増幅器を用いた場合には、増幅率を向上す
ることができる。 又、前記光増幅器４０自体が、前記光チョップ素子とし
ても動作するようにした場合には、別体の光チョップ素
子を設ける必要がなく、構成が簡略である。 又、被測定光の入力部、及び／又は、光増Ｉ４器４０と
前記光電面４２Ａの間の結合部の光路に光ファイバを用
いて、光学系の調整を不要とすると共に、各構成要素の
自由度を高めて、例えば全体を小型化することもできる
。 更に、例えば特開昭６１−１８３８５７号に開示された
ようなファイバケーブル付ストリーク管を用いて、多チ
ャンネルとすることもできる。
幅器と、該光増幅器によって増幅された光が入射される
光電面を有する光検出器とを用いて構成することにより
、前記目的を達成したものである。 又、前記光検出器をストリーク管としたものである。 又、前記光増幅器を、半導体レーザの両端面に反射防止
膜を施して両端面での反射を抑えた非共振型の進行波型
光増幅器としたものである。 又、前記光増幅器の利得を電気信号によって可変とし、
該光増幅器が光ゲートとしても作動するようにしたもの
である。 又、前記光検出器にサンプリング用のスリット板を設け
て、その出力を第２の光検出器で検出し、サンプリング
のための遅延時間との関係から被測定光の光波形を計測
するようにしたものである。 更に、被測定光を所定周波数でオンオフするための光チ
ョップ素子と、前記検出器のサンプリング出力の中の、
該周波数成分だけを狭帯域で取出すロックイン増幅器と
を備えたものである。 又、前記光増幅器を少くとも２個以上とし、それらの出
力を光ファイバで前記光検出器の光電面に導いて直線状
に並べたものである。 更に、前記光検出器の螢光面に形成された光学像を議会
する撮像装置と、該撮像装置によって得られた信号を表
示する表示器とを備えたものである。 【作用及び効果】 本発明は、第１図に基本構成を示す如く、被測定光を増
幅する光増幅器４０を設け、該光増幅器４０によって増
幅された光を、光検出器４２の光電面４２Ａに入射する
ようにしている。従って、光検出器４２の光電面４２Ａ
には、光増幅器４゜によって増幅された光が入射される
ので、高感度、超高速の光波形計測が可能となり、微弱
光域の計測が可能となる。特に、光電面の変換効率の低
い赤外線域であっても、入射光を増幅することができる
ので、感度を高めることができ、従来より長波長側（例
えば８００ ｎｍ以上）での計測も可能となり、特に、
赤外線域の超高連光波形計測・が可能になる。又、光増
幅器４０の利得が制御できる場合には、広い強度範囲の
入射光の計測ができるようになる。更に、光増幅器４０
の利得を電気信号で制御して光ゲートをかけるようにす
れば、ＳＮ比の優れた高精度計測も可能になる。 前記光検出器４２としては、例えば単掃引型、シンクロ
スキャン型、シンクロナスブランキング型等の各種スト
リークカメラや、サンプリング型光オシロスコープ、あ
るいはこれらの゛一部分を用いることができる。 一般にストリークカメラでは、ストリーク管１３（第１
７図参照）の中で、光電子が集束電極１８、偏向電極２
２等に衝突して散乱電子を発生させるので、不要な光電
子を光電面１４から出た直後に遮断して、前記散乱電子
によって生じるかぶり現象を防止するための電子ゲート
（光電面１４に負のパルス電圧を印加するか、又は、加
速電極１６に正のパルス電圧を印加する光電面一加速電
極間ゲート）が用いられている。又、後段の集束電極１
８に入射した光による光電子やＭＣＰ２４の中で発生す
る熱電子ノイズ等を遮断するための、ＭＣＰ２４をパル
ス電圧で駆動するＭＣＰゲートや、掃引によるゲート（
シンクロナスブランキングのための楕円掃引等）が用い
られている。 これらは、強い発光の直後に来る弱い発光の測定、高速
繰返しパルス光の測定、長い螢光の寿命時間測定等のと
きに、ストリークカメラの有効掃引期間外や戻り期間に
入射光があると、前記散乱電子や戻り期間の入射光によ
る偽信号が信号成分に重畳して誤計測となるので、これ
を防止するためのものであるが、前記光増幅器４０の利
得が電気信号によって可変である場合には、この光増幅
器４０を用いて、利得を零として、光を簡単にゲート（
カット）することができる。この方法は、被測定光信号
そのものを直接カットするものであり、最も効率が良い
。又、従来方式の電子ゲートとの併用も可能である。更
に、シンクロスキャン周波数（８０〜２００ＭＨｚ）と
同期して光増幅器４０を駆動すれば、シンクロスキャン
型ストリークカメラの戻り掃引時の偽信号を除去するこ
とができる。これに対して、従来のストリークカメラに
よるゲートは、楕円掃引以外では応答性が遅いので、こ
のようなシンクロスキャン時のブランキングは不可能で
あったものである。 入力光を、外部からの電気信号に依存した増幅度で増幅
して、光出力することができる前記光増幅器としては、
半導体レーザの両端面に反射防止膜を施し、両端面での
反射を抑えた非共娠型の進行波型光増幅器（Ｔｒａｖｅ
ｌｉｎｇ−Ｗａｖｅ ｔｙｐｅ ｏｐｔｉｃａｔ Ａ
ｌｐｌｉｆｉｅｒ、 ＴＷＡ）や、通常の半導体レーザ
を発振閾値以下にバイアスして光増幅器として用いるフ
ァブリペロ−型光増幅器（Ｆａｂｒｙ Ｐｅｒｏｔ
ｔｙｐｅ ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、 Ｆ
ＰＡ ）や、ファイバ中の誘導ラマン散乱を利用した
ファイバラマン増幅器や、ＤＦＢレーザを用いたもの、
注入同期型増幅器等を用いることができるが、光増幅器
の小型化や、制御の容易さから半導体光増幅器が有利で
ある。 中でもＴＷＡは、電気信号に対する高速応答、高速光信
号の増幅が可能で、共振器による波長選択性がないため
、数＋ｎｌに渡る広い利得帯域幅（約５０ｎｌ）を持ち
、増幅器の温度や、入射光の波長が変化しても利得の変
化が小さく、安定した利得が得られるという大きな利点
を有する。又、光増幅器としての重要な基本特性である
利得飽和や雑音の面でも優れた特性を持っている。 これに対してＦＰＡは、製作が容易であると共に、両端
面間の多重反射を利用して信号利得を得るため、低注入
電流でも閾値付近で高利得が得易いという利点を有する
。 更に、半導体光増幅器では、その注入電流を変えること
で容易に利得が変えられるため、注入電流のオンオフに
より光スィッチとして用いることもできる。 本発明に用いるのに好適なＴＷＡは、例えば第２図に示
すような、Ｖ Ｉ ＰＳ （Ｖ−ｇｒｏｏｖｅｄ Ｉ
ｎｎｅｒ ５ｔｒｒｐｅ ｏｎ ｐ −ｓ ＵｂＳｔ
ｒａｔｅ）構造の半導体レーザ４９の両端面に反射防止
膜を施したものとすることができる。 前記ｖｉｐｓ構造は、第２図に示した如く、１回目の液
相成長で、まずｐ−ＩｎＰｉ板４９板上９Ａ上ｌｈ
ＩｎＰバッファ層４９Ｂ、ｎ−１ｎＰブロック層４９Ｃ
Ｓ ｐ２−１ｎＰブロック層４９Ｄを成長し、Ｓｉ ０
２ストライブマスクを通常のフォトリソ工程で作成しく
１１１）８面を持つ■溝をウェットエツチングで形成す
る。これに２回目の液相成長で、ｐ−１ｎＰクラッド層
４９Ｅ１ｐ型乃至はノンドープＧａ１ｎＡＳＰ活性層４
９ＦＳ ｎ−ＩｎＰクラッド層４９Ｇ、ｎ中−Ｇａ １
ｎＡＳＰコンタクト層４９Ｈを順次成長する。このとき
、Ｇａ１ｎＡＳＰ活性層４９ＦはＶ溝の底に形成され、
例えば幅約１．２μ頂、厚み約０゜１０μｍに制御され
る。その後、電極を形成し、ヘキ開により端面を形成し
て作成される。 ＴＷＡは、この半導体レーザ４９の両端面に、例えばＳ
ｉ ０２をターゲットにし、酸素雰囲気中で蒸着により
反射防止膜を施すことによって作成される。ＶＩＰＳ構
造の半導体レーザ４９は、活性層への注入効率が高く、
優れた高出力特性が得られるので、これを用いたＴＷＡ
も、高利得で、高飽和出力となる。 このようにして作成されたＴＷＡ５０は、第３図に示す
ような基本構成を有し、該ＴＷＡ５０への入力光強度１
ｉｎが一定である場合には、入力電流値ｉが変化すると
、ＴＷＡ５０からの出力光強度１ ｏｕｔは、第４図に
示す如く非線形に変化する。 一方、ＴＷＡ５０への入力ＩＩ値ｉが一定であると、入
力光強度Ｊｉｏに対して出力光強度）ｏｕｔは、第５図
に示す如く非線形に変化する。従って、入力光強度ｆｉ
ｎが一定である時は、出力光強度１ｏｕｔを電流ｉで制
御でき、電流ｉが一定である時は、出力光強度）ｏｕｔ
を入力光強度１ｉｎで制御できることがわかる。勿論、
線形な部分のみを使うことにより、線形な増幅器として
取扱うこともできる。 なお、前記ＴＷＡ５０においては、その両端面に反射防
止膜を施すことによって、両端面の反射を抑えていたが
、両端面の反射を抑える構成はこれに限定されず、第６
図に示す如く、両端面をブリュースタ角に切ることによ
って、両端面での反射を抑えることも可能である。この
場合には、偏光面が規定されるが、そのことを逆に利用
することも考えられる。即ち、偏光面を規定する必要が
ある場合には、そのための偏光子や検光子が不要となる
。 なお、本発明に用いる光増幅器４０としては、前記ＴＷ
Ａ５０やＦＰＡの他に、第７図に示す如く、固体レーザ
媒質５２にレーザダイオード５４により励起光を与え、
発振閾ｆｉ１以下にバイアスして共振型の光増幅器とし
たものや、第８図に示す如く、固体レーザ媒質５２の両
端面の反射を反射防止膜又はブリュースタ角によって抑
え、ＴＷＡと類似の非共振型の光増幅器としたものを用
いることもできる。第７図において、５６は共Ｓｌ！で
ある。なお、前記レーザダイオード５４には、同値付近
にするためのバイアス電流を流してもよく、又、流さな
くてもよい。 又、光増幅器４０として、第９図に示す如く、色素レー
ザ媒質又は気体レーザ媒質５８に対して、発光ダイオー
ド又は各種電流制御ランプ６０を用いて励起光を与える
ようにしたものを用いることもできる。又、第９図にお
いて、共振ｔｌ［５６を省略したものを用いることもで
きる。 更に、光増幅器４０の他の例として、第１０図に示す如
く、気体レーザ媒質６２を電流−電圧変換器６４を介し
て電極６２Ａ間に印加される電圧によって励起するよう
にした、放電を利用したものを用いることもできる。又
、第１０図において、共ｍ１５６を省略したものを用い
ることもできる。 又、前記光検出器４２を、サンプリング用のスリット板
が設けられたもの、例えばサンプリング型光オシロスコ
ープとすることもできる。又、これに更に被測定光を所
定周波数でオンオフするための光チョップ素子と、前記
光検出器４２（サンプリング型光オシロスコープ）のサ
ンプリング出力の中の、該周波数成分だけを狭帯域で取
出すロックイン増幅器とを備えた場合には、前記効果に
加えて、ロックイン検出を行って、更にＳＮ比を向上さ
せることができる。 前記光かヨツブ素子としては、通常の光チョッパの他、
前記のような光増幅器、電気光学効果を用いた光変調器
、Ｅ−０変調器、更には光力−シャッタ、液晶シャッタ
等を用いることができる。 前記光チョップ素子として、電気信号によって利得が可
変とされた光増幅器を用いた場合には、増幅率を向上す
ることができる。 又、前記光増幅器４０自体が、前記光チョップ素子とし
ても動作するようにした場合には、別体の光チョップ素
子を設ける必要がなく、構成が簡略である。 又、被測定光の入力部、及び／又は、光増Ｉ４器４０と
前記光電面４２Ａの間の結合部の光路に光ファイバを用
いて、光学系の調整を不要とすると共に、各構成要素の
自由度を高めて、例えば全体を小型化することもできる
。 更に、例えば特開昭６１−１８３８５７号に開示された
ようなファイバケーブル付ストリーク管を用いて、多チ
ャンネルとすることもできる。
以下、゛図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明
する。 本発明の第１実施例は、前出第１図に示したような、光
増幅器４０と、光検出器４２とを有する光波形測定装置
において、第１１図に示す如く、前記光増幅器４０を前
記ＴＷＡ５０とすると共に、前記光検出器４２を、前出
第１７図に示したような基本構成のストリーク管１３を
含み、鋸歯状掃引電圧を発生する単掃引回路７２を備え
たもの、例えば単掃引型ストリークカメラ７０としたも
のである。 前記ＴＷＡ５０の利得は、電流ｉ［７６から供給される
電流信号によってＩＩＪｔｌｌされている。この電流源
７６は、前記ＴＷＡ５０の増幅率を一定とする場合には
、定電流源とする。一方、前記ＴＷＡ５０を光ゲートと
しても用いる場合には、外部から入力される制御信号に
よって利得を制御することができる。 以下、第１実施例の作用を説明する。 被測定光はＴＷＡ５０に入射され、ここで、電流源７６
から供給される電流信号に応じた一定利得又は可変利得
によって増幅された後、入力光学系のレンズ１２を介し
て単掃引型ストリークカメラ７０のストリーク管１３の
光電面１４に入射する。光電面１４に入射した光は、電
子像に変換され、加速されて、ＭＣＰ２４に導かれる。 このとき、その途中にある偏向電極２２に、単掃引回路
７２から高速の鋸歯状波が印加されているので、電子線
はそこで上方から下方へ掃引されて、ＭＣＰ２４に到達
する。掃引のタイミングは、電子像が偏向電極２２を通
過する時期に合わせるように、入射光や励起光の一部を
分岐して受光し、トリガ信号を得て、これで単掃引回路
７２をトリガしている。ＭＣＰ２４に当った電子像はこ
こで増倍され、螢光面２６で再び光学像に変換され、テ
レビカメラあるいはＣＯＤカメラ等の撮像装置２８で撮
像されて輝度情報像が分析、計測され、表示器２９にス
トリーク像に対応する画像、あるいは被測定信号の強度
の時間的変化が表示される。 本実施例においては、光検出器４２として、単掃引型ス
トリークカメラ７０が用いられているので、主に単発現
象や２０ｋＨｚ以下での繰返し現象の観測が可能である
。なお、ＴＷＡ５０自体による高速ゲート機能を併用す
ることにより、高速繰返し現象や連続現象の一部を抜き
出して高精度、高時間分解能で測定することもできる。 次に、第１２図を参照して、本発明の第２実施例を詳細
に説明する。 この第２実施例は、前記第１実施例と同様の光波形測定
装置において、光検出器４２を、正弦波掃引電圧を発生
するシンクロスキャン回路８６を備えたもの、例えばシ
ンクロスキャン型ストリークカメラ８４としたものであ
る。 本実施例においては、シンクロスキャン回路８６から発
生される正弦波により掃引するので、７５〜１６５Ｍ）
ｆｚ程度の高速繰返し掃引が可能である。又、繰返し光
現象と掃引周波数とを同期させて螢光面上の同一位置に
ストリーク像を重ね合わせて積算することによって、微
弱な光現象を高ＳＮ比で測定することができる。更に、
ＴＷＡ５０自体によ葛高速ゲート機能を併用することに
より、高繰返し現象や連続現象の一部を抜き出して高精
度に計測したり、又、シンクロスキャンの戻り掃引時の
信号をカットすることもできる。この場合には、シンク
ロスキャン回路８６でブランキング電圧を発生し、これ
を電流源７６の制御信号として用いる。 次に、第１３図を参照して、本発明の第３実施例を詳細
に説明する。 本実施例は、前記第１実施例と同様の光波形測定装置に
おいて、前記単掃引型ストリークカメラ７０の代わりに
、前出第１９図に示したような基本構成のサンプリング
ストリーク管３０を含むもの、例えばサンプリング型光
オシロスコープ９０を用いたちである。 本実施例においては、被測定光が電子的にサンプリング
された信号を検出することができる。従って、サンプリ
ング操作を複数回、タイミングを順次ずらして繰返し行
うことにより、第１４図に示す如く、被測定光の光強度
波形を求めることができる。この場合、ＴＷＡ５０自体
による高速ゲート機能を併用すれば、高繰返し現象や連
続現象の一部を抜き出すことができ、ＳＮ比の良い高精
度計測ができるようになる。又、戻り掃引時の信号をカ
ットすることもできる。この戻り掃引時のブランキング
信号は、掃引回路２３で発生し、電流源７６の制御信号
として用いる。 次に、第１５図を参照して、本発明の第４実施例を詳細
に説明する。 本実施例は、前記第１実ＩＭ＠及び第２実施例と同様の
光波形測定装置において、前記ＴＷＡ ５０及び電流源
７６を複数何段け、各ＴＷＡ５０に光ファイバ９２によ
り被測定光１〜ｎを入射すると共に、各ＴＷＡ５０の出
力光を、特開昭６１−１８３８５７号に開示されたよう
な、多数の光ファイバ９４が接続されたファイバプレー
ト９６を含むファイバケーブル付ストリーク管９１を備
えたストリークカメラに入射するようにしたものである
。 本実施例においては、螢光面２６上のスリット長さ方向
に、各被測定光信号１〜ｎに対応するストリーク像が発
生するので、多数の被測定光信号の並列観測が可能とな
る。又、各ＴＷＡ５０毎に、光ファイバ９２あるいは９
４の長さを変える等して、被測定光の入射するタイミン
グを変えることによって、単一の波形を順次直列的に測
定することも可能となる。更に、被測定光を分光器で波
長成分に分けて各波長成分毎に各ＴＷＡ５０で増幅して
検出するように構成することもできる。 次に、第１６図を参照して、本発明の第５実施例を詳細
に説明する。 本実施例は、第１実施例と同様の光波形測定装置におい
て、光検出器４２としてサンプリングストリーク管３０
を用いたもの、例えばサンプリング型光オシロスコープ
９０を用いると共に、ロックイン検出用のパルス信号（
ロックイン信号）を発生するパルスゼネレータ１００と
、該パルスゼネレータ１００の出力により、光チョップ
素子としての機能も合わせ持つようにされた前記ＴＷＡ
５０を駆動して、被測定光を所定周波数（ロックイン周
波数）でオンオフすると共に、前記サンプリング型光オ
シロスコープ９０の出力の中の、該周波数成分だけを狭
帯域で取出すロックイン増幅器１０２を備えたものであ
る。 本実施例においては、サンプリング型光オシロスコープ
９０の出力（サンプリングストリーク管３０の°出力を
光検出器３４で受光して得た電気信号出力）をロックイ
ン検出することが可能となるので、検出信号のＳＮ比を
更に向上することができる。 又、本実施例においては、光チョップ素子として、前記
ＴＷＡ５０自体を用いているので、構成が簡略である。 なお、光チョップ素子として、前記ＴＷＡ５０とは別体
のＴＷＡを、該ＴＷＡ ５０と直列に設けたり、あるい
は、一般の光チョップ素子を用いることも可能である。 又、パルスゼネレータ１００を省略して、外部ロックイ
ンでなく、自己ロックインが行われるようにすることも
可能である。
する。 本発明の第１実施例は、前出第１図に示したような、光
増幅器４０と、光検出器４２とを有する光波形測定装置
において、第１１図に示す如く、前記光増幅器４０を前
記ＴＷＡ５０とすると共に、前記光検出器４２を、前出
第１７図に示したような基本構成のストリーク管１３を
含み、鋸歯状掃引電圧を発生する単掃引回路７２を備え
たもの、例えば単掃引型ストリークカメラ７０としたも
のである。 前記ＴＷＡ５０の利得は、電流ｉ［７６から供給される
電流信号によってＩＩＪｔｌｌされている。この電流源
７６は、前記ＴＷＡ５０の増幅率を一定とする場合には
、定電流源とする。一方、前記ＴＷＡ５０を光ゲートと
しても用いる場合には、外部から入力される制御信号に
よって利得を制御することができる。 以下、第１実施例の作用を説明する。 被測定光はＴＷＡ５０に入射され、ここで、電流源７６
から供給される電流信号に応じた一定利得又は可変利得
によって増幅された後、入力光学系のレンズ１２を介し
て単掃引型ストリークカメラ７０のストリーク管１３の
光電面１４に入射する。光電面１４に入射した光は、電
子像に変換され、加速されて、ＭＣＰ２４に導かれる。 このとき、その途中にある偏向電極２２に、単掃引回路
７２から高速の鋸歯状波が印加されているので、電子線
はそこで上方から下方へ掃引されて、ＭＣＰ２４に到達
する。掃引のタイミングは、電子像が偏向電極２２を通
過する時期に合わせるように、入射光や励起光の一部を
分岐して受光し、トリガ信号を得て、これで単掃引回路
７２をトリガしている。ＭＣＰ２４に当った電子像はこ
こで増倍され、螢光面２６で再び光学像に変換され、テ
レビカメラあるいはＣＯＤカメラ等の撮像装置２８で撮
像されて輝度情報像が分析、計測され、表示器２９にス
トリーク像に対応する画像、あるいは被測定信号の強度
の時間的変化が表示される。 本実施例においては、光検出器４２として、単掃引型ス
トリークカメラ７０が用いられているので、主に単発現
象や２０ｋＨｚ以下での繰返し現象の観測が可能である
。なお、ＴＷＡ５０自体による高速ゲート機能を併用す
ることにより、高速繰返し現象や連続現象の一部を抜き
出して高精度、高時間分解能で測定することもできる。 次に、第１２図を参照して、本発明の第２実施例を詳細
に説明する。 この第２実施例は、前記第１実施例と同様の光波形測定
装置において、光検出器４２を、正弦波掃引電圧を発生
するシンクロスキャン回路８６を備えたもの、例えばシ
ンクロスキャン型ストリークカメラ８４としたものであ
る。 本実施例においては、シンクロスキャン回路８６から発
生される正弦波により掃引するので、７５〜１６５Ｍ）
ｆｚ程度の高速繰返し掃引が可能である。又、繰返し光
現象と掃引周波数とを同期させて螢光面上の同一位置に
ストリーク像を重ね合わせて積算することによって、微
弱な光現象を高ＳＮ比で測定することができる。更に、
ＴＷＡ５０自体によ葛高速ゲート機能を併用することに
より、高繰返し現象や連続現象の一部を抜き出して高精
度に計測したり、又、シンクロスキャンの戻り掃引時の
信号をカットすることもできる。この場合には、シンク
ロスキャン回路８６でブランキング電圧を発生し、これ
を電流源７６の制御信号として用いる。 次に、第１３図を参照して、本発明の第３実施例を詳細
に説明する。 本実施例は、前記第１実施例と同様の光波形測定装置に
おいて、前記単掃引型ストリークカメラ７０の代わりに
、前出第１９図に示したような基本構成のサンプリング
ストリーク管３０を含むもの、例えばサンプリング型光
オシロスコープ９０を用いたちである。 本実施例においては、被測定光が電子的にサンプリング
された信号を検出することができる。従って、サンプリ
ング操作を複数回、タイミングを順次ずらして繰返し行
うことにより、第１４図に示す如く、被測定光の光強度
波形を求めることができる。この場合、ＴＷＡ５０自体
による高速ゲート機能を併用すれば、高繰返し現象や連
続現象の一部を抜き出すことができ、ＳＮ比の良い高精
度計測ができるようになる。又、戻り掃引時の信号をカ
ットすることもできる。この戻り掃引時のブランキング
信号は、掃引回路２３で発生し、電流源７６の制御信号
として用いる。 次に、第１５図を参照して、本発明の第４実施例を詳細
に説明する。 本実施例は、前記第１実ＩＭ＠及び第２実施例と同様の
光波形測定装置において、前記ＴＷＡ ５０及び電流源
７６を複数何段け、各ＴＷＡ５０に光ファイバ９２によ
り被測定光１〜ｎを入射すると共に、各ＴＷＡ５０の出
力光を、特開昭６１−１８３８５７号に開示されたよう
な、多数の光ファイバ９４が接続されたファイバプレー
ト９６を含むファイバケーブル付ストリーク管９１を備
えたストリークカメラに入射するようにしたものである
。 本実施例においては、螢光面２６上のスリット長さ方向
に、各被測定光信号１〜ｎに対応するストリーク像が発
生するので、多数の被測定光信号の並列観測が可能とな
る。又、各ＴＷＡ５０毎に、光ファイバ９２あるいは９
４の長さを変える等して、被測定光の入射するタイミン
グを変えることによって、単一の波形を順次直列的に測
定することも可能となる。更に、被測定光を分光器で波
長成分に分けて各波長成分毎に各ＴＷＡ５０で増幅して
検出するように構成することもできる。 次に、第１６図を参照して、本発明の第５実施例を詳細
に説明する。 本実施例は、第１実施例と同様の光波形測定装置におい
て、光検出器４２としてサンプリングストリーク管３０
を用いたもの、例えばサンプリング型光オシロスコープ
９０を用いると共に、ロックイン検出用のパルス信号（
ロックイン信号）を発生するパルスゼネレータ１００と
、該パルスゼネレータ１００の出力により、光チョップ
素子としての機能も合わせ持つようにされた前記ＴＷＡ
５０を駆動して、被測定光を所定周波数（ロックイン周
波数）でオンオフすると共に、前記サンプリング型光オ
シロスコープ９０の出力の中の、該周波数成分だけを狭
帯域で取出すロックイン増幅器１０２を備えたものであ
る。 本実施例においては、サンプリング型光オシロスコープ
９０の出力（サンプリングストリーク管３０の°出力を
光検出器３４で受光して得た電気信号出力）をロックイ
ン検出することが可能となるので、検出信号のＳＮ比を
更に向上することができる。 又、本実施例においては、光チョップ素子として、前記
ＴＷＡ５０自体を用いているので、構成が簡略である。 なお、光チョップ素子として、前記ＴＷＡ５０とは別体
のＴＷＡを、該ＴＷＡ ５０と直列に設けたり、あるい
は、一般の光チョップ素子を用いることも可能である。 又、パルスゼネレータ１００を省略して、外部ロックイ
ンでなく、自己ロックインが行われるようにすることも
可能である。
第１図は、本発明の基本的な構成を示すブロック線図、
第２図は、本発明で用いられる光増幅器の一例としての
進行波型光増幅器（ＴＷＡ）を構成する半導体レーザの
構造の一例を示す断面図、第３図は、前記ＴＷＡの動作
特性を説明するためのブロック線図、第４図及び第５図
は、同じく出力光強度特性の一例を示す線図、第６図は
、前記ＴＷＡの変形例の構成を示す概略図、第７図乃至
第１０因は、前記光増幅器の他の変形例をそれぞれ示す
概略図、第１１図は、本発明に係る光波形測定装置の第
１実施例の構成を示すブロック線図、第１２図は、同じ
く第２実施例の構成を示すブロック線図、第１３因は、
同じく第３実施例の構成を示すブロック線図、第１４図
は、第３実施例の作用を説明するための線図、第１５図
は、本発明の第４実施例の構成を示す斜視図、第１６図
は、同じく第５実施例の構成を示すブロック線図、第１
７図は、ストリークカメラの動作原理を説明するための
断面図、第１８図は、シンクロナスブランキングでの掃
引軌跡を示す線図、第１９図は、サンプリング型光オシ
ロスコープの動作原理を示す断面図、第２０図は、従来
の赤外線測定に用いられているＳ−１光電面の分光感度
特性を示す線図である。 １３・・・ストリーク管、 １４・・・光電面、 ２２・・・偏向電極、 ２３・・・掃引回路、 ２６・・・螢光面、 ２８・・・撮像装置、 ２９・・・表示器、 ３０・・・サンプリングストリーク管、３２・・・スリ
ット板、 ３４・・・光検出器、 ４０・・・光増幅器、 ４２・・・光検出器、 ４２Ａ・・・光電面、 ７０・・・単掃引型ストリークカメラ、７２・・・単掃
引回路、 ８４・・・シ・ンクロスキャン型ストリークカメラ、８
６・・・シンクロスキャン回路、 ９０・・・サンプリング型光オシロスコープ、９１・・
・ファイバケーブル付ストリーク管、９２．９４・・・
光ファイバ、 １００・・・パルスゼネレータ、 １０３・・・ロックイン増幅器。
第２図は、本発明で用いられる光増幅器の一例としての
進行波型光増幅器（ＴＷＡ）を構成する半導体レーザの
構造の一例を示す断面図、第３図は、前記ＴＷＡの動作
特性を説明するためのブロック線図、第４図及び第５図
は、同じく出力光強度特性の一例を示す線図、第６図は
、前記ＴＷＡの変形例の構成を示す概略図、第７図乃至
第１０因は、前記光増幅器の他の変形例をそれぞれ示す
概略図、第１１図は、本発明に係る光波形測定装置の第
１実施例の構成を示すブロック線図、第１２図は、同じ
く第２実施例の構成を示すブロック線図、第１３因は、
同じく第３実施例の構成を示すブロック線図、第１４図
は、第３実施例の作用を説明するための線図、第１５図
は、本発明の第４実施例の構成を示す斜視図、第１６図
は、同じく第５実施例の構成を示すブロック線図、第１
７図は、ストリークカメラの動作原理を説明するための
断面図、第１８図は、シンクロナスブランキングでの掃
引軌跡を示す線図、第１９図は、サンプリング型光オシ
ロスコープの動作原理を示す断面図、第２０図は、従来
の赤外線測定に用いられているＳ−１光電面の分光感度
特性を示す線図である。 １３・・・ストリーク管、 １４・・・光電面、 ２２・・・偏向電極、 ２３・・・掃引回路、 ２６・・・螢光面、 ２８・・・撮像装置、 ２９・・・表示器、 ３０・・・サンプリングストリーク管、３２・・・スリ
ット板、 ３４・・・光検出器、 ４０・・・光増幅器、 ４２・・・光検出器、 ４２Ａ・・・光電面、 ７０・・・単掃引型ストリークカメラ、７２・・・単掃
引回路、 ８４・・・シ・ンクロスキャン型ストリークカメラ、８
６・・・シンクロスキャン回路、 ９０・・・サンプリング型光オシロスコープ、９１・・
・ファイバケーブル付ストリーク管、９２．９４・・・
光ファイバ、 １００・・・パルスゼネレータ、 １０３・・・ロックイン増幅器。
Claims (8)
- （１）被測定光を増幅する光増幅器と、 該光増幅器によつて増幅された光が入射される光電面を
有する光検出器と、 を備えたことを特徴とする光波形測定装置。 - （２）請求項１に記載の光波形測定装置において、前記
光検出器がストリーク管であることを特徴とする光波形
測定装置。 - （３）請求項１に記載の光波形測定装置において、前記
光増幅器が、半導体レーザの両端面に反射防止膜を施し
て両端面での反射を抑えた非共振型の進行波型光増幅器
であることを特徴とする光波形測定装置。 - （４）請求項１又は３に記載の光波形測定装置において
、前記光増幅器の利得が電気信号によつて可変とされ、
該光増幅器が光ゲートとしても作動することを特徴とす
る光波形測定装置。 - （５）請求項１又は２に記載の光波形測定装置において
、前記光検出器にサンプリング用のスリット板が設けら
れていることを特徴とする光波形測定装置。 - （６）請求項５に記載の光波形測定装置において、更に
、被測定光を所定周波数でオンオフするための光チョッ
プ素子と、前記光検出器のサンプリング出力の中の、該
周波数成分だけを狭帯域で取出すロックイン増幅器とを
備えたことを特徴とする光波形測定装置。 - （７）請求項１又は３に記載の光波形測定装置において
、前記光増幅器が少くとも２個以上あり、それらの出力
を光ファイバで前記光検出器の光電面に導いて直線状に
並べたことを特徴とする光波形測定装置。 - （８）請求項１乃至５又は７のいずれか１項に記載の光
波形測定装置において、更に、前記光検出器の螢光面に
形成された光学像を撮像する撮像装置と、該撮像装置に
よつて得られた信号を表示する表示器とが設けられてい
ることを特徴とする光波形測定装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63116732A JP2665231B2 (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 光波形測定装置 |
| US07/350,273 US4988859A (en) | 1988-05-13 | 1989-05-11 | Optical waveform measuring device |
| GB8910949A GB2220263B (en) | 1988-05-13 | 1989-05-12 | Optical waveform measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63116732A JP2665231B2 (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 光波形測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01287424A true JPH01287424A (ja) | 1989-11-20 |
| JP2665231B2 JP2665231B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=14694419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63116732A Expired - Lifetime JP2665231B2 (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 光波形測定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4988859A (ja) |
| JP (1) | JP2665231B2 (ja) |
| GB (1) | GB2220263B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5055770A (en) * | 1989-04-12 | 1991-10-08 | Hamamatsu Photonics K. K. | Method and apparatus for detecting voltage |
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| JP3176644B2 (ja) * | 1991-03-27 | 2001-06-18 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光波形の測定装置 |
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|---|---|---|---|
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