JP4862164B2 - パルスレーザ光のタイミング調整装置、調整方法及び光学顕微鏡 - Google Patents
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Description
T.R.Schibli et al.,Opt.Lett.,28,(2003)pp947−949 D.J.Jones et al.,Rev.Sci.Inst.,73,(2002)pp2843−2848
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、容易にパルスレーザ光のタイミングを調整することができるパルスレーザ光のタイミング調整装置、タイミング調整方法、及び該調整装置を用いた光学顕微鏡を提供することを目的とする。
本発明の第3の態様にかかるパルスレーザ光のタイミング調整装置は、上述のタイミング調整装置であって、前記第1のパルスレーザ光と前記第2のパルスレーザ光とを合成する光合成手段をさらに備え、前記ビームサンプラーが前記光合成手段によって合成された合成光の一部を取り出し、前記第1のパルスレーザ光源が第1の波長のパルスレーザ光を出射し、前記第2のパルスレーザ光源が第2の波長のパルスレーザ光を出射し、前記タイミング遅延手段が正の群速度分散を有する第1の光学素子によって、前記第1のタイミング調整用光ビームを生成し、負の群速度分散を有する第2の光学素子によって、前記第1のタイミング調整用光ビームを生成する、ものである。これにより、容易にタイミングを調整することができる。
本発明の第5の態様にかかるパルスレーザ光のタイミング調整装置は、上述のタイミング調整装置であって、前記第1の検出信号と前記第2の検出信号との差分に基づく差分信号を出力する差動増幅器と、前記差動増幅器からの差分信号が一定の値となるようフィードバック制御を行うものである。これにより、安定してタイミングを調整することができる。
本発明の第9の態様にかかるパルスレーザ光のタイミング調整方法は、上述のタイミング調整方法であって、前記第1のパルスレーザ光と前記第2のパルスレーザ光とを合成するステップをさらに備え、パルスレーザ光を出射するステップでは、第1の波長の前記第1のパルスレーザ光と、第2の波長の前記第2のパルスレーザ光を出射し、前記取り出すステップでは前記第1の波長のパルスレーザ光と前記第2の波長のパルスレーザ光とが合成された合成光の一部を取り出し、前記タイミングを遅延するステップでは、正の群速度分散を有する第1の光学素子によって、前記第1のタイミング調整用光ビームを生成し、負の群速度分散を有する第2の光学素子によって、前記第1のタイミング調整用光ビームを生成するものである。これにより、容易にタイミングを調整することができる。
本発明の第10の態様にかかるパルスレーザ光のタイミング調整装置は、上述のタイミング調整装置であって、前記第1のパルスレーザ光と前記第2のパルスレーザ光とを偏光状態の違いに基づいて第1のパルスレーザ光、又は第2のパルスレーザ光を遅れさせることにより、前記第1、及び第2のタイミング調整用光ビームを生成するものである。これにより、同じ波長のパルスレーザ光に対してもタイミングを調整することができる。
14 光合成手段、15 ビームサンプラー、16 ビームサンプラー、
17 ミラー、18 ビームサンプラー、19 PD、
20 バランス相互相関器、21 第1のミラーペア、22 レンズ、23 検出器、
24 差動アンプ、31 第2のミラーペア、32 レンズ、33 検出器、
41 フィードバック制御部、42 調整手段、43 LPF、44 オシロスコープ、
50 顕微鏡光学系、51 対物レンズ、52 試料、53 対物レンズ、
54 フィルター、55 レンズ、56 光検出器、
61a〜61d ハーフミラー、62 透明板
Claims (9)
- 複数のパルスレーザ光のタイミングを調整するパルスレーザ光のタイミング調整装置であって、
第1のパルスレーザ光を出射する第1のパルスレーザ光源と、
第2のパルスレーザ光を出射する第2のパルスレーザ光源と、
前記第1のパルスレーザ光と前記第2のパルスレーザ光とを合成して、前記第1のパルスレーザ光と前記第2のパルスレーザ光とが空間的に重なり合った状態の合成光を生成する光合成手段と、
前記光合成手段によって合成された前記第1のパルスレーザ光と前記第2のパルスレーザ光とが空間的に重なり合った状態の合成光の一部を取り出すビームサンプラーと、
前記第1のパルスレーザ光と前記第2のパルスレーザ光の波長の違い又は偏光状態の違いに基づいて、前記ビームサンプラーで取り出された前記第1のパルスレーザ光と前記第2のパルスレーザ光とが空間的に重なり合った状態の合成光の一部から、前記第1のパルスレーザ光が前記第2のパルスレーザ光から遅れた第1のタイミング調整用光ビームと、前記第2のパルスレーザ光が前記第1のパルスレーザ光から遅れた第2のタイミング調整用光ビームと、を生成するタイミング遅延手段と、
前記第1のタイミング調整用光ビームを受光する第1の検出器であって、前記第1のパルスレーザ光と前記第2のパルスレーザ光との非線形光学効果に応じて強度が変化する第1の検出信号を出力する第1の検出器と、
前記第2のタイミング調整用光ビームを受光する第2の検出器であって、前記第1のパルスレーザ光と前記第2のパルスレーザ光との非線形光学効果に応じて強度が変化する第2の検出信号を出力する第2の検出器と、
前記第1の検出器からの第1の検出信号と前記第2の検出器からの第2の検出信号とに基づいて、前記第1のパルスレーザ光源と前記第2のパルスレーザ光源とのタイミングを調整するタイミング調整手段とを備えるパルスレーザ光のタイミング調整装置。 - 前記第1のパルスレーザ光源が第1の波長のパルスレーザ光を出射し、
前記第2のパルスレーザ光源が第2の波長のパルスレーザ光を出射し、
前記タイミング遅延手段が前記第1の波長に対する反射率が前記第2の波長に対する反射率よりも低いダイクロイックミラーと、前記ダイクロイックミラーを通過した前記第1の波長のパルスレーザ光を反射するミラーと、によって、前記第1のタイミング調整用光ビームを生成し、
前記第2の波長に対する反射率が前記第1の波長に対する反射率よりも低いダイクロイックミラーと、前記ダイクロイックミラーを通過した前記第2の波長のパルスレーザ光を反射するミラーと、によって、前記第2のタイミング調整用光ビームを生成する、請求項1に記載のパルスレーザ光のタイミング調整装置。 - 前記第1のパルスレーザ光源が第1の波長のパルスレーザ光を出射し、
前記第2のパルスレーザ光源が第2の波長のパルスレーザ光を出射し、
前記タイミング遅延手段が、
正の群速度分散を有する第1の光学素子によって、前記第1のタイミング調整用光ビームを生成し、
負の群速度分散を有する第2の光学素子によって、前記第2のタイミング調整用光ビームを生成する、
請求項1に記載のレーザ光のタイミング調整装置。 - 前記第1の検出信号と前記第2の検出信号との差分に基づく差分信号を出力する差動増幅器を更に備え、
前記タイミング調整手段は、前記差動増幅器からの差分信号が一定の値となるようフィードバック制御を行う、
請求項1乃至3のいずれかに記載のパルスレーザ光のタイミング調整装置。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載のパルスレーザ光のタイミング調整装置を備え、
前記タイミング調整装置によってタイミングが調整された前記第1のパルスレーザ光と前記第2のパルスレーザ光とを試料に照射する光学顕微鏡。 - 複数のパルスレーザ光のタイミングを調整するパルスレーザ光のタイミング調整方法であって、
第1のパルスレーザ光、及び第2のパルスレーザ光を出射するステップと、
前記第1のパルスレーザ光と前記第2のパルスレーザ光とを合成して、前記第1のパルスレーザ光と前記第2のパルスレーザ光とが空間的に重なり合った状態の合成光を生成するステップと、
前記光合成手段によって合成された前記第1のパルスレーザ光と前記第2のパルスレーザ光とが空間的に重なり合った状態の合成光の一部を取り出すステップと、
前記第1のパルスレーザ光と前記第2のパルスレーザ光の波長の違い又は偏光状態の違いに基づいて、前記第1のパルスレーザ光と前記第2のパルスレーザ光とが空間的に重なり合った状態の合成光の一部から、前記第1のパルスレーザ光が前記第2のパルスレーザ光から遅れた第1のタイミング調整用光ビームと、前記第2のパルスレーザ光が前記第1のパルスレーザ光から遅れた第2のタイミング調整用光ビームとを生成するステップと、
前記第1のタイミング調整用光ビームを第1の検出器に受光させて、前記第1のパルスレーザ光と前記第2のパルスレーザ光との非線形光学効果に応じて強度が変化する第1の検出信号を出力するステップと、
前記第2のタイミング調整用光ビームを第2の検出器に受光させて、前記第1のパルスレーザ光と前記第2のパルスレーザ光との非線形光学効果に応じて強度が変化する第2の検出信号を出力するステップと、
前記第1の検出信号と前記第2の検出信号とに基づいて、前記第1のパルスレーザ光源と前記第2のパルスレーザ光源とのタイミングを調整するステップとを有するパルスレーザ光のタイミング調整方法。 - 前記パルスレーザ光を出射するステップでは、第1の波長の前記第1のパルスレーザ光と、第2の波長の前記第2のパルスレーザ光を出射し、
前記タイミングを遅延するステップでは、
前記第1の波長に対する反射率が前記第2の波長に対する反射率よりも低いダイクロイックミラーと、前記ダイクロイックミラーを通過した前記第1のパルスレーザ光を反射するミラーと、によって、前記第1のタイミング調整用光ビームを生成し、
前記第2の波長に対する反射率が前記第1の波長に対する反射率よりも低いダイクロイックミラーと、前記ダイクロイックミラーを通過した前記第2のパルスレーザ光を反射するミラーと、によって、前記第2のタイミング調整用光ビームを生成する、
請求項6に記載のパルスレーザ光のタイミング調整方法。 - 前記パルスレーザ光を出射するステップでは、第1の波長の前記第1のパルスレーザ光と、第2の波長の前記第2のパルスレーザ光を出射し、
前記取り出すステップでは前記第1の波長のパルスレーザ光と前記第2の波長のパルスレーザ光とが合成された合成光の一部を取り出し、
前記タイミングを遅延するステップでは、
正の群速度分散を有する第1の光学素子によって、前記第1のタイミング調整用光ビームを生成し、
負の群速度分散を有する第2の光学素子によって、前記第1のタイミング調整用光ビームを生成する、
請求項6に記載のレーザ光のタイミング調整方法。 - 前記タイミングを調整するステップでは、
前記第1の検出信号と前記第2の検出信号との差分に基づく差分信号を出力し、
前記差分信号が一定の値となるようフィードバック制御を行っている、
請求項6乃至8のいずれかに記載のパルスレーザ光のタイミング調整方法。
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