JPH04297836A - 光波形の測定装置 - Google Patents

光波形の測定装置

Info

Publication number
JPH04297836A
JPH04297836A JP3063433A JP6343391A JPH04297836A JP H04297836 A JPH04297836 A JP H04297836A JP 3063433 A JP3063433 A JP 3063433A JP 6343391 A JP6343391 A JP 6343391A JP H04297836 A JPH04297836 A JP H04297836A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
sampling
measured
electron tube
photocathode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3063433A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3176644B2 (ja
Inventor
Tsuneyuki Uragami
恒幸 浦上
Motohiro Suyama
本比呂 須山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP06343391A priority Critical patent/JP3176644B2/ja
Priority to DE69211042T priority patent/DE69211042T2/de
Priority to EP92302621A priority patent/EP0506397B1/en
Priority to US07/858,861 priority patent/US5168164A/en
Publication of JPH04297836A publication Critical patent/JPH04297836A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3176644B2 publication Critical patent/JP3176644B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J11/00Measuring the characteristics of individual optical pulses or of optical pulse trains

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光サンプリング法を用
いて高速光パルス等の光波形を測定するための測定装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】光波形の測定装置の従来技術として、(
a)ホトダイオード、光電子増倍管(以下PMTと称す
。)等の光検出器とオシュロスコープとを組み合わせた
測定装置と、(b)ストリークカメラを用いた測定装置
と、(c)和周波発生による光−光サンプリングを用い
た測定装置が存在する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、(a)の光検
出器及びオシロスコープを組み合わせたもでは、高い時
間分解能が得られず(数10pS程度にとどまる)、波
形歪も生じる。また、(b)のストリークカメラを用い
たものでは、測定装置が高価なものとなる。さらに、(
c)の光−光サンプリングを用いたものでは、和周波発
生に非線形光学結晶を用いるが、このような結晶は潮解
性のゆえに取扱いが困難である。なおさらに、このよう
な結晶に光を入射させる際に位相整合を行う必要がある
といった問題や、結晶自体が高価であるといった問題が
あった。
【0004】そこで、本発明は、高分解能で、簡易で、
かつ、取扱い上の問題が残る非線形光学結晶を必要とし
ない光波形の測定装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、本発明に係る光波形の測定装置は、(a)所定の波長
範囲内で1光子吸収に応じた1光電子放出の感度を有す
る電子管と、(b)所定の波長範囲外で所定波長のサン
プリング光パルスを発生するパルス光源とを備える。 さらにこの測定装置にあっては、被測定光とサンプリン
グ光パルスとが電子管の光電面上に合致して入射したと
きに、光電面に多光子吸収に応じた1光電子放出を生じ
させることとしている。
【0006】
【作用】上記光波形の測定装置の測定装置によれば、被
測定光とサンプリング光パルスとが光電面上に合致して
入射したときに、多光子吸収に応じた1光電子放出を生
じさせることとしている。このため、光電面より放出さ
れた光電子は、サンプリング光パルスの強度のみに対応
した出力ではなく、被測定光及びサンプリング光パルス
の各強度の積に対応した出力を有する。よって、電子管
の出力を観察するならば、非線形光学結晶等を用いない
で光−光サンプリングが可能になる。
【0007】
【実施例】具体的な実施例の説明に前に、本発明に係る
光波形の測定装置の基本概念について簡単に説明する。
【0008】図1は本発明の一態様の概念的構成を示し
たものである。多光子吸収型(または非線形型)の電子
管2の光電面は、所定の波長帯域(光電面が通常の感度
を有する範囲)内で1光子の吸収に応じて1光電子を放
出するが、この波長帯域外では1光子吸収1光電子放出
の感度を実質上有しない。ただし、電子管2の光電面感
度の上限波長よりも入射光波長が長ければ、2光子以上
の入射に対して1光電子が放出されることとなる。以下
に詳細は説明するが、このような2光子吸収1光電子放
出によって光−光サンプリングが可能になる。光パルス
発生装置4は、光電面感度の上限波長よりも更に長い波
長のサンプリング光パルスを発生する。遅延装置6は、
被測定光の電子管2への入射時期に同期させて、このサ
ンプリング光パルスの電子管2への入射時期を変化させ
る。ハーフミラー8は、遅延装置6をへたサンプリング
光パルスと外部からの被測定光とを光電面上で重なるよ
うに電子管2の光電面上内に導く。電子管2からの出力
は、サンプリング光パルスの入射時期における被測定光
の入射強度に対応したもの(サンプリング出力)となっ
ている。電子管2からのサンプリング出力は、オシロス
コープ等の表示装置10に入力される。制御装置12は
、遅延装置6を制御してサンプリング光パルスの電子管
2への入射時期を逐次シフトさせるとともに、サンプリ
ング光パルスに同期して表示装置10の動作を制御する
。これにより、電子管2からの一連のサンプリング出力
を被測定光の光波形に変換して表示させることができる
【0009】以下、図1の測定装置の動作について説明
する。電子管2の光電面に適当な波長の被測定光のパル
スが入射している状態で、入射時期を調節された相対的
に短時間のサンプリング光パルスが光電面の同一の位置
に入射すると、例えば被測定光とサンプリング光パルス
との各光子の入射によって1光電子が放出される。この
光電子はサンプリング出力として電子管2から出力され
る。この場合、電子管2の光電面の材料を適当に選択す
れば、被測定光の入射強度とサンプリング光パルスの入
射強度との和の2乗に比例したサンプリング出力(非線
形出力)が得られる。したがって、この出力を適当に処
理すれば、サンプリング光パルス及び被測定光の重複時
における被測定光の入射強度を検出することができ、サ
ンプリング光パルスによる被測定光のサンプリングが可
能になる。つまり、上記のような光電面を用いた方法で
も、非線形光学結晶を用いて第2光調波を発生する方法
を用いた光−光サンプリングと同様の効果を得ることが
できる。制御装置12は、サンプリング光パルスの入射
時期を遅延装置6によって適当にシフトさせながらこの
ような光−光サンプリングを繰り返させる。被測定光の
光波形の各時刻における光−光サンプリングの結果をつ
ないでいけば、被測定光の光波形のプロファイルを得る
ことができ、これを表示装置10に表示することができ
る。なお、本手方はサンプリング光パルスの強度と被測
定光パルス強度の相互相関であるので、電子管の出力は
被測定光パルスの時間幅と比較して十分長い時間積分す
る必要があるが、これは言い換えれば電子管の対応する
帯域が広い必要はないことを意味している。
【0010】電子管2の光電面の材料として、例えばA
u、CsI等を用いることができる。CsIの光電面に
おいては、サンプリング光パルス及び被測定光が600
nm近傍の波長を有する場合、これらサンプリング光パ
ルス及び被測定光の入射光強度の和の2乗に比例したサ
ンプリング出力が得られる。また、Auの光電面におい
ても、サンプリング光パルス及び被測定光が紫外光であ
る場合、これらサンプリング光パルス及び被測定光の入
射光強度の和の2乗に比例したサンプリング出力(非線
形出力)が得られる。したがって、このサンプリング出
力のバックグラウンド成分(サンプリング光パルスの入
射強度の2乗の時間積分と被測定光の入射強度の2乗の
時間積分との和)を除去すれば、サンプリング光パルス
の入射時における被測定光の強度に比例する信号を得る
ことができる。このような光−光サンプリングを繰り返
せば、被測定光の各時刻の強度検出が可能になるので、
これをつなげていけば被測定光の光波形のプロファイル
を得ることができる。
【0011】さらに、サンプリング光パルス及び被測定
光の入射光強度の和の3乗に比例したサンプリング出力
が得られる光電面を利用した場合、サンプリング出力の
バックグラウンド成分を除去する。これによって、サン
プリング光パルス及び被測定光の相対的強度比に応じて
、サンプリング光パルスの入射時おける被測定光の強度
又はその2乗に対応する信号を得ることができる。この
ような光−光サンプリングを繰り返せば、上記の場合と
同様に被測定光の光波形を測定することができる。
【0012】電子管2としては、光電管、PMT等の使
用が可能である。ただし、PMTを用いることにより、
S/N比の良い測定が可能になる。
【0013】光パルス発生装置4としては、短パルス光
を発生するものであれば、固体レーザ、色素レーザ、気
体レーザ、半導体レーザ等のいずれであっても使用する
ことができる。
【0014】また、サンプリング光パルスと被測定光と
の入射時期の調節は、サンプリング光パルスの光電面へ
の入射時期ではなく、被測定光の光電面への入射時期を
変化させてもよい。
【0015】さらに、被測定光を増幅する光増幅器を電
子管2の前段に設け、電子管2に高強度の被測定光を入
射させれば、よりS/Nの高い測定が可能になる。
【0016】さらに、適当なチョッパとロックインアン
プとの組み合わせを用いる事により、S/Nの良い測定
が可能になる。
【0017】以下、光波形の測定装置の具体的実施例に
ついて説明する。
【0018】図2は第1実施例の測定装置の構成を模式
的に示した図である。ハーフミラー22に入射した被測
定光は、その一部がこれを透過してシングルモードファ
イバカプラ(以下、SMFカプラと称す)23の一入力
端に導かれる。被測定光の残りは、ハーフミラー22で
反射されてPMT24に入射する。PMT24は被測定
光に対して通常の1光子吸収1光電子放出の感度を有す
る。したがって、被測定光はPMT24で電気信号に線
形変換され、さらにアンプ25で増幅される。この電気
信号は、周波数変調装置26でΔfの周波数変調を受け
る。つまり、被測定光の繰り返し周波数をfとすると繰
り返し周波数がf+Δfの電気信号が発生する。この電
気信号で分布帰還型(DFB)レーザダイオード27を
励起し、その利得スイッチによって繰り返し周波数がf
+Δfの単色光パルスを発生させる。この単色光パルス
のパルス幅をファイバ等からなるパルス圧縮器28で圧
縮し、被測定光のパルス幅に比較して極めて短いパルス
幅を有するサンプリング光パルスを得る。このサンプリ
ング光パルスは、SMFカプラ23で被測定光と合波さ
れた後、非線形PMT29に入射する。非線形PMT2
9の光電面にその通常の感度範囲外の波長の被測定光と
サンプリング光パルスとが入射すると、これらの入射強
度の和の2乗に比例したサンプリング出力が得られる。 オシロスコープ30には、サンプリング出力が入力され
るとともに、周波数変調装置26から繰り返し周波数Δ
fの電気信号が入力される。したがって、サンプリング
出力のAC成分を繰り返し周波数Δfで掃引すれば、被
測定光の光波形を表示することができる。
【0019】図3は第2実施例の測定装置の構成を模式
的に示した図である。ハーフミラーM1 には、例えば
CPMリングレーザ、YAGレーザ、YAG励起色素レ
ーザー等からの短パルス光が入射する。ハーフミラーM
1 に入射した短パルス光の一部は、ここで反射され、
再度ミラーM6 、M7 、M8 で反射された後、励
起光としてサンプルセル36に入射する。サンプルセル
36に入射した励起光は、その内部の被測定物を励起し
蛍光を発生させる。サンプルセル36から出射した蛍光
は集光レンズ38に入射する。短パルス光の残りの部分
は、サンプリング光としてハーフミラーM1 を透過・
直進し、その後ミラーM2 に入射する。このミラーM
2 で反射されたサンプリング光パルスは、可動プリズ
ム32との間を往復することによって任意の遅延時間を
与えられたのち、ミラーM3 、M4 、M5 をへて
集光レンズ38に入射する。コントローラ33は可動プ
リズム32を変位させてサンプリング光パルスの遅延時
間を制御する。さらにコントローラ33は、サンプリン
グ光パルスの遅延時間に対応するスキャン信号をオシロ
スコープ34のX軸側の入力を与える。集光レンズ38
に入射したサンプリング光パルス及び蛍光は、ともに非
線形PMT39に入射する。サンプリング光パルス及び
蛍光の波長が非線形PMT39の光電面の感度範囲の上
限よりも長ければ、これらの入射強度の和の2乗に比例
したサンプリング出力が得られる。このサンプリング出
力は、オシロスコープ34のY軸側に入力される。この
結果、オシロスコープ34には、被測定物から発生する
蛍光の光波形が表示される。これにより、例えば被測定
物の蛍光寿命等の測定が可能になる。
【0020】
【発明の効果】上記光波形の測定装置の測定装置によれ
ば、非線形光学結晶等を用いないで光−光サンプリング
が可能になる。よって、高い時間分解能を有し、簡易な
構成で、かつ、取扱いが容易な光波形の測定装置を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様の概念的構成を示した図で
ある。
【図2】第1実施例に係る光波形の測定装置の構成図で
ある。
【図3】第2実施例に係る光波形の測定装置の構成図で
ある。
【符号の説明】
2…電子管 4…パルス光源

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  所定の波長範囲内で1光子吸収に応じ
    た1光電子放出の感度を有する光電面を備える電子管と
    、前記所定の波長範囲外で所定波長のサンプリング光パ
    ルスを発生するパルス光源と、を備え、被測定光と前記
    サンプリング光パルスとが前記電子管の光電面上に合致
    して入射したときに、該光電面に多光子吸収に応じた1
    光電子放出を生じさせることを特徴とする光波形の測定
    装置。
  2. 【請求項2】前記被測定光が前記所定の波長範囲外の所
    定波長を有することを特徴とする請求項1記載の光波形
    の測定装置。
  3. 【請求項3】被測定光と前記サンプリング光パルスとを
    前記光電面上で重なるように導く光学手段をさらに備え
    ることを特徴とする請求項1記載の光波形の測定装置。
  4. 【請求項4】前記サンプリング光パルスの前記光電面へ
    の入射時期に対応して前記被測定光の前記光電面への入
    射時期を変化させる遅延手段をさらに備えることを特徴
    とする請求項1記載の光波形の測定装置。
  5. 【請求項5】前記被測定光の前記光電面への入射時期に
    対応して前記サンプリング光パルスの前記光電面への入
    射時期を変化させる遅延手段をさらに備えることを特徴
    とする請求項1記載の光波形の測定装置。
  6. 【請求項6】前記電子管からの出力を解析表示する表示
    手段をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の光
    波形の測定装置。
  7. 【請求項7】前記被測定光又は前記サンプリング光パル
    スをチョップする手段と、前記電子管の出力ををロック
    イン検出するロックインアンプとをさらに備えることを
    特徴とする請求項1記載の光波形の測定装置。
  8. 【請求項8】前記被測定光を増幅する光増幅器を電子管
    の前に設けたことを特徴とする請求項1記載の光波形の
    測定装置。
JP06343391A 1991-03-27 1991-03-27 光波形の測定装置 Expired - Fee Related JP3176644B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06343391A JP3176644B2 (ja) 1991-03-27 1991-03-27 光波形の測定装置
DE69211042T DE69211042T2 (de) 1991-03-27 1992-03-26 Vorrichtung zur Messung einer optischen Wellenform
EP92302621A EP0506397B1 (en) 1991-03-27 1992-03-26 Optical waveform measuring device
US07/858,861 US5168164A (en) 1991-03-27 1992-03-27 Optical waveform measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06343391A JP3176644B2 (ja) 1991-03-27 1991-03-27 光波形の測定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04297836A true JPH04297836A (ja) 1992-10-21
JP3176644B2 JP3176644B2 (ja) 2001-06-18

Family

ID=13229139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06343391A Expired - Fee Related JP3176644B2 (ja) 1991-03-27 1991-03-27 光波形の測定装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5168164A (ja)
EP (1) EP0506397B1 (ja)
JP (1) JP3176644B2 (ja)
DE (1) DE69211042T2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7307432B2 (en) 2003-12-02 2007-12-11 Yokogawa Electric Corporation Electron beam generating apparatus and optical sampling apparatus using the same

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1037126C (zh) * 1994-08-30 1998-01-21 中国科学院上海光学精密机械研究所 激光脉冲信噪比测试仪
US5682038A (en) * 1995-04-06 1997-10-28 Becton Dickinson And Company Fluorescent-particle analyzer with timing alignment for analog pulse subtraction of fluorescent pulses arising from different excitation locations
FR2749721B1 (fr) * 1996-06-07 1998-11-27 Thomson Csf Commutateur electrique a photoconducteur
US6891363B2 (en) * 2002-09-03 2005-05-10 Credence Systems Corporation Apparatus and method for detecting photon emissions from transistors
US6943572B2 (en) * 2002-09-03 2005-09-13 Credence Systems Corporation Apparatus and method for detecting photon emissions from transistors
JP5203063B2 (ja) * 2008-06-24 2013-06-05 オリンパス株式会社 多光子励起測定装置
US8630036B2 (en) * 2009-10-30 2014-01-14 Deep Photonics Corporation Method and system using phase modulation to reduce spectral broadening

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4661694A (en) * 1985-09-13 1987-04-28 Corcoran Vincent J Infrared streak camera
JP2665231B2 (ja) * 1988-05-13 1997-10-22 浜松ホトニクス株式会社 光波形測定装置
JPH0617819B2 (ja) * 1988-05-13 1994-03-09 浜松ホトニクス株式会社 電気光学式ストリークカメラ
JPH0758376B2 (ja) * 1988-05-26 1995-06-21 浜松ホトニクス株式会社 光波形整形装置
JP2659554B2 (ja) * 1988-05-30 1997-09-30 浜松ホトニクス株式会社 光強度相関装置
JPH0769351B2 (ja) * 1988-05-30 1995-07-26 浜松ホトニクス株式会社 電気信号観測装置
US5071249A (en) * 1988-10-05 1991-12-10 Hamamatsu Photonics K.K. Light waveform measuring apparatus
GB2226631B (en) * 1988-12-28 1992-10-21 Hamamatsu Photonics Kk Optical waveform observing apparatus
JPH0670612B2 (ja) * 1989-03-08 1994-09-07 浜松ホトニクス株式会社 ストリークカメラ装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7307432B2 (en) 2003-12-02 2007-12-11 Yokogawa Electric Corporation Electron beam generating apparatus and optical sampling apparatus using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP3176644B2 (ja) 2001-06-18
DE69211042T2 (de) 1996-10-24
EP0506397A3 (en) 1993-02-03
EP0506397B1 (en) 1996-05-29
EP0506397A2 (en) 1992-09-30
DE69211042D1 (de) 1996-07-04
US5168164A (en) 1992-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH07306140A (ja) 周波数領域蛍光測定法及び/又は燐光測定法のための時間分解された光学的アレー検出器及びccdカメラ
GB2231958A (en) Measuring fluorescence characteristics
JPS6224737B2 (ja)
JPH04297836A (ja) 光波形の測定装置
US5032714A (en) Light waveform measuring device including a streak camera
JP2665231B2 (ja) 光波形測定装置
JPS61266942A (ja) 2次元微弱発光測定装置
US5148031A (en) Device for obtaining spatial and time characteristics of a weak optical radiation from an object
US5071249A (en) Light waveform measuring apparatus
JPS62142234A (ja) 高速繰り返しパルス光計測装置
JPH0262806B2 (ja)
JPH02234051A (ja) 光波形測定装置
JP5461079B2 (ja) 光測定装置
JPH09218155A (ja) 2次元蛍光寿命測定方法および装置
JPH0769351B2 (ja) 電気信号観測装置
JPH0315745A (ja) 光波形測定装置
JP2991260B2 (ja) 時間分解発光測定装置
JPH0230652B2 (ja) Kosokukurikaeshiparusuhikarikeisokusochi
JP2656106B2 (ja) 光波形測定装置
JPH04143638A (ja) 時間分解吸収測定装置
JPH0574013B2 (ja)
JPH02226035A (ja) 光ファイバ障害点探索方法および装置
JP3095233B2 (ja) 光波形計測装置
KR930022068A (ko) 광학을 이용한 온도 측정장치
RU2055328C1 (ru) Спектрометр когерентного антистоксова рассеяния для одновременных измерений мгновенных температур и концентраций вещества

Legal Events

Date Code Title Description
S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090406

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees