WO2025258166A1 - 光測定装置 - Google Patents

光測定装置

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optical
saturation
pulse
optical path
measurement device
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一城 篠山
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Ushio Denki KK
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    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • 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
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation

Definitions

  • This disclosure relates to an optical measurement device.
  • Spectroscopic analysis is widely used in the component analysis and inspection of objects.
  • an object is irradiated with irradiating light, and the spectrum of the object light obtained as a result of the irradiation is measured. Then, based on the relationship between the spectrum of the object light and the spectrum of the irradiating light, optical characteristics such as reflection characteristics (wavelength dependence) or transmission characteristics can be obtained.
  • FIG. 1 shows a wavelength-swept spectroscopic device 10.
  • the spectroscopic device 10 includes a light source device 20, a spectroscopic head 30, and a processing unit 40.
  • the light source device 20 generates wavelength-swept light L1.
  • the wavelength-swept light L1 is guided to the spectroscopic head 30.
  • the irradiation optical system 31 of the spectroscopic head 30 irradiates the wavelength-swept light L1 onto the sample 2.
  • the first photodetector 32 detects light (object light) L2 obtained as a result of irradiating the sample 2 with the wavelength-swept light L1.
  • the object light L2 can be reflected light or transmitted light from the sample 2.
  • a portion of the wavelength swept light L1 is branched off as reference light L3.
  • the second photodetector 33 measures the reference light L3.
  • a photodetector such as a photodiode (PD) is used as the photodetector 32.
  • the first detection signal S1 generated by the first photodetector 32 and the second detection signal S2 generated by the second photodetector 33 are supplied to the arithmetic processing device 40.
  • the object light L2 and reference light L3 inherit the one-to-one time-wavelength correspondence of the wavelength-swept light L1. Therefore, the time waveform of the first detection signal S1 can be converted into the spectrum of the object light L2 by converting the time axis to wavelength. Similarly, the time waveform of the second detection signal S2 can be converted into the spectrum of the reference light L3 by converting the time axis to wavelength.
  • the arithmetic processing device 40 calculates the ratio of each corresponding wavelength of the object light L2 to the reference light L3, and measures the spectral characteristics (reflectance and transmittance) of the sample 2.
  • This disclosure has been made in light of this situation, and one of its exemplary purposes is to provide an optical measurement device that suppresses saturation of the optical receiver.
  • An optical measurement device includes a light source device that generates a wavelength-swept optical pulse train including multiple optical pulses with different center wavelengths, and a photodetector that receives object light obtained by irradiating a sample with the wavelength-swept optical pulse train.
  • the optical measurement device further includes a saturation suppressor that is disposed on the optical path of a beam guided within the optical measurement device, splits the incident beam into a main optical path and a sub-optical path, and extends at least one of the multiple optical pulses by delaying the sub-pulses on the sub-optical path and then returning them to the main optical path.
  • saturation of the photodetector can be suppressed, enabling more accurate measurements.
  • FIG. 1 is a diagram showing a wavelength sweeping spectroscopic device.
  • 1 is a diagram illustrating a light measurement device according to an embodiment.
  • 3 is a diagram illustrating the operation of the light measurement device of FIG. 2.
  • FIG. 2 illustrates a saturation suppressor according to an embodiment.
  • 5 is a diagram illustrating the operation of the saturation suppressor of FIG. 4.
  • FIG. 2 illustrates a saturation suppressor according to an embodiment.
  • FIG. 2 illustrates a saturation suppressor according to an embodiment.
  • FIG. 2 illustrates a saturation suppressor according to an embodiment.
  • FIG. 10 illustrates a saturation suppressor according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of a light source device according to Modification 2.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of a light source device according to Modification 3.
  • An optical measurement device includes a light source device that generates a wavelength-swept optical pulse train including multiple optical pulses with different center wavelengths, and a photodetector that receives object light obtained by irradiating a sample with the wavelength-swept optical pulse train.
  • the optical measurement device further includes a saturation suppressor that is disposed on the optical path of the beam guided within the optical measurement device, splits the incident beam into a main optical path and a sub-optical path, and returns the sub-pulse on the sub-optical path to the main optical path after delaying it, thereby stretching at least one of the multiple optical pulses.
  • the object light will contain multiple optical pulses corresponding to the multiple optical pulses contained in the wavelength-swept optical pulse train. If the intensity of each optical pulse incident on the optical receiver is high, the output signal from the optical receiver will saturate, making accurate spectrum measurement difficult. With the above configuration, by widening the pulse width of the optical pulses and lowering the peak, it is possible to suppress the intensity peak while avoiding energy loss of the object light incident on the optical receiver, thereby suppressing saturation in the optical receiver and improving measurement accuracy.
  • the saturation suppressor may stretch the optical pulses so that they do not overlap with adjacent optical pulses, in other words, while maintaining the separation of multiple optical pulses. This allows measurements to be made without destroying the one-to-one correspondence between wavelength and time.
  • T> ⁇ t ⁇ m when the spacing between multiple optical pulses is T, the delay of the optical sub-path is ⁇ t, and the mth sub-pulse forming the output pulse of the saturation suppressor is buried in noise, T> ⁇ t ⁇ m may satisfy the following relationship.
  • the saturation suppressor may include a two-port input, two-port output optical coupler that receives the incident beam at a first input port, and a delay optical path provided between the second input port of the optical coupler and the second output port of the optical coupler, and the stretched optical pulse may be output from the first output port of the optical coupler.
  • the saturation suppressor may include a total reflection mirror that forms a secondary optical path.
  • free space may be used as a secondary optical path.
  • the sub-pulses on the secondary optical path may be returned to a junction upstream of the branch point of the primary and secondary optical paths. This causes the beam to be repeatedly guided along its original path, with repeated attenuation and delay. This allows for the production of smooth optical pulses.
  • the sub-pulses on the secondary optical path may be returned to a confluence point downstream of the branch point of the main optical path and the secondary optical path.
  • the sub-pulses on the secondary optical path may be returned to a junction that also serves as a branch point for the main optical path and the secondary optical path.
  • the saturation suppressor may include a beam splitter or half mirror located at the branch point of the main optical path and the sub-optical path. Since beam splitters and half mirrors have broader bandwidths than optical couplers, it is advisable to use a beam splitter or optical coupler when you want the saturation suppressor to operate over a broad bandwidth.
  • the light source device may include a pulse light source that generates broadband pulsed light having a continuous spectrum, and a pulse stretcher that shapes the broadband pulsed light into a wavelength-swept optical pulse train.
  • the saturation suppressor may receive the broadband pulsed light or the light emitted from the pulse stretcher as an incident beam.
  • the light source device may include a pulse light source that generates broadband pulsed light having a continuous spectrum, and a pulse stretcher that shapes the broadband pulsed light into a wavelength-swept optical pulse train.
  • the pulse stretcher may include a demultiplexer that branches the broadband pulsed light into multiple beams, a fiber group including multiple fibers that impart different delays to the multiple beams, and a multiplexer that combines the output beams of the multiple fibers.
  • the saturation suppressor may stretch a beam guided through one of the multiple fibers. Depending on the spectroscopic characteristics (reflection characteristics, absorption characteristics, transmission characteristics) of the object to be measured, the light intensity reaching the optical receiver may be high in a specific wavelength range. In such cases, saturation of the optical receiver can be suppressed by stretching the beam guided through the fiber corresponding to that wavelength range. Furthermore, because the wavelength band covered by the saturation suppressor is narrower, the design of the saturation suppressor is easier.
  • multiple saturation suppressors may be provided, and each saturation suppressor may expand the beam guided through a corresponding fiber.
  • the optical receiver may be a photodiode.
  • each component shown in the drawings may be enlarged or reduced as appropriate for ease of understanding.
  • the dimensions of multiple components do not necessarily represent their relative sizes; even if a component A is depicted as thicker than another component B on the drawings, component A may actually be thinner than component B.
  • the optical measurement device 100 includes a light source device 110, an irradiation optical system 120, a light receiver 130, a processing device 140, and a saturation suppressor 150.
  • the light source device 110 generates a wavelength-swept optical pulse train L1, which is a pulse train including multiple optical pulses p1 to pn with different center wavelengths.
  • the multiple optical pulses p1 to pn have different center wavelengths and are spaced apart on the time axis.
  • the center wavelengths of the multiple optical pulses p1 to pn are denoted as ⁇ 1 to ⁇ n .
  • the wavelength components included in the ith pulse pi are treated as having the same wavelength ⁇ i.
  • the saturation suppressor 150 is provided on the optical path of the beam guided within the optical measurement device 100.
  • the saturation suppressor 150 splits the incident beam into a main optical path and a sub-optical path, delays the sub-pulse on the sub-optical path, and then returns it to the main optical path, thereby stretching at least one of the multiple optical pulses p1 to pn.
  • the wavelength-swept optical pulse train L1 which includes all optical pulses p1 to pn, is incident on the saturation suppressor 150. Therefore, the saturation suppressor 150 stretches each of the optical pulses p1 to pn on the time axis. Assuming that the energy of each pulse is conserved, the peak intensity of each pulse decreases. It is desirable for the saturation suppressor 150 to stretch each of the optical pulses p1 to pn so that they do not overlap with adjacent optical pulses.
  • the irradiation optical system 120 receives the wavelength-swept optical pulse train L1a, which includes optical pulses pa1 to pan whose peaks have been suppressed by the saturation suppressor 150, and irradiates the sample 2 with the wavelength-swept optical pulse train L1b.
  • the photoreceiver 130 receives the object light L2 obtained as a result of irradiating the sample 2 with the wavelength-swept optical pulse train L1b.
  • This object light L2 also includes multiple pulses pb1 to pbn, which correspond to the multiple pulses p1 to pn.
  • the processing device 140 converts the output of the photodetector 130 into a digital signal and processes it to generate spectral data for the sample 2 and/or determine whether the sample 2 is good or bad.
  • the above is the configuration of the light measurement device 100. Next, we will explain its operation.
  • Figure 3 is a diagram showing the operation of the optical measurement device 100 of Figure 2.
  • Figure 3 shows the wavelength swept light pulse train L1, the expanded wavelength swept light pulse trains L1a and L1b, and the object light L2.
  • the wavelength swept optical pulse train L1 generated by the light source device 110 includes multiple optical pulses p1 to pn. Each pulse p1 to pn has a different center wavelength ⁇ 1 to ⁇ n . There is a one-to-one correspondence between the generation times t1 , t2 , ... tn of each optical pulse p1, p2, ... pn and the wavelengths ⁇ 1 , ⁇ 2 ... ⁇ n . This is called uniqueness of time and wavelength.
  • ⁇ 1 and ⁇ n are not limited, and ⁇ 1 > ⁇ 2 > ... > ⁇ n may be satisfied (positive chirp), or conversely, ⁇ 1 ⁇ 2 ⁇ ... ⁇ n may be satisfied (negative chirp).
  • the saturation suppressor 150 stretches each of the optical pulses p1 to pn on the time axis. As a result, the peaks of the stretched optical pulses pa1 to pan become lower than those of the original optical pulses p1 to pn.
  • the wavelength-swept light pulse train L1b When the wavelength-swept light pulse train L1b is irradiated onto the sample 2, part of the wavelengths of the wavelength-swept light pulse train L1b is absorbed in accordance with the spectroscopic characteristics of the sample 2. In other words, focusing on the object light L2, light pulses having wavelengths corresponding to the absorption spectrum of the sample 2 are attenuated. In other words, the energy of each of the light pulses Lb1 to Lbn correlates with the absorptance (in other words, reflectance or transmittance) of the sample 2 at the corresponding wavelengths ⁇ 1 to ⁇ n .
  • the photoreceiver 130 measures the optical pulses pb1 to pbn contained in the object light L2.
  • the electrical signal output by the photoreceiver 140 has a waveform corresponding to the object light L2 and includes a pulse train.
  • the processing device 140 converts the output signal of the photodetector 140 into a digital signal and takes it in. Then, it integrates the energy for each pulse. Since the energy of each pulse correlates with the absorptance of the corresponding wavelength in the sample 2, the integrated values of each of the multiple pulses represent the absorption spectrum of the sample 2 at multiple wavelengths ⁇ 1 to ⁇ n .
  • the above is the operation of the light measurement device 100.
  • This optical measurement device 100 suppresses the intensity peak of the object light L2 incident on the optical receiver 130. This ensures a sufficient S/N ratio while suppressing saturation in the optical receiver 130, enabling highly accurate measurements. Because this optical measurement device 100 does not use a dimming element or the like for attenuation, energy loss is very small, and it also has the advantage of being able to effectively utilize the energy of the original wavelength-swept optical pulse train L1. As mentioned above, the energy of each pulse correlates with the absorptance of the corresponding wavelength in the sample 2, so when measuring the absorptance of the sample 2, making maximum use of the energy of each optical pulse irradiated onto the sample 2 enables more accurate measurements.
  • the change over time in the waveform intensity of the optical pulse incident on the optical receiver 130 becomes gentler.
  • the electrical signal output from the optical receiver 130 becomes gentler, meaning that it no longer contains high-frequency components.
  • FIG. 4 shows a saturation suppressor 150A according to one embodiment.
  • the saturation suppressor 150A includes an optical coupler 152 and a delay fiber 154.
  • the optical coupler 152 is a 2x2 fiber coupler (also called a branching coupler) having two input ports and two output ports.
  • the optical coupler 152 receives an incident beam at its first input port IN1.
  • a delay fiber 154 is connected between the second output port OUT2 of the optical coupler 152 and its second input port IN2.
  • the path between the first input port IN1 and the first output port OUT1 is considered to be the main optical path 156, and the path from the second output port OUT2 back to the second input port IN2 via the delay fiber 154 is considered to be the sub-optical path 158.
  • the saturation suppressor 150A splits the incident beam (incident pulse) into the main optical path and the sub-optical path, delays the sub-pulse on the sub-optical path, and then returns it to the main optical path.
  • Fig. 5 is a diagram for explaining the operation of the saturation suppressor 150A of Fig. 4.
  • the upper part shows the incident pulses Pi (p1, p2, ... in Fig. 3), and the lower part shows the outgoing pulses Po (pa1, pa2, ... in Fig. 3).
  • the intensity of the input pulse Pi is I0 .
  • the sub-pulse coupled to the sub-optical path returns to the input side via the delay fiber 154.
  • a sub-pulse with an intensity I2 I0 ⁇ (1/2) 2, which is half the intensity of the sub-pulse that returned to the input side, is coupled to the main optical path, and a sub-pulse with the same intensity I0 ⁇ ( 1/2) 2 is coupled to the sub-optical path.
  • the delay in the secondary optical path be ⁇ t. This ⁇ t is determined so that the trailing edge of the emitted pulse drops gradually and uniformly; in other words, so that the emitted pulse does not have multiple peaks or split into multiple pulses.
  • the stretched optical pulses As shown in Figure 5, when a pulse is stretched, the tail (trailing edge) of the pulse moves closer to the next pulse. As mentioned above, it is desirable for the stretched optical pulses to be separated from adjacent pulses. Separated pulses means that there is a section between adjacent pulses where the intensity drops to the noise floor.
  • n' n/( ⁇ N). If the Mth pulse among multiple pulses having intensities I1 , I2 , I3 , ... contained in the emitted pulse Po is buried in noise n', then the subsequent pulses are treated as if they do not exist. In other words, m is the smallest integer that satisfies the following inequality: n'>I 0 ⁇ (1/2) m
  • the saturation suppressor 150A may be designed so that the following holds true:
  • the saturation suppressor 150A in Figure 5 uses a branching coupler.
  • the wavelength range of commonly available broadband branching couplers is approximately 100 nm. Therefore, they are not suitable for measurements in which the wavelength range ⁇ 1 to ⁇ n in wavelength spectroscopy extends to several hundred nanometers.
  • the wavelength of light obtained from an SC pulse light source is a very broad band, from 900 nm to 1300 nm, so a configuration using a branching coupler cannot obtain flat characteristics.
  • FIG. 6 illustrates a saturation suppressor 150B according to one embodiment.
  • the saturation suppressor 150B includes beam splitters BS1 and BS2 and total reflection mirrors M1 and M2.
  • the beam splitter BS1 splits an incident pulse into a main optical path 156 and a secondary optical path 158.
  • the beams propagating through the main optical path 156 and the secondary optical path 158 are combined at the beam splitter BS2.
  • the total reflection mirrors M1 and M2 delay the light split by the beam splitter BS1 and guide it to the beam splitter BS2.
  • a polarizing beam splitter (PBS) or a half mirror can be used as the beam splitters BS1 and BS2.
  • This saturation suppressor 150B can expand a wideband incident pulse.
  • the output pulse in FIG. 5 includes only a pulse having an intensity I1 and a pulse having an intensity I2 , and the pulse width of the expanded output pulse is narrower than that of FIG. 4.
  • FIG. 7 shows a saturation suppressor 150C according to one embodiment.
  • Saturation suppressor 150C includes beam splitters BS3 and BS4 and total reflection mirrors M6 to M9.
  • Beam splitter BS3 splits the incident pulse into main optical path 156 and sub optical path 158.
  • the beams guided through main optical path 156 and sub optical path 158 are combined at beam splitter BS4.
  • Total reflection mirrors M6 and M7 delay the light split by beam splitter BS3 and guide it to beam splitter BS2.
  • a portion of the beam directed from total reflection mirror M7 is transmitted through beam splitter BS4.
  • the beam that passes through beam splitter BS4 is delayed by total reflection mirrors M8 and M9 and returned to beam splitter BS3.
  • This saturation suppressor 150C can expand a wideband input pulse. Furthermore, because the output pulse contains three or more pulses, similar to the saturation suppressor 150A in Figure 4, the trailing edge of the pulse can be made smooth.
  • FIG 8 shows a saturation suppressor 150D according to one embodiment.
  • the saturation suppressor 150D includes a beam splitter BS5 and total reflection mirrors M10 to M13.
  • the beam splitter BS5 splits the incident pulse into a main optical path 156 and a secondary optical path 158.
  • the total reflection mirrors M10 to M13 delay the light split by the beam splitter BS5 and return it to the beam splitter BS5.
  • the beam returned to the beam splitter BS5 splits into a main optical path 156 and a secondary optical path 158.
  • the saturation suppressor 150 is inserted between the light source device 110 and the irradiation optical system 120 to stretch the wavelength swept light pulse train L1, but the present disclosure is not limited to this.
  • the saturation suppressor 150 may be incorporated inside the irradiation optical system 120, or may be arranged on the optical path of the object light L2 to stretch the object light L2.
  • the pulse stretcher 114 shapes the broadband pulsed light L0 into a wavelength-swept optical pulse train L1.
  • the pulse stretcher 114 includes a demultiplexer 115, a delay line 116 including multiple fibers FB1-FBn, and a multiplexer 117.
  • the demultiplexer 115 branches the broadband pulsed light L0 into multiple paths according to wavelength.
  • the input end of each of the multiple fibers 116 is coupled to a corresponding one of the multiple output ends of the demultiplexer 115.
  • the multiple fibers FB1-FBn have different lengths, and the length of each fiber FB1-FBn (delay line 116) is determined so that the optical pulses p1-pn included in the wavelength-swept light L1 have a predetermined spacing T.
  • the multiplexer 117 is connected to the output ends of the multiple fibers 116, spatially combining the light guided through the multiple fibers 116 and outputting it.
  • the saturation suppressor 150 can be provided on the optical path of the broadband pulsed light L0.
  • the beam may be focused and coupled to the input end of the saturation suppressor 150 or to a fiber connected to the input end, as shown in (i) of Figure 9.
  • the saturation suppressor 150 may be placed at the position shown in (ii) of Figure 9.
  • the spectral intensity of the object light L2 may be strong only in a specific wavelength band ⁇ k .
  • a saturation suppressor 150 may be inserted in series with the k-th fiber FB k corresponding to the specific wavelength band ⁇ k .
  • a saturation suppressor 150A having a branching coupler as shown in FIG. 4 may be used.
  • L1 wavelength swept light L2 object light 2 sample 100 light measurement device 110 light source device 112 pulsed light source 114 stretcher 115 demultiplexer 116 delay line 117 multiplexer 120 irradiation optical system 130 light receiver 140 processing device 150 saturation suppressor 152 optical coupler 154 delay fiber 156 main optical path 158 sub optical path BS beam splitter M total reflection mirror L0 broadband pulsed light L1 wavelength swept light L2 object light L3 reference light

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Abstract

受光器の飽和を抑制した光測定装置を提供する。　光源装置１１０は、中心波長が異なる複数の光パルスｐ１，ｐ２…を含む波長掃引光パルス列Ｌ１を発生する。受光器１３０は、波長掃引光パルス列Ｌ１ｂを試料２に照射して得られる物体光Ｌ２を受ける。飽和抑制器１５０は、光測定装置１００内を導波するビーム（Ｌ１，Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２）の光路上に設けられ、入射ビームを主光路と副光路に分岐し、副光路のサブパルスに遅延を与えた後に主光路に戻すことにより、複数の光パルスｐ１～ｐｎの少なくともひとつを伸長する。

Description

光測定装置
　本開示は、光測定装置に関する。
　対象物の成分分析や検査に分光解析が広く用いられる。分光解析では、照射光を対象物に照射し、照射の結果得られる物体光のスペクトルが測定される。そして、物体光のスペクトルと照射光のスペクトルの関係にもとづいて、反射特性（波長依存性）あるいは透過特性などの光学的特性を得ることができる。
　光学特性の測定手法のひとつとして、波長掃引型の分光法が知られている。波長掃引型の分光器は、波長が経時的に変化する波長掃引光を生成し、検査対象に照射する。波長掃引光は、時間と波長が１対１の関係にあるパルスあるいはパルス列である。そして波長掃引光を検査対象に照射して得られる光の時間波形を受光器によって検出する。受光器の出力波形は、時間軸が波長に対応するスペクトルを表す。
　図１は、波長掃引型の分光装置１０を示す図である。分光装置１０は、光源装置２０、分光ヘッド３０、演算処理装置４０を備える。
　光源装置２０は、波長掃引光Ｌ１を生成する。波長掃引光Ｌ１は、分光ヘッド３０に導かれる。分光ヘッド３０の照射光学系３１は、波長掃引光Ｌ１を試料２に照射する。第１受光器３２は、波長掃引光Ｌ１を試料２に照射した結果得られる光（物体光）Ｌ２を検出する。物体光Ｌ２は、試料２の反射光または透過光でありうる。
　照射光学系３１において、波長掃引光Ｌ１の一部が参照光Ｌ３として分岐される。第２受光器３３は、参照光Ｌ３を測定する。受光器３２としては、フォトダイオード（ＰＤ）などの光検出器が利用される。
　第１受光器３２が生成する第１検出信号Ｓ１と、第２受光器３３が生成する第２検出信号Ｓ２は、演算処理装置４０に供給される。物体光Ｌ２および参照光Ｌ３は、波長掃引光Ｌ１の時間－波長の１対１の対応関係を引き継いでいる。したがって、第１検出信号Ｓ１の時間波形は、時間軸を波長に換算することにより、物体光Ｌ２のスペクトルに変換できる。同様に、第２検出信号Ｓ２の時間波形は、時間軸を波長に換算することにより、参照光Ｌ３のスペクトルに変換できる。演算処理装置４０は、参照光Ｌ３に対する物体光Ｌ２の対応する波長ごとの割合を計算し、試料２の分光特性（反射率や透過率）を測定する。
特開２０２０－１５９９７３号公報 特開２０２０－１５９９７１号公報
　図１の分光装置１０においてＳ／Ｎ比を高めるためには、波長掃引光Ｌ１の強度を高める必要がある。そうすると、受光器３２に入射する物体光Ｌ２の強度も高くなる。受光器の出力は、線形領域において入力光信号に比例するが、入力光信号が強すぎると飽和する。受光器の飽和は、測定精度の低下を招く。
　本開示はかかる状況においてなされたものであり、その例示的な目的のひとつは、受光器の飽和を抑制した光測定装置の提供にある。
　本開示のある態様の光測定装置は、中心波長が異なる複数の光パルスを含む波長掃引光パルス列を発生する光源装置と、波長掃引光パルス列を試料に照射して得られる物体光を受ける受光器と、を備える。光測定装置は、光測定装置内を導波するビームの光路上に設けられ、入射ビームを主光路と副光路に分岐し、副光路のサブパルスに遅延を与えた後に主光路に戻すことにより、複数の光パルスの少なくともひとつを伸長する飽和抑制器をさらに備える。
　なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明あるいは本開示の態様として有効である。さらに、この項目（課題を解決するための手段）の記載は、本発明の欠くべからざるすべての特徴を説明するものではなく、したがって、記載されるこれらの特徴のサブコンビネーションも、本発明たり得る。
　本開示のある態様によれば、受光器の飽和を抑制し、より正確な測定が可能となる。
波長掃引型の分光装置を示す図である。 実施形態に係る光測定装置を示す図である。 図２の光測定装置の動作を示す図である。 一実施例に係る飽和抑制器を示す図である。 図４の飽和抑制器の動作を説明する図である。 一実施例に係る飽和抑制器を示す図である。 一実施例に係る飽和抑制器を示す図である。 一実施例に係る飽和抑制器を示す図である。 変形例２に係る光源装置の構成例を示す図である。 変形例３に係る光源装置の構成例を示す図である。
（実施形態の概要）
　本開示のいくつかの例示的な実施形態の概要を説明する。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、実施形態の基本的な理解を目的として、１つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化して説明するものであり、発明あるいは開示の広さを限定するものではない。またこの概要は、考えられるすべての実施形態の包括的な概要ではなく、実施形態の欠くべからざる構成要素を限定するものではない。便宜上、「一実施形態」は、本明細書に開示するひとつの実施形態（実施例や変形例）または複数の実施形態（実施例や変形例）を指すものとして用いる場合がある。
　一実施形態に係る光測定装置は、中心波長が異なる複数の光パルスを含む波長掃引光パルス列を発生する光源装置と、波長掃引光パルス列を試料に照射して得られる物体光を受ける受光器と、を備える。光測定装置は、光測定装置内を導波するビームの光路上に設けられ、入射ビームを主光路と副光路に分岐し、副光路のサブパルスに遅延を与えた後に主光路に戻すことにより、複数の光パルスの少なくともひとつを伸長する飽和抑制器をさらに備える。
　物体光は、波長掃引光パルス列に含まれる複数の光パルスに対応する複数の光パルスを含むこととなる。受光器に入射する個々の光パルスの強度が高いと、受光器の出力信号が飽和し、正確なスペクトル測定が難しくなる。上記構成によれば、光パルスのパルス幅を広げてピークを下げることにより、受光器に入射される物体光のエネルギー損失を避けつつ強度ピークを抑制することができ、受光器における飽和を抑制し、測定精度を改善できる。
　一実施形態において、飽和抑制器は、光パルスを、隣接する光パルスと重ならないように、言い換えると複数の光パルスの分離を維持したまま伸長してもよい。これにより、波長と時間の１対１の対応関係を崩さずに測定が可能となる。
　一実施形態において、複数の光パルスの間隔をＴ、副光路の遅延をΔｔ、飽和抑制器の出力パルスを形成するｍ番目のサブパルスがノイズに埋もれるとき、
　Ｔ＞Δｔ×ｍ
の関係を満たしてもよい。
　一実施形態において、飽和抑制器は、第１入力ポートに入射ビームを受ける２ポート入力、２ポート出力の光カプラと、光カプラの第２入力ポートと光カプラの第２出力ポートの間に設けられた遅延光路と、を含み、光カプラの第１出力ポートから伸張後の光パルスが出射してもよい。
　一実施形態において、飽和抑制器は、副光路を形成する全反射ミラーを含んでもよい。
つまり自由空間を副光路として利用してもよい。
　一実施形態において、副光路のサブパルスは、主光路と副光路の分岐点よりも上流の合流点に戻されてもよい。これにより、ビームは減衰および遅延を繰り返しながら、元の経路を繰り返し導波する。これにより、なだらかな光パルスを得ることができる。
　一実施形態において、副光路のサブパルスは、主光路と副光路の分岐点よりも下流の合流点に戻されてもよい。
　一実施形態において、副光路のサブパルスは、主光路と副光路の分岐点を兼ねる合流点に戻されてもよい。
　一実施形態において、飽和抑制器は、主光路と副光路の分岐点に設けられたビームスプリッタまたはハーフミラーを含んでもよい。ビームスプリッタやハーフミラーは、光カプラに比べて広帯域であるため、広帯域に飽和抑制器を作用させたい場合には、ビームスプリッタや光カプラを用いるとよい。
　一実施形態において、光源装置は、連続スペクトルを含む広帯域パルス光を生成するパルス光源と、広帯域パルス光を波長掃引光パルス列に整形するパルスストレッチャと、を備えてもよい。飽和抑制器は、広帯域パルス光またはパルスストレッチャの出射光を、入射ビームとして受けてもよい。
　一実施形態において、光源装置は、連続スペクトルを含む広帯域パルス光を生成するパルス光源と、広帯域パルス光を波長掃引光パルス列に整形するパルスストレッチャと、を備えてもよい。パルスストレッチャは、広帯域パルス光を複数のビームに分岐する分波器と、複数のビームに異なる遅延を与える複数のファイバを含むファイバ群と、複数のファイバの出力ビームを合波する合波器と、を含んでもよい。飽和抑制器は、複数のファイバのひとつを導波するビームを伸長してもよい。測定対象の分光特性（反射特性、吸収特性、透過特性）によっては、特定の波長域において、受光器への光強度が高くなる場合がある。このような場合には、その波長域に対応するファイバを導波するビームを伸長することで、受光器の飽和を抑制できる。また飽和抑制器が受け持つ波長帯域は狭くなるため、飽和抑制器の設計が容易となる。
　一実施形態において、飽和抑制器は複数個設けられており、各飽和抑制器は対応するひとつのファイバを導波するビームを伸張してもよい。
　一実施形態において、受光器は、フォトダイオードであってもよい。
（実施形態）
　以下、本開示を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、開示を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも開示の本質的なものであるとは限らない。
　図面に記載される各部材の寸法（厚み、長さ、幅など）は、理解の容易化のために適宜、拡大縮小されている場合がある。さらには複数の部材の寸法は、必ずしもそれらの大小関係を表しているとは限らず、図面上で、ある部材Ａが、別の部材Ｂよりも厚く描かれていても、部材Ａが部材Ｂよりも薄いこともあり得る。
（実施形態）
　図２は、実施形態に係る光測定装置１００を示す図である。光測定装置１００は、光源装置１１０、照射光学系１２０、受光器１３０、処理装置１４０、飽和抑制器１５０を備える。
　光源装置１１０は、中心波長が異なる複数の光パルスｐ１～ｐｎを含むパルス列である波長掃引光パルス列Ｌ１を発生する。複数の光パルスｐ１～ｐｎは、異なる中心波長を有し、時間軸上にインターバルをもって配置される。複数の光パルスｐ１～ｐｎの中心波長をλ１～λｎと表記する。ｉ番目のパルスｐｉに含まれる波長成分は、同一波長λｉを有するものとして扱われる。
　飽和抑制器１５０は、光測定装置１００内を導波するビームの光路上に設けられる。飽和抑制器１５０は、その入射ビームを主光路と副光路に分岐し、副光路のサブパルスに遅延を与えた後に主光路に戻すことにより、複数の光パルスｐ１～ｐｎの少なくともひとつを伸長する。
　本実施形態では、飽和抑制器１５０にはすべての光パルスｐ１～ｐｎを含む波長掃引光パルス列Ｌ１が入射する。したがって、飽和抑制器１５０は、各光パルスｐ１～ｐｎそれぞれを、時間軸上で伸長する。各パルスのエネルギーが保存されると仮定すると、各パルスのピーク強度は低下する。飽和抑制器１５０は、光パルスｐ１～ｐｎそれぞれを、隣接する光パルスと重ならないように伸長することが望ましい。
　照射光学系１２０は、飽和抑制器１５０によりピークが抑制された光パルスｐａ１～ｐａｎを含む波長掃引光パルス列Ｌ１ａを受け、波長掃引光パルス列Ｌ１ｂを試料２に照射する。受光器１３０は、波長掃引光パルス列Ｌ１ｂを試料２に照射した結果得られる物体光Ｌ２を受光する。この物体光Ｌ２もまた、複数のパルスｐ１～ｐｎに対応する複数のパルスｐｂ１～ｐｂｎを含む。
　処理装置１４０は、受光器１３０の出力をデジタル信号に変換して処理することにより、試料２のスペクトルデータを生成し、および／または、試料２の良否を判定する。
　以上が光測定装置１００の構成である。続いてその動作を説明する。
　図３は、図２の光測定装置１００の動作を示す図である。図３には、波長掃引光パルス列Ｌ１、伸張後の波長掃引光パルス列Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ、物体光Ｌ２が示される。
　光源装置１１０が生成する波長掃引光パルス列Ｌ１は、複数の光パルスｐ１～ｐｎを含む。各パルスｐ１～ｐｎは、異なる中心波長λ１～λｎを有している。各光パルスｐ１，ｐ２，…ｐｎの発生時刻ｔ１，ｔ２，…ｔｎと、波長λ１，λ２…λｎは１対１の対応関係を有している。これを時間と波長の一意性をという。
　λ１とλｎの大小関係は限定されず、λ１＞λ２＞…＞λｎを満たしてもよい（正のチャープ）。反対に、λ１＜λ２＜…＜λｎを満たしてもよい（負のチャープ）。
　飽和抑制器１５０によって、光パルスｐ１～ｐｎそれぞれが時間軸上で伸張される。これにより、伸張後の光パルスｐａ１～ｐａｎのピークは、元の光パルスｐ１～ｐｎに比べて低くなる。
　波長掃引光パルス列Ｌ１ｂが試料２に照射されると、試料２の分光特性に応じて、波長掃引光パルス列Ｌ１ｂの波長の一部が吸収される。つまり、物体光Ｌ２に着目すると、試料２の吸収スペクトルに対応する波長を有する光パルスが減衰することとなる。つまり、各光パルスＬｂ１～Ｌｂｎのエネルギーは、対応する波長λ１～λｎにおける試料２の吸収率（言い換えると反射率あるいは透過率）と相関を有する。
　受光器１３０は、物体光Ｌ２に含まれる光パルスｐｂ１～ｐｂｎを測定する。受光器１４０の出力である電気信号は、物体光Ｌ２に応じた波形を有し、パルス列を含む。
　処理装置１４０は、受光器１４０の出力信号をデジタル信号に変換して取り込む。そして、パルス毎にエネルギーを積分する。各パルスのエネルギーは、試料２の対応する波長の吸収率と相関を有するから、複数のパルスそれぞれの積分値は、試料２の複数の波長λ１～λｎの吸収スペクトルを表す。
　以上が光測定装置１００の動作である。
　この光測定装置１００によれば、受光器１３０に入射する物体光Ｌ２の強度ピークが抑制される。これにより、十分なＳ／Ｎ比を確保しつつ、受光器１３０における飽和を抑制できるため、高精度な測定が可能となる。この光測定装置１００では、減光素子などを利用して減衰させているわけではないため、エネルギーの損失は非常に小さく、元の波長掃引光パルス列Ｌ１のエネルギーを有効に利用できるという利点もある。前述のように、各パルスのエネルギーは、試料２の対応する波長の吸収率と相関を有するから、試料２の吸収率を測定する際に、試料２に照射する各光パルスのエネルギーを最大限に利用することで、より高精度な測定が可能となる。
　また、受光器１３０に入射する光パルスの波形強度の時間変化が緩やかになる。このことは、受光器１３０の出力である電気信号が緩やかになること、つまり高周波成分を含まなくなることを意味する。したがって、電気信号を増幅したり、デジタル信号に変換するアナログフロントエンド回路の設計要求が緩和される。具体的には、高速な回路が不要となるため、設計が容易となり、また低コスト化が可能となる。
　続いて飽和抑制器１５０の構成例を説明する。
　図４は、一実施例に係る飽和抑制器１５０Ａを示す図である。飽和抑制器１５０Ａは、光カプラ１５２および遅延ファイバ１５４を含む。光カプラ１５２は、２つの入力ポートと２つの出力ポートを有する２×２ファイバカプラ（分岐カプラともいう）である。光カプラ１５２は、第１入力ポートＩＮ１に、入射ビームを受ける。光カプラ１５２の第２出力ポートＯＵＴ２と第２入力ポートＩＮ２の間には、遅延ファイバ１５４が接続される。
　第１入力ポートＩＮ１と第１出力ポートＯＵＴ１の間を主光路１５６、第２出力ポートＯＵＴ２から遅延ファイバ１５４を経て第２入力ポートＩＮ２に戻る経路を副光路１５８と考える。飽和抑制器１５０Ａは、入射ビーム（入射パルス）を主光路と副光路に分岐し、副光路のサブパルスに遅延を与えた後に主光路に戻していることがわかる。
　図５は、図４の飽和抑制器１５０Ａの動作を説明する図である。上段は入射パルスＰｉ（図３のｐ１，ｐ２…）を、下段は出射パルスＰｏ（図３のｐａ１，ｐａ２…）を示す。
損失がゼロと仮定し、光カプラ１５２の分岐比を５０％とする。また入射パルスＰｉの強度をＩ０とする。このとき、強度Ｉ１＝Ｉ０×１／２のパルス（サブパルスという）が、主光路に結合し、同じ強度Ｉ０×１／２のサブパルスが副光路に結合する。副光路に結合したサブパルスは、遅延ファイバ１５４を経て入力側に戻る。入力側に戻ったサブパルスの１／２の強度Ｉ２＝Ｉ０×（１／２）２を有するサブパルスが主光路に結合し、同じ強度Ｉ０×（１／２）２を有するサブパルスが副光路に結合する。以降も同様であり、ｉ回（ｉ＝３，４，…）の遅延ごとに、強度Ｉｊ＝Ｉ０×（１／２）ｊを有するパルスが主光路に結合する。この動作が繰り返され、出射パルスは複数のサブパルスの重ね合わせとなり、入射パルスＰｉのパルス幅が引き延ばされ、ピークが抑制される。
　副光路における遅延をΔｔとする。このΔｔは、出射パルスの後縁（トレイリングエッジ）が緩やかに一様に低下するように、言い換えると、出射パルスが複数のピークをもったり、あるいは複数のパルスに分離しないように定められる。
　図５に示す様に、パルスが引き延ばされることにより、パルスの裾（後縁、トレイリングエッジ）は、次のパルスに近づくことになるが。上述のように、伸張後の光パルスは、隣接するそれと分離していることが望ましい。パルスが分離しているとは、隣接するパルスの間に、ノイズフロアまで強度が低下している区間が存在することをいう。
　いま、ランダムなノイズの振幅をピークトゥピークで２ｎとする。Ｎ回の平均化によってノイズは抑制され、ｎ’＝ｎ／（√Ｎ）となる。出射パルスＰｏに含まれる強度Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３…を有する複数のパルスのうち、Ｍ番目のパルスが、ノイズｎ’に埋もれるとすると、それ以降のパルスは存在しないものとして扱うこととする。つまりｍは、以下の不等式を満たす最小の整数である。
　ｎ’＞Ｉ０×（１／２）ｍ
　入射パルスＰｉの間隔がＴであるとする。現在の入射パルスの裾の影響を、ひとつ後の入射パルスに及ぼさないようにするためには、
　Ｔ＞Δｔ×ｍ
が成立するように飽和抑制器１５０Ａを設計すればよい。
　図５の飽和抑制器１５０Ａは、分岐カプラを用いている。一般的に入手可能な広帯域とされる分岐カプラの波長範囲は１００ｎｍ程度である。したがって、波長分光における波長範囲λ１～λｎが数百ｎｍに及ぶような測定には適さない。たとえば、ＳＣパルス光源から得られる光の波長は９００ｎｍ～１３００ｎｍと非常に広帯域であるため、分岐カプラを用いた構成では、平坦な特性を得ることができない。このような広帯域な光測定の用途では、以下で説明するように、分岐カプラに代えて、ビームスプリッタを用いた構成とすることが好ましい。
　図６は、一実施例に係る飽和抑制器１５０Ｂを示す図である。飽和抑制器１５０Ｂは、ビームスプリッタＢＳ１，ＢＳ２、全反射ミラーＭ１，Ｍ２を含む。ビームスプリッタＢＳ１は、入射パルスを主光路１５６と副光路１５８に分岐する。主光路１５６と副光路１５８を導波するビームは、ビームスプリッタＢＳ２において合波する。全反射ミラーＭ１およびＭ２は、ビームスプリッタＢＳ１によって分岐された光に遅延を与えて、ビームスプリッタＢＳ２に導く。ビームスプリッタＢＳ１，ＢＳ２としては、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）やハーフミラーを用いることができる。この飽和抑制器１５０Ｂによれば、広帯域な入射パルスを伸張できる。この構成では、図５において出射パルスは、強度Ｉ１を有するパルスと、強度Ｉ２を有するパルスのみを含むこととなり、伸張後の出射パルスのパルス幅は、図４に比べて狭くなる。
　図７は、一実施例に係る飽和抑制器１５０Ｃを示す図である。飽和抑制器１５０Ｃは、ビームスプリッタＢＳ３，ＢＳ４、全反射ミラーＭ６～Ｍ９を含む。ビームスプリッタＢＳ３は、入射パルスを主光路１５６と副光路１５８に分岐する。主光路１５６と副光路１５８を導波するビームは、ビームスプリッタＢＳ４において合波する。全反射ミラーＭ６およびＭ７は、ビームスプリッタＢＳ３によって分岐された光に遅延を与えて、ビームスプリッタＢＳ２に導く。
　この実施例では、全反射ミラーＭ７から導かれたビームの一部は、ビームスプリッタＢＳ４を透過するようになっている。ビームスプリッタＢＳ４を透過したビームは、全反射ミラーＭ８，Ｍ９によって遅延が与えられ、ビームスプリッタＢＳ３に戻される。戻されたビームは、主光路１５６と副光路１５８に分岐する。
　この飽和抑制器１５０Ｃによれば、広帯域な入射パルスを伸張できる。また出射パルスは、図４の飽和抑制器１５０Ａと同様に、３個以上のパルスを含むこととなるため、パルスの後縁をなだらかにできる。
　図８は、一実施例に係る飽和抑制器１５０Ｄを示す図である。飽和抑制器１５０Ｄは、ビームスプリッタＢＳ５、全反射ミラーＭ１０～Ｍ１３を含む。ビームスプリッタＢＳ５は、入射パルスを主光路１５６と副光路１５８に分岐する。全反射ミラーＭ１０～Ｍ１３は、ビームスプリッタＢＳ５によって分岐された光に遅延を与えて、ビームスプリッタＢＳ５に戻す。ビームスプリッタＢＳ５に戻されたビームは、主光路１５６と副光路１５８に分岐する。
　この飽和抑制器１５０Ｄによれば、広帯域な入射パルスを伸張できる。また出射パルスは、図４の飽和抑制器１５０Ａと同様に、３個以上のパルスを含むこととなる。さらに図７の構成に比べて、ビームスプリッタの個数を１個に減らすことができる。
　続いて光測定装置１００の変形例を説明する。
（変形例１）
　図２の構成では、飽和抑制器１５０は、光源装置１１０と照射光学系１２０の間に挿入され、波長掃引光パルス列Ｌ１を伸張していたが、本開示はそれに限定されない。たとえば、飽和抑制器１５０は、照射光学系１２０の内部に組み込んでもよいし、物体光Ｌ２の光路上に配置して物体光Ｌ２を伸張するようにしてもよい。
（変形例２）
　飽和抑制器１５０は、光源装置１１０に組み込んでもよい。図９は、変形例２に係る光源装置１１０の構成例（１１０Ｅ）を示す図である。光源装置１１０Ｅは、パルス光源１１２と、パルスストレッチャ１１４を含む。パルス光源１１２はたとえばＳＣ（Super Continuum）光源であり、広帯域に渡り連続スペクトルを含む広帯域パルス光（ＳＣパルス）Ｌ０を生成する。
　パルスストレッチャ１１４は、広帯域パルス光Ｌ０を波長掃引光パルス列Ｌ１に整形する。パルスストレッチャ１１４は、分波器１１５、複数のファイバＦＢ１～ＦＢｎを含むディレイライン１１６、合波器１１７を含む。分波器１１５は、広帯域パルス光Ｌ０を、波長に応じて複数のパスに分岐する。複数のファイバ１１６それぞれの入射端は、分波器１１５の複数の出射端の対応する一つと結合している。複数のファイバＦＢ１～ＦＢｎは異なる長さを有しており、各ファイバＦＢ１～ＦＢｎ（ディレイライン１１６）の長さは、波長掃引光Ｌ１に含まれる光パルスｐ１～ｐｎが所定の間隔Ｔを有するように定められる。
　合波器１１７は、複数のファイバ１１６の出射端と結合しており、複数のファイバ１１６を導波した光を空間的に結合し、出力する。
　分波器１１５および合波器１１７は、ＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating）であってもよいし、他の光学素子であってもよい。
　変形例２において、飽和抑制器１５０は、広帯域パルス光Ｌ０の光路上に設けることができる。たとえば、飽和抑制器１５０が、図４の構成を有する場合、図９の（i）として示す様に、飽和抑制器１５０の入射端、または入射端と接続されるファイバに対して、ビームを集光して結合させてもよい。飽和抑制器１５０が、図６～図８の構成を有する場合、図９に（ii）として示す位置に、飽和抑制器１５０を配置してもよい。
　または、図９に（iii）として示すように、合波器１１７の後に飽和抑制器１５０を設けてもよい。これにより、複数のパルスのピーク強度を同時に抑制することができ、かつ、必要な構成部材の個数が減ることでコストメリットがある。
（変形例３）
　図１０は、変形例３に係る光源装置１１０の構成例（１１０Ｆ）を示す図である。変形例３では、飽和抑制器１５０は、ディレイライン１１６に組み込まれる。具体的には、分波器１１５によって分岐されたいずれか複数のチャンネルのうちのひとつに挿入される。
飽和抑制器１５０の位置は、各ファイバＦＢ１～ＦＢｎより上流であってもよいし、下流であってもよい。また複数のチャンネルに、飽和抑制器１５０を設けてもよい。
　試料２によっては、特定の波長帯域λｋのみ、物体光Ｌ２のスペクトル強度が強くなる場合がある。この場合には、特定の波長帯域λｋに対応するｋ番目のファイバＦＢｋと直列に飽和抑制器１５０を挿入すればよい。このような用途では、図４のような分岐カプラを有する飽和抑制器１５０Ａを利用できる。
　本開示に係る実施形態について、具体的な用語を用いて説明したが、この説明は、理解を助けるための例示に過ぎず、本開示あるいは請求の範囲を限定するものではない。本発明の範囲は、請求の範囲によって規定されるものであり、したがって、ここでは説明しない実施形態、実施例、変形例も、本発明の範囲に含まれる。
　Ｌ１　波長掃引光
　Ｌ２　物体光
　２　試料
　１００　光測定装置
　１１０　光源装置
　１１２　パルス光源
　１１４　ストレッチャ
　１１５　分波器
　１１６　ディレイライン
　１１７　合波器
　１２０　照射光学系
　１３０　受光器
　１４０　処理装置
　１５０　飽和抑制器
　１５２　光カプラ
　１５４　遅延ファイバ
　１５６　主光路
　１５８　副光路
　ＢＳ　ビームスプリッタ
　Ｍ　全反射ミラー
　Ｌ０　広帯域パルス光
　Ｌ１　波長掃引光
　Ｌ２　物体光
　Ｌ３　参照光
 

Claims (12)

  1. 　光測定装置であって、
    　中心波長が異なる複数の光パルスを含む波長掃引光パルス列を発生する光源装置と、
    　前記波長掃引光パルス列を試料に照射して得られる物体光を受ける受光器と、
    　を備え、
    　前記光測定装置内を導波するビームの光路上に設けられ、入射ビームを主光路と副光路に分岐し、前記副光路のサブパルスに遅延を与えた後に前記主光路に戻すことにより、前記複数の光パルスの少なくともひとつを伸長する飽和抑制器をさらに備えることを特徴とする光測定装置。
  2. 　前記飽和抑制器は、前記光パルスを、隣接する光パルスと重ならないように伸長することを特徴とする請求項１に記載の光測定装置。
  3. 　前記複数の光パルスの間隔をＴ、前記副光路の遅延をΔｔ、前記飽和抑制器の出力パルスを形成するｍ番目のサブパルスがノイズに埋もれるとき、
    　Ｔ＞Δｔ×ｍ
    の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光測定装置。
  4. 　前記飽和抑制器は、
    　第１入力ポートに前記入射ビームを受ける２ポート入力、２ポート出力の光カプラと、
    　前記光カプラの第２入力ポートと前記光カプラの第２出力ポートの間に設けられた遅延光路と、
    　を含み、前記光カプラの第１出力ポートから伸張後の光パルスが出射することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光測定装置。
  5. 　前記飽和抑制器は、前記副光路を形成する全反射ミラーを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光測定装置。
  6. 　前記副光路のサブパルスは、前記主光路と前記副光路の分岐点よりも上流の合流点に戻されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光測定装置。
  7. 　前記副光路のサブパルスは、前記主光路と前記副光路の分岐点よりも下流の合流点に戻されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光測定装置。
  8. 　前記飽和抑制器は、前記主光路と前記副光路の分岐点に設けられたビームスプリッタまたはハーフミラーを含むことを特徴とする請求項６に記載の光測定装置。
  9. 　前記光源装置は、
    　連続スペクトルを含む広帯域パルス光を生成するパルス光源と、
    　前記広帯域パルス光を前記波長掃引光パルス列に整形するパルスストレッチャと、
    　を備え、
    　前記飽和抑制器は、前記広帯域パルス光または前記パルスストレッチャの出射光を、前記入射ビームとして受けることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光測定装置。
  10. 　前記光源装置は、
    　連続スペクトルを含む広帯域パルス光を生成するパルス光源と、
    　前記広帯域パルス光を前記波長掃引光パルス列に整形するパルスストレッチャと、
    　を備え、
    　前記パルスストレッチャは、
    　前記広帯域パルス光を複数のビームに分岐する分波器と、
    　前記複数のビームに異なる遅延を与える複数のファイバを含むファイバ群と、
    　前記複数のファイバの出力ビームを合波する合波器と、
    　を含み、
    　前記飽和抑制器は、前記複数のファイバのひとつを導波するビームを伸長することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光測定装置。
  11. 　前記飽和抑制器は複数個設けられており、各飽和抑制器は対応するひとつのファイバを導波するビームを伸張することを特徴とする請求項１０に記載の光測定装置。
  12. 　前記受光器は、フォトダイオードであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光測定装置。
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