JPH09264839A - 光音響計測システム - Google Patents
光音響計測システムInfo
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- JPH09264839A JPH09264839A JP8074367A JP7436796A JPH09264839A JP H09264839 A JPH09264839 A JP H09264839A JP 8074367 A JP8074367 A JP 8074367A JP 7436796 A JP7436796 A JP 7436796A JP H09264839 A JPH09264839 A JP H09264839A
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低パワーの励起光源でもセル内に効率よく導
き、光音響効果を促進するとともに、微弱な光音響信号
を短時間で容易に高効率で抽出できる光音響信号システ
ムを提供する。 【解決手段】 熱励起光透過用のブリュースター窓を有
する光音響セルの光学系において、熱励起光の偏光状態
をそのベクトルの振動方向が垂直波（Ｐ成分）と同方向
としたことを特徴とする光音響計測システム。
き、光音響効果を促進するとともに、微弱な光音響信号
を短時間で容易に高効率で抽出できる光音響信号システ
ムを提供する。 【解決手段】 熱励起光透過用のブリュースター窓を有
する光音響セルの光学系において、熱励起光の偏光状態
をそのベクトルの振動方向が垂直波（Ｐ成分）と同方向
としたことを特徴とする光音響計測システム。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光チョッパーによ
って光変調された熱励起光を試料に照射し、得られる光
音響信号から、試料の内部情報を得るシステム、即ち、
光音響効果を利用した音響信号を計測する光音響計測シ
ステムに関する。
って光変調された熱励起光を試料に照射し、得られる光
音響信号から、試料の内部情報を得るシステム、即ち、
光音響効果を利用した音響信号を計測する光音響計測シ
ステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光音響効果を利用し、これに伴
い発生する音波の信号波形等を検出して行う物理量測定
において、光音響セルが窓材を有する密閉型或いは開放
型セルで内部に光吸収試料がある場合は、窓材内部に熱
励起光を多く導入する必要がある。このため、窓材での
吸収・反射の少ない熱励起光を窓材の上面から内部へと
照射しなければならないが、従来提案されている光音響
セルの照射光学系では偏光状態・入射角条件に関係なく
熱励起光を光音響セルの窓材に照射してきた。
い発生する音波の信号波形等を検出して行う物理量測定
において、光音響セルが窓材を有する密閉型或いは開放
型セルで内部に光吸収試料がある場合は、窓材内部に熱
励起光を多く導入する必要がある。このため、窓材での
吸収・反射の少ない熱励起光を窓材の上面から内部へと
照射しなければならないが、従来提案されている光音響
セルの照射光学系では偏光状態・入射角条件に関係なく
熱励起光を光音響セルの窓材に照射してきた。
【０００３】これは、一般光源強度の光音響計測の場
合、窓材での反射損失を考慮するということがなされて
いなかったためである。しかし、従来の光音響セルで
は、石英窓のような表面層が任意の層厚を有した透明層
からなり、その内部に光音響測定対象である光吸収試料
がある場合では、投光された入射光は一定の偏光・入射
角条件を満たさない限り、一部の光は石英窓に透過光と
して侵入するが、残りの大部分は石英表面で反射光とし
て正反射されてしまう。この結果、窓材での反射が多く
なり、内部光吸収試料への熱励起光の到達エネルギーが
減少してしまうため、必要出力信号を得るため通常より
パワーの大きい励起光源が必要であった。このため、特
開昭５９−１４５９５７号公報等には、入射角（特にブ
リュースター角）に関する記述が開示されているが、熱
励起光源の偏光条件まで言及しているものはない。
合、窓材での反射損失を考慮するということがなされて
いなかったためである。しかし、従来の光音響セルで
は、石英窓のような表面層が任意の層厚を有した透明層
からなり、その内部に光音響測定対象である光吸収試料
がある場合では、投光された入射光は一定の偏光・入射
角条件を満たさない限り、一部の光は石英窓に透過光と
して侵入するが、残りの大部分は石英表面で反射光とし
て正反射されてしまう。この結果、窓材での反射が多く
なり、内部光吸収試料への熱励起光の到達エネルギーが
減少してしまうため、必要出力信号を得るため通常より
パワーの大きい励起光源が必要であった。このため、特
開昭５９−１４５９５７号公報等には、入射角（特にブ
リュースター角）に関する記述が開示されているが、熱
励起光源の偏光条件まで言及しているものはない。
【０００４】また、光音響効果を利用しこれに伴い発生
する音波の信号波形等を検出して行う物理量測定及び欠
陥検知においては、従来からロックイン計測法を用いた
微弱信号計測が使用されてきたという報告がある。これ
は光吸収試料の光の吸収による温度変化（即ち、周辺気
体の膨張縮小）が小さい場合、通常の信号抽出法では、
発生する微弱な音波が周辺の外部ノイズの中に埋もれて
しまい信号検出が難しくなってしまうという背景に起因
している。しかしながら、従来のロックイン計測法で
は、高価なプリアンプ、ロックインアンプ等を用意する
必要があるうえ、積分時間の設定によっては計測時間が
制限されてしまうという問題が発生する。特に、生産現
場での簡易計測を考えた場合、計測時間を比較的短く、
更に低コストにしなければならないため、従来のロック
イン計測では生産現場での採算性のニーズを満たす吸光
度測定のオンライン測定を困難にしてしまうという問題
があった。
する音波の信号波形等を検出して行う物理量測定及び欠
陥検知においては、従来からロックイン計測法を用いた
微弱信号計測が使用されてきたという報告がある。これ
は光吸収試料の光の吸収による温度変化（即ち、周辺気
体の膨張縮小）が小さい場合、通常の信号抽出法では、
発生する微弱な音波が周辺の外部ノイズの中に埋もれて
しまい信号検出が難しくなってしまうという背景に起因
している。しかしながら、従来のロックイン計測法で
は、高価なプリアンプ、ロックインアンプ等を用意する
必要があるうえ、積分時間の設定によっては計測時間が
制限されてしまうという問題が発生する。特に、生産現
場での簡易計測を考えた場合、計測時間を比較的短く、
更に低コストにしなければならないため、従来のロック
イン計測では生産現場での採算性のニーズを満たす吸光
度測定のオンライン測定を困難にしてしまうという問題
があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
問題点に着目し、窓材のある光音響セルで吸光度等を測
定する光音響計測システムにおいて、通常より低パワー
の励起光源（特にＰ成分の直線偏光のレーザ光源）で窓
材内部の光吸収層に熱励起光を導き、光音響効果を促進
することができる光音響センシングシステムを提供する
ことを目的とする。
問題点に着目し、窓材のある光音響セルで吸光度等を測
定する光音響計測システムにおいて、通常より低パワー
の励起光源（特にＰ成分の直線偏光のレーザ光源）で窓
材内部の光吸収層に熱励起光を導き、光音響効果を促進
することができる光音響センシングシステムを提供する
ことを目的とする。
【０００６】更に本発明は従来技術の問題点に着目し、
ロックインアンプ等を使用することなく、微弱な光音響
信号を効率よく特徴抽出できるようにし、計測時間を短
時間に行えるようにすると共に、従来に較べて装置をそ
れほど高価にすることなく生産現場に設置することがで
きる光音響信号システムを提供することを目的とする。
ロックインアンプ等を使用することなく、微弱な光音響
信号を効率よく特徴抽出できるようにし、計測時間を短
時間に行えるようにすると共に、従来に較べて装置をそ
れほど高価にすることなく生産現場に設置することがで
きる光音響信号システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意検討した
結果、窓材表面での照射光の反射を抑制し、内部に熱励
起用の入射光を効率良く到達させるため、入射光に対し
窓材の屈折率から決まる偏光条件及び入射角（ブリュー
スター角）もって熱励起光として投光し、光の内部到達
率の高さから内部光吸収試料での光音響過程の高効率化
を図り、その窓材の内部試料から拡散する光音響信号を
マイクロホンで検出し、変換された電気信号を周波数解
析を用いてデータ処理することにより必要な特徴量を抽
出することによって、上記課題が達成されることを見出
し本発明に至った。即ち、本発明は以下の（１）及び
（２）である。
結果、窓材表面での照射光の反射を抑制し、内部に熱励
起用の入射光を効率良く到達させるため、入射光に対し
窓材の屈折率から決まる偏光条件及び入射角（ブリュー
スター角）もって熱励起光として投光し、光の内部到達
率の高さから内部光吸収試料での光音響過程の高効率化
を図り、その窓材の内部試料から拡散する光音響信号を
マイクロホンで検出し、変換された電気信号を周波数解
析を用いてデータ処理することにより必要な特徴量を抽
出することによって、上記課題が達成されることを見出
し本発明に至った。即ち、本発明は以下の（１）及び
（２）である。
【０００８】（１）熱励起光透過用のブリュースター窓
を有する光音響セルの光学系において、熱励起光の偏光
状態をそのベクトルの振動方向が垂直波（Ｐ成分）と同
方向となる直線偏光としたことを特徴とする光音響計測
システム。 （２）光音響セルからの周波数依存性のある音響信号の
特徴抽出に、周波数解析手法を用いることを特徴とする
前記（１）記載の光音響計測システム。
を有する光音響セルの光学系において、熱励起光の偏光
状態をそのベクトルの振動方向が垂直波（Ｐ成分）と同
方向となる直線偏光としたことを特徴とする光音響計測
システム。 （２）光音響セルからの周波数依存性のある音響信号の
特徴抽出に、周波数解析手法を用いることを特徴とする
前記（１）記載の光音響計測システム。
【０００９】以下、本発明の構成及び動作について説明
する。光音響信号測定用セルを使用して、窓材の内部に
ある光吸収試料の光音響信号を測定する場合の熱励起光
の入射角条件・偏光条件にあっては、窓材での照射光の
反射を極力押さえることがポイントとなる。一般に屈折
率の異なる媒質の境界面に照射された光、例えば空気層
から窓材の表面層に照射された光は、境界面に対する入
射角が垂直波（Ｐ成分）と水平波（Ｓ成分）とで異なる
ので、垂直波が殆ど透過屈折し、水平波が殆ど反射する
という偏光反射現象が生じる。
する。光音響信号測定用セルを使用して、窓材の内部に
ある光吸収試料の光音響信号を測定する場合の熱励起光
の入射角条件・偏光条件にあっては、窓材での照射光の
反射を極力押さえることがポイントとなる。一般に屈折
率の異なる媒質の境界面に照射された光、例えば空気層
から窓材の表面層に照射された光は、境界面に対する入
射角が垂直波（Ｐ成分）と水平波（Ｓ成分）とで異なる
ので、垂直波が殆ど透過屈折し、水平波が殆ど反射する
という偏光反射現象が生じる。
【００１０】この現象は表面層面状で反射する偏光波
（光）は入射角に依りその反射光量が異なることを示し
ており、入射角が窓材の偏光角（ブリュースター角）の
時に水平波の偏向量（反射量）が最大となるブリュース
ターの法則に従う。即ち入射光が自然光（光波の偏りの
状態がランダム）であっても、任意の状態の偏光（例え
ばレーザー）であっても、窓材によって決まるブリュー
スター角で入射した水平波の光は、表面層で水平方向の
直線偏光として反射される。
（光）は入射角に依りその反射光量が異なることを示し
ており、入射角が窓材の偏光角（ブリュースター角）の
時に水平波の偏向量（反射量）が最大となるブリュース
ターの法則に従う。即ち入射光が自然光（光波の偏りの
状態がランダム）であっても、任意の状態の偏光（例え
ばレーザー）であっても、窓材によって決まるブリュー
スター角で入射した水平波の光は、表面層で水平方向の
直線偏光として反射される。
【００１１】本発明の計測システムでは、窓材の内部に
ある光吸収試料の光音響信号を検出することを目的とし
ているため、熱励起効率向上の意味でも窓材面上での反
射は極力少なくすることが望まれることは先に述べた通
りである。そこで、本発明では、入射レーザー光を直線
偏光としてそのベクトルの振動方向を垂直波（Ｐ成分）
と同方向とすることで、ブリュースター角（＝入射角）
における入射レーザー光の多くを窓材内部に屈折誘導さ
せることができる。
ある光吸収試料の光音響信号を検出することを目的とし
ているため、熱励起効率向上の意味でも窓材面上での反
射は極力少なくすることが望まれることは先に述べた通
りである。そこで、本発明では、入射レーザー光を直線
偏光としてそのベクトルの振動方向を垂直波（Ｐ成分）
と同方向とすることで、ブリュースター角（＝入射角）
における入射レーザー光の多くを窓材内部に屈折誘導さ
せることができる。
【００１２】例えば、窓材質を石英とした石英窓の場
合、空気（ｎ1＝１．０）と石英層（ｎ2＝１．４５９）
の境界面に対しては、両媒質の屈折率の比からＢｒｅｗ
ｓｔｅｒ角（ψＢ）が決定できる。即ち、 ｔａｎψＢ＝ｎ2／ｎ1 ψＢ＝ｔａｎ-1（ｎ2／ｎ1） ＝ｔａｎ-1（１．４５９／１．０） ＝５５．６° とすることができる。
合、空気（ｎ1＝１．０）と石英層（ｎ2＝１．４５９）
の境界面に対しては、両媒質の屈折率の比からＢｒｅｗ
ｓｔｅｒ角（ψＢ）が決定できる。即ち、 ｔａｎψＢ＝ｎ2／ｎ1 ψＢ＝ｔａｎ-1（ｎ2／ｎ1） ＝ｔａｎ-1（１．４５９／１．０） ＝５５．６° とすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光音響信号センシ
ングシステムを適用した実施例について図を用いて説明
する。図１は、本発明で用いる光音響計測システムの構
成を示す。図１において、光源はＡｒレーザーを熱励起
光源２とする１系統の色素レーザーで構成され、可視領
域の波長を発振している。
ングシステムを適用した実施例について図を用いて説明
する。図１は、本発明で用いる光音響計測システムの構
成を示す。図１において、光源はＡｒレーザーを熱励起
光源２とする１系統の色素レーザーで構成され、可視領
域の波長を発振している。
【００１４】本実施例では、励起光として、石英窓を透
過できる波長の光を用いる必要があり、励起光は窓材７
を透過する波長、つまり石英の分光透過データから予測
した発信波長５１４．５ｎｍ・出力１００ｍＷのＡｒレ
ーザー２を用いている。また、検出用の励起光波長を選
択する場合、望ましくは被検物である窓材内部の光吸収
層１１の吸収帯ピークであることが好ましいが、光音響
信号のダイナミックレンジを大きく取れる光吸収波長帯
であればどこでも構わない。
過できる波長の光を用いる必要があり、励起光は窓材７
を透過する波長、つまり石英の分光透過データから予測
した発信波長５１４．５ｎｍ・出力１００ｍＷのＡｒレ
ーザー２を用いている。また、検出用の励起光波長を選
択する場合、望ましくは被検物である窓材内部の光吸収
層１１の吸収帯ピークであることが好ましいが、光音響
信号のダイナミックレンジを大きく取れる光吸収波長帯
であればどこでも構わない。
【００１５】手順を追って述べると、まず、熱励起光で
あるＡｒガスレーザー２を発振させて、出射されたレー
ザー光３を回転ブレード式の光変調器（光チョッパー）
８により矩形波に変調したのち、ビームエクスパンダ１
３で所望のビーム径に拡大させ、光ファイバー６に導光
する。
あるＡｒガスレーザー２を発振させて、出射されたレー
ザー光３を回転ブレード式の光変調器（光チョッパー）
８により矩形波に変調したのち、ビームエクスパンダ１
３で所望のビーム径に拡大させ、光ファイバー６に導光
する。
【００１６】光チョッパー８での変調周波数に関して
は、通常、発生する熱に支配的な因子が熱拡散長であ
り、光吸収試料において、熱伝導率・密度・比熱が一定
であると、熱励起光の周波数を変えることで熱拡散長が
変化し、その熱拡散長領域内に熱的に性質の異なる物質
が存在しなければ発熱量は変化しないと考えられる。こ
の結果、照射光の変調周波数を変化させることにより、
熱拡散長レベルでの深さがコントロールできるようにな
り、本実施例では所望の熱拡散長となるよう励起光の変
調周波数を光チョッパー８で設定している。
は、通常、発生する熱に支配的な因子が熱拡散長であ
り、光吸収試料において、熱伝導率・密度・比熱が一定
であると、熱励起光の周波数を変えることで熱拡散長が
変化し、その熱拡散長領域内に熱的に性質の異なる物質
が存在しなければ発熱量は変化しないと考えられる。こ
の結果、照射光の変調周波数を変化させることにより、
熱拡散長レベルでの深さがコントロールできるようにな
り、本実施例では所望の熱拡散長となるよう励起光の変
調周波数を光チョッパー８で設定している。
【００１７】このように変調され所望のビーム系に拡大
された光は、光ファイバー６を通って光音響セル１まで
導かれ、その後、窓材７を通過した後、光吸収試料面へ
と照射され試料が熱励起される。この時、熱励起光の偏
光状態をそのベクトルの振動方向が垂直波（Ｐ成分）と
同方向となる直線偏光とするためには、偏光用光学部品
等を用いる必要があり、本発明では偏光板としてシート
状ダイクロイック偏光板１６を設置している。
された光は、光ファイバー６を通って光音響セル１まで
導かれ、その後、窓材７を通過した後、光吸収試料面へ
と照射され試料が熱励起される。この時、熱励起光の偏
光状態をそのベクトルの振動方向が垂直波（Ｐ成分）と
同方向となる直線偏光とするためには、偏光用光学部品
等を用いる必要があり、本発明では偏光板としてシート
状ダイクロイック偏光板１６を設置している。
【００１８】図２は窓材での反射の説明図である。図に
おいて、もし熱励起光が窓材面に任意の入射角ψ（ブリ
ュースター角）をもって投光されると、一定の偏光条件
を満たさない限り、一部の光は光音響セル１内に透過光
として侵入するが、残りの大部分は窓材７表面で反射光
９として正反射される。窓材７での反射が多くなった場
合、光吸収層１１への熱励起光の到達エネルギーが減少
してしまうため、従来は高パワーの熱励起光源が必要と
なっていた。特に、この傾向は光源としてコヒーレンス
の高いレーザ光源を使用した場合に顕著であった。
おいて、もし熱励起光が窓材面に任意の入射角ψ（ブリ
ュースター角）をもって投光されると、一定の偏光条件
を満たさない限り、一部の光は光音響セル１内に透過光
として侵入するが、残りの大部分は窓材７表面で反射光
９として正反射される。窓材７での反射が多くなった場
合、光吸収層１１への熱励起光の到達エネルギーが減少
してしまうため、従来は高パワーの熱励起光源が必要と
なっていた。特に、この傾向は光源としてコヒーレンス
の高いレーザ光源を使用した場合に顕著であった。
【００１９】即ち、窓材である石英窓７は透過性は高い
が表面性も鏡面の様によいので、その反射は正反射成分
９と屈折入射光１０からなるフレネルの法則に従い、偏
光条件を満たさない入射光の多くは正反射方向へ偏向反
射してしまう。これに対して、実際の光吸収領域は光吸
収層１１であるので、窓材内部に照射エネルギーが到達
しなければ、光音響変換効率が低下してしまう。
が表面性も鏡面の様によいので、その反射は正反射成分
９と屈折入射光１０からなるフレネルの法則に従い、偏
光条件を満たさない入射光の多くは正反射方向へ偏向反
射してしまう。これに対して、実際の光吸収領域は光吸
収層１１であるので、窓材内部に照射エネルギーが到達
しなければ、光音響変換効率が低下してしまう。
【００２０】そこで、入射光を直線偏光としてそのベク
トルの振動方向を垂直波（Ｐ成分）と同方向とし、更に
窓材の屈折率から決まるブリュースター角ψをもって入
射角とすれば、入射レーザー光の多くを窓材の内部に屈
折誘導させることができる。本発明の石英窓の場合、Ｂ
ｒｅｗｓｔｅｒ角はψ＝５５．６°としておけば良い。
トルの振動方向を垂直波（Ｐ成分）と同方向とし、更に
窓材の屈折率から決まるブリュースター角ψをもって入
射角とすれば、入射レーザー光の多くを窓材の内部に屈
折誘導させることができる。本発明の石英窓の場合、Ｂ
ｒｅｗｓｔｅｒ角はψ＝５５．６°としておけば良い。
【００２１】上述したように、本発明では、光音響セル
の内部にある光吸収層１１で光学的な光吸収−熱変換
（音波発生）の光音響過程が発生するので、窓材の層特
性から、熱励起光の入射角条件と偏光特性を利用するこ
とによって、従来の手法では不十分であった窓材内部に
存在する光吸収層での光音響信号の検出能力の拡大が図
れた。
の内部にある光吸収層１１で光学的な光吸収−熱変換
（音波発生）の光音響過程が発生するので、窓材の層特
性から、熱励起光の入射角条件と偏光特性を利用するこ
とによって、従来の手法では不十分であった窓材内部に
存在する光吸収層での光音響信号の検出能力の拡大が図
れた。
【００２２】又、光音響効果を用いた計測システムを、
採算性が追及される生産現場で構成する場合、装置とし
てロックインアンプのような高額機器を揃えなければな
らなくなり、更に変調周波数が低周期の場合或いはノイ
ズが多い場合、ロックインアンプでの信号検出に多くの
時間が掛かることが懸念される。
採算性が追及される生産現場で構成する場合、装置とし
てロックインアンプのような高額機器を揃えなければな
らなくなり、更に変調周波数が低周期の場合或いはノイ
ズが多い場合、ロックインアンプでの信号検出に多くの
時間が掛かることが懸念される。
【００２３】このため、本発明では音響信号検出用の光
音響セルからの信号抽出法を、従来のロックイン計測法
からフーリエ交換・最大エントロピ法を用いた周波数解
析法を用いている。このため、装置揃えが低額で、検出
時間を考えた場合、積分演算を要するロックイン計測法
よりも、信号抽出する時間の低減を図れた。
音響セルからの信号抽出法を、従来のロックイン計測法
からフーリエ交換・最大エントロピ法を用いた周波数解
析法を用いている。このため、装置揃えが低額で、検出
時間を考えた場合、積分演算を要するロックイン計測法
よりも、信号抽出する時間の低減を図れた。
【００２４】音響信号検出に関しては、使用する励起光
の周波数帯域が可聴周波数帯域であれば、フーリエ変換
での検出が不可能となり、音響信号の大きさは、周波数
領域でのパワースペクトルより一義的に知ることができ
る。
の周波数帯域が可聴周波数帯域であれば、フーリエ変換
での検出が不可能となり、音響信号の大きさは、周波数
領域でのパワースペクトルより一義的に知ることができ
る。
【００２５】一般にパーソナルコンピューターにおける
周波数解析法としては、離散フーリエ変換アルゴリズム
を用いたＦＦＴが用いられるが、本発明はこれに限定さ
れず、これに変えて、最大エントロピーを用いてもよ
い。本実施例では特に離散フーリエ変換として、高速フ
ーリエ変換法（ＦＦＴ）を使用している。この場合、マ
イクロホン１７で検出された音響信号１５は、精密騒音
計１４で増幅されたのち、Ａ−Ｄ変換器１２でパーソナ
ルコンピュータ４に取り込むようになる。次いでパーソ
ナルコンピュータ４は、Ａ／Ｄコンバータ１２を介して
取得したデータに対して信号抽出に必要な周波数解析演
算処理を行う。
周波数解析法としては、離散フーリエ変換アルゴリズム
を用いたＦＦＴが用いられるが、本発明はこれに限定さ
れず、これに変えて、最大エントロピーを用いてもよ
い。本実施例では特に離散フーリエ変換として、高速フ
ーリエ変換法（ＦＦＴ）を使用している。この場合、マ
イクロホン１７で検出された音響信号１５は、精密騒音
計１４で増幅されたのち、Ａ−Ｄ変換器１２でパーソナ
ルコンピュータ４に取り込むようになる。次いでパーソ
ナルコンピュータ４は、Ａ／Ｄコンバータ１２を介して
取得したデータに対して信号抽出に必要な周波数解析演
算処理を行う。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば熱
励起光透過用のブリュースター窓を有する光音響セルの
光学系において、熱励起光の偏光状態をそのベクトルの
振動方向が垂直波（Ｐ成分）と同方向となる直線偏光と
してあれば、窓材表面における照射光の反射を抑制し、
測定対象である光音響セル窓材内部の光吸収層に熱励起
用の入射光を効率良く到達させることができるため、こ
れまでよりパワーの小さい励起光源での信号検出が可能
となる。
励起光透過用のブリュースター窓を有する光音響セルの
光学系において、熱励起光の偏光状態をそのベクトルの
振動方向が垂直波（Ｐ成分）と同方向となる直線偏光と
してあれば、窓材表面における照射光の反射を抑制し、
測定対象である光音響セル窓材内部の光吸収層に熱励起
用の入射光を効率良く到達させることができるため、こ
れまでよりパワーの小さい励起光源での信号検出が可能
となる。
【００２７】又、信号の抽出に周波数解析法を用いるこ
とにより、抽出がロックイン計測法よりも低コストでし
かも短時間処理にすることが可能となるので、生産現場
において光吸収層に発生した広周波数領域の光音響信号
の特徴量を効率良く抽出できるようになる。
とにより、抽出がロックイン計測法よりも低コストでし
かも短時間処理にすることが可能となるので、生産現場
において光吸収層に発生した広周波数領域の光音響信号
の特徴量を効率良く抽出できるようになる。
【図１】本発明の光音響計測システムの構成図。
【図２】光音響セルの窓材での反射の説明図。
１ 光音響セル ２ 熱励起光源 ３ レーザー光 ４ コンピューター ５ セル壁 ６ 光ファイバー ７ 窓材 ８ 光チョッパー ９ 反射光 １０ 入射光 １１ 光吸収層 １２ Ａ−Ｄ変換器 １３ ビームエクスパンダ １４ 精密騒音計 １５ 音響信号コード １６ ダイクロック偏光板 １７ マイクロフォン
Claims (2)
- 【請求項１】 熱励起光透過用のブリュースター窓を有
する光音響セルの光学系において、熱励起光の偏光状態
をそのベクトルの振動方向が垂直波（Ｐ成分）と同方向
となる直線偏光としたことを特徴とする光音響計測シス
テム。 - 【請求項２】 光音響セルからの周波数依存性のある音
響信号の特徴抽出に、周波数解析手法を用いることを特
徴とする請求項１記載の光音響計測システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8074367A JPH09264839A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 光音響計測システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8074367A JPH09264839A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 光音響計測システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09264839A true JPH09264839A (ja) | 1997-10-07 |
Family
ID=13545128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8074367A Pending JPH09264839A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 光音響計測システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09264839A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006234794A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-09-07 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 信号検出方法、熱レンズ分光分析システム、蛍光検出システム、信号検出装置、信号検出システム、信号検出プログラム、及び記憶媒体 |
| JP2009031268A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-02-12 | Canon Inc | 超音波探触子、該超音波探触子を備えた検査装置 |
| WO2012108171A1 (ja) * | 2011-02-07 | 2012-08-16 | 富士フイルム株式会社 | 超音波プローブ |
| CN110361446A (zh) * | 2018-04-10 | 2019-10-22 | 天马日本株式会社 | 气体传感器及气体检测方法 |
-
1996
- 1996-03-28 JP JP8074367A patent/JPH09264839A/ja active Pending
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| JP2019184419A (ja) * | 2018-04-10 | 2019-10-24 | Ｔｉａｎｍａ Ｊａｐａｎ株式会社 | 気体センサ及び気体検出方法 |
| CN110361446B (zh) * | 2018-04-10 | 2023-09-19 | 天马日本株式会社 | 气体传感器及气体检测方法 |
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