JPH05173075A - 光遅延路 - Google Patents

光遅延路

Info

Publication number
JPH05173075A
JPH05173075A JP4014014A JP1401492A JPH05173075A JP H05173075 A JPH05173075 A JP H05173075A JP 4014014 A JP4014014 A JP 4014014A JP 1401492 A JP1401492 A JP 1401492A JP H05173075 A JPH05173075 A JP H05173075A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical delay
delay line
retroreflector
retroreflectors
line according
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.)
Pending
Application number
JP4014014A
Other languages
English (en)
Inventor
Daniel C Edelstein
シー．エデルスティン ダニエル
William G Clark
ジー．クラーク ウイリアム
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.)
CLARK INSTRUMENTATIONS Inc
KURAAKU INSUTORUMENTEISHIYONZU
KURAAKU INSUTORUMENTEISHIYONZU Inc
Original Assignee
CLARK INSTRUMENTATIONS Inc
KURAAKU INSUTORUMENTEISHIYONZU
KURAAKU INSUTORUMENTEISHIYONZU Inc
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 CLARK INSTRUMENTATIONS Inc, KURAAKU INSUTORUMENTEISHIYONZU, KURAAKU INSUTORUMENTEISHIYONZU Inc filed Critical CLARK INSTRUMENTATIONS Inc
Publication of JPH05173075A publication Critical patent/JPH05173075A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • G02B6/2861—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using fibre optic delay lines and optical elements associated with them, e.g. for use in signal processing, e.g. filtering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J11/00—Measuring the characteristics of individual optical pulses or of optical pulse trains
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/06—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the phase of light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/12—Reflex reflectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い走査速度を有すると同時に遅延時間の幅
広い変化を可能にさせる、特に短いパルス用の、連続的
に変動し得る再帰反射器を用いた光遅延路の提供。 【構成】 固定中空前面再帰反射器（１２）と可動中空
前面再帰反射器（１４）とが光遅延路（１０）に包含さ
れており、それらの間の光学的な作用を確保しながら両
者間の距離を調整するため、両者の何れか一方に転換装
置（９０）が取り付けられている。更に、光ビームが上
記両再帰反射器（１２），（１４）間で複数回反射され
るように、光ビームを光遅延路内に導入するための入射
開口（１６）と、光ビームを光遅延路外へ射出するため
の射出開口（１２８）とが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は概して光遅延路に関し、
特に、極めて短いパルス用の連続的に変動し得る再帰反
射器遅延路に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポンプ・プローブ実験によれば、化学
的、物理学的または電子的プロセスにおける過渡現象を
観測するための有用な解析技法が得られる。基本的な用
語によれば、検討されるべき事象が「ポンプ」パルスに
よって開始され、次いで、ポンプ・パルスから丁度よく
遅延された「プローブ」パルスを以てサンプリングされ
る。ポンプおよびプローブ・パルス間の時間遅れを変動
させることにより、経時的なプロセスの進行を観測する
ことができる。
【０００３】この２パルス相関技法は、この種の測定を
行う一つの周知された方法である。一連の超短レーザ・
ビーム・パルスが二つのアームに分割され、周知された
遅れが一つのアームへ導入され、二つのアームが実験シ
ステムの前または内部へ再結合される。予め定められた
限界の間で時間遅れが変動されて、パルス自動相関への
応答の重畳を生成する。慣習的に、モータを備えた転換
ステージなどにより時間遅れが緩徐に変化され、比較的
長い期間、例えば１０〜２０分、にわたりデータが蓄積
されている。この技法の有効性は、時間遅れを変化させ
得る低い速度のため限定されている。これによりノイズ
が増し、データの実時間観測が妨げられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】パルスの時間遅れの変
化の速度を増すことができれば、上記の種類の現象を実
時間で観測することができる。従来技術の遅延路に比し
て騒音を最小化し且つ遅れを迅速に変化させる方法で、
検討される事象と同様に長い、若しくはそれよりも長い
可変時間遅れを生成する高速の反復的に走査する遅延路
の必要性がある。
【０００５】これまで可能であったよりも早い速度で時
間遅れが変えられるようにさせる遅延路により、位相感
受性検出を必要とし若しくは必要とせず迅速且つ反復的
に時間遅れを走査し、集収されたデータを平均化するこ
とによって信号のノイズに対する比の可成りの向上と共
に測定が行われることが可能となる。従って、同時に、
これまでは一つの緩徐な走査を行うことを必要とした
が、何千回もの速い走査を行うことができ、データが平
均化される。更に、長い走査が用いられた際の重大問題
であった一つの重要なノイズ源、即ち経時的なレーザ強
度の変動を零に平均化し、またはろ過して除去し、かく
して信号のノイズに対する高い比を生成することができ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、望まし
くはありながら、これまで互いに相容れなかった二つの
走査特性、即ち高い走査速度と、遅延時間の比較的大き
な変化とが得られる。以前は、音声コイル変換、シェー
カ、回転鏡対および回転屋根形プリズムのような、遅延
路内の光学的構成諸要素を動かす周知された諸要素およ
び諸方法により、短い距離のみに限って、比較的に迅速
な走査速度が得られた。大きな距離変化を生成するため
の周知された技法には、モータとクランク軸、カム、直
線スライドを駆動するために用いられる往復動親ねじお
よびスライドが包含され、その全てにより、緩徐な速度
においてのみ、所要の大きい距離が得られる。
【０００７】更にまた、１００×１０-15 秒間以下の短
いパルスを遅延させるために使用される光学的構成諸要
素に対しては、特別の考慮が払われなければならない。
ビーム行路内に屋根形プリズム、硬質再帰反射器、ガラ
ス製のレンズとフィルタまたは何れかの屈折材料を使用
する周知された走査器は、短いパルス期間を有するバル
ス・システム内で使用された場合、望ましくないひずみ
をもたらす。
【０００８】本発明の目下好適な実施例につき簡単に述
べると、超短パルスの光遅延路に、第一中空前面再帰反
射器と、第一再帰反射器の光軸と平行ながらそれからず
らせて配置された第二光軸を有する第二中空前面再帰反
射器と、第一および第二再帰反射器の少なくとも一方
へ、それらの間の距離を調整するために結合された転換
装置と、第一および第二再帰反射器間で光ビームが複数
回反射されるよう、光ビームを遅延路内へ導入する入射
装置と、ビームを遅延路から外へ向ける射出装置とが包
含されている。
【０００９】本発明の別の態様によれば、遅延路の構成
諸要素の一つが、直線行路上で要素を移動させる高速長
距離並進器上に取り付けられ、固定ステージと、固定ス
テージ上に取り付けられ且つスライドの直線運動の所望
の方向と垂直に回転軸線を整合させた回転自在の出力軸
を有する検流計と、所望の方向への直線運動のために固
定ステージへ取り付けられた転換可能なスライドと、遅
延路の可動構成要素を受容する、スライド上の取付け装
置と、検流計装置の出力軸上に取り付けられたカム装置
と、固定ステージとスライド装置との間に連結され且
つ、検流計軸の回転に応答してスライドを移動させるカ
ム装置により駆動される緊張バンドとを包含している。
【００１０】本発明の新規な態様が特許請求の範囲に詳
細に述べられているが、本発明自体ならびにそれ以上の
その諸目的および諸利点は、添付図面についてなされる
本発明の目下好適な実施例についての次の詳細な説明を
参照すれば、一層容易に理解できる。
【００１１】
【実施例】本発明の目下好適な実施例による遅延路が図
１および図２に線図の形式で示されている。
【００１２】先ず図１について説明する。全体として１
０で示される遅延路には、望ましくは中空の第一前面再
帰反射器１２と、望ましくは中空の、低質量とすべく円
筒状に切り取られた前面再帰反射器１４とが包含され、
各々が線図の断面形式の図に示されている。第一再帰反
射器１２は、入力光ビームを遅延路内へ通すため、その
頂点に入射開口１６を備えている。入力ビームは概ね、
再帰反射器１２の対称の中央光軸に沿って導入される。
再帰反射器１４は、入力ビームが再帰反射器１４の鏡面
の一つへ最初に当たり且つそれに反射されるように、そ
の対称の中央光軸を再帰反射器１２の対称軸線と平行な
がらそれからずらせて配置して配設される。
【００１３】図２は二つの再帰反射器１２，１４の各々
を、両再帰反射器の間に立って一方または他方に面する
観測者にそれが見られた場合の正面図で示している。両
再帰反射器の反映面上における光ビームの入射、射出お
よび中間反射点がそれぞれ、点を付した小円、×を付し
た小円および中空の円で示されている。従って入力ビー
ムは先ず再帰反射器１４の第一面２０に当たり、面２２
から面２４へ反射され、そこから、入射線と平行な線に
沿い再帰反射器１２の方へ再び向けられる。便宜上、入
射開口から遅延路の出力までの光ビームの進行が、ａか
らｐまでの文字で順次表示されている。出力ビームを利
用個所へ向けるため、両再帰反射器間に、小さい前面射
出鏡３０が配設されている。
【００１４】上述の如く、本発明の場合には中空前面再
帰反射器が望ましい。再帰反射器１２と再帰反射器１４
との反射面間におけるいかなる光学的物質の存在も超短
パルスをひずませる可能性があるが、それに対して本発
明は、低い１０-15 秒の範囲でパルスを引き伸ばそうと
する群速度分散を導入することにより、特に適してい
る。従って硬質の再帰反射器、コーナ・キューブおよび
プリズムは、これらの影響が許容または補償され得ない
限り、望ましくは、本発明に従って用いられるべきでは
ない。更に中空再帰反射器は、上記の硬質再帰反射器の
何れよりも可成り少ない質量を以て製造でき、従って、
同等の大きさの硬質再帰反射器よりも少ない力で一層迅
速に移動させることができる。
【００１５】行路長さの変化と、従って遅延時間の変化
とはなるべくなら、再帰反射器の一方を他方と相対的に
移動させることにより生起することが望ましい。例えば
本発明の好適な態様によれば、再帰反射器１４は、図１
に双頭矢印３２で示す如く、その光軸に沿って移動され
る。遅延時間の変化は、再帰反射器１４が移動される距
離と、両再帰反射器間に生ずる光ビームの反射の数との
双方の関数である。例えば、再帰反射器１４が１ｃｍ移
動され、図１に示す如く、６回の反射が生ずれば、全光
路長の変化は６ｃｍである。これは、約１０-12 秒の時
間遅れの変化と同等である。時間遅れの変化は、一方の
再帰反射器の他方に対する運動の範囲を増大させるか、
または反射の数を増大させるか、の何れかにより増大さ
せることができる。但し、本発明が指向される形式の実
験に用いられる光ビームは有限の諸元を備えているの
で、反射の数を無制限に増すことはできない。過剰な数
の反射を生起することにより、回避したほうが良い諸損
失がもたらされる。
【００１６】上述の如く多くの場合、同時に、反射的な
走査中に収集されたデータを平均化してノイズの影響を
最小化させながら、進行中のプロセスの実時間観測を可
能とするために、光学的遅延を下限から上限まで数Ｈｚ
の速度で反復的に変化させることが望ましい。両再帰反
射器の一方または双方の反復運動は、ビームの特性、位
置または指向方向を変化させないように実施されなけれ
ばならない。これらの要件により、光遅延路の可動構成
要素用の現行の高速長距離転換器によって処理されるシ
ステムの設計に制約が設けられる。対面再帰反射器およ
び多重反射の使用により、特に運動で誘発された再帰反
射器のひずみに関連する転換器についての要求は可成り
減少している。本発明による高速長距離転換器の好適な
実施例が図３に示されている。固定再帰反射器１２は、
図示されていない在来の装置に支えられている。可動再
帰反射器１４は、往復運動をすべくスライド支持材４２
内に取り付けられたミニチュア玉軸受または直交ころ軸
受スライド・レール４０の一端に取り付けられる。ま
た、空気軸受スライドを使用しても良い。再帰反射器１
４は、何れか適宜の装置により、滑りレールの自由端に
取り付けることもできる。再帰反射器１４は、レールの
端へ固定的に付着されるべきである。再帰反射器はなる
べくなら、スライド・レールの端へねじ込まれた保持器
へ接着されるか、さもなければ確実に締結されることが
望ましい。スライド４２は、概ねＬ字形の硬質なブラケ
ット４６へ堅固に固定される。「ジェネラル・スキャニ
ング（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ）」（商標
名）Ｇ３２５ＤＴ検流計などの検流計が、例えばボルト
５０で、ブラケット４６へ堅固に付着される。回転自在
の検流計出力軸５４が、ブラケット４６を貫いて延び、
スライド４２へ張り出している。
【００１７】細長い低質量カム５６が軸５４へ付着され
ている。カム５６には、出力軸スライド・レール４０の
上面との間の距離に等しい半径を有する円弧の形状をな
した外面５８がある。スライド４２には緊張バンド６０
が連結されている。緊張バンド６０は図４に斜視図で示
され、スライド・レール４０上の隔置された諸点に例え
ばボルト６６，７０で付着された第一および第二端部６
２，６８を包含している。端部６８は、中央スロット７
２により、緊張バンドの中央を貫通することができる。
緊張バンドはカム５６の外周を囲んで延在し、望ましく
はカム５６の本体内のねじ付き開口部８２内に受容され
た可調整テンショナー部片８０により張力が維持され
る。なるべくなら緊張バンドは、０．１０１６ｍｍ（．
００４″）のステンレス鋼シム素材で形成されることが
望ましい。ここで、且つまた請求の範囲で使用される場
合、緊張バンドには、緊張線もしくはケーブル、または
その他同種のものも包含される。
【００１８】カム５６が回ると、カムがスライドを両方
向から巻き込み、スリップおよびバックラッシを最小に
させる。スライドの変位は、出力軸がカム半径に比例し
て動く角と線型に関連する。
【００１９】カム５６の質量はなるべくなら、通り孔８
６を設けることにより、最小化されることが望ましい。
【００２０】本発明の例示的な実施態様によれば、カム
５６は３８．１ｍｍ（１．５″）の到達距離を有し、従
って円弧５８は３８．１ｍｍ（１．５″）の半径を有す
る。検流計軸は、±１７．５°の角度にわたり、３０Ｈ
ｚ未満の周波数で動く。この角変位は、ピークからピー
クまで２３ｍｍの滑り変位に転換される。スライド・レ
ールへ一方の再帰反射器を取り付けた４倍折返し遅延路
によれば、それをこの転換位置と共に用いた場合、３０
７×１０-12 秒の遅延時間の変化が得られる。
【００２１】検流計駆動ユニットはなるべくなら、アナ
ログ位置出力を付与する検流計軸上に在来のセンサ（図
示せず）を矢張り包含する閉ループ回路内へ接続される
ことが望ましい。一般的な走査用ＣＸ６３２５検流計駆
動ユニットが、本発明に従い旨く使用されている。約１
５０ｇ・ｃｍ2 の推定慣性モーメントを再帰反射器負荷
が備えている本発明の例示態様においては、この組合せ
が３０Ｈｚの力学的共振を伴い、それより上では、サー
ボ電子電極が位置する１８０Ｈｚに対する二極ロールオ
フが見られる。応答はなるべくなら、共振中、極めて僅
かな振幅の行過ぎを以て走査器を駆動し得るよう、ほと
んど臨界的に減衰されることが望ましい。
【００２２】検流計駆動ユニットは運動をプログラミン
グするためのアナログ入力を受容し、それにより、非常
に正確で、軸角と直線的に関連するアナログ位置出力が
得られる。軸がスライドへ依然かたく結合され、これが
なされた場合、位置電圧が光遅延と直線的に関連し、且
つ遅延に対応するデータが即座に入手可能であることが
重要である。本発明の特に好適な実施例においては、ア
ナログ駆動信号によりオシロスコープ上に時間軸が生成
され、その垂直偏向がプローブ・パルスの出力へ結合さ
れ、データを実時間で観測することができる。
【００２３】図５には、図３の転換器の、位置電圧に対
する光遅延の直線性と校正の正確度とが示されている。
この転換器は、２３ｍｍの行路全体にわたり、２０Ｈｚ
の速度で作動された。校正は、走査の両端を含む全範囲
にわたり０．０２％以内まで直線性である。誤差は、図
５の同じグラフにおける位置電圧の同じ範囲にわたり１
０-12 秒を以てプロットされている。
【００２４】図４に示された検流計転換器は可動再帰反
射器の位置および運動を制御する目下好適な構造体を表
現しているが、他の形式の転換器も使用できる。例え
ば、図６にソレノイド転換器が示されている。全体とし
て９０に表示されている変換器には、望ましくは細長い
在来のボビン９３などの上に形成された多重巻線であり
且つソレノイドを電気制御源に接続する少なくとも第一
および第二導体（図示せず）を含む電気ソレノイド巻線
９２が包含されている。直線的に移動自在のコア９４が
双頭矢印９６で示す如き往復運動のため、ソレノイド９
２の主軸線に沿って移動すべく配設されている。なるべ
くなら、在来設計の直線状端部軸受９８，１００がボビ
ン９３に対してコア９４を支え、ソレノイドの主軸線上
の直線運動についてコアの運動を制限することが望まし
い。軸線に沿った直線運動について、軸受９８，１００
がコアの運動を極力正確に限定することが望ましい。
【００２５】コア９４はなるべくなら、望ましくは図示
の如く逆方向に巻かれたばねまたはばねの対１０２，１
０４により、静止中央位置へ片寄せられることが望まし
い。可動中央バッフル１０６はコア９４へ取り付けら
れ、ばね１０２，１０４の各々の一端に係合している。
各ばねの他端はそれぞれ、軸受９８，１００に係合され
ている。
【００２６】本発明の別の態様によれば、二重対向ソレ
ノイドを備えることにより、ばね１０２，１０４を全面
的または部分的に置き換えることができる。単一巻線ソ
レノイド９２は二重の反対に巻かれたソレノイド構造体
に置き換えられ、各ソレノイド・コイルは、コア９４を
逆方向へ移動させようとする。コアの移動は、２組のソ
レノイド巻線へ供給される信号を変動させることにより
制御される。
【００２７】何れの実施態様においても、コア９４はな
るべくなら、軸線に沿った直線運動を除き、全ての運動
に対して抑制されることが望ましい。特に、例えば細長
い三角形または長方形のロッドの形のコアを備えること
により、回転運動に対してコア９４を抑制することが望
ましく、その回転は、それぞれ適切に付形された軸受９
８，１００を備えることにより、適宜に制限できる。
【００２８】図８に示す如き本発明の別の実施例によれ
ば、ステージ１０２′上の直線内の運動を強制された直
線スライド１０１上に可動再帰反射器１４が取り付けら
れている。駆動輪１０３は、図示されていないモータな
どにより軸１０４′の回りに駆動される。駆動輪１０３
は、駆動輪１０３上の偏心ピボット１０６′を可動再帰
反射器１４上のピボット１７と接合するリンク装置１０
５により、可動再帰反射器１４へ連結される。矢印１０
９で示す方向に輪１０３が回転すると、可動再帰反射器
１４が、ステージ１０２′に対し概ね正弦曲線を描く様
態で前後に移動する。輪１０３の回転運動は、それによ
り直線運動へ転換される。
【００２９】本発明の光遅延路により、図７に示す如
き、自己相関器／ポンプ／プローブ走査器における特定
の用途が画定される。自己相関器／走査器が線図の形式
で示されている。短いパルス幅のレーザなどからのパル
ス源が光線１１０に沿って入り、鏡１１２により、９０
°の角度までビーム・スプリッタ１１６へ反射される。
スプリット・ビームの第一部分１２０は固定中空再帰反
射器１２２へ向かい伝搬する。スプリット・ビームの第
二部分１２４は固定再帰反射器１３０内の開口１２８を
経て本発明による遅延路へ入り、固定再帰反射器と可動
再帰反射器１３２との間で複数回反射される。射出ビー
ムは鏡１３６により、ビーム・スプリッタ１１６の方へ
逆に向けられる。遅延路からの射出光線１４０は固定中
空再帰反射器１２２からの光線１４２と複合されて、鏡
１５２、レンズ１５４、ダブリング結晶１５６、基本波
をブロックし第二調波を通過させるフィルタ１５８およ
び検出器１６０により検出器へ向けられる第一射出ビー
ム１５０を形成する。他の複合ビーム１６４は鏡１６６
によりポンプ・プローブ実験に向けられる。図７に示さ
れた自己相関器は、他の自己相関器の諸設計にまさる数
多くの利点を備えている。回転鏡対または屋根型プリズ
ム自己相関器は再帰反射器を使用できず、従って可動反
射器の運動の平面から外れる不整合に対しては敏感であ
る。回転鏡対再帰反射器は、回転鏡対の回転の大部分の
間、光学素子外へレーザ・ビームが向けられるため、使
用率が少ない。回転ガラスブロック自動相関器の場合に
はビームの分散の量が時間と共に変動し、従って完全に
補整することができない。従来技術の回転光学素子自己
相関器の更に別の不利点は、ビームが自己相関器の各種
光学的構成要素の表面を横切って走査するため、いかな
る欠陥や汚物の小片もデータ内に平均化されることであ
る。図７に示す自己相関器には、長い遅延時間にわたり
迅速な走査を行うための光遅延路の能力が利用されてい
る。
【００３０】継続的な走査を平均化することにより、非
常に進歩した信号対ノイズ比を達成することができる。
従来技術の遅延路により一つの遅い走査を行うために費
す時間内に無数の迅速な走査を行い、一緒に平均化する
ことができる。遅い走査の正確度を制約する源泉強さの
遅い変動は、多数の走査にわたって零に平均化される。
レーザ・ノイズは、１０Ｈｚにおいて、それが０．１Ｈ
ｚにおけるよりも４０ｄＢ程である。引込み増幅器は遅
い走査の場合、１Ｈｚのノイズを通すが、速い走査モー
ドの場合、本発明の遅延路を用いればこの種のノイズは
阻止される。従って、本発明の遅延路を用いて、少なく
とも４０ｄＢの、信号対ノイズ比の向上を達成すること
ができる。
【００３１】本発明を、目下好適なその実施例に関連さ
せて説明したが、それゆえ特許請求の範囲によってのみ
定義されるべく意図された本発明の真の精神と範囲とを
逸脱することなく、数多くの修正および変更をそこにな
し得ることは、当業者には認識されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な態様による光遅延路の線図。
【図２】図１の再帰反射器の正面図。
【図３】本発明の遅延路用高速長距離転換器の側面図。
【図４】図３の緊張バンドの斜視図。
【図５】図３の転換器の性能を示すグラフ。
【図６】ソレノイド転換器の側断面図。
【図７】自己相関器／走査器の光遅延路の線図。
【図８】本発明の別の実施例の側面図。
【符号の説明】
１０ 光遅延路 １２ 第一中空前面再帰反射器 １４ 第二中空前面再帰反射器 １６ 入射開口 ３０ 射出鏡 ４０ スライド・レール ５４ 検流計出力軸 ５６ カム装置 ５８ 外周面 ６０ 緊張バンド装置 ８０ 張力装置 ９０ 転換装置 ９２ ソレノイド装置 ９４ 可動コア装置 １０２ ばね装置 １０２′直線ステージ １０３ 駆動輪 １０５ 駆動ロッド １１６ ビーム・スプリッタ １２２ 固定中空前面再帰反射器 １３０ 固定再帰反射器 １３２ 可動再帰反射器 １５６ ダブリング結晶 １５８ 基本周波数フィルタ １６０ 光検出器

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 超短パルスの光遅延路にして、 第一中空前面再帰反射器と、 前記第一中空前面再帰反射器との間で光ビームを複数回
    反射させるよう、前記第一再帰反射器に関連して位置付
    けされた第二中空前面再帰反射器と、 前記第一および第二再帰反射器へ反射光ビームが出入す
    る際、それに沿った前記両再帰反射器間の距離を調整す
    るための、前記両再帰反射器の少なくとも一方に結合さ
    れた転換装置と、 前記第一および第二再帰反射器間で光ビームが複数回反
    射されるよう、第一光軸と平行に前記光ビームを前記遅
    延路内へ導入する入射装置と、 前記光ビームを前記遅延路から外へ向ける射出装置とを
    含む光遅延路。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の光遅延路において、前
    記第一および第二再帰反射器がずらされ、且つ前記両中
    空前面再帰反射器の前記の少なくとも一方の第一反射鏡
    が前記入射装置に含まれている光遅延路。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の光遅延路において、前
    記第一および第二再帰反射器がずらされ、且つ前記両中
    空前面再帰反射器の前記の少なくとも一方の第一反射鏡
    が前記射出装置に含まれている光遅延路。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の光遅延路において、可
    動再帰反射器の軸線と平行な入射ビームを通すべく前記
    第一または第二中空前面再帰反射器の一方の頂点に形成
    された開口が前記入射装置に含まれている光遅延路。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の光遅延路において、前
    記可動再帰反射器の軸線と平行に入力ビームが入射する
    光遅延路。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の光遅延路において、前
    記複数回数が少なくとも４である光遅延路。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の光遅延路において、前
    記第一および第二再帰反射器間に配設された鏡が前記射
    出装置に含まれている光遅延路。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載の光遅延路において、 前記入力ビームの方向と平行な方向に移動可能なスライ
    ドと、 前記第一または第二再帰反射器の一方を前記スライドへ
    取り付ける装置とが前記転換装置に含まれている光遅延
    路。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載の光遅延路において、 前記スライドが上に取り付けられている固定ステージ装
    置と、 前記固定ステージ装置上に取り付けられ且つ、前記可動
    再帰反射器の軸線と垂直に回転軸線を整合させた回転自
    在の出力軸を有する検流計装置と、 前記出力軸上に取り付けられたカム装置と、 前記スライド装置へ連結され且つ、前記検流計の軸の回
    転に応じて前記スライド装置を移動させる前記カム装置
    により駆動される緊張バンドとが前記転換装置に含まれ
    ている光遅延路。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載の光遅延路において、
    両再帰反射器の一方または双方の何れかが前面鏡に置き
    換えられた光遅延路。
  11. 【請求項１１】 光遅延路用可動構成要素の、反復的に
    長距離を移動する高速のアクチュエータにして、 固定ステージ装置と、 所望方向への直線運動のために固定ステージ装置へ取り
    付けられた転換自在のスライド装置と、 前記遅延路の可動構成要素を受容する、前記スライド装
    置上の取付け装置と、 前記固定ステージ装置上に取り付けられ且つ、前記スラ
    イド装置の直線運動の所望方向と垂直に回転軸線を整合
    させた回転可能な出力軸を有する検流計装置と、 前記出力軸上に取り付けられたカム装置と、 前記固定ステージ装置と前記スライド装置との間に連結
    され且つ、前記検流計軸の回転に応答して前記スライド
    装置を移動させる前記カム装置により駆動される緊張バ
    ンドとを含むアクチュエータ。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の高速転換器におい
    て、前記出力軸と前記スライド装置との間の距離に等し
    い半径を有する円弧を含む外周面が前記カム装置に含ま
    れている高速転換器。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の高速長距離転換器
    にして、前記緊張バンド装置に張力を加えるため前記カ
    ム装置に付着された張力装置を含む高速長距離転換器。
  14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の転換器において、
    前記スライド装置の一端に再帰反射器を取り付ける装置
    が前記取付け装置に含まれている転換器。
  15. 【請求項１５】 ポンプ・パルスによって開始し且つポ
    ンプ・プローブによって観測し得る、物理学的、化学
    的、生物学的および電子的プロセスの一つの時間分解測
    定を行う方法にして、 ａ．一連のポンプ・パルスと時間遅れプローブ・パルス
    との対を前記プロセスに向ける段階と、 ｂ．前記ポンプ・パルスと前記プローブ・パルスとの間
    の遅れのある範囲にわたり多数の重複観測が行われるよ
    うに前記遅れを変動させる段階と、 ｃ．前記の多数の観測を平均化する段階と、 ｄ．前記の平均化された観測を前記の変動する遅れと相
    関させて前記プロセスの時間分解測定を図る段階とを含
    む方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の方法において、前
    記ポンプ・パルスおよびプローブ・パルスが電磁パルス
    である方法。
  17. 【請求項１７】 請求項１５に記載の方法において、前
    記ポンプ・パルスおよびプローブ・パルスが光学パルス
    である方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１５に記載の方法にして、ポン
    プ・パルスとプローブ・パルスとの間の遅れに比例する
    電気信号を付与する段階を含む方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１５に記載の方法において、前
    記観測が、観測された前記プロセスの態様に電圧、位
    相、周波数または電流が比例する信号の形態をなす方
    法。
  20. 【請求項２０】 請求項１９に記載の方法において、前
    記遅れに比例する前記電気信号と、前記の観測された前
    記プロセスの態様に比例する信号とを電子的に相関させ
    る段階が前記相関段階に含まれている方法。
  21. 【請求項２１】 請求項１に記載の光遅延路において、 電気ソレノイド装置と、 前記電気ソレノイド装置に対して直線移動をなすべく取
    り付けられた可動コア装置と、 前記第一および第二再帰反射器の前記の少なくとも一方
    を前記コア装置へ付着させる取付け装置と、 前記直線移動に対して前記コア装置を片寄せる、前記ソ
    レノイド装置と前記可動コイル装置とへ作動自在に結合
    されたバイアス装置とが前記転換装置に含まれている光
    遅延路。
  22. 【請求項２２】 請求項２１に記載の光遅延路にして、
    前記コア装置へ付着された少なくとも一方の再帰反射器
    の位置に関する電気的位置信号を付与するための、前記
    電気ソレノイド装置および前記可動コア装置の一方に応
    答する装置を含む光遅延路。
  23. 【請求項２３】 請求項２１に記載の光遅延路におい
    て、ばね装置が前記バイアス装置に含まれている光遅延
    路。
  24. 【請求項２４】 請求項２３に記載の光遅延路におい
    て、前記電気ソレノイド装置の軸線と整合する軸線を有
    するコイルばね装置が前記ばね装置に含まれている光遅
    延路。
  25. 【請求項２５】 請求項２１に記載の光遅延路におい
    て、逆方向へ向けられた力を前記コア装置上に生成する
    ためのバイアス・ソレノイド装置が前記バイアス装置に
    含まれている光遅延路。
  26. 【請求項２６】 各々が二つの出力ビームを生成する光
    パルスの一連の入力を受容するビーム・スプリッタと、 前記の二つの出力ビームの第一のそれを前記ビーム・ス
    プリッタへ向けて逆に反射すべく配設された固定中央前
    面再帰反射器と、 前記の二つの出力ビームの第二を、第三および第四出力
    ビームを生成する前記ビーム・スプリッタへ向けて逆に
    反射すべく配設された、請求項１に述べた如き光遅延路
    と、 組み合って第四出力ビームを構成する前記第一および第
    二出力ビーム内のパルスのオーバラップの程度に関連す
    る量によって特徴付けられる出力信号を生成する前記第
    四出力ビームに応答する検出器装置とを含む自己相関
    器。
  27. 【請求項２７】 請求項２６に記載の自己相関器におい
    て、ダブリング結晶と基本周波数フィルタとが前記検出
    器装置に含まれている自己相関器。
  28. 【請求項２８】 請求項２６に記載の自己相関器におい
    て、光検出器が前記検出器装置に含まれている自己相関
    器。
  29. 【請求項２９】 請求項２６に記載の自己相関器におい
    て、二つの出力ビームの第一および第二のそれがビーム
    ・スプリッタで再結合される際、それらが互いに垂直に
    ずらされるように、前記固定中空前面再帰反射器と前記
    光遅延路とが配置されている自己相関器。
  30. 【請求項３０】 請求項２６に記載の自己相関器におい
    て、 前記スライドが上に取り付けられている固定ステージ装
    置と、 前記固定ステージ装置上に取り付けられ且つ、前記可動
    再帰反射器の軸線と垂直に回転軸線を整合させた回転可
    能な出力軸を有する検流計装置と、 前記出力軸上に取り付けられたカム装置と、 前記スライド装置へ連結され且つ、前記検流計の軸の回
    転に応じて前記スライド装置を移動させる前記カム装置
    により駆動される緊張バンドとが、請求項１に述べた如
    き前記転換装置に含まれている自己相関器。
  31. 【請求項３１】 請求項２６に記載の光遅延路におい
    て、 電気ソレノイド装置と、 前記電気ソレノイド装置に対して直線運動をなすべく取
    り付けられた可動コア装置と、 前記第一および第二再帰反射器の前記の少なくとも一方
    を前記コア装置へ付着させる取付け装置と、 前記直線移動に対して前記コア装置を片寄せる、前記ソ
    レノイド装置と前記可動コイル装置とへ作動自在に結合
    されたバイアス装置とが前記転換装置に含まれている光
    遅延路。
  32. 【請求項３２】 請求項３１に記載の光遅延路におい
    て、ばね装置が前記バイアス装置に含まれている光遅延
    路。
  33. 【請求項３３】 請求項３２に記載の光遅延路におい
    て、前記電気ソレノイド装置の軸線と整合する軸線を有
    するコイルばね装置が前記ばね装置に含まれている光遅
    延路。
  34. 【請求項３４】 請求項３１に記載の光遅延路におい
    て、逆方向へ向けられた力を前記コア装置上に生成すべ
    く前記電気ソレノイド装置に関連して配設されたバイア
    ス・ソレノイド装置が前記バイアス装置に含まれている
    光遅延路。
  35. 【請求項３５】 請求項１に記載の光遅延路において、 回転可能な駆動輪と、 一端を前記駆動輪へ旋回自在に付着させ、他端を前記第
    一および第二再帰反射器の前記の少なくとも一方へ旋回
    自在に結合させた駆動ロッドと、 前記第一および第二再帰反射器の前記の少なくとも一方
    を直線に沿った移動のために拘束する装置とが前記転換
    装置に含まれている光遅延路。
  36. 【請求項３６】 請求項３５に記載の光遅延路におい
    て、転換可能な直線ステージが前記拘束装置に含まれて
    いる光遅延路。
  37. 【請求項３７】 請求項２６に記載の光遅延路におい
    て、 回転可能な駆動輪と、 一端を前記駆動輪へ旋回自在に付着させ、他端を前記第
    一および第二再帰反射器の前記の少なくとも一方へ旋回
    自在に結合させた駆動ロッドと、 前記第一および第二再帰反射器の前記の少なくとも一方
    を直線に沿った移動のために拘束する装置とが前記転換
    装置に含まれている光遅延路。
  38. 【請求項３８】 請求項３７に記載の光遅延路におい
    て、転換可能な直線ステージが前記拘束装置に含まれて
    いる光遅延路。
JP4014014A 1991-01-29 1992-01-29 光遅延路 Pending JPH05173075A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US647294 1991-01-29
US07/647,294 US5220463A (en) 1991-01-29 1991-01-29 Optical delay line

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05173075A true JPH05173075A (ja) 1993-07-13

Family

ID=24596383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4014014A Pending JPH05173075A (ja) 1991-01-29 1992-01-29 光遅延路

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5220463A (ja)
JP (1) JPH05173075A (ja)
CA (1) CA2059762A1 (ja)
DE (1) DE4202270A1 (ja)
FR (1) FR2672134B3 (ja)
GB (1) GB2253493A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005539260A (ja) * 2002-09-18 2005-12-22 テラビュー リミテッド 放射線ビームの経路長を変化するための装置
US9459090B2 (en) 2014-07-04 2016-10-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical delay apparatus and optical coherence tomography apparatus

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5345340A (en) * 1993-05-20 1994-09-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Plural pass vision system
US6147799A (en) * 1999-10-08 2000-11-14 Agilent Technologies Inc. Physically compact variable optical delay element having wide adjustment range
US6356377B1 (en) * 1999-11-10 2002-03-12 Agere Systems Guardian Corp. Mems variable optical delay lines
US6582088B2 (en) * 2000-08-10 2003-06-24 Benq Corporation Optical path folding apparatus
AU2002220035A1 (en) * 2000-10-30 2002-05-15 Santur Corporation Tunable controlled laser array
US6842252B1 (en) 2000-11-15 2005-01-11 Burleigh Products Group, Inc. Laser wavelength meter
TW511369B (en) * 2001-05-25 2002-11-21 Veutron Corp Modularized light-guiding device and its manufacturing method
AU2002250917A1 (en) * 2001-12-14 2003-06-30 Agilent Technologies, Inc. Retro-reflecting device in particular for tunable lasers
GB2393263B (en) * 2002-09-18 2004-10-27 Teraview Ltd Apparatus for varying the path length of a beam of radiation
US7046412B2 (en) * 2003-06-09 2006-05-16 Dorney Timothy D Scanning optical delay line using a reflective element arranged to rotate
DE102004028204B3 (de) * 2004-06-09 2005-10-06 Medizinisches Laserzentrum Lübeck GmbH Verfahren zur Signalauswertung bei der OCT
DE102005025385B4 (de) * 2005-04-20 2007-03-22 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Vakuumbeschichtungsanlage zur Beschichtung flächiger Substrate mit einer Messeinrichtung zur Transmissions- oder/und Reflexionsmessung
US7576933B2 (en) * 2007-06-05 2009-08-18 Chung Yuan Christian University System and method of the optical delay line
US20090279171A1 (en) * 2008-05-12 2009-11-12 Raytheon Company Method and Apparatus for Providing an Adjustable Optical Delay
US7899281B2 (en) * 2008-07-08 2011-03-01 Honeywell Asca Inc. Large amplitude high frequency optical delay
US8649086B2 (en) * 2009-09-30 2014-02-11 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus and method for generating high-intensity optical pulses with an enhancement cavity
KR101085356B1 (ko) * 2009-11-13 2011-11-22 서강대학교산학협력단 프리즘 구조를 이용한 광 증폭기 및 이를 이용한 광 증폭 시스템
EP2679984A1 (en) * 2012-06-29 2014-01-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method and arrangement for carrying out time-domain measurements
US8546762B1 (en) 2012-06-29 2013-10-01 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Method and arrangement for carrying out time-domain measurements
DE102014104043B4 (de) 2014-03-24 2016-06-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Multireflexionszellenanordnung
DE102016113049A1 (de) * 2016-07-15 2018-01-18 Frank Killich Optische Anordnung zur Kompensation von Fehlausrichtungen eines Reflektors gegenüber einer Lichtquelle
US20180129063A1 (en) * 2016-11-04 2018-05-10 Digislide Photonics Pty Ltd Method and apparatus to reduce laser speckle
DE102018109405B3 (de) * 2018-04-19 2019-07-11 Trumpf Laser Gmbh Pulslängenanpassungseinheit, Lasersystem und Verfahren zur Pulslängenanpassung eines Laserpulses
EP3719556A1 (en) * 2019-04-05 2020-10-07 Optos PLC Optical system, optical delay line and oct apparatus
CN112018589B (zh) * 2019-05-28 2021-07-13 天津凯普林激光科技有限公司 一种激光放大装置及激光放大方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB858171A (en) * 1956-01-17 1961-01-11 Nat Res Dev Improvements in and relating to optical apparatus
DE1922881A1 (de) * 1968-05-09 1969-11-27 Magyar Optikai Muevek Messgeraet zur genauen Bestimmung von Entfernungen durch Messen von Phasenunterschieden modulierten Lichtes
US3734591A (en) * 1970-12-14 1973-05-22 Hughes Aircraft Co Scanning system with uniform scan rate and rapid return
US4238141A (en) * 1978-10-04 1980-12-09 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Time delay spectrum conditioner
US4482902A (en) * 1982-08-30 1984-11-13 Harris Corporation Resonant galvanometer scanner system employing precision linear pixel generation
US4647144A (en) * 1984-05-02 1987-03-03 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Optical scanner
SU1423914A1 (ru) * 1986-09-04 1988-09-15 Предприятие П/Я Р-6348 Устройство дл измерени длины волоконного световода
US5015096A (en) * 1986-10-10 1991-05-14 Kowalski Frank V Method and apparatus for testing optical components
DE3707331A1 (de) * 1987-03-07 1988-09-15 Zeiss Carl Fa Interferometer zur messung von optischen phasendifferenzen
US4953961A (en) * 1989-01-31 1990-09-04 Trw Inc. Light beam positioner

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005539260A (ja) * 2002-09-18 2005-12-22 テラビュー リミテッド 放射線ビームの経路長を変化するための装置
US7742172B2 (en) 2002-09-18 2010-06-22 Teraview Limited Apparatus for varying the path length of a beam of radiation
US9459090B2 (en) 2014-07-04 2016-10-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical delay apparatus and optical coherence tomography apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
GB9201598D0 (en) 1992-03-11
DE4202270A1 (de) 1992-07-30
FR2672134A1 (fr) 1992-07-31
GB2253493A (en) 1992-09-09
FR2672134B3 (fr) 1993-05-14
CA2059762A1 (en) 1992-07-30
US5220463A (en) 1993-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH05173075A (ja) 光遅延路
US20180051978A1 (en) Optical Coherence Tomography Laser with Integrated Clock
US5537162A (en) Method and apparatus for optical coherence tomographic fundus imaging without vignetting
US4193693A (en) Velocity servo for continuous scan Fourier interference spectrometer
EP2634551A1 (en) Interferometer and fourier-transform spectroscopic analyzer
WO2018054182A1 (zh) 延时线装置及太赫兹时域光谱仪系统
US6320665B1 (en) Acousto optic scanning laser vibrometer for determining the dynamic properties of an object
CN110631513B (zh) 双正交平面镜内入射型角度传感测量装置及方法
JP2007528613A (ja) 高繰り返し率の線形な実時間光学的遅延線
US5033853A (en) Apparatus for autocorrelating optical radiation signals
CN101520342A (zh) 超高光谱分辨率红外傅里叶光谱探测仪
JP2005539260A (ja) 放射線ビームの経路長を変化するための装置
CN114397017B (zh) 动镜扫描装置、迈克尔逊干涉仪和傅里叶红外光谱仪
JP2018189521A (ja) レーザレーダ装置
US6341870B1 (en) Device for changing the length of the running path of an electromagnetic wave
CN107356928B (zh) 测距装置及其测距方法
JP3596964B2 (ja) 光遅延装置
EP4160168A1 (en) Rotational optical delay line assembly for spectroscopy
EP0703467A1 (fr) Tête d'émission-réception pour anémomètre doppler longitudinal
JP2950004B2 (ja) 共焦点レーザ顕微鏡
JPH07260584A (ja) マイケルソン干渉計
EP1879015A1 (en) Heterodyne laser doppler probe and measurement system using the same
WO2023190069A1 (ja) 光偏向装置及び測距装置
FI107357B (fi) Pyyhkäisevä interferometri
JP2001041822A (ja) 干渉分光光度計