JPH0658818A - コヒーレンスタイム測定装置 - Google Patents
コヒーレンスタイム測定装置Info
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- JPH0658818A JPH0658818A JP23132092A JP23132092A JPH0658818A JP H0658818 A JPH0658818 A JP H0658818A JP 23132092 A JP23132092 A JP 23132092A JP 23132092 A JP23132092 A JP 23132092A JP H0658818 A JPH0658818 A JP H0658818A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulses
- pulse
- coherence time
- split
- delay
- Prior art date
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 連続して入力されるパルス光を二分割する分
割手段１０と、前記分割された一方の第一分割パルスに
遅延を与える遅延手段１２と、前記遅延を与えられた第
一分割パルス及び他方の第二分割パルスを、その光軸を
微小角ずらせて干渉させる干渉手段１４と、前記干渉手
段により形成された干渉縞を検出するイメージ検出手段
１６と、を備えたことを特徴とするコヒーレンスタイム
測定装置。 【効果】 分割手段により分割されたパルス同士の干渉
縞よりコヒーレンスタイムを測定することとしたので、
極めて簡単な構成でコヒーレンスタイムの正確な測定が
可能となる。
割手段１０と、前記分割された一方の第一分割パルスに
遅延を与える遅延手段１２と、前記遅延を与えられた第
一分割パルス及び他方の第二分割パルスを、その光軸を
微小角ずらせて干渉させる干渉手段１４と、前記干渉手
段により形成された干渉縞を検出するイメージ検出手段
１６と、を備えたことを特徴とするコヒーレンスタイム
測定装置。 【効果】 分割手段により分割されたパルス同士の干渉
縞よりコヒーレンスタイムを測定することとしたので、
極めて簡単な構成でコヒーレンスタイムの正確な測定が
可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコヒーレンスタイム測定
装置、特にパルスレーザーやＣＷレーザーなどの光源に
適用されるコヒーレンスタイム測定装置の改良に関す
る。
装置、特にパルスレーザーやＣＷレーザーなどの光源に
適用されるコヒーレンスタイム測定装置の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】パルスレーザー等のコヒーレンスタイム
は、パルス幅と同様、ピコ秒、フェムト秒の現象解明時
に重要なパラメーターの一つとなる。また、コヒーレン
スタイムは、レーザーのスペクトル幅と密接に関係して
いるため、スペクトル情報を与えることもできる。とこ
ろで、一般に高速現象を調べる場合、光源としてモード
ロックレーザーを使用することが多い。このモードロッ
クの技術自体は既に完成しているものの、モードロック
の程度を調べることは困難であった。すなわち、パルス
幅とコヒーレンス長が同時に測定できれば、モードロッ
クの程度を調べることが可能となる。そこで、従来のコ
ヒーレンスタイムの測定は、通常のマイケルソン干渉計
を使用し、コヒーレンス長を測定する方法が一般的であ
った。
は、パルス幅と同様、ピコ秒、フェムト秒の現象解明時
に重要なパラメーターの一つとなる。また、コヒーレン
スタイムは、レーザーのスペクトル幅と密接に関係して
いるため、スペクトル情報を与えることもできる。とこ
ろで、一般に高速現象を調べる場合、光源としてモード
ロックレーザーを使用することが多い。このモードロッ
クの技術自体は既に完成しているものの、モードロック
の程度を調べることは困難であった。すなわち、パルス
幅とコヒーレンス長が同時に測定できれば、モードロッ
クの程度を調べることが可能となる。そこで、従来のコ
ヒーレンスタイムの測定は、通常のマイケルソン干渉計
を使用し、コヒーレンス長を測定する方法が一般的であ
った。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
なマイケルソン干渉計を正常に動作させるためには、ミ
ラー、ビームスプリッター等の光学系要素に波長オーダ
の平坦度が必要とされ、ミラーの駆動系にも波長オーダ
以下の精度と正確度が必要とされる。この結果、マイケ
ルソン干渉計は高価となり、モードロックレーザーの簡
便な較正あるいはチェック装置としては使用しにくいも
のであった。本発明は前記従来技術の課題に鑑がみなさ
れたものであり、その目的は簡単な構成でしかも正確に
コヒーレンスタイムを測定することのできるコヒーレン
スタイム測定装置を提供することにある。
なマイケルソン干渉計を正常に動作させるためには、ミ
ラー、ビームスプリッター等の光学系要素に波長オーダ
の平坦度が必要とされ、ミラーの駆動系にも波長オーダ
以下の精度と正確度が必要とされる。この結果、マイケ
ルソン干渉計は高価となり、モードロックレーザーの簡
便な較正あるいはチェック装置としては使用しにくいも
のであった。本発明は前記従来技術の課題に鑑がみなさ
れたものであり、その目的は簡単な構成でしかも正確に
コヒーレンスタイムを測定することのできるコヒーレン
スタイム測定装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本出願の請求項１記載のコヒーレンスタイム測定装置
は、分割手段と、遅延手段と、干渉手段と、イメージ検
出手段とを備える。そして、前記分割手段は連続して入
力されるパルス光を二分割する。また、遅延手段は、前
記分割された一方の第一分割パルスに遅延を与える。干
渉手段は、前記第一分割パルス及び他方の第二分割パル
スをその光軸を微小角ずらせて干渉させる。前記イメー
ジ検出手段は、前記干渉手段により形成された干渉縞を
検出する。また、請求項２記載の超短パルス用コヒーレ
ンスタイム測定装置は、同一パレス光を二分割する分割
手段と、前記分割された第一分割パルス光及び第二分割
パルス光を、その光軸を微小角ずらせて干渉させる干渉
手段と、前記干渉手段により形成された干渉縞を検出す
るイメージ検出手段とを備えたことを特徴とする。
に本出願の請求項１記載のコヒーレンスタイム測定装置
は、分割手段と、遅延手段と、干渉手段と、イメージ検
出手段とを備える。そして、前記分割手段は連続して入
力されるパルス光を二分割する。また、遅延手段は、前
記分割された一方の第一分割パルスに遅延を与える。干
渉手段は、前記第一分割パルス及び他方の第二分割パル
スをその光軸を微小角ずらせて干渉させる。前記イメー
ジ検出手段は、前記干渉手段により形成された干渉縞を
検出する。また、請求項２記載の超短パルス用コヒーレ
ンスタイム測定装置は、同一パレス光を二分割する分割
手段と、前記分割された第一分割パルス光及び第二分割
パルス光を、その光軸を微小角ずらせて干渉させる干渉
手段と、前記干渉手段により形成された干渉縞を検出す
るイメージ検出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明にかかるコヒーレンスタイム測定装置は
前述した手段を有するので、干渉手段に入射される二つ
のパルスの相対的遅延時間が０の時には二つのパルスは
完全に重なり、生成した干渉縞のコントラストは最大と
なる。二つのパルスの相対的遅延時間の増大とともに、
パルスの重なり度は減少するので、コントラストは低下
する。そして、遅延時間が十分に大きくなると、二つの
パルスの重なりがなくなるので、干渉縞は消滅しコント
ラストは０となる。
前述した手段を有するので、干渉手段に入射される二つ
のパルスの相対的遅延時間が０の時には二つのパルスは
完全に重なり、生成した干渉縞のコントラストは最大と
なる。二つのパルスの相対的遅延時間の増大とともに、
パルスの重なり度は減少するので、コントラストは低下
する。そして、遅延時間が十分に大きくなると、二つの
パルスの重なりがなくなるので、干渉縞は消滅しコント
ラストは０となる。
【０００６】したがって、二つのパルスの重なり度合い
をイメージ検出手段で検出し、そのコントラストを各遅
延時間毎にプロットすれば、コヒーレンスタイムデータ
が得られる。なお、コントラスト算出の手法としては各
種手法が採用され得るが、得られたデータをフーリエ変
換しフーリエ領域でフィルタリングする方法が好適であ
る。すなわち、同一のレーザーから形成された二つのパ
ルスの電界強度Ｅ1（ｔ）及びＥ2（ｔ）は、次式数１に
より与えられる。
をイメージ検出手段で検出し、そのコントラストを各遅
延時間毎にプロットすれば、コヒーレンスタイムデータ
が得られる。なお、コントラスト算出の手法としては各
種手法が採用され得るが、得られたデータをフーリエ変
換しフーリエ領域でフィルタリングする方法が好適であ
る。すなわち、同一のレーザーから形成された二つのパ
ルスの電界強度Ｅ1（ｔ）及びＥ2（ｔ）は、次式数１に
より与えられる。
【数１】 Ｅ1（ｔ）＝｛Ａ（ｔ）ｅｘｐ（ｉｋ1ｒ）＋ｃ．ｃ．｝／２ Ｅ2（ｔ＋τ）＝｛Ａ（ｔ＋τ）ｅｘｐ（ｉｋ2ｒ）＋ｃ．ｃ．｝／２
【０００７】ここで、ｋ1及びｋ2は二つの波の波動ベク
トルであり、その方向は相対的に微小角度傾いている。
ｒはイメージ検出手段の位置ベクトルである。τは二つ
のパルスの相対的時間遅れである。ｃ．ｃ．は複素共役
を示す。Ａ（ｔ）は電界強度の時間依存性を示す。した
がって、ある時間遅れを含む二つのレーザーパルスによ
って形成されたイメージ検出手段状の干渉縞の強度Ｉは
次式数２により示される。
トルであり、その方向は相対的に微小角度傾いている。
ｒはイメージ検出手段の位置ベクトルである。τは二つ
のパルスの相対的時間遅れである。ｃ．ｃ．は複素共役
を示す。Ａ（ｔ）は電界強度の時間依存性を示す。した
がって、ある時間遅れを含む二つのレーザーパルスによ
って形成されたイメージ検出手段状の干渉縞の強度Ｉは
次式数２により示される。
【数２】 Ｉ＝＜｜Ｅ1（ｔ）＋Ｅ2（ｔ＋τ）｜2＞ ＝ｄｃ＋＜Ａ（ｔ）Ａ*（ｔ＋τ）＞ｃｏｓ｛（ｋ1−ｋ2）ｒ｝
【０００８】ここで、＜＞は、時間平均を示し、ｄｃは
定数である。前記数２から導き出される最大値
（Ｉmax）と最小値（Ｉmin）により、可視度Ｖは次式数
３により定義される。
定数である。前記数２から導き出される最大値
（Ｉmax）と最小値（Ｉmin）により、可視度Ｖは次式数
３により定義される。
【数３】Ｖ＝（Ｉmax−Ｉmin）／（Ｉmax＋Ｉmin） 前記可視度は二つのレーザーパルスが時間的に完全にオ
ーバーラップした状態（τ＝０）で最大であり、パルス
の重なりが不十分となるに従い低くなり、全く重ならな
くなった時点で最終的に０となる。したがって、前述し
た時間遅れの関数として測定された可視度は、正規化コ
ヒーレンスタイム関数γ（τ）を、次式数４により与え
られる。
ーバーラップした状態（τ＝０）で最大であり、パルス
の重なりが不十分となるに従い低くなり、全く重ならな
くなった時点で最終的に０となる。したがって、前述し
た時間遅れの関数として測定された可視度は、正規化コ
ヒーレンスタイム関数γ（τ）を、次式数４により与え
られる。
【数４】 γ（τ）＝Ｖ（τ）＝＜Ａ（ｔ）Ａ*（ｔ＋τ）＞／ｄｃ
【０００９】そして、前記イメージ検出手段の出力を、
時間遅れ毎に例えばフーリエ変換し、正弦波干渉パター
ンに対応する空間周波数成分の強度価を抽出する。この
周波数選択によるアプローチは測定のＳＮ比を向上させ
る。この強度価は前記数２の＜Ａ（ｔ）Ａ*（ｔ＋τ）
＞の正弦波干渉パターンの空間周波数成分に相当し、前
記可視度に比例する。この値はコヒーレンスタイム関数
を得るために時間遅れに対応してプロットされる。
時間遅れ毎に例えばフーリエ変換し、正弦波干渉パター
ンに対応する空間周波数成分の強度価を抽出する。この
周波数選択によるアプローチは測定のＳＮ比を向上させ
る。この強度価は前記数２の＜Ａ（ｔ）Ａ*（ｔ＋τ）
＞の正弦波干渉パターンの空間周波数成分に相当し、前
記可視度に比例する。この値はコヒーレンスタイム関数
を得るために時間遅れに対応してプロットされる。
【００１０】この結果、可視度は時間遅れの関数として
徐々に変化し、従来のマイケルソン干渉計を用いた測定
法と異なり時間遅れの各点において干渉パターンをイメ
ージとして計測するので、波長以下の正確度は要求され
ず、確実なデータを得ることができる。コヒーレンス関
数のフーリエ変換により、次のパワースペクトル強度関
数Ｐ（ω）が導きだされる。
徐々に変化し、従来のマイケルソン干渉計を用いた測定
法と異なり時間遅れの各点において干渉パターンをイメ
ージとして計測するので、波長以下の正確度は要求され
ず、確実なデータを得ることができる。コヒーレンス関
数のフーリエ変換により、次のパワースペクトル強度関
数Ｐ（ω）が導きだされる。
【数５】 強度ｇ(2)（τ）の正規価二次相関関数は、次の式数６
にしたがって二つのレーザーパルスの強度間での相互相
関によって与えられる。
にしたがって二つのレーザーパルスの強度間での相互相
関によって与えられる。
【数６】 Ｉ1＝｜Ｅ1（ｔ）｜2＝Ａ2（ｔ） Ｉ2（ｔ＋τ）＝｜Ｅ2（ｔ＋τ）｜2＝Ａ2（ｔ＋τ） ｇ(2)（τ）＝＜Ｉ1（ｔ）Ｉ2（ｔ＋τ）＞／＜Ｉ1 2（ｔ）＞ コヒーレントタイム（Δｔc）、スペクトルバンド幅
（Δυ）、パルス幅（Δｔp）、及び相関幅（Δτ）
は、それぞれγ（τ）、Ｐ（ω）、Ｉ（ｔ）及びｇ(2)
（τ）の半値全幅によって定義される。
（Δυ）、パルス幅（Δｔp）、及び相関幅（Δτ）
は、それぞれγ（τ）、Ｐ（ω）、Ｉ（ｔ）及びｇ(2)
（τ）の半値全幅によって定義される。
【００１１】ここで、パルス形状の種類は数１のＡ
（ｔ）から指数型パルス及びガウス型パルスのいずれか
であると仮定する。指数型パルスの場合 指数型パルスは次の数７で表すことができる。
（ｔ）から指数型パルス及びガウス型パルスのいずれか
であると仮定する。指数型パルスの場合 指数型パルスは次の数７で表すことができる。
【数７】 Ａ（ｔ）＝ｅｘｐ（−ａｔ）ｅｘｐ（ｉω0ｔ） （ｔ
＞０），０（ｔ＜０） ここで、ω0はレーザーパルスの平均周波数である。数
３及び４、７から、
＞０），０（ｔ＜０） ここで、ω0はレーザーパルスの平均周波数である。数
３及び４、７から、
【数８】 γ（τ）＝ｋｅｘｐ（−２ｌｎ２｜τ｜／Δｔc） が与えられる。ここで、Ｋは比例定数であり、Δｔcは
次式により表される。
次式により表される。
【数９】Δｔc＝２ｌｎ２／ａ 数４、８及び９から、次式数１０が与えられる。
【数１０】ΔｔcΔυ＝２ｌｎ２／π＝０．４４ 数６，７から
【数１１】Δｔp＝ｌｎ２／２ａ Δτ＝ｌｎ２／ａ Δτ／Δｔp＝２ 数９，１０及び１１から、トランスファームリミテッド
パルスの場合、指数型パルスに付帯する次の等式が得ら
れる。
パルスの場合、指数型パルスに付帯する次の等式が得ら
れる。
【数１２】ΔｔpΔυ＝ｌｎ２／２π＝０．１１ Δｔc＝４Δｔp ガウス型パルス ガウス型パルスに関しては次の数１３が与えられる。
【数１３】 Ａ’（ｔ）＝ｅｘｐ（−ｂｔ2）ｅｘｐ（ｉω0ｔ） γ（τ）＝ｋ1ｅｘｐ（−４１ｎ２τ2／Δｔc 2） Δｔc’＝２（２ｌｎ２／ｂ）1/2 Δｔc’Δυ’＝４ｌｎ２／π≡０．８８ Δｔp’＝（２ｌｎ２／ｂ）1/2 Δτ’＝２（ｌｎ２／ｂ）1/2 Δτ’／Δｔp’＝２1/2
【００１２】したがって、トランスファームリミテッド
パルスの場合、ガウス型パルスは次のようになる。
パルスの場合、ガウス型パルスは次のようになる。
【数１４】Δｔp’Δυ’＝ｌｎ２／π≡０．４４ Δｔc’＝２Δｔp’ 以上のようにして本発明によれば、相対的遅延時間を有
するパルスの干渉縞よりコヒーレンスタイムまたはスペ
クトルバンド幅を測定することができる。
するパルスの干渉縞よりコヒーレンスタイムまたはスペ
クトルバンド幅を測定することができる。
【００１３】
【実施例】以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を
説明する。まず、モードロックパルス列は、同一の平均
出力のシングルモードソースと同程度にコヒーレントで
あるため、所望の空間的干渉パターンを生成するため二
種類の光学的設定が可能である。第一の光学的設定は、
二つの連続したパルスを用いる方法であり、第二の光学
的設定は同一のパルスより二つのパルスを得る方法であ
る。図１には本発明の第一実施例にかかるコヒーレンス
タイム測定装置の概略構成が示されており、ここでは前
記第一の光学的設定を用いている。同図に示すコヒーレ
ンスタイム測定装置は、分離手段としてのビームスプリ
ッタ１０と、遅延手段としての可動反射プリズム１２
と、干渉手段としてのビームスプリッタ１４と、イメー
ジ検出手段としてのフォトダイオードアレイ１６とを含
む。
説明する。まず、モードロックパルス列は、同一の平均
出力のシングルモードソースと同程度にコヒーレントで
あるため、所望の空間的干渉パターンを生成するため二
種類の光学的設定が可能である。第一の光学的設定は、
二つの連続したパルスを用いる方法であり、第二の光学
的設定は同一のパルスより二つのパルスを得る方法であ
る。図１には本発明の第一実施例にかかるコヒーレンス
タイム測定装置の概略構成が示されており、ここでは前
記第一の光学的設定を用いている。同図に示すコヒーレ
ンスタイム測定装置は、分離手段としてのビームスプリ
ッタ１０と、遅延手段としての可動反射プリズム１２
と、干渉手段としてのビームスプリッタ１４と、イメー
ジ検出手段としてのフォトダイオードアレイ１６とを含
む。
【００１４】そして、前記ビームスプリッタ１２には、
例えば８１．９６３０ＭＨｚにモードロックされたＡｒ
レーザーからの波長５１４．５７ｎｍのレーザーパルス
列が入力される。該ビームスプリッタ１０では前記レー
ザービームが二つのレーザービームに分割され、第一分
割レーザーはビームスプリッタ１０を透過して可動反射
プリズム１２により反射され、ビームスプリッタ１４に
入力される。一方、ビームスプリッタ１０により反射さ
れた第二分割レーザーは同じくビームスプリッタ１４に
入力されそのまま透過する。ここで、前記ビームスプリ
ッタ１０とビームスプリッタ１４は微小角度（数度）傾
けて配置され、ビームスプリッタ１４により図中下方に
反射される第一分割レーザーとビームスプリッタ１４を
透過し下方に導光される第二分割レーザーとはその光軸
を微小角度傾けて干渉される。前記フォトダイオードア
レイ１６は、第一分割レーザーと第二分割レーザーの干
渉縞を検出する。なお、ビームスプリッタ１４の図中右
側には迷光トラップ１８が設けられている。
例えば８１．９６３０ＭＨｚにモードロックされたＡｒ
レーザーからの波長５１４．５７ｎｍのレーザーパルス
列が入力される。該ビームスプリッタ１０では前記レー
ザービームが二つのレーザービームに分割され、第一分
割レーザーはビームスプリッタ１０を透過して可動反射
プリズム１２により反射され、ビームスプリッタ１４に
入力される。一方、ビームスプリッタ１０により反射さ
れた第二分割レーザーは同じくビームスプリッタ１４に
入力されそのまま透過する。ここで、前記ビームスプリ
ッタ１０とビームスプリッタ１４は微小角度（数度）傾
けて配置され、ビームスプリッタ１４により図中下方に
反射される第一分割レーザーとビームスプリッタ１４を
透過し下方に導光される第二分割レーザーとはその光軸
を微小角度傾けて干渉される。前記フォトダイオードア
レイ１６は、第一分割レーザーと第二分割レーザーの干
渉縞を検出する。なお、ビームスプリッタ１４の図中右
側には迷光トラップ１８が設けられている。
【００１５】この結果、前述した作用に基づき、フォト
ダイオードアレイ１６の出力から可視度Ｖが採出され
る。すなわち、前記可動反射プリズム１２は、ステップ
モータ１７により第一分割レーザー及び第二分割レーザ
ーの光学的時間遅れを変更することができる。ビームス
プリッタ１０から可動反射プリズム１２を介してビーム
スプリッタ１４に至る光路長は、モードロックパルス列
の間隔にほぼ等しく設定され、本実施例においては約３
６０ｃｍである。ビームスプリッタ１４を透過した後、
二つのレーザー光の波面は、互に微小角度傾けられ、フ
ォトダイオードアレイ１６上に照射される。そして、蓄
積の後、干渉縞が読み出され、前述したようにして可視
度Ｖが演算される。
ダイオードアレイ１６の出力から可視度Ｖが採出され
る。すなわち、前記可動反射プリズム１２は、ステップ
モータ１７により第一分割レーザー及び第二分割レーザ
ーの光学的時間遅れを変更することができる。ビームス
プリッタ１０から可動反射プリズム１２を介してビーム
スプリッタ１４に至る光路長は、モードロックパルス列
の間隔にほぼ等しく設定され、本実施例においては約３
６０ｃｍである。ビームスプリッタ１４を透過した後、
二つのレーザー光の波面は、互に微小角度傾けられ、フ
ォトダイオードアレイ１６上に照射される。そして、蓄
積の後、干渉縞が読み出され、前述したようにして可視
度Ｖが演算される。
【００１６】従って、前記光路長がモードロックパルス
列の間隔と一致した時点で可視度Ｖが最大となり、ステ
ップモータ１７の調整により光路長を変更することでコ
ヒーレントタイムを測定することができる。なお本実施
例においては、凸レンズ１９（ｆ＝６０ｍｍ 図示省
略）がビームスプリッタ１４とフォトダイオードアレイ
１６の間に配置され、干渉縞を増幅し、その干渉縞間隔
をより明らかとしている。このレンズ１９は必須のもの
ではないが、光学系の調整を簡略化する。また、本実施
例においては厳格な光学系の調整あるいは干渉縞の空間
間隔の正確な算出は要求されない。本実施例においては
干渉縞が存在するか否か、及びその相対的強度（可視
度）が問題となる。図２には本発明の第二実施例にかか
るコヒーレンスタイム測定装置が示されている。
列の間隔と一致した時点で可視度Ｖが最大となり、ステ
ップモータ１７の調整により光路長を変更することでコ
ヒーレントタイムを測定することができる。なお本実施
例においては、凸レンズ１９（ｆ＝６０ｍｍ 図示省
略）がビームスプリッタ１４とフォトダイオードアレイ
１６の間に配置され、干渉縞を増幅し、その干渉縞間隔
をより明らかとしている。このレンズ１９は必須のもの
ではないが、光学系の調整を簡略化する。また、本実施
例においては厳格な光学系の調整あるいは干渉縞の空間
間隔の正確な算出は要求されない。本実施例においては
干渉縞が存在するか否か、及びその相対的強度（可視
度）が問題となる。図２には本発明の第二実施例にかか
るコヒーレンスタイム測定装置が示されている。
【００１７】なお、前記第一実施例と対応する部分には
符号１００を加えて示し説明を省略する。本実施例にお
いてはビームスプリッタ１１０とビームスプリッタ１１
４の間に二つのプリズム１２０，１２２を配置し、固定
時間遅れを得ている。そして、同一のパルス（例えばパ
ルス１）がビームスプリッタ１１０により二分割され、
第一分割パルス光は可動反射プリズム１１２及びプリズ
ム１４４を介してビームスプリッタ１１４に入力され
る。また、ビームスプリッタ１１０により図中下方に反
射された第二分割パルス光は、プリズム１２０、１２２
を介してビームスプリッタ１１４に入力されている。
符号１００を加えて示し説明を省略する。本実施例にお
いてはビームスプリッタ１１０とビームスプリッタ１１
４の間に二つのプリズム１２０，１２２を配置し、固定
時間遅れを得ている。そして、同一のパルス（例えばパ
ルス１）がビームスプリッタ１１０により二分割され、
第一分割パルス光は可動反射プリズム１１２及びプリズ
ム１４４を介してビームスプリッタ１１４に入力され
る。また、ビームスプリッタ１１０により図中下方に反
射された第二分割パルス光は、プリズム１２０、１２２
を介してビームスプリッタ１１４に入力されている。
【００１８】この結果、起源を同じくする第一分割パル
ス光及び第二分割パルス光がビームスプリッタ１１４に
より干渉縞を形成し、フォトダイオードアレイ１１６上
に照射されることとなる。前記第一実施例と同様、可動
反射プリズム１１２はステップモータ１１７により可動
制御されており、該ステップモータ１１７及びフォトダ
イオードアレイ１１６は図示を省略したコンピュータに
より制御されている。なお、フォトダイオードアレイ１
１６の蓄積時間は本実施例では２４０ｍｍ秒に設定され
ている。また、フォトダイオードアレイ１１６のピクセ
ル間における感度の相違の影響を除去するため、各干渉
縞はフーリエ変換され、干渉縞の間隔に対応する空間周
波数成分のみが抽出される。この値は相対的時間遅れに
対応してプロットされる。従って、第一分割パルスと第
二分割パルスの光路長差と可視度Ｖの関係よりコヒーレ
ンスタイムを測定することができる。図３（Ａ）には本
発明の第三実施例にかかるコヒーレンスタイム測定装置
が示されており、前記第一実施例と対応する部分には符
号２００を加えて示し説明を省略する。
ス光及び第二分割パルス光がビームスプリッタ１１４に
より干渉縞を形成し、フォトダイオードアレイ１１６上
に照射されることとなる。前記第一実施例と同様、可動
反射プリズム１１２はステップモータ１１７により可動
制御されており、該ステップモータ１１７及びフォトダ
イオードアレイ１１６は図示を省略したコンピュータに
より制御されている。なお、フォトダイオードアレイ１
１６の蓄積時間は本実施例では２４０ｍｍ秒に設定され
ている。また、フォトダイオードアレイ１１６のピクセ
ル間における感度の相違の影響を除去するため、各干渉
縞はフーリエ変換され、干渉縞の間隔に対応する空間周
波数成分のみが抽出される。この値は相対的時間遅れに
対応してプロットされる。従って、第一分割パルスと第
二分割パルスの光路長差と可視度Ｖの関係よりコヒーレ
ンスタイムを測定することができる。図３（Ａ）には本
発明の第三実施例にかかるコヒーレンスタイム測定装置
が示されており、前記第一実施例と対応する部分には符
号２００を加えて示し説明を省略する。
【００１９】本実施例においては、反射プリズム２１２
を固定し、該反射プリズム２１２とビームスプリッタ２
１４の間にエシェロン２３０を配置したことを特徴とす
る。そして、エシェロン２３０による第一分割パルス光
に光学的遅延を空間的に与える。この結果、干渉波形
は、同図（Ｂ）に示すようになり、フォトダイオードア
レイ２１６上でコントラストが変化する。したがって、
コヒーレンスタイム関数が前記プリズム２１２を走査す
ることなしに一度に得られる。図４は本発明の第四実施
例にかかるコヒーレンスタイム測定装置の要部構成図で
ある。本実施例においては図１の反射プリズム１１２を
固定とした状態でフォトダイオードアレイ３１６上に干
渉縞を形成している。
を固定し、該反射プリズム２１２とビームスプリッタ２
１４の間にエシェロン２３０を配置したことを特徴とす
る。そして、エシェロン２３０による第一分割パルス光
に光学的遅延を空間的に与える。この結果、干渉波形
は、同図（Ｂ）に示すようになり、フォトダイオードア
レイ２１６上でコントラストが変化する。したがって、
コヒーレンスタイム関数が前記プリズム２１２を走査す
ることなしに一度に得られる。図４は本発明の第四実施
例にかかるコヒーレンスタイム測定装置の要部構成図で
ある。本実施例においては図１の反射プリズム１１２を
固定とした状態でフォトダイオードアレイ３１６上に干
渉縞を形成している。
【００２０】本実施例にかかるコヒーレンスタイム測定
装置は、超短パルスの場合に適用され、前記エシェロン
或いは可動反射プリズムを用いなくてもコヒーレンスタ
イムの測定が可能となる。すなわち、図４のフォトダイ
オード３１６上には、、、のそれぞれの点で既に
（干渉縞の本数）×（使用したレーザーの波長）に対応
するだけの時間遅延が生じているため、前述したような
遅延手段を採用する必要がないのである。
装置は、超短パルスの場合に適用され、前記エシェロン
或いは可動反射プリズムを用いなくてもコヒーレンスタ
イムの測定が可能となる。すなわち、図４のフォトダイ
オード３１６上には、、、のそれぞれの点で既に
（干渉縞の本数）×（使用したレーザーの波長）に対応
するだけの時間遅延が生じているため、前述したような
遅延手段を採用する必要がないのである。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明にかかるコヒ
ーレンスタイム測定装置によれば、分割手段により分割
されたパルス同士の干渉縞よりコヒーレンスタイムを測
定することとしたので、極めて簡単な構成でコヒーレン
スタイムの正確な測定が可能となる。
ーレンスタイム測定装置によれば、分割手段により分割
されたパルス同士の干渉縞よりコヒーレンスタイムを測
定することとしたので、極めて簡単な構成でコヒーレン
スタイムの正確な測定が可能となる。
【図１】 本発明の第一実施例にかかるコヒーレンスタ
イム測定装置の概略構成図である。
イム測定装置の概略構成図である。
【図２】 本発明の第二実施例にかかるコヒーレンスタ
イム測定装置の概略構成説明図である。
イム測定装置の概略構成説明図である。
【図３】 本発明の第三実施例にかかるコヒーレンスタ
イム測定装置の概略構成説明図である。
イム測定装置の概略構成説明図である。
【図４】 本発明の第四実施例にかかるコヒーレンスタ
イム測定装置のフォトダイオードアレイ（イメージ検出
手段）近傍の構成説明図である。
イム測定装置のフォトダイオードアレイ（イメージ検出
手段）近傍の構成説明図である。
１０，１１０，２１０ ビームスプリッタ（分割手段） １２，１１２ 可動反射プリズム（遅延手段） １４，１１４，２１４ ビームスプリッタ（干渉手段） １６，１１６，２１６ フォトダイオードアレイ（イメ
ージ検出手段） ２３０ エシェロン（遅延手段）
ージ検出手段） ２３０ エシェロン（遅延手段）
Claims (2)
- 【請求項１】 連続して入力されるパルス光を二分割す
る分割手段と、 前記分割された一方の第一分割パルスに遅延を与える遅
延手段と、 前記遅延を与えられた第一分割パルス及び他方の第二分
割パルスを、その光軸を微小角ずらせて干渉させる干渉
手段と、 前記干渉手段により形成された干渉縞を検出するイメー
ジ検出手段と、 を備えたことを特徴とするコヒーレンスタイム測定装
置。 - 【請求項２】 連続して入力されるパルス光を二分割す
る分割手段と、 前記分割されたそれぞれのパルスを干渉させる干渉手段
と、 前記干渉手段により形成された干渉縞を検出するイメー
ジ検出手段と、 を備えたことを特徴とする超短パルス用コヒーレンスタ
イム測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23132092A JPH0658818A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | コヒーレンスタイム測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23132092A JPH0658818A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | コヒーレンスタイム測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0658818A true JPH0658818A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16921789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23132092A Pending JPH0658818A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | コヒーレンスタイム測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658818A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111638202A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-08 | 清华大学 | 定域快速延时扫描的双光梳相干反斯托克斯拉曼光谱探测系统 |
-
1992
- 1992-08-05 JP JP23132092A patent/JPH0658818A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111638202A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-08 | 清华大学 | 定域快速延时扫描的双光梳相干反斯托克斯拉曼光谱探测系统 |
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