JPH08136444A

JPH08136444A - モードホッピングを誘起しその結果を平均することによる光散乱測定装置用レーザー光出力の制御方法及びその照明システム

Info

Publication number: JPH08136444A
Application number: JP6279397A
Authority: JP
Inventors: T Philips David; ティー．フィリップスデヴィド; R Janick Gary; アール．ジャニクギャリー
Original assignee: Wyatt Technology LLC
Current assignee: Wyatt Technology LLC
Priority date: 1994-11-14
Filing date: 1994-11-14
Publication date: 1996-05-31
Anticipated expiration: 2024-10-21
Also published as: JP4346694B2

Abstract

(57)【要約】【目的】光散乱測定装置に対し、コンパクトな固体レ
ーザー光源を使用できるようにし、迷光による影響を少
なくし、レーザーモニター、及び散乱光検出器における
出力信号を高精度で有効に濾過し、測定できるようにす
る。【構成】レーザー駆動電源を散乱光信号の測定周波数
の１０〜1000倍の周波数及びレーザーのピーク電流レベ
ル以下の最大振幅で変調し、サンプルセルに向けられる
レーザービームの一部を光感モニター検出器で検出して
レーザービーム出力を求め、前記変調に起因する出力変
動を平滑にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】サンプルセル中の溶液に含まれる
分子や微粒子からの散乱光を測定する光散乱測定装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】溶液中の分子や微粒子からの散乱光を正
確に測定することは、分子量、分子サイズの他、粒度や
粒子構造のような種々の物理特性を求めるのに便利且つ
応用範囲の広い実験技術である。

【０００３】光散乱測定を種々のクロマトグラフィ分離
装置や濃度検出器と併用すれば、上記諸量の分布差を推
定することもできる。光散乱の測定、測定条件、測定か
ら得られる結果については、ピー．ジェー．ワイアット
（P.J.Wyatt ）の論文に詳細が記載されている（Analyt
ica Cbimica Acta Vol 272,pp 1-40（1993））。

【０００４】実験室のスペースには制約があり、そうし
たスペースは貴重であるだけに、測定装置の構造はコン
パクトであることが好ましい。コンパクトな構造が必要
なだけに嵩ばる気体レーザー光源よりも極めて小型の半
導体ダイオードレーザー光源を使用する方が望ましい。
但し、半導体ダイオードレーザーには、光散乱測定装置
及び検出器に利用するために克服しなければならない多
くの問題がある。

【０００５】モードホッピングに起因する出力レベルの
急激な変化も問題の１つである。レーザーの作用状態が
少し変化しても、基本振動モードが１つのモードから他
のモードへ移動するから、レーザーの動作出力が急変す
る可能性がある。この急変は、温度、駆動電流、又はレ
ーザーへの反射光の小さな変化によって惹起する可能性
がある。サンプルを導入すると、付加光がレーザーに向
って散乱し、溶液の変化する屈折率も散乱光の位相を変
化させる。付加光は、レーザービームが通過するサンプ
ルセルの領域からレーザー内へ反射する可能性がある。
この散乱反射光がレーザーと相互作用するのを防ぐに
は、高価な構成部品を追加しなければならない。米国特
許第4,616,927 号に記載されているような極めて複雑な
サンプル保持構造の場合、入射レーザービームと直交す
るように多数の平行な面を設けてあるため、反射成分を
完全に除くことは殆んど不可能である。温度及び駆動電
流がモードシフト臨界点である時、反射光のレベル及び
位相に僅かなランダム変化があってもレーザー出力が数
％だけ上下に急変動する可能性がある。

【０００６】光散乱測定装置、又はより一般的には、光
散乱光度計によって測定される重要な物性として、サン
プルへの単位面積当り入射光出力と、サンプルからのス
テラジアン当り散乱光出力との比がある。

【０００７】この場合、レーザー光源が完全に安定状態
にあれば、較正のため入射出力を一度だけ測定すればよ
い。然し、レーザー出力は、温度、反射光、駆動電流及
び使用経時に応じて変化する傾向がある。そこで、この
レーザー出力の変動を補正するために採用された従来の
技術では、ビームの一部を分割し、この分割部分を利用
してレーザー出力を光学検出器でモニターする方法がと
られた。検出器から出力されるレーザーモニター信号を
利用すれば、駆動電流を調節する電子回路へのフィード
バックによってレーザー出力を安定させるか、又は測定
データを数学的に処理する過程で散乱光信号を正規化す
ることができる。何れの場合にも、散乱光信号をレーザ
ーモニター信号で除算することになる。

【０００８】然しながら、この方法では何れも小さな誤
差を伴なう。レーザーのモードホッピングは極めて急激
に起こるから、モニターフィードバック信号及び制御回
路が所要の出力レベルを回復するように、駆動電流を調
節できるまでの短時間に亘ってレーザー出力が変化す
る。同様に、散乱光検出器の信号と、レーザーモニター
検出器の信号との間に、同時性も信号を平均する対称性
もないから、モニターが追跡できない程信号変化が急激
であれば、大きい誤差を生ずる可能性がある。

【０００９】誤差を生ずる別の原因としては、レーザー
ビームを構成する空間的及び時間的成分又はビームレッ
トが１つとは限らないという事実がある。従って、レー
ザーモニターは、光散乱検出器が応答するのとは異なる
ビームレット組合わせに応答して、モニターが散乱信号
に比例する信号を正確に追跡するのを妨げる惧がある。
モードホッピングによって惹き起こされる急激な変化に
対し、多くの場合高周波数のレーザー出力変化を回避し
なければならないという理由は、以上に述べた問題点に
よるものである。

【００１０】光通信信号の応用分野におけるダイオード
レーザーのモードホッピングノイズは極めて高い周波数
で発生し、多くの研究報告や幾つかの特許の主題となっ
ている。この極めて高い周波数のノイズは、所要の通信
信号周波数と同じ周波数で発生するだけに、通信の分野
において特に厄介である。極めて低い周波数で行なわれ
ることの多い光散乱測定の場合には、平均散乱検出器信
号と平均モニター信号を正確に追跡するだけでよい。2.
5 ＧＨｚ駆動電流変調による高周波数モードホッピング
ノイズの軽減が、ジェー．ヴァンダーウォール（ J.Van
derwall ）及びジェー．ブラックバーン（ J.Blackbur
n）によって報告されている（Optics Let.Vol.4,No.9,p
p 295-296,Sept 1979）。また、100 ＭＨｚ以上の周波
数によって駆動変調するビデオディスクシステムにおけ
るノイズ軽減が、日立の技術者エム．オジマ（ M.Ojim
a）及びエス．ヨネザワ（S.Yonezawa）によって報告さ
れている（Applied Opotics Vol.25,No.9, 1 May 1986
）。また、ＩＢＭの技術者ケイ．スタブクヤー（ K.St
ubkjaer）及びエム．スモール（ M.Small）は、５０乃
至200 ＭＨｚ変調によるノイズ軽減を報告した（Electr
onics Let.Vol.19,pp388-399（1983））。前記エム．オ
ジマ（M.Ojima ）等は、200 ＭＨｚ乃至１ＧＨｚ変調を
利用した。イー．ゲージ（E.Gage）及びエス．ベッケン
ズ（ S.Beckens）の論文（Optical Data Storage,SPIE
Vol.1316,pp 199-204 （1990））では、高周波数ノイズ
の軽減に最適の変調駆動周波数が、レーザーへの反射光
の遅延と関連することを明らかにしている。この論文で
は、100 乃至450 ＭＨｚの変調駆動周波数が検討され
た。更にまた、これらの論文では、極めて高レベルの変
調が利用されており、実際には、変調サイクルの一部に
おいて限界値以下の駆動電流を流し、この時間に亘って
コヒーレント発光が停止すると考えられている。

【００１１】日立に譲渡されたリョウイチイトウ（ R
yoichi Ito）の米国特許第3,815,045 号（1974年）“Me
thod of and Device for Modulating Directly a Semic
onductor Laser”では、半導体レーザーを２つの空間的
に異なるモード間でシフトするため、変調駆動電流を使
用し、空間モードの１つだけを光学的に選択することで
出力ビームを高周波数変調することが記述されている。
光散乱光度計は、変調された光ビームよりは寧ろ安定し
た光ビームを必要とするから、この方法を光散乱光度計
に応用することはできない。光散乱測定装置に最適のレ
ーザーは、視準ビームを形成するために、１つの空間モ
ードだけで動作する。リョウイチイトウ（ Ryoichi I
to）の前記特許に記述されているように、他の空間モー
ドで動作すれば迷光の問題が深刻になる。

【００１２】三菱に譲渡されたエム．コーノ（ M.Kohn
o）及びジェー．イタミ（J.Itami ）の日本特許出願昭5
9-9086 号及び対応するドイツ出願ＤＥ 41 33 772 Ａ1
（1992年５月21日）では、反射光が500 乃至600 ＭＨ
ｚ変調によって充分に軽減されるノイズを発生させるよ
うに構成されたコンパクトディスク読取り検出構造を開
示している。この場合、最適周波数は、ディスクの反射
域からレーザー光源までの距離に応じて選択される。然
しながら、下記の幾つかの理由から、この方式を光散乱
測定装置に応用することはできない。第１に、500 ＭＨ
ｚの駆動電流の使用は、コストの面で問題があり不都合
である。第２に、光散乱サンプルの材料が流体の流れに
乗ってレーザービームと共に、又はレーザービーム内を
移動することが多いから、一定した散乱距離は存在せ
ず、従って、単一の最適変調高周波数は存在しない。第
３に、極めて高い周端数のノイズを軽減することは、0.
1 乃至１０秒の信号平均が使用されることの多い光散乱
測定装置において、殆んど無意味であるということであ
る。

【００１３】公知技術では、例外なくノイズ軽減方法が
レーザー出力そのものに重点を置いており、検出された
信号の濾過、信号平均又は信号とレーザーモニターの比
算出を直接利用してはいない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は散乱光と入射
レーザー出力の比だけを求めればよい光散乱測定装置全
体の総合的な性能に着目した。これにより、レーザー出
力の変動を有効に追跡するか、又は信号検出後に除去す
ることができるなら、レーザー出力に変動があってもか
まわない。問題に対する本発明の提案は、検出システム
に含まれる信号処理フィルタの通過帯域以上のモードホ
ッピングノイズの周波数を偏移させることにある。従っ
て、レーザー駆動変調、整合信号平均フィルタ及び散乱
光／入射光比算出が本発明の要点である。

【００１５】本発明の目的は、光散乱測定装置にコンパ
クトな固体レーザー光源を使用できるようにすることに
ある。同様の技術は、当業者には明らかなように、高周
波数変動を伴なうその他のタイプのレーザー光源にも応
用できる。光散乱測定装置又は光度計は、通常１つ又は
２つ以上の角度から散乱光を測定するが、ビームスプリ
ッタ等によって入射光源の強さをもモニターするのが普
通であるから、ゆっくりと変化する非定常出力の光源と
も併用できる。レーザーに再入射する反射光及び／又は
迷光に起因するモードホッピング及び温度変化に起因す
るモードホッピングのため、レーザー、特に固体ダイオ
ードレーザーの出力に標準的な技術では充分に平均化も
モニターもできない急激な強さの変動又は段階的な変化
が現われることがある。例えば、モード構造の変化はレ
ーザーの総出力を変化させるだけでなく、レーザーモニ
ター出力とサンプルへの入射出力の比をも変化させる可
能性がある。このような問題は、散乱光が弱い小さい分
子の極めて薄い溶液の場合特に深刻であり、迷光は、レ
ーザーモードの変化と共に変化し易いから迷光を正確に
差引く必要がある。本発明は、レーザーモニターにおい
ても、散乱光検出器においても、高い精度で出力信号を
有効に濾過し測定することができるように、レーザーの
強さを変調することによって、この問題の解決に役立て
ようとするものである。総てのモード構造を査定するた
め、レーザー駆動電流を急激に変調することにより、平
均化された信号に現われる段階的な変化を排除する。そ
の結果、残ったゆっくりした変化を正確に追跡し、散乱
光と入射光の正確な比を求めることができる。外部光学
系を有するレーザーの場合、モード構造を変化させるた
め、例えば、レーザー共振器ミラーの移動や、レーザー
共振器内での光位相変調等のような変調形式を利用する
ことができる。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、測定される光
散乱比に対するモードホッピングの影響を軽減する。そ
れ故、本発明は、レーザー自体によって形成される光信
号を抑制しようとする点で公知技術とは対照的である。
変調されたレーザー出力は急激な出力変動を含んでいる
が、変調されたレーザー出力を電子的に平均化すること
によって、出力レベルの急激な変動を除き、平均化レー
ザー出力には、小さい、ゆっくりした、平滑な変動だけ
を残す。このゆっくり変動する平均レーザー出力レベル
を、スプリットビームモニターを利用して測定する。光
散乱信号も同様に平均化して、平滑な、ゆっくり変動す
る信号を形成することにより、光散乱測定のため必要
な、各モニター角度における散乱光信号とレーザー出力
信号との比を求めるようにした。

【００１７】

【実施例】図１は、複数の視準用散乱光検出器２で囲ま
れたサンプルセル１を通過する流体を利用した光散乱光
度計による光散乱測定の構成を示す。この散乱光検出器
２も後述する照明光源／レーザーのモニターに利用され
る検出器も共に、一般的には、線形増幅器が組込まれた
ハイブリッド形式のフォトダイオードである。この検出
に光増倍管が使用されたこともあるが、殆んど如何なる
タイプのレーザーダイオードからの赤色波長においても
その量子効率は極めて低い。サンプルは固体レーザー３
によって照明され、このレーザーの制御電源４は波形発
生器５によって変調される。固体レーザー３は、レーザ
ービーム１０と呼ばれる視準出力を形成するように、視
準レンズ部材と組合わせるのが普通である。本発明の好
ましい実施例では、波形発生器５が三角波を形成する。
サンプルセル１は、米国特許第4,616,927 号に記載され
ているものと同様の構成のものでよいが、固体レーザー
３によって照明される他のタイプのサンプルセル１、例
えば矩形又は円筒形セルを光度計においても同じレーザ
ー変調法と併用することができる。

【００１８】個々の散乱光検出器２，２，……は、アナ
ログフィルター６を含む増幅器を具えている。散乱光検
出器２からの出力信号をディジタルフィルター７を含む
個々のディジタイザ回路がディジタル化することによ
り、測定すべき実験状態と馴染まない高周波信号を阻止
する。アナログ及びディジタルフィルターは、測定すべ
き光散乱信号から典型的な周波数の信号を通過させ、レ
ーザーの変調に伴なって発生する周波数信号を阻止する
ように選択された低域フィルターであるのが普通であ
る。アナログマルチプレクサを利用して総ての信号を単
一のＡ／Ｄコンバータへ切換えることによっても、最終
的に同じ結果が得られることは云うまでもない。こうし
て処理されたディジタル信号をコンピューター９の直列
ポートを介して前記コンピューターへ伝送するためディ
ジタルマルチプレクサー８によって多重化すればよい。

【００１９】レーザービーム１０の一部は、ビームスプ
リッタ１１によってこれと関連する同様なアナログ成分
及びディジタル成分を有するレーザーモニター１２に向
けられる。

【００２０】固体レーザー３の駆動電流は、レーザー出
力を制御し、ダイオードの損傷を防止するための重要な
パラメータであるから、従来の構成では電流調整電源を
利用することが多い。ノートン等価電源及び限流抵抗器
も利用できることは云うまでもない。レーザー電流を変
調して利用可能なモード状態を“サンプル”する便利な
方法として、レーザー電流が周期波形と共に変化するよ
うに、電源の基準電圧に周期波形電圧を加える。三角波
以外の波形を使用してもよいが、各電流レベルにおける
消費時間が等しいという点で三角波が好ましい。好まし
い実施例では、単一の制御装置によって、ピーク電流を
レーザーダイオードにとっての安全値に制限し、独自の
制御装置によって、変調度を調整することができる。変
調の深度は、モードホッピングノイズが可能な限り平滑
化されるように調整すればよい。

【００２１】最小レーザー駆動電流を限界電流と称呼す
ることにする。レーザー光出力は駆動電流が限界レベル
を超えて上昇するに従って急速に増大する。経験に照ら
して、モードホッピングノイズを平滑化するには、限界
レベル以上の電流を最大限約５０％に及んでピーク間変
調することになるが、一般的には約１５％で充分であ
る。例えば、６０maで使用され、限界電流が４０maであ
るダイオードの場合、平滑化を達成するのに0.15×（60
−40）＝３maのピーク間変調が必要である。固体レーザ
ー３の最大レーザーダイオード駆動電流は、レーザーを
修復不能に損傷させるような瞬間ピーク値よりも低い値
に制限される。実際には瞬間最大値に極めて近い平均電
流でレーザーを駆動することができる。最大値以下の駆
動電流では、変調に或る程度の時間消費を伴ない、平均
出力が低くなる。

【００２２】本発明の好ましい実施例の利点は、必要な
変調が１５％に過ぎないことにある。即ち、平均出力の
損失が極く少なくて済むからである。最適変調周波数
は、或る程度システム次第で異なってくる。例えば、69
0nm において単一横モードで作用する東芝ＴＯＬＤ 914
0 のような２０mW ＩｎＧａＡＩＰレーザーを組込んだ
ワイアットテクノロジーコーポレイション（ Wyatt
Technology Corporation ）から市販されている。mini
ＤＡＷＮ（登録商標）光度計の場合、150 Ｈｚの変調周
波数が便利且つ有効であるとの所見を得た。

【００２３】この周波数は、光度計のアナログ及びディ
ジタルフィルターによって有効に処理するのに充分高
く、縦モードホッピングを有効にサンプルするのに充分
低かった。理想として、変調周波数は測定された散乱光
信号の周波数の１０乃至1000倍でなければならない。光
散乱測定装置に使用されるレーザー出力ビームは、直線
偏光されるのが普通である。但し、このような偏光は、
本発明にとって重要ではない。本発明の好ましい実施例
では、光散乱の測定に際して散乱光検出器２を含む水平
面に対して入射光を垂直方向へ偏光させる。

【００２４】図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の好ましい実
施例において、レーザー出力を変調するのに利用される
三角波の印加電圧及びこの印加電圧によるレーザー駆動
電流を夫々示す。散乱光検出器２の光学的流体セルをサ
ンプル溶離液が通過するのに伴なって形成される典型的
な光散乱信号の測定周波数は、数Ｈｚ又はそれ以下であ
る。この事実に基づき、モードホッピングに起因するレ
ーザー出力の不規則性を充分に平滑化するには、約150
Ｈｚの変調周波数が適当であるとの所見を得た。周波数
が比較的高い散乱信号の測定を必要とする場合には、レ
ーザー変調周波数もこれに対応して増大させねばならな
い。

【００２５】既に述べたように、変調周波数は、概算で
検出周波数よりも１桁乃至３桁大きくしなければならな
い。ポリマーサンプルの液体クロマトグラフィ分離と共
に行なわれる典型的な光散乱測定には、５０乃至5000Ｈ
ｚの周波数で充分である。経験に照らして、レーザー電
流を変調するのに最適な周波数及び振幅は、個々のレー
ザー及び検出システムの構成に応じて異なるとの所見を
得た。後述する例から明らかなように、モードホッピン
グノイズによって、以後の散乱測定に影響を及ぼすよう
な種々のタイプのレーザー光源について、最適の変調周
波数及び振幅を見つけることは、光散乱測定の専門家に
とって比較的に容易なことであろう。本発明の好ましい
実施例では、レーザー制御電源４を三角波変調するが、
その他の波形を利用しても満足な成果が得られることは
当業者にとって明らかである。例えば、簡単な正弦波、
鋸波、及びその他の周期的又はランダムな波形によって
走査することにより、出力変動の原因であると考えられ
るあらゆるモードをサンプルすることができる。

【００２６】図３Ａ乃至図３Ｄは好ましい実施例の三角
波変調によって集められた実験データを示す。図３Ａの
データ１３は、ダイオードレーザーをヒートガンで瞬間
加熱し、次いで自然冷却させることによって得られる非
変調レーザー出力を示す。150 Ｈｚの１５％変調三角波
レーザー電流を使用すると図３Ｂに示すような出力特性
１４が得られる。なお、散乱信号はビームモニター信号
による除算で正規化されるから、レーザー出力の平滑な
長時間に亘る変動は、典型的な光散乱測定にとって重要
ではない。このような正規化は、各アナログ散乱光及び
レーザーモニター信号をＡ／Ｄコンバータによってディ
ジタル化し、ディジタル信号プロセッサによってディジ
タルデータを濾過し、ディジタル化され、濾過された値
をコンピュータ手段に記憶させ、各ディジタル化散乱光
信号をディジタル化レーザーモニター信号によって除算
することにより必要な比を計算して、各散乱光信号のデ
ィジタル化された比を得る。出力比信号自体がアナログ
値であるアナログ除算手段によって、前記平滑化信号比
を求めることもできる。この一般的な方法に代わる方法
として、例えば、レーザーモニター信号を利用して平均
レーザー出力を調整する方法も当業者なら思い付くこと
ができるであろう。

【００２７】図１に示すような光度計システムを、流動
する溶媒中に細いポリスチレンサンプルを注入すると、
図３Ｃに示す非変調散乱９０°の光散乱信号１５、及び
これと対応する図３Ｃで示したレーザー出力１６が得ら
れる。散乱光がレーザーへ反射することによって起こる
モードホッピングに起因するのが図３Ｃのピーク１７に
おけるノイズである。レーザー変調した場合の平均的光
散乱信号を図３Ｄの１８で、レーザー出力を１９で夫々
示した。図３Ｄに示すピーク２０には、図３Ｃに示すピ
ーク１７のようなピークデータ不規則性が見られない。
なお、非変調レーザー電流に対応する光散乱信号は、光
の一部をレーザーへ反射させること及び／又は反射光の
位相を変えることによって、レーザー出力自体に影響を
及ぼした。

【００２８】図４は、図１に示す光散乱光度計に使用さ
れるようなレーザーダイオードに変調電流を供給する回
路の好ましい実施例の簡略図である。電位差計２１は演
算増幅器２６の非反転入力に可調ＤＣ電圧を供給する。
演算増幅器２６は電界効果トランジスター２８のゲート
を制御し、該ゲートはレーザーダイオード２９への電流
を制御する。電流制御用の演算増幅器２６に対する負帰
還は、直列抵抗器２７に発生する電圧によって与えられ
る。変調は、結合コンデンサー２３及び可調結合抵抗器
２４を介して方形波電圧２２を電流制御入力にＡＣ結合
することによって行なわれる。前記抵抗器２４及び結合
コンデンサー２３のフィルタ作用が方形波を所期の三角
波に極めて近い波に変換する。変調のＡＣ結合は電位差
計２１による平均ＤＣレーザー電流の制御と前記抵抗器
２４による変調振幅の制御が独立に行なわれることを可
能にする。

【００２９】本質的にノイズを含むレーザー光源を光散
乱測定装置に利用して有効な成果を得るための好ましい
手段を以上に説明したが、当業者には明らかなように上
述した本発明の好ましい実施態様に対し、多様な変更を
加えることは可能であり、変調の形式、振幅及び周波数
に関する如何なる変更も総て本発明の範囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施例としての光散乱検出方
式の一部を形成する安定化方法のブロックダイヤグラ
ム。

【図２】Ａ及びＢは、レーザー駆動電流三角波変調の印
加電圧及びその結果得られるレーザー駆動電流を示すグ
ラフ。

【図３】Ａ及びＢは、温度ドリフトに起因するレーザー
出力モードホッピングノイズに対するノイズ軽減方法の
効果を示すグラフ。Ｃ及びＤは、光散乱サンプルからの
反射光に起因するレーザー出力モードホッピングノイズ
に対するノイズ軽減方法の効果を示すグラフ。

【図４】690nm において２０mWピーク出力で作用する固
体ＩｎＧａＡＩＰレーザーの電源に対する典型的なレー
ザー安定化を図る回路図。

【符号の説明】

１サンプルセル２視準用散乱光検出器３固体レーザー４制御電源９コンピューター１０レーザービーム１１ビームスプリッター１８レーザー変調による平均的光散乱信号２０ピーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ギャリーアール．ジャニクアメリカ合衆国，93105 カリフォルニア州，サンタバーバラ，イーストカレローレルス 216

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モードホッピング不安定性に起因する固
有ノズルを有する光散乱測定用レーザー光源の制御方法
において、ａ）散乱光信号の測定周波数の約１０乃至1000倍の周波
数及びレーザーのピーク電流レベル以下の最大振幅でレ
ーザー駆動電流を変調し、ｂ）発射されるレーザービームの一部を分割し、前記分
割部分を光感モニター検出器で検出することにより前記
レーザービームの出力を表わす値を求め、ｃ）前記変調に起因する出力変動を平滑化するように選
択された信号平均フィルタで前記モニター検出器からの
信号を平均し、ｄ）１つ又は２つ以上の角度から前記変調レーザービー
ムによって照射されるサンプルの散乱光を検出し、夫々
の前記角度における夫々の前記検知散乱光信号を前記モ
ニター検出器の前記出力変動を平滑化するように選択さ
れた信号平均フィルタと略等しい信号平均フィルタで平
均し、夫々の前記信号平均フィルタによって前記照明レ
ーザービームの前記変調に起因する検出散乱光変動を平
滑化し、ｅ）こうして平滑化された散乱光信号を同様に平滑化さ
れたレーザーモニター信号によって除算することにより
前記測定角度ごとに前記サンプルからの散乱光とサンプ
ルへの入射光との出力比を形成するステップから成ることを特徴とする光散乱測定用レーザ
ー光源の制御方法。
【請求項２】前記変調レーザー駆動電流の最小振幅
が、レーザーを起動させるのに必要な限界駆動電流より
も大きいことを特徴とする請求項１記載の制御方法。
【請求項３】前記レーザー駆動電流変調器のピーク間
変調が、限界値以上の電流の約１５％であることを特徴
とする請求項１記載の制御方法。
【請求項４】前記レーザー駆動電流の変調が約150 Ｈ
z であることを特徴とする請求項１記載の制御方法。
【請求項５】前記レーザー光源が、固体ダイオードレ
ーザーであることを特徴とする請求項１記載の制御方
法。
【請求項６】前記変調が、５０乃至5000Ｈｚであるこ
とを特徴とする請求項１記載の制御方法。
【請求項７】前記検出されたレーザーモニター散乱光
信号が、ディジタル化され、前記出力比がコンピュータ
手段によって計算されることを特徴とする請求項１記載
の制御方法。
【請求項８】前記散乱光信号の夫々が、前記レーザー
モニター信号によってアナログ除算されることによって
前記出力比を得ることを特徴とする請求項１記載の制御
方法。
【請求項９】前記レーザー駆動電流が、三角波形によ
って変調されることを特徴とする請求項１記載の制御方
法。
【請求項１０】前記レーザー駆動変調器のピーク間変
調が、限界値以上の電流の５０％以下であることを特徴
とする請求項１記載の制御方法。
【請求項１１】前記レーザー駆動変調器の変調周波数
が、測定された散乱光信号の帯域周波数の１０乃至1000
倍であることを特徴とする請求項１記載の制御方法。
【請求項１２】前記レーザービームが、直線偏光され
ることを特徴とする請求項１記載の制御方法。
【請求項１３】前記検出器が、フォトダイオードであ
ることを特徴とする請求項１記載の制御方法。
【請求項１４】モードホッピング不安定性に起因する
固有ノイズを有する視準ビームを発射するレーザー光源
を組込んだ光散乱測定装置用照明システムにおいて、ａ）前記モードホッピング不安定性の影響を受ける前記
視準ビームを発射するレーザー発射手段と、ｂ）散乱光信号測定用周波数の約１０乃至1000倍の周波
数と前記レーザーのピーク電流レベル以下の最大振幅で
レーザー駆動電流を変調できる変調手段と、ｃ）発射された前記視準レーザービームの一部を分割す
る手段及び前記分割部分を光感モニター検出手段で検出
することによって前記ビームの出力を表わすモーター信
号を出力する手段と、ｄ）前記視準レーザービームの前記変調に起因する前記
モニター信号の変動を平滑し、前記光散乱装置に使用さ
れる信号平均フィルタに略等しいモニター信号平均フィ
ルタ手段とから成ることを特徴とする光散乱測定装置用照明システ
ム。
【請求項１５】前記変調手段が、レーザーを起動させ
るのに必要な限界駆動電流以上の最小レーザー駆動電流
を出力することを特徴とする請求項１４記載の照明シス
テム。
【請求項１６】前記変調手段が、前記レーザー駆動電
流を限界値以上の電流の約１５％ピーク間変調すること
を特徴とする請求項１４記載の照明システム。
【請求項１７】前記モニター信号平均フィルタ手段
が、前記モニター信号を変換するＡ／Ｄコンバータと、
ディジタル変換された信号を記憶するディジタル記憶手
段と、前記記憶されたディジタル変換信号を処理し、平
均するディジタル信号処理手段とから成ることを特徴と
する請求項１４記載の照明システム。
【請求項１８】前記レーザー手段が、固体ダイオード
レーザーであることを特徴とする請求項１４記載の照明
システム。
【請求項１９】前記変調手段が、前記レーザー駆動電
流を５０乃至5000Ｈｚで変調することを特徴とする請求
項１４記載の照明システム。
【請求項２０】前記光感モニター検出器が、フォトダ
イオードであることを特徴とする請求項１４記載の照明
システム。
【請求項２１】前記レーザー駆動電流変調手段が、前
記レーザー駆動電流を変調することによって三角波形を
形成することを特徴とする請求項１４記載の照明システ
ム。
【請求項２２】前記レーザー駆動変調器のピーク間変
調の振幅が、限界値以上の電流の５０％以下であること
を特徴とする請求項１４記載の照明システム。
【請求項２３】前記レーザー駆動変調器の変調周波数
が、測定散乱光信号の帯域周波数の１０乃至1000倍であ
ることを特徴とする請求項１４記載の照明システム。
【請求項２４】前記レーザーが、直線偏光出力ビーム
を形成することを特徴とする請求項１４記載の照明シス
テム。
【請求項２５】レーザーが、約690nm の波長で作用す
ることを特徴とする請求項１８記載の照明システム。