JPS6331374A - 高速現象観測装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、高速度で変化する現象の２次元像の発生や変
化等を観測することができる高速現象観測装置に関する
。

（従来の技術） 変化したり移動したりする物体の観測にテレビジョンカ
メラが使用されている。

さらに高速度で変化する発光現象等を観察するためにス
トリークカメラが広く利用されている。

多くの場合ストリーク管の光電陰極面に掃引方向と直交
方向にスリット状に被測定光を導入するようにして使用
されている。

（発明が解決しようとする問題点） 前述したテレビジョンカメラで観測可能な現象よりもよ
り速い速度で変化する現象を２次元的に観測したいとい
う要請がある。

本発明の目的は、高速度で変化する現象の２次元像の発
生や変化等をストリーク管の時間分解レベルの精度で観
測することができる高速現象観測装置を提供することに
ある。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明による高速現象観測装
置は、イメージ管としても機能するストリーク管と、前
記ストリーク管の掃引時間に対して極めて短い光パルス
を発生するパルス光源と、前記パルスを被測定対象物に
導く光路と、前記パルス光源により照射された被測定対
象物の像を前記ストリーク管の光電陰極に結像させる光
学系と、前記ストリーク管の掃引と前記パルス光源の動
作を同期させる制御装置から構成されている。

（実施例） 以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する
。

第１図は、本発明による高速現象観測装置の実施例を示
すブロック図である。

パルス光源１は、後述するストリーク管５の掃引時間よ
りも十分に短い持続時間の光パルスを発生する。

この光パルスは、ハーフミラ−２を介して被測定対象物
３に導かれる。被測定対象物３は前記光パルスの励起に
より、部分的に螢光を発生する。

ストリーク管は、イメージ管の築東レンズ内に電子偏向
電極をらよけたものであり、この電子偏向電極に偏向電
圧を（掃引電圧）を加えて出力像が掃引方向に走るよう
にしたものである。現象に同期した掃引によりストリー
ク（象を重ねることもできる。

前述したようにストリーク管は、多くの場合ストリーク
管の光電陰極面に掃引方向と直交方向にスリット状に被
測定光を導入するようにして使用されている。

本発明では、この被測定対象物３の像および螢光の発光
像はレンズ４によりストリーク管５の光電陰極に掃引方
向の有効長さに対して短くなるように２次元的に結像さ
せられる。

ストリーク管５の掃引と前記パルス光源のパルス発生と
は制御装置７により同期するように制御されている。

第２図は、前記ストリーク管５の螢光面５ａの像を示す
略図である。

パルス光源からのパルスにより被測定対象物３が照射さ
れたときの像を８１とする。

このパルスの照射により被測定対象物３のい（つかの部
分が若干の遅れをもって螢光発光すると、図示のように
その部分の強度が時間的に尾を引くように観測できる。

螢光面の右側に図中の点線上の准定強度の時間的な変化
を対応させて示しである。

その右側に示したようにこの強度変化は、励起光のみに
よる強度（ａ）と、螢光による強度変化（ｂｌの重ね合
わせとなる。

前記像は、解析値ヱ６のレンズ６ａを介してテレビジョ
ンカメラ６ｂにより撮像され解析される。

この測定対象物は、螢光だけに限るものではなく、同様
に高速で変化する発光等の測定にも有効に通用できる。

第３図は、パルス光源１と、その光パルスを被測定対象
物３　（図示せず）に導く光路の他の実施例を示すブロ
ック図である。

パルス光源１からの光パルスはビームスプリフタ３１で
分離され、反射された方の光は全反射鏡３２で反射され
、ビームスプリッタ３１を透過して全反射鏡３４で反射
させられて被測定対象物の方向に投射される。

ビームスプリッタ３１を透過した光は全反射鏡３３で反
射され、ビームスプリンタ３１で反射され。

全反射鏡３４で反射させられて同様に被測定対象物の方
向に投射される。

ビームスプリッタ３１から全反射鏡３２までの距離を１
１．ビームスプリッタ３１から全反射鏡３３までの距離
を１２とすれば、前記２つのパルスの時間間隔は２（ｊ
＋　　ｊ’２）／Ｃで与えられる。

ただしＣは光の速度である。

この光路を用いると図示しない被測定対象物は、時間的
に極めて近接した２つの光パルスにより照射されること
になる。

そしてストリーク掃引速度、結像系と出力光学系。

光遅延量をうまく組み合すことにより、各種超短光遅延
時間での２次元現象の変化をとらえることができる。

例えば、被測定対象部分をストリーク管５の螢光面上に
直径５ｍｍとなるようにストリーク管５の光電陰極上に
結１象部分を形成する。

撮像光学系の倍率を１：１として読出し用テレビカメラ
の入力１象とする。

ストリーク掃引速度をストリーク管５の螢光面上でＩｎ
ｓ／１０ｍｍとした時、螢光面上の５ｍｍは５００ｐｓ
に相当する。

光遅延時間５ｏｏｐｓは、光学的遅延量１５ｃｍに相当
する。

ここで２つの光パルスの光学的遅延量を３０ｃｍとする
と、第４図に示すように２つの独立した像Ｔ、、Ｔ２が
得られる。

この短い時間間隔内に形状が変化したとすると像Ｔ１と
Ｔ２は異なる形状となる。

（発明の効果） 以上詳しく説明したように、本発明による高速現象観測
装置は、イメージ管としても機能するストリーク管と、
前記ストリーク管の掃引時間に対して極めて短い光パル
スを発生するパルス光源と、前記光パルスを被測定対象
物に導く光路と、前記パルス光源により照射された被測
定対象物の像を前記ストリーク管の光電陰極に結像させ
る光学系と、前記ストリーク管の掃引と前記パルス光源
の動作を同期させる制御装置から構成されている。

したがって、被測定対象物自体の形状の変化、または刺
激に対する応答を２次元的に観測することができる。

また実施例に示したように光路に光遅延部分を設けるこ
とにより、超短時間間隔での２次元像の変化を記録でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による高速現象観測装置の実施例を示
すブロック図である。 第２図は、ストリーク管の螢光面の像を示す略図である
。 第３図は、パルス光源と、光パルスをｖ２．測定対象物
に導く光路の他の実施例を示すブロック図である。 第４図は、前記光路を使用した場合のストリーク管の螢
光面の像を示す略図である。 １・・・パルス光源 ２・・・照射光路を形成するハーフミラ−３・・・被よ
り定対象物 ４・・・レンズ ５・・・ストリーク管 ５ａ・・・ストリーク管の螢光面 ６・・・解析装置 ６ａ・・・撮像レンズ ６ｂ・・・テレビジョンカメラ ７・・・制御装置 ３１・・・ビームスプリッタ ３２．３３．３４・・・全反射鏡 特許出願人　浜松ホトニクス株式会社 代理人　弁理士　　井　ノ　ロ　　毒 牙２図 久　　　　　　　ｂ 才４図 手続補正書 １、事件の表示 １１１ｍ６１年特　許　願第１７５１２８号２６発明の
名称 高速現象観測装置 ３、補正をする者 事件との飾糸　　特許出願人 ４、代　理　人 補正の内容（特願昭６ｌ−１７５１２８）（１）　特許
請求の範囲を以下のとおり補正する。 「２、特許請求の範囲 （１）　　イメージ管としても機能するストリーク管と
、前記ストリーク管の掃引時間に対して極めて短い光パ
ルスを発生するパルス光源と、前記光パルスを被測定対
象物に導く光路と、前記パルス光源により照射された被
測定対象物の像を前記ストリーク管の掃引と前記パルス
光源の動作を同期させる制御装置から構成した高速現象
観測装置。 （２）前記光路は、光を分割して異なる経路を通過させ
たのち集合して２以上の光パルスを発生するものである
特許請求の範囲第１項記載の高速現象観測装置。」 （２）　明細書第３頁第３行目、同第４頁第１３行目、
同第１８行目、同第２０行目および同第６頁第８行目の
「パルス」を「光パルス」に補正する。 （３）　明細書第７頁第８行目の［光学的遅延量を３０
ｃｍＪを「光学的遅延時間を５００ｐｓＪに補正する。 （４）　添付図面の第１図、第２図および第３図を別添
の第１図、第２図および第３図にそれぞれ補正する。 以　　　上 才２図 才３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）イメージ管としても機能するストリーク管と、前
   記ストリーク管の掃引時間に対して極めて短い光パルス
   を発生するパルス光源と、前記パルスを被測定対象物に
   導く光路と、前記パルス光源により照射された被測定対
   象物の像を前記ストリーク管の光電陰極に結像させる光
   学系と、前記ストリーク管の掃引と前記パルス光源の動
   作を同期させる制御装置から構成した高速現象観測装置
   。
2. （２）前記光路は、光を分割して異なる経路を通過させ
   たのち集合して２以上のパルスを発生するものである特
   許請求の範囲第１項記載の高速現象観測装置。