JP2003247890A - 光増幅型分光装置 - Google Patents
光増幅型分光装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光量の少ない被測定光を増幅しながら波長分
布に関して分光を行なう光増幅型分光装置を提供する。 【解決手段】 非線形光学特性を有する光学素子に、被
測定光および、被測定光に対し十分に強く波長の短いレ
ーザ光であるポンプ光を同じタイミングで共軸において
入射することにより、入射した光の波長に依存した出射
角で円形状に放出されるパラメトリック増幅光を用い
て、被測定光を増幅しながら分光を行なう。この非線形
光学特性を有する光学素子に対する、前記ポンプ光及び
前記被測定光の入射角を変化させる制御手段を配設する
こともできる。
布に関して分光を行なう光増幅型分光装置を提供する。 【解決手段】 非線形光学特性を有する光学素子に、被
測定光および、被測定光に対し十分に強く波長の短いレ
ーザ光であるポンプ光を同じタイミングで共軸において
入射することにより、入射した光の波長に依存した出射
角で円形状に放出されるパラメトリック増幅光を用い
て、被測定光を増幅しながら分光を行なう。この非線形
光学特性を有する光学素子に対する、前記ポンプ光及び
前記被測定光の入射角を変化させる制御手段を配設する
こともできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光量の少ない被測
定光を増幅しながら波長分布に関して分光を行なう光増
幅型分光装置に関する。
定光を増幅しながら波長分布に関して分光を行なう光増
幅型分光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光の性質を表すパラメーターの１つに波
長分布がある。この波長分布を測定するには、光の波長
の違いによる物質の屈折率が異なるという性質を用いた
プリズム、回折格子による光の干渉を用いたグレーティ
ングなどの分散型の分光装置が用いられている。これら
の手法は共に、検出したい光をプリズムまたはグレーテ
ィングにより空間的に分離した後、スリットを用いて必
要な光のみを得るまたは、空間的に分離した光をＣＣＤ
を用いて検出するものである。
長分布がある。この波長分布を測定するには、光の波長
の違いによる物質の屈折率が異なるという性質を用いた
プリズム、回折格子による光の干渉を用いたグレーティ
ングなどの分散型の分光装置が用いられている。これら
の手法は共に、検出したい光をプリズムまたはグレーテ
ィングにより空間的に分離した後、スリットを用いて必
要な光のみを得るまたは、空間的に分離した光をＣＣＤ
を用いて検出するものである。
【０００３】また、光パラメトリック増幅を用いた波長
測定装置としては、特開平６−２３５９５０号が知られ
ている。これは、レーザ光源から、非線形光学特性を有
する光学素子に励起光を照射して２本のパラメトリック
発光を起こさせ、少なくとも一方の発生光の光軸に一致
させて被測定光を光学素子に入射させ、パラメトリック
増幅された被測定光の情報を持った２本のパラメトリッ
ク増幅光が、パラメトリック発生光の発生方向と近似す
る波長に応じた方向に出力することから、いずれか一方
の増幅光の出射角を検出し、被測定光の波長分布を測定
するものである。
測定装置としては、特開平６−２３５９５０号が知られ
ている。これは、レーザ光源から、非線形光学特性を有
する光学素子に励起光を照射して２本のパラメトリック
発光を起こさせ、少なくとも一方の発生光の光軸に一致
させて被測定光を光学素子に入射させ、パラメトリック
増幅された被測定光の情報を持った２本のパラメトリッ
ク増幅光が、パラメトリック発生光の発生方向と近似す
る波長に応じた方向に出力することから、いずれか一方
の増幅光の出射角を検出し、被測定光の波長分布を測定
するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した分散型の分光
装置では、プリズム、グレーティング等、装置内での光
の損失のため、特に被測定光の強度が弱い場合には測定
が困難であるという問題点があった。また、特開平６−
２３５９５０号で開示されるような光パラメトリック増
幅を用いた波長測定装置では、検出光を増幅して検出を
行なうことができるが、被測定光の入射方向に強く増幅
されるので、一度に広い波長範囲で、増幅かつ分光を行
なうことが困難であった。そこで、本発明の目的は、上
記した技術的課題を解決するためになされたものであ
り、一度に広い波長範囲で、増幅かつ分光を行なうこと
ができる光増幅型分光装置を提供することにある。
装置では、プリズム、グレーティング等、装置内での光
の損失のため、特に被測定光の強度が弱い場合には測定
が困難であるという問題点があった。また、特開平６−
２３５９５０号で開示されるような光パラメトリック増
幅を用いた波長測定装置では、検出光を増幅して検出を
行なうことができるが、被測定光の入射方向に強く増幅
されるので、一度に広い波長範囲で、増幅かつ分光を行
なうことが困難であった。そこで、本発明の目的は、上
記した技術的課題を解決するためになされたものであ
り、一度に広い波長範囲で、増幅かつ分光を行なうこと
ができる光増幅型分光装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために成された光増幅型分光装置である。
すなわち、本発明の光増幅型分光装置は、非線形光学特
性を有する光学素子と、この光学素子に被測定光と比べ
て波長が短く、強度の強いポンプ光を照射してパラメト
リック発生を起こさせるレーザ光源と、被測定光を前記
ポンプ光と同じタイミングで、光軸を一致させて前記光
学素子に入射させる光学手段とを備え、前記被測定光の
波長に依存した出射角で放出されるパラメトリック増幅
光を用いて分光を行うことを特徴とする。本発明によれ
ば、被測定光の光強度が弱い場合において、今まで分光
装置内で損失してしまっていた光を増幅しながら分光測
定できる。また、円形状に光が広がっているので、例え
ば、ＣＣＤを用いて検出でき、再度光を集めることもで
きることから、必要としていない迷光の強度が強く、十
分な分光ができなかった場合には、必要のない光を空間
的に除去した後、再度分光を行なうことが可能である。
題を解決するために成された光増幅型分光装置である。
すなわち、本発明の光増幅型分光装置は、非線形光学特
性を有する光学素子と、この光学素子に被測定光と比べ
て波長が短く、強度の強いポンプ光を照射してパラメト
リック発生を起こさせるレーザ光源と、被測定光を前記
ポンプ光と同じタイミングで、光軸を一致させて前記光
学素子に入射させる光学手段とを備え、前記被測定光の
波長に依存した出射角で放出されるパラメトリック増幅
光を用いて分光を行うことを特徴とする。本発明によれ
ば、被測定光の光強度が弱い場合において、今まで分光
装置内で損失してしまっていた光を増幅しながら分光測
定できる。また、円形状に光が広がっているので、例え
ば、ＣＣＤを用いて検出でき、再度光を集めることもで
きることから、必要としていない迷光の強度が強く、十
分な分光ができなかった場合には、必要のない光を空間
的に除去した後、再度分光を行なうことが可能である。
【０００６】また、本発明の光増幅型分光装置は、非線
形光学特性を有する光学素子に対する、ポンプ光及び被
測定光の入射角を変化させる制御手段を備えたことを特
徴とする。これにより、被測定光の測定波長領域を変化
することができる。
形光学特性を有する光学素子に対する、ポンプ光及び被
測定光の入射角を変化させる制御手段を備えたことを特
徴とする。これにより、被測定光の測定波長領域を変化
することができる。
【０００７】また、本発明の光増幅型分光装置は、レー
ザ光源にパルスレーザを用い、被測定光もパルス光と
し、レーザ光源に光遅延回路を設けたことを特徴とす
る。このことにより、レーザパルスの重なった時のみパ
ラメトリック増幅を発生させることを利用して、被測定
光の時間分解測定が可能となる。さらに、本発明の光増
幅型分光装置は、被測定光の偏光方向を変えることによ
るパラメトリック増幅光の強度変化、または、ポンプ光
の偏光方向及び光学素子を光の入射角を中心とした回転
を行なうことによるパラメトリック増幅光の強度変化を
検出することを特徴とする。これにより、被測定光に関
する偏光情報を得ることができる。
ザ光源にパルスレーザを用い、被測定光もパルス光と
し、レーザ光源に光遅延回路を設けたことを特徴とす
る。このことにより、レーザパルスの重なった時のみパ
ラメトリック増幅を発生させることを利用して、被測定
光の時間分解測定が可能となる。さらに、本発明の光増
幅型分光装置は、被測定光の偏光方向を変えることによ
るパラメトリック増幅光の強度変化、または、ポンプ光
の偏光方向及び光学素子を光の入射角を中心とした回転
を行なうことによるパラメトリック増幅光の強度変化を
検出することを特徴とする。これにより、被測定光に関
する偏光情報を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して説明する。尚、各図において同一箇所について
は同一の符号を付してある。図１は本発明の一実施例に
係る光増幅型分光装置の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態の光増幅型分光装置は、
非線形光学特性を有する光学素子１０と、パラメトリッ
ク増幅を起こさせるレーザ光２０と、被測定光２１と、
これらレーザ光２０と被測定光２１を受光し光軸を合わ
せるためのハーフミラー１３と、レーザ光２０及び被測
定光２１を共軸上で光学素子１０に集光照射を行なうレ
ンズ１１を備えている。さらに、被測定光２１がパラメ
トリック増幅により増幅され、被測定光２１の波長に依
存する出射角を有して円形状に発生するパラメトリック
増幅光２２により分光を行なう機構と光学素子１０を通
過したレーザ光２０を取り除くプリズム１２を備えてい
る。このように構成した光増幅型分光装置において、レ
ーザー光２０及び被測定光２１は同じタイミングで光学
素子１０に入射するようになっている。
参照して説明する。尚、各図において同一箇所について
は同一の符号を付してある。図１は本発明の一実施例に
係る光増幅型分光装置の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態の光増幅型分光装置は、
非線形光学特性を有する光学素子１０と、パラメトリッ
ク増幅を起こさせるレーザ光２０と、被測定光２１と、
これらレーザ光２０と被測定光２１を受光し光軸を合わ
せるためのハーフミラー１３と、レーザ光２０及び被測
定光２１を共軸上で光学素子１０に集光照射を行なうレ
ンズ１１を備えている。さらに、被測定光２１がパラメ
トリック増幅により増幅され、被測定光２１の波長に依
存する出射角を有して円形状に発生するパラメトリック
増幅光２２により分光を行なう機構と光学素子１０を通
過したレーザ光２０を取り除くプリズム１２を備えてい
る。このように構成した光増幅型分光装置において、レ
ーザー光２０及び被測定光２１は同じタイミングで光学
素子１０に入射するようになっている。
【０００９】本実施形態では、レーザ光２０及び被測定
光２１を共軸にして、非線形光学特性を有する光学素子
１０に入射させることにより、被測定光２１の波長に依
存する出射角で円形状に発生するパラメトリック増幅光
２２を得ている。波長による検出角度は以下の原理に基
づき算出される。一軸性の非線形光学素子を用いた場
合、常光線での屈折率ｎｏ、異常光線での屈折率ｎｅが
存在する。これらの屈折率は、光の波長λにより異なる
値をとる。常光線方向から異常光線方向にθ度異なった
方向の屈折率ｎｅ（θ）は、次の数式（１）となる。
光２１を共軸にして、非線形光学特性を有する光学素子
１０に入射させることにより、被測定光２１の波長に依
存する出射角で円形状に発生するパラメトリック増幅光
２２を得ている。波長による検出角度は以下の原理に基
づき算出される。一軸性の非線形光学素子を用いた場
合、常光線での屈折率ｎｏ、異常光線での屈折率ｎｅが
存在する。これらの屈折率は、光の波長λにより異なる
値をとる。常光線方向から異常光線方向にθ度異なった
方向の屈折率ｎｅ（θ）は、次の数式（１）となる。
【００１０】
【数１】
【００１１】パラメトリック増幅では、シグナル光
λ１、ｋ１、アイドラ光λ２、ｋ２、ポンプ光λ３、ｋ
３と呼ばれる３つの光の相互作用により光増幅が起こ
る。それぞれのλ及びｋは光の波長、波数ベクトルを示
しており、添え字は１がシグナル光、２がアイドラ光、
３がポンプ光を表している。パラメトリック増幅が起こ
る場合には、次の条件の条件が満たされる。
λ１、ｋ１、アイドラ光λ２、ｋ２、ポンプ光λ３、ｋ
３と呼ばれる３つの光の相互作用により光増幅が起こ
る。それぞれのλ及びｋは光の波長、波数ベクトルを示
しており、添え字は１がシグナル光、２がアイドラ光、
３がポンプ光を表している。パラメトリック増幅が起こ
る場合には、次の条件の条件が満たされる。
【００１２】
【数２】
【数３】
【００１３】ここで、ｋはベクトル量であり、式（３）
の条件を図で表すと、図２のようになる。また、波数ベ
クトルｋは、ｎを屈折率とすると次の数式（４）と示さ
れる。
の条件を図で表すと、図２のようになる。また、波数ベ
クトルｋは、ｎを屈折率とすると次の数式（４）と示さ
れる。
【００１４】
【数４】
【００１５】一般的に、パラメトリック増幅は波長可変
のレーザを作成する場合に用いられる。その場合には、
式（１）乃至（４）を満たし、かつ波数ベクトルｋ１、
ｋ２、ｋ３の方向が同じとなるように、光の入射方向と
光学素子１０の結晶方向を合わせた条件で発生する強い
増幅光を利用している。
のレーザを作成する場合に用いられる。その場合には、
式（１）乃至（４）を満たし、かつ波数ベクトルｋ１、
ｋ２、ｋ３の方向が同じとなるように、光の入射方向と
光学素子１０の結晶方向を合わせた条件で発生する強い
増幅光を利用している。
【００１６】本発明においては、ポンプ光であるレーザ
光２０が異常光線方向に偏光成分を持ち、シグナル光で
ある被測定光２１及びアイドラ光が常光線方向に偏光成
分を持つ場合を考えている。レーザ光２０の入射方向
は、非線形光学特性を有する光学素子１０に対し、ある
結晶方向と一致するので、被測定光２１のパラメトリッ
ク増幅は、式（１）乃至（４）から計算できることにな
る。被測定光２１によるパラメトリック増幅光２２のレ
ーザ光２０に対する出射角度の違いγは、次の数式
（５）で与えられる。
光２０が異常光線方向に偏光成分を持ち、シグナル光で
ある被測定光２１及びアイドラ光が常光線方向に偏光成
分を持つ場合を考えている。レーザ光２０の入射方向
は、非線形光学特性を有する光学素子１０に対し、ある
結晶方向と一致するので、被測定光２１のパラメトリッ
ク増幅は、式（１）乃至（４）から計算できることにな
る。被測定光２１によるパラメトリック増幅光２２のレ
ーザ光２０に対する出射角度の違いγは、次の数式
（５）で与えられる。
【００１７】
【数５】
【００１８】以上のことから、本発明に係る分光装置の
分光特性が求められる。
分光特性が求められる。
【００１９】パラメトリック増幅光２２のレーザ光２０
に対する出射角度の違いγは、光学素子１０の結晶軸に
対する被測定光２１及びレーザ光２０の入射角θによ
り、異なる値をとるため、結晶軸方向を変えることによ
り測定波長範囲を選定することができる。また、上記出
射角度の違いγは、非線形光学特性を有する光学素子１
０の屈折率やレーザ光２０の波長の違いによっても異な
る値をとるため、測定波長範囲を選定することができる
ことを示している。
に対する出射角度の違いγは、光学素子１０の結晶軸に
対する被測定光２１及びレーザ光２０の入射角θによ
り、異なる値をとるため、結晶軸方向を変えることによ
り測定波長範囲を選定することができる。また、上記出
射角度の違いγは、非線形光学特性を有する光学素子１
０の屈折率やレーザ光２０の波長の違いによっても異な
る値をとるため、測定波長範囲を選定することができる
ことを示している。
【００２０】また、式（５）は、レーザ光２０、被測定
光２１の偏光方向の違いにより異なった式となるため、
被測定光２１の偏光解析が可能となる。
光２１の偏光方向の違いにより異なった式となるため、
被測定光２１の偏光解析が可能となる。
【００２１】
【実施例】本発明の実施例を図３を用いて説明する。図
３は本実施例を具体的な機器で構成した射視図である。
本実施例では、非線形光学特性を有する光学素子とし
て、光学軸を３０度にカットしたＢＢＯ（β−ＢａＢ２
Ｏ４）結晶４０を使用し、これをレーザ光２０、被測定
光２１に対し入射角度を変えられるように回転ステージ
３１を設置してある。尚、非線形光学特性を有する光学
素子４０はＢＢＯ結晶に限られず、ＫＨ２ＰＯ４（ＫＤ
Ｐ）、ＬｉＮｂＯ３など、パラメトリック発生を起こす
ものであれば使用可能である。使用する光学素子によっ
て分光が可能な波長範囲は異なるので、被測定波長領域
から選定することになる。レーザ装置にはチタンサファ
イアレーザ３０を用いている。被測定光２１は、ハーフ
ミラー１３を用いてレーザ光２０と共軸上に合わせら
れ、光学レンズ１１を用いてＢＢＯ結晶４０に集光照射
される。
３は本実施例を具体的な機器で構成した射視図である。
本実施例では、非線形光学特性を有する光学素子とし
て、光学軸を３０度にカットしたＢＢＯ（β−ＢａＢ２
Ｏ４）結晶４０を使用し、これをレーザ光２０、被測定
光２１に対し入射角度を変えられるように回転ステージ
３１を設置してある。尚、非線形光学特性を有する光学
素子４０はＢＢＯ結晶に限られず、ＫＨ２ＰＯ４（ＫＤ
Ｐ）、ＬｉＮｂＯ３など、パラメトリック発生を起こす
ものであれば使用可能である。使用する光学素子によっ
て分光が可能な波長範囲は異なるので、被測定波長領域
から選定することになる。レーザ装置にはチタンサファ
イアレーザ３０を用いている。被測定光２１は、ハーフ
ミラー１３を用いてレーザ光２０と共軸上に合わせら
れ、光学レンズ１１を用いてＢＢＯ結晶４０に集光照射
される。
【００２２】本実施例では、レーザ光源３０は、チタン
サファイアレーザの第二高調波（波長、４００ｎｍ）を
使用した。レーザ光２０及び被測定光２１はＢＢＯ結晶
４０に対し垂直に入射している。レーザ光２０は回転ス
テージ３１の回転軸に垂直な偏光をもち、被測定光２１
は回転ステージ３１の回転軸に平行な偏光をしている。
ＢＢＯ結晶４０を通過した後のレーザ光２０は、プリズ
ム１２を用いて光を除去している。
サファイアレーザの第二高調波（波長、４００ｎｍ）を
使用した。レーザ光２０及び被測定光２１はＢＢＯ結晶
４０に対し垂直に入射している。レーザ光２０は回転ス
テージ３１の回転軸に垂直な偏光をもち、被測定光２１
は回転ステージ３１の回転軸に平行な偏光をしている。
ＢＢＯ結晶４０を通過した後のレーザ光２０は、プリズ
ム１２を用いて光を除去している。
【００２３】被測定光２１として、５５０ｎｍ、５７０
ｎｍの光を入射したところ、被測定光２１によるパラメ
トリック増幅光２２は、レーザ光２０に対して出射角度
γ＝３．１８度の方向に円形状に放出された５５０ｎｍ
光が観測され、出射角度γ＝３．１１度の方向に円形状
に放出された５７０ｎｍの光が観測された。
ｎｍの光を入射したところ、被測定光２１によるパラメ
トリック増幅光２２は、レーザ光２０に対して出射角度
γ＝３．１８度の方向に円形状に放出された５５０ｎｍ
光が観測され、出射角度γ＝３．１１度の方向に円形状
に放出された５７０ｎｍの光が観測された。
【００２４】次いで、回転ステージ３１を用いてＢＢＯ
結晶４０を回転させ、結晶軸２９度の方向からレーザ光
２０及び被測定光２１が入射するようにした場合、被測
定光２１によるパラメトリック増幅光２２は、レーザ光
２０に対して、５５０ｎｍの光は出射角度γ＝２．７０
度に変化し、５７０ｎｍの光はγ＝２．５３度に出射角
度がそれぞれ変化した。尚、被測定光２１が偏光情報を
含んでいる場合、ＢＢＯ結晶４０に入射する被測定光２
１の偏光方向を回転させることにより、偏光情報を含ん
だパラメトリック増幅光を得ることができる。また、レ
ーザ光２０の偏光方向を変化させ、あるいはＢＢＯ結晶
４０を回転させ、相対的に被測定光２１光の偏光方向を
ＢＢＯ結晶４０に対し変化させてもよいことは勿論であ
る。
結晶４０を回転させ、結晶軸２９度の方向からレーザ光
２０及び被測定光２１が入射するようにした場合、被測
定光２１によるパラメトリック増幅光２２は、レーザ光
２０に対して、５５０ｎｍの光は出射角度γ＝２．７０
度に変化し、５７０ｎｍの光はγ＝２．５３度に出射角
度がそれぞれ変化した。尚、被測定光２１が偏光情報を
含んでいる場合、ＢＢＯ結晶４０に入射する被測定光２
１の偏光方向を回転させることにより、偏光情報を含ん
だパラメトリック増幅光を得ることができる。また、レ
ーザ光２０の偏光方向を変化させ、あるいはＢＢＯ結晶
４０を回転させ、相対的に被測定光２１光の偏光方向を
ＢＢＯ結晶４０に対し変化させてもよいことは勿論であ
る。
【００２５】図４は図３の装置を用いて観測を行なっ
た、エタノール溶液中に溶解したローダミンＢの蛍光ス
ペクトルを示している。ローダミンＢを溶解したエタノ
ール溶液中にレーザ光を照射し、得られた蛍光をレンズ
を用いて集光し、ＢＢＯ結晶４０に照射をした。被測定
光２１は光学軸に対し３０度で、かつ、レーザ光２０と
同じタイミングで入射を行なった。図４は、被測定光２
１及びレーザ光２０が、ＢＢＯ結晶４０を透過し３０ｃ
ｍ進んだ位置を中心として、レーザ光２０の進行方向に
垂直な平面内の円の半径位置における増幅光２２の光強
度をプロットしたものである。増幅光２２には、シグナ
ル光、アイドラ光が含まれているので、図４の測定で
は、アイドラ光を除去するフィルターを通過させた後、
検出をおこなった。
た、エタノール溶液中に溶解したローダミンＢの蛍光ス
ペクトルを示している。ローダミンＢを溶解したエタノ
ール溶液中にレーザ光を照射し、得られた蛍光をレンズ
を用いて集光し、ＢＢＯ結晶４０に照射をした。被測定
光２１は光学軸に対し３０度で、かつ、レーザ光２０と
同じタイミングで入射を行なった。図４は、被測定光２
１及びレーザ光２０が、ＢＢＯ結晶４０を透過し３０ｃ
ｍ進んだ位置を中心として、レーザ光２０の進行方向に
垂直な平面内の円の半径位置における増幅光２２の光強
度をプロットしたものである。増幅光２２には、シグナ
ル光、アイドラ光が含まれているので、図４の測定で
は、アイドラ光を除去するフィルターを通過させた後、
検出をおこなった。
【００２６】エタノール溶液中に溶解したローダミンＢ
では、５９０ｎｍ近傍をピークトップに持つ線幅の広い
蛍光スペクトルが発生する。５９０ｎｍの波長の光は
１．５８ｃｍの位置に検出されると考えられる。図４に
示すように、本実施例では、１．５８ｃｍを中心とした
ローダミンＢの蛍光スペクトルが観測されている。図４
の測定では、５２０ｎｍの波長の光が１．７ｃｍに、７
２０ｎｍの波長の光が１．３ｃｍの位置に検出されると
考えられる。
では、５９０ｎｍ近傍をピークトップに持つ線幅の広い
蛍光スペクトルが発生する。５９０ｎｍの波長の光は
１．５８ｃｍの位置に検出されると考えられる。図４に
示すように、本実施例では、１．５８ｃｍを中心とした
ローダミンＢの蛍光スペクトルが観測されている。図４
の測定では、５２０ｎｍの波長の光が１．７ｃｍに、７
２０ｎｍの波長の光が１．３ｃｍの位置に検出されると
考えられる。
【００２７】図５は図４と同様の実験条件において、検
出光としてアイドラ光を用いた結果である。測定は、シ
グナル光を除去するフィルターを通過させた後、検出を
おこなった。５９０ｎｍの光を被測定光として入射した
場合に発生するアイドラ光は、３．４ｃｍの位置に検出
されると考えられることから、中心から３ｃｍの位置に
観測されている光は、ローダミンＢの蛍光を基にして、
図３の分光装置により発生したアイドラ光である。図５
の測定では、５４０ｎｍの波長の光に伴って発生するア
イドラ光が４．５ｃｍの位置に、７４０ｎｍの波長の光
に伴って発生するアイドラ光が１．５ｃｍの位置に検出
されると考えられる。
出光としてアイドラ光を用いた結果である。測定は、シ
グナル光を除去するフィルターを通過させた後、検出を
おこなった。５９０ｎｍの光を被測定光として入射した
場合に発生するアイドラ光は、３．４ｃｍの位置に検出
されると考えられることから、中心から３ｃｍの位置に
観測されている光は、ローダミンＢの蛍光を基にして、
図３の分光装置により発生したアイドラ光である。図５
の測定では、５４０ｎｍの波長の光に伴って発生するア
イドラ光が４．５ｃｍの位置に、７４０ｎｍの波長の光
に伴って発生するアイドラ光が１．５ｃｍの位置に検出
されると考えられる。
【００２８】このようにして、被測定光を本発明の光増
幅型分光装置を用いることにより分光しながら、光を増
幅することが可能である。また、レーザ光２０がパルス
レーザであり、かつ被測定光２１光もパルスレーザを光
源としたパルス光である場合、レーザ光２０に光遅延回
路を設けることりより、レーザパルスの重なった時のみ
パラメトリック増幅が発生することを利用して時間分解
測定を行なうことができる。本発明は上記実施例に限定
されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲
内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲
内に含まれるものであることはいうまでもない。
幅型分光装置を用いることにより分光しながら、光を増
幅することが可能である。また、レーザ光２０がパルス
レーザであり、かつ被測定光２１光もパルスレーザを光
源としたパルス光である場合、レーザ光２０に光遅延回
路を設けることりより、レーザパルスの重なった時のみ
パラメトリック増幅が発生することを利用して時間分解
測定を行なうことができる。本発明は上記実施例に限定
されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲
内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲
内に含まれるものであることはいうまでもない。
【００２９】
【発明の効果】本発明にかかる光増幅型分光装置によれ
ば、入射した光の波長に依存した出射角で放出される円
形状のパラメトリック増幅光を用いて光を増幅しながら
分光を行なうことが可能となる。また、パラメトリック
増幅光の出射角が、非線形光学特性を有する光学素子材
料に対する被測定光およびポンプ光の入射角度に依存す
ることを利用して、被測定光の測定波長領域を変化させ
ることができる。
ば、入射した光の波長に依存した出射角で放出される円
形状のパラメトリック増幅光を用いて光を増幅しながら
分光を行なうことが可能となる。また、パラメトリック
増幅光の出射角が、非線形光学特性を有する光学素子材
料に対する被測定光およびポンプ光の入射角度に依存す
ることを利用して、被測定光の測定波長領域を変化させ
ることができる。
【図１】本実施態様に係る光増幅型分光装置の構成を示
すブロッフ図である。
すブロッフ図である。
【図２】パラメトリック発光がおこる波数ベクトルの条
件を示した図である。
件を示した図である。
【図３】本実施例を具体的な機器で構成した射視図であ
る。
る。
【図４】本実施例の分光装置を用いて測定したローダミ
ンＢの蛍光スペクトルを示す図である。
ンＢの蛍光スペクトルを示す図である。
【図５】本実施例の分光装置において、測定光としてア
イドラ光を用いた場合に、測定されるローダミンＢの蛍
光スペクトルを示す図である。
イドラ光を用いた場合に、測定されるローダミンＢの蛍
光スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
１０：非線形光学素子
１１：光学レンズ
１２：プリズム
１３：ハーフミラー
２０：レーザ光
２１：被測定光
２２：パラメトリック増幅光
３０：回転ステージ
３１：レーザ装置
４０：ＢＢＯ結晶
Claims (4)
- 【請求項１】非線形光学特性を有する光学素子と、この
光学素子に被測定光と比べて波長が短く、強度の強いポ
ンプ光を照射してパラメトリック発生を起こさせるレー
ザ光源と、前記被測定光を前記ポンプ光と同じタイミン
グで、光軸を一致させて前記光学素子に入射させる光学
手段とを備え、前記被測定光の波長に依存した出射角で
放出されるパラメトリック増幅光を用いて分光を行うこ
とを特徴とする光増幅型分光装置。 - 【請求項２】前記非線形光学特性を有する光学素子に対
する、前記ポンプ光及び前記被測定光の入射角を変化さ
せる制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の
光増幅型分光装置。 - 【請求項３】前記レーザ光源にパルスレーザを用い、前
記被測定光もパルス光とし、前記レーザ光源に光遅延回
路を設けたことを特徴とする請求項１記載の光増幅型分
光装置。 - 【請求項４】前記被測定光の偏光方向を変えることによ
るパラメトリック増幅光の強度変化、または前記ポンプ
光の偏光方向及び前記光学素子をポンプ光の光軸を回転
軸とした回転を行なうことによるパラメトリック増幅光
の強度変化を検出することを特徴とする請求項１記載の
光増幅型分光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002046627A JP3677246B2 (ja) | 2002-02-22 | 2002-02-22 | 光増幅型分光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002046627A JP3677246B2 (ja) | 2002-02-22 | 2002-02-22 | 光増幅型分光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003247890A true JP2003247890A (ja) | 2003-09-05 |
| JP3677246B2 JP3677246B2 (ja) | 2005-07-27 |
Family
ID=28659962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002046627A Expired - Fee Related JP3677246B2 (ja) | 2002-02-22 | 2002-02-22 | 光増幅型分光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3677246B2 (ja) |
-
2002
- 2002-02-22 JP JP2002046627A patent/JP3677246B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3677246B2 (ja) | 2005-07-27 |
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