JP5807859B2 - Spectrum measuring apparatus and spectrum measuring method - Google Patents
Spectrum measuring apparatus and spectrum measuring method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5807859B2 JP5807859B2 JP2011099445A JP2011099445A JP5807859B2 JP 5807859 B2 JP5807859 B2 JP 5807859B2 JP 2011099445 A JP2011099445 A JP 2011099445A JP 2011099445 A JP2011099445 A JP 2011099445A JP 5807859 B2 JP5807859 B2 JP 5807859B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- spectrum
- optical
- soliton pulse
- optical soliton
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
本発明は、高速、高精度、広帯域に測定を行うことができるスペクトル計測装置およびスペクトル計測方法に関する。 The present invention relates to a spectrum measuring apparatus and a spectrum measuring method capable of performing measurement at high speed, high accuracy, and wide bandwidth.
広帯域に波長を変化させることができる光源として、短パルス光源と、光強度調整器と、光ファイバとを有した波長可変光源がある（特許文献１）。この特許文献１に記載の波長可変光源は、短パルス光源からのパルス光を光ファイバに入射させ、自己位相変調と波長分散との釣り合いによって光ソリトンパルスを発生させ、光ソリトンパルスの自己周波数シフト効果によって波長を長波長側にシフトさせるものであり、光ファイバに入射させるパルス光の強度を光強度調整器によって調整することにより、波長シフト量を調整して、所望の中心波長のソリトンパルスを発生させるものである。
As a light source capable of changing the wavelength in a wide band, there is a wavelength tunable light source having a short pulse light source, a light intensity adjuster, and an optical fiber (Patent Document 1). The wavelength tunable light source described in
また、光ソリトンパルスのパルス幅を圧縮する方法として、断熱ソリトン圧縮と呼ばれる方法が知られている（たとえば特許文献２）。これは、伝搬方向に分散値が減少するような光ファイバ中に光ソリトンパルスを伝搬させることでパルス幅を低減させる方法である。このような光ファイバを実現する方法として、分散値の異なる複数の光ファイバを多段に接続する方法や、２種類の分散値の異なる光ファイバを、長さを変えて交互に繰り返し接続する方法がある。 As a method for compressing the pulse width of an optical soliton pulse, a method called adiabatic soliton compression is known (for example, Patent Document 2). This is a method of reducing the pulse width by propagating an optical soliton pulse in an optical fiber whose dispersion value decreases in the propagation direction. As a method of realizing such an optical fiber, there are a method of connecting a plurality of optical fibers having different dispersion values in multiple stages, and a method of repeatedly connecting two types of optical fibers having different dispersion values alternately with different lengths. is there.
吸光分光計測は、膜厚測定、プラズマモニター、濃度・成分測定などに重要な基本的計測技術である。これまで、吸光分光計測では、主に広帯域な光源と、分光器とを用いていた。また、波長可変光源と受光器を用いた計測も行われている。 Absorption spectroscopic measurement is an important basic measurement technique for film thickness measurement, plasma monitor, concentration / component measurement and the like. Until now, absorption spectroscopy has mainly used a broadband light source and a spectroscope. Measurements using a wavelength tunable light source and a light receiver are also performed.
しかし、従来の吸光分光計測では、広帯域光源の単位スペクトル当たりの輝度が低く、感度が悪いため、測定に積算のための時間がかかった。また、高速・高感度な分光器も存在しなかった。さらに、分光器を用いると、測定波長範囲と分解能はトレードオフの関係にあるため、広い測定波長帯域と高い分解能とを両立させることはできなかった。また、波長可変光源と受光器を用いた計測では、高速・広帯域に波長を可変できる光源がなく、そのため高速な分光計測を行うことが困難であった。また、特許文献１の波長可変光源が分光計測装置に応用された例は今までなかった。
However, in the conventional absorption spectroscopic measurement, since the luminance per unit spectrum of the broadband light source is low and the sensitivity is low, the measurement takes time for integration. Also, there was no high-speed and high-sensitivity spectrometer. Furthermore, when a spectroscope is used, the measurement wavelength range and the resolution are in a trade-off relationship, and thus it has been impossible to achieve both a wide measurement wavelength band and high resolution. Further, in the measurement using a wavelength tunable light source and a light receiver, there is no light source capable of changing the wavelength in a high speed and wide band, and therefore it is difficult to perform high speed spectroscopic measurement. In addition, there has been no example in which the wavelength tunable light source disclosed in
そこで本発明の目的は、高速、高精度、広帯域に測定を行うことができるスペクトル計測装置に関する。 Accordingly, an object of the present invention relates to a spectrum measuring apparatus capable of performing measurement at high speed, high accuracy, and wide bandwidth.
第１の発明は、試料を透過した透過光または試料により反射された反射光のスペクトルを計測するスペクトル計測装置において、パルス光を出力するパルス光源と、パルス光源の出力するパルス光の強度を変更する光強度調整器と、光強度調整器により強度が変更されたパルス光から光ソリトンパルスを生成すると共に、その光ソリトンパルスの波長を、パルス光の強度に応じて変更する波長可変光ファイバーと、光ソリトンパルスに対する二次分散値β２の平均値が負であり、その絶対値が光ソリトンパルスの伝搬方向に増加する分散特性を備え、波長可変光ファイバーから出力された光ソリトンパルスに光ソリトン効果を生じさせて、スペクトル幅が狭窄された光ソリトンパルスを出力する光ファイバーと、光ファイバーから出力される光ソリトンパルスの一部を入射させ、等周波数間隔の複数のピークを有したスペクトルの干渉光を出力する干渉計と、光ファイバーから出力されたパルス光を試料に照射し、その透過光または反射光を受光して光強度を測定し、干渉光を受光して干渉光の光強度を測定する受光手段と、を有し、受光手段により測定した透過光または反射光の光強度の時間変化と、波長可変光ファイバーによるパルス光の波長変化との関係から、透過光または反射光のスペクトルを測定し、干渉光のスペクトルによって、透過光または反射光のスペクトルを校正する、ことを特徴とするスペクトル計測装置である。 1st invention changes the intensity | strength of the pulse light which outputs the pulse light source which outputs a pulse light, and the pulse light which a pulse light source outputs in the spectrum measurement apparatus which measures the spectrum of the transmitted light which permeate | transmitted the sample, or the reflected light reflected by the sample A light intensity adjuster that generates the optical soliton pulse from the pulse light whose intensity has been changed by the light intensity adjuster, and a wavelength tunable optical fiber that changes the wavelength of the optical soliton pulse according to the intensity of the pulse light, The average value of the secondary dispersion value β2 with respect to the optical soliton pulse is negative, and its absolute value increases in the propagation direction of the optical soliton pulse, and the optical soliton effect is applied to the optical soliton pulse output from the wavelength tunable optical fiber. occur allowed, the optical fiber spectral width outputs an optical soliton pulses stenosis, it is outputted from the optical fiber Is incident part of the soliton pulses, an interferometer for outputting interference light spectrum having a plurality of peaks of equal frequency intervals, the pulse light output from the optical fiber is irradiated to the sample, the transmitted light or reflected light A light receiving means for measuring the light intensity by receiving the light and measuring the light intensity of the interference light by receiving the interference light, the time change of the light intensity of the transmitted light or the reflected light measured by the light receiving means, and the wavelength A spectrum measuring device that measures the spectrum of transmitted light or reflected light from the relationship with the change in wavelength of pulsed light by a variable optical fiber, and calibrates the spectrum of transmitted light or reflected light by the spectrum of interference light. is there.
第２の発明は、第１の発明において、干渉計は、マッハツェンダー干渉計であることを特徴とするスペクトル計測装置である。 According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the interferometer is a Mach-Zehnder interferometer.
また、第３の発明は、試料を透過した透過光または試料により反射された反射光のスペクトルを計測するスペクトル計測装置において、パルス光を出力するパルス光源と、パルス光源の出力するパルス光の強度を変更する光強度調整器と、光強度調整器により強度が変更されたパルス光から光ソリトンパルスを生成すると共に、その光ソリトンパルスの波長を、パルス光の強度に応じて変更する波長可変光ファイバーと、光ソリトンパルスに対する二次分散値β２の平均値が負であり、その絶対値が光ソリトンパルスの伝搬方向に増加する分散特性を備え、波長可変光ファイバーから出力された光ソリトンパルスに光ソリトン効果を生じさせて、スペクトル幅が狭窄されたパルス光を出力する光ファイバーと、光ファイバーから出力されたパルス光を試料に照射し、その透過光または反射光を受光して光強度を測定する受光手段と、を有し、光強度変調器により光ソリトンパルスの波長をｆ＊Δλ２／Δλ１（ここでｆはパルス光の繰り返し周波数、Δλ１は波長掃引幅、Δλ２は光ソリトンパルスのスペクトル幅）未満の速度で掃引し、受光手段により測定した透過光または反射光の光強度の時間変化と、波長可変光ファイバーによるパルス光の波長変化との関係から、透過光または反射光のスペクトルを測定する、ことを特徴とするスペクトル計測装置である。
第４の発明は、第１の発明から第３の発明において、光強度調整器は、電気光学変調器であることを特徴とするスペクトル計測装置である。
第５の発明は、第１の発明から第４の発明において、光ファイバーは、二次分散値β２の異なる光ファイバーを複数本接続させた構成である、ことを特徴とするスペクトル計測装置である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a spectrum measuring apparatus for measuring a spectrum of transmitted light that has been transmitted through a sample or reflected light that has been reflected by a sample, a pulse light source that outputs pulse light, and an intensity of the pulse light output from the pulse light source. A light intensity adjuster that changes the intensity of the optical soliton pulse from the pulse light whose intensity has been changed by the light intensity adjuster, and the wavelength of the optical soliton pulse is changed according to the intensity of the pulse light. And an average value of the secondary dispersion value β2 with respect to the optical soliton pulse is negative, the absolute value thereof increases in the propagation direction of the optical soliton pulse, and the optical soliton pulse output from the wavelength tunable optical fiber has an optical soliton An optical fiber that produces a pulsed light with a narrowed spectral width and an output from the optical fiber. And a light receiving means for measuring the light intensity by receiving the transmitted light or the reflected light, and the wavelength of the optical soliton pulse is f * Δλ2 / Δλ1 (here, f is the repetition frequency of pulsed light, Δλ1 is the wavelength sweep width, Δλ2 is the spectral width of the optical soliton pulse, and the time variation of the light intensity of the transmitted or reflected light measured by the light receiving means and the wavelength variable The spectrum measuring apparatus is characterized by measuring a spectrum of transmitted light or reflected light based on a relationship with a wavelength change of pulsed light by an optical fiber.
A fourth invention is the spectrum measuring apparatus according to any one of the first to third inventions, wherein the light intensity adjuster is an electro-optic modulator.
A fifth invention is a spectrum measuring apparatus according to any one of the first to fourth inventions, wherein the optical fiber has a configuration in which a plurality of optical fibers having different secondary dispersion values β2 are connected.
第６の発明は、第５の発明において、光ファイバーは、二次分散値β２の互いに異なる２つの光ファイバーを、長さの割合を変えて交互に繰り返し接続することで、二次分散値β２の絶対値が光ソリトンパルスの伝搬方向に増加する分散特性を備えるよう構成したことを特徴とするスペクトル計測装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect , the optical fiber is configured such that two optical fibers having different secondary dispersion values β2 are alternately and repeatedly connected at different length ratios, thereby obtaining an absolute value of the secondary dispersion value β2. The spectrum measuring apparatus is configured to have a dispersion characteristic whose value increases in the propagation direction of the optical soliton pulse.
第７の発明は、試料を透過した透過光または試料により反射された反射光のスペクトルを計測するスペクトル計測方法において、パルス光を発生させてパルス光の強度を変更し、その強度変更されたパルス光から光ソリトンパルスを生成すると共に、その光ソリトンパルスの波長を、パルス光の強度に応じて変更し、光ソリトンパルスに対する二次分散値β２の平均値が負であり、その絶対値が光ソリトンパルスの伝搬方向に増加する分散特性を備えた媒質に光ソリトンパルスを入射させて、光ソリトンパルスに光ソリトン効果を生じさせて、スペクトル幅が狭窄された光ソリトンパルスを出力させ、スペクトル幅が狭窄された光ソリトンパルスの一部から、等周波数間隔の複数のピークを有したスペクトルの干渉光を生成し、スペクトル幅が狭窄された光ソリトンパルスを試料に照射し、その透過光または反射光を受光して光強度を測定し、透過光または反射光の光強度の時間変化と、光ソリトンパルスの波長変化との関係から、透過光または反射光のスペクトルを測定し、干渉光のスペクトルにより、透過光または反射光のスペクトルを校正する、ことを特徴とするスペクトル計測方法である。 A seventh invention is a spectrum measurement method for measuring a spectrum of transmitted light that has passed through a sample or reflected light that has been reflected by a sample, wherein pulse light is generated to change the intensity of the pulsed light, and the intensity-changed pulse An optical soliton pulse is generated from light, the wavelength of the optical soliton pulse is changed according to the intensity of the pulsed light, and the average value of the secondary dispersion value β2 with respect to the optical soliton pulse is negative, and its absolute value is light An optical soliton pulse is incident on a medium with dispersion characteristics that increase in the propagation direction of the soliton pulse, an optical soliton effect is generated in the optical soliton pulse, an optical soliton pulse with a narrowed spectral width is output, and the spectral width There some constricted optical soliton pulses, and generates a spectrum of the interference light having a plurality of peaks of equal frequency intervals, the spectral width The sample is irradiated with a constricted optical soliton pulse, the transmitted or reflected light is received and the light intensity is measured, and the relationship between the temporal change of the transmitted or reflected light intensity and the wavelength change of the optical soliton pulse Then, the spectrum of transmitted light or reflected light is measured, and the spectrum of transmitted light or reflected light is calibrated with the spectrum of interference light .
第８の発明は、試料を透過した透過光または試料により反射された反射光のスペクトルを計測するスペクトル計測方法において、パルス光を発生させてパルス光の強度を変更し、その強度変更されたパルス光から光ソリトンパルスを生成すると共に、その光ソリトンパルスの波長を、パルス光の強度に応じて変更し、光ソリトンパルスに対する二次分散値β２の平均値が負であり、その絶対値が光ソリトンパルスの伝搬方向に増加する分散特性を備えた媒質に光ソリトンパルスを入射させて、光ソリトンパルスに光ソリトン効果を生じさせて、スペクトル幅が狭窄された光ソリトンパルスを出力させ、スペクトル幅が狭窄された光ソリトンパルスを試料に照射し、その透過光または反射光を受光して光強度を測定し、光ソリトンパルスの波長をｆ＊Δλ２／Δλ１（ここでｆはパルス光の繰り返し周波数、Δλ１は波長掃引幅、Δλ２は光ソリトンパルスのスペクトル幅）未満の速度で掃引し、透過光または反射光の光強度の時間変化と、光ソリトンパルスの波長変化との関係から、透過光または反射光のスペクトルを測定する、ことを特徴とするスペクトル計測方法である。 An eighth invention is a spectrum measurement method for measuring a spectrum of transmitted light that has been transmitted through a sample or reflected light that has been reflected by a sample, wherein pulse light is generated to change the intensity of the pulsed light, and the intensity-changed pulse An optical soliton pulse is generated from light, the wavelength of the optical soliton pulse is changed according to the intensity of the pulsed light, and the average value of the secondary dispersion value β2 with respect to the optical soliton pulse is negative, and its absolute value is light An optical soliton pulse is incident on a medium with dispersion characteristics that increase in the propagation direction of the soliton pulse, an optical soliton effect is generated in the optical soliton pulse, an optical soliton pulse with a narrowed spectral width is output, and the spectral width The sample is irradiated with an optical soliton pulse with constriction, and the transmitted or reflected light is received to measure the light intensity. The wavelength of the optical soliton pulse f * Δλ2 / Δλ1 (where f is the repetition frequency of the pulsed light, Δλ1 is the wavelength sweep width, Δλ2 is the spectral width of the optical soliton pulse), and the temporal change in the light intensity of the transmitted or reflected light The spectrum measurement method is characterized in that the spectrum of transmitted light or reflected light is measured from the relationship with the wavelength change of the optical soliton pulse .
本発明のスペクトル計測装置によると、高速、高精度、広帯域にスペクトル計測を行うことができる。 According to the spectrum measurement apparatus of the present invention, spectrum measurement can be performed at high speed, high accuracy, and wide bandwidth .
まず、本発明のスペクトル計測装置に利用するスペクトル幅狭窄方法の原理について説明する。 First, the principle of the spectrum narrowing method used in the spectrum measuring apparatus of the present invention will be described.
スペクトル幅狭窄方法は、ある分散特性を有した光ファイバーに光ソリトンパルスを入射させて断熱ソリトンスペクトル圧縮することにより、スペクトル幅が狭窄されたパルス光を得るものである。 In the spectral width narrowing method, pulsed light having a narrow spectral width is obtained by making an optical soliton pulse incident on an optical fiber having a certain dispersion characteristic and compressing the adiabatic soliton spectrum.
ある分散特性を有した光ファイバーとは、二次分散値β２が負であって、入射させる光ソリトンパルスの伝搬方向（光ファイバーの長さ方向）に二次分散値β２の絶対値が増加する伝搬特性を有した光ファイバーである。 An optical fiber having a certain dispersion characteristic is a propagation characteristic in which the secondary dispersion value β2 is negative and the absolute value of the secondary dispersion value β2 increases in the propagation direction of the incident optical soliton pulse (the length direction of the optical fiber). An optical fiber having
ここで、光ソリトンパルスは、Ｎ2 ＝（γＰ0 Ｔ2 FWHM）／（３．１１｜β2 ｜）と表わすことができる。Ｎはソリトン次数、γは非線形係数、Ｐ0 はピークパワー、ＴFWHMは時間半値全幅、β2 は二次分散値である。 Here, the optical soliton pulse can be expressed as N 2 = (γP 0 T 2 FWHM ) / (3.11 | β 2 |). N is the soliton order, γ is the nonlinear coefficient, P 0 is the peak power, T FWHM is the full width at half maximum, and β 2 is the secondary dispersion value.
この式の右辺の分子は、パルス光の自己位相変調を示し、右辺の分母は波長分散を示している。上記分散特性を有した光ファイバーに光ソリトンパルスを入射させると、自己位相変調によるパルス圧縮と波長分散によるパルス広がりとの釣り合いによって、入力されたパルス波は時間波形を保ったまま伝搬してソリトン波形を保とうとする。このため、ソリトン次数が０．５〜１．５のパルス波を光ファイバーに導入した場合には、Ｎ2 が１に収斂していく。光ファイバーの二次分散値β２の絶対値は、光ソリトンパルスの伝搬方向に増加していくため、入力された光ソリトンパルスはソリトンパルスの特性を保つために時間半値全幅ＴFWHMが増加していき、その結果としてスペクトル幅が狭窄化される。 The numerator on the right side of this equation indicates self-phase modulation of pulsed light, and the denominator on the right side indicates chromatic dispersion. When an optical soliton pulse is incident on an optical fiber having the above dispersion characteristics, the input pulse wave propagates while maintaining the time waveform due to the balance between pulse compression by self-phase modulation and pulse broadening by wavelength dispersion. Try to keep. For this reason, when a pulse wave having a soliton order of 0.5 to 1.5 is introduced into the optical fiber, N 2 converges to 1. Since the absolute value of the secondary dispersion value β2 of the optical fiber increases in the propagation direction of the optical soliton pulse, the full width at half maximum T FWHM of the input optical soliton pulse increases to maintain the characteristics of the soliton pulse. As a result, the spectral width is narrowed.
このように、本発明において利用するスペクトル狭窄方法では、入射させる光ソリトンパルスに対する二次分散値β２の平均が負であって、入射させる光ソリトンパルスの伝搬方向に二次分散値β２の絶対値の平均が増加する伝搬特性を有した光ファイバーに、光ソリトンパルスを伝搬させることにより、パルス光のスペクトル幅を狭窄化することができる。 Thus, in the spectral confinement method used in the present invention, the average of the secondary dispersion value β2 with respect to the incident optical soliton pulse is negative, and the absolute value of the secondary dispersion value β2 in the propagation direction of the incident optical soliton pulse. The spectral width of the pulsed light can be narrowed by propagating the optical soliton pulse to the optical fiber having a propagation characteristic that increases the average of the pulsed light.
また、本発明において利用するスペクトル狭窄方法は、パルス波がソリトン波形を保とうとする作用を用いてスペクトル幅を狭窄化するものであるため、出力されるパルス波はきれいな孤立波となる。このため、出力されるパルス波は、ノイズとなる台座成分（ペデスタル成分）が小さい理想的な波形に近いものを得ることができる。 In addition, since the spectral narrowing method used in the present invention narrows the spectral width by using the action of the pulse wave to keep the soliton waveform, the output pulse wave becomes a clean solitary wave. For this reason, it is possible to obtain a pulse wave that is close to an ideal waveform with a small base component (pedestal component) that becomes noise.
光ファイバーは、コア部とクラッド部の材質や直径などによって、様々な分散特性を付与することができる。そのため、入射させる光ソリトンパルスに対する二次分散値β２が負であり、かつ、入射させる光ソリトンパルスの伝搬方向に二次分散値β２の絶対値が増加する伝搬特性を有した光ファイバーを作製することは不可能ではない。しかし、分散特性を連続的に変化させることは困難であるため、１本の光ファイバーで所望の分散特性を実現するのではなく、二次分散値β２の異なる複数の光ファイバーを接続することにより、光ファイバー全体として、二次分散値β２の平均値が負で、二次分散値β２の絶対値の平均値が増加する伝搬特性とすることで、所望の伝搬特性を得ることができる。このようにすることで、本発明において利用するスペクトル狭窄方法に用いる光ファイバーを容易に実現することができる。 The optical fiber can be provided with various dispersion characteristics depending on the material and diameter of the core part and the clad part. Therefore, an optical fiber having a propagation characteristic in which the secondary dispersion value β2 with respect to the incident optical soliton pulse is negative and the absolute value of the secondary dispersion value β2 increases in the propagation direction of the incident optical soliton pulse is produced. Is not impossible. However, since it is difficult to continuously change the dispersion characteristic, a desired dispersion characteristic is not realized by one optical fiber, but a plurality of optical fibers having different secondary dispersion values β2 are connected to each other to connect the optical fiber. As a whole, a desired propagation characteristic can be obtained by setting the propagation characteristic such that the average value of the secondary dispersion value β2 is negative and the average value of the absolute value of the secondary dispersion value β2 increases. By doing in this way, the optical fiber used for the spectrum confinement method utilized in this invention is easily realizable.
なお、光ファイバーの二次分散値β２を所定の値に設計する具体的方法としては、ガラス材料への添加物と添加濃度の調整による屈折率の大きさの調整、断面での屈折率分布の調整、微細構造を用いた断面構造の制御などが考えられ、たとえば、コア径が大きな光ファイバーほど、二次分散値β２の絶対値を大きくすることができる。 In addition, as a specific method for designing the secondary dispersion value β2 of the optical fiber to a predetermined value, adjustment of the refractive index by adjusting the additive and addition concentration to the glass material, and adjustment of the refractive index distribution in the cross section For example, the control of the cross-sectional structure using a fine structure is conceivable. For example, the optical fiber having a larger core diameter can increase the absolute value of the secondary dispersion value β2.
特に櫛歯状分布ファイバー（ＣＰＦ）を用いることで、本発明において利用するスペクトル狭窄方法に用いる光ファイバーをより容易に実現することができる。櫛歯状分布ファイバーは、二次分散値β２の互いに異なる２つの光ファイバーを、長さの割合を変えて交互に繰り返し接続した構造であり、これにより二次分散値β２の平均値が負で、二次分散値β２の絶対値の平均値が増加する伝搬特性とするものである。 In particular, by using a comb-like distribution fiber (CPF), an optical fiber used in the spectral narrowing method used in the present invention can be realized more easily. The comb-shaped distribution fiber has a structure in which two optical fibers having different secondary dispersion values β2 are alternately connected with different length ratios, whereby the average value of the secondary dispersion values β2 is negative, The propagation characteristic is such that the average value of the absolute value of the secondary dispersion value β2 increases.
図２に櫛歯状分布ファイバーの構成の一例を示す。図２の櫛歯状分布ファイバーは、入射させるパルス光に対して二次分散値β２が−５である分散シフトファイバー（ＤＳＦ）１と、二次分散値β２が−２８であるシングルモードファイバー（ＳＭＦ）２が交互に繰り返し接続された構造である。ＤＳＦ１とＳＭＦ２の長さの割合は、パルス光入力端側ではＳＭＦ２よりもＤＳＦ１の方が割合が大きくなっているが、パルス光出力側に向かうにつれてＤＳＦ１の長さの割合は徐々に小さくなり、ＳＭＦ２の長さの割合は徐々に大きくなっている。そして、パルス光出力端側では、ＤＳＦ１よりもＳＭＦ２の方が長さの割合が大きくなっている。その結果、図３に示すように、櫛歯状分布ファイバー全体としてみた場合には、二次分散値β２の平均値が負であり、かつ、伝搬方向に二次分散値β２の平均値が−５から−２８に徐々に減少する（すなわち、二次分散値β２の絶対値の平均値が徐々に増加する）伝搬特性を実現することができている。 FIG. 2 shows an example of the structure of the comb-shaped distribution fiber. The comb-tooth distribution fiber of FIG. 2 includes a dispersion-shifted fiber (DSF) 1 having a secondary dispersion value β2 of −5 and a single mode fiber having a secondary dispersion value β2 of −28 with respect to incident pulsed light. SMF) 2 is repeatedly connected alternately. The ratio of the lengths of DSF1 and SMF2 is larger for DSF1 than for SMF2 on the pulse light input end side, but the ratio of the length of DSF1 gradually decreases toward the pulse light output side. The ratio of the length of SMF2 is gradually increased. On the pulse light output end side, the length ratio of SMF2 is larger than that of DSF1. As a result, as shown in FIG. 3, when viewed as a comb-like distribution fiber as a whole, the average value of the secondary dispersion value β2 is negative and the average value of the secondary dispersion value β2 in the propagation direction is − Propagation characteristics that gradually decrease from 5 to −28 (that is, the average value of the absolute value of the secondary dispersion value β2 gradually increases) can be realized.
図４は、図２に示した櫛歯状分布ファイバーによるスペクトル幅の狭窄効果を示した図である。図４のように、パルス幅２００ｆｓで中心波長１６２０ｎｍ、スペクトル幅１２．３ｎｍの光ソリトンパルスが、櫛歯状分布ファイバーを伝搬してスペクトル幅が狭窄化されて、スペクトル幅０．７２ｎｍの光ソリトンパルスとなった。また、狭窄化された光ソリトンパルスの台座成分の大きさは、スペクトルのピークから−１８ｄＢであった。 FIG. 4 is a diagram showing the narrowing effect of the spectrum width by the comb-like distribution fiber shown in FIG. As shown in FIG. 4, an optical soliton pulse having a pulse width of 200 fs, a center wavelength of 1620 nm, and a spectral width of 12.3 nm propagates through a comb-like distribution fiber to narrow the spectral width, and an optical soliton having a spectral width of 0.72 nm. It became a pulse. Further, the size of the pedestal component of the narrowed optical soliton pulse was −18 dB from the peak of the spectrum.
このように、図２に示した櫛歯状分布ファイバーによると、スペクトル幅の大幅な狭窄化を図ることができ、ノイズ成分の少ないスペクトル幅の狭窄化を実現することができた。 As described above, according to the comb-shaped distribution fiber shown in FIG. 2, the spectral width can be significantly narrowed, and the spectral width can be narrowed with less noise components.
なお、上記スペクトル幅狭窄方法に用いる光ファイバーでは、非線形係数の分布自体にはそれほど大きな意味はなく、通常の範囲内であれば問題はない。 In the optical fiber used for the spectral width narrowing method, the distribution of the nonlinear coefficient itself does not have a large meaning, and there is no problem as long as it is within a normal range.
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the examples.
図１は、実施例１のスペクトル計測装置の構成について示した図である。実施例１のスペクトル計測装置は、光ソリトンパルスを出力し、その波長が可変である波長可変光源１０と、波長可変光源１０からの光ソリトンパルスのスペクトル幅を狭窄化する櫛歯状分布ファイバー２０と、マッハツェンダー干渉計３０と、フォトダイオード４０ａ、ｂと、デジタルオシロスコープ５０と、を有している。
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the spectrum measuring apparatus according to the first embodiment. The spectrum measuring apparatus according to the first embodiment outputs an optical soliton pulse, the wavelength tunable
波長可変光源１０は、Ｅｒドープ超短パルスファイバーレーザー１１と、ＥＯＭ（電気光学変調器）１２と、Ｅｒドープファイバーアンプ１３と、ファンクションジェネレータ１４と、偏波保持シングルモードファイバー（ＰＭ−ＳＭＦ）１５と、を有している。以下、波長可変光源１０の詳細な構成について説明する。
The wavelength tunable
Ｅｒドープ超短パルスファイバーレーザー１１は、中心波長１５６０ｎｍ、パルス幅２００ｆｓ、繰り返し周波数５０ＭＨｚのパルス光を出力する。Ｅｒドープ超短パルスファイバーレーザー１１以外にも、パルス間隔がフェムト秒オーダーからマイクロ秒オーダーの任意のパルス光源を用いることができる。
The Er-doped ultrashort
ＥＯＭ１２は、電気光学結晶を有し、ファンクションジェネレータ１４によって電気光学結晶に印加される電圧が制御されることで、透過率が変化する。この電気光学結晶中に光を伝搬させることで、光の強度を変化させることができる。波長可変光源１０では、Ｅｒドープ超短パルスレーザファイバー１１からのパルス光を１／２波長板１６を介してＥＯＭ１２の電気光学結晶に入射させて伝搬させることで、パルス光の強度を変化させる。
The
なお、ＥＯＭ１２以外にもパルス光の強度を変化させることができる装置であれば任意のものを用いることができる。たとえば、音響光学素子を用いた光変調素子などを用いてもよい。
In addition to the
Ｅｒドープファイバーアンプ１３は、レーザーダイオード１３１と、Ｅｒドープファイバー１３２と、光アイソレータ１３３と、を有している。レーザーダイオード１３１は、波長１４８０ｎｍの励起光用光源である。ＥＯＭ１２から出力された光は、レーザーダイオード１３１からの光と合波されてＥｒドープファイバー１３２に入力され、一定割合増幅されて出力される。そして、１／４波長板１７、１／２波長板１８を透過させた後、偏波保持シングルモードファイバー１５に入力される。１／４波長板１７、１／２波長板１８は、パルス光の偏光方向が、偏波保持シングルモードファイバー１５の複屈折軸に平行となるようにするために用いる。
The Er-doped fiber amplifier 13 includes a
なお、Ｅｒドープ超短パルスレーザファイバー１１の出力が十分に高ければ、Ｅｒドープファイバーアンプ１２は必ずしも必要ではない。
Note that the Er-doped
偏波保持シングルモードファイバー１５は、ソリトン自己周波数シフトにより、入射されたパルス光よりも長波長側に、光ソリトンパルスを生成して出力する。ソリトン自己周波数シフトは、自己位相変調と波長分散の相互作用であるソリトン効果によって、パルス光が光ソリトンパルスになっていき、この光ソリトンパルスが伝搬するのに伴い、ラマン散乱効果によって波長が長波長側にシフトしていく効果である。このとき、波長のシフト量はパルス光の強度に依存するので、ＥＯＭ１２によってパルス光の強度を変更することで、偏波保持シングルモードファイバー１５が出力する光ソリトンパルスの波長を変化させることができる。
The polarization-maintaining
このように、波長可変光源１０では、パルス光から光ソリトンパルスを生成して出力することができ、その光ソリトンパルスの波長は、ＥＯＭ１２によるパルス光の強度の変更によって変化させることができる。
Thus, the wavelength tunable
櫛歯状分布ファイバー２０は、図２において説明したものと同様のものであり、二次分散値β２が−５のＤＳＦと二次分散値β２が−２８のＳＭＦを、長さの割合を変化させて交互に繰り返し接続した構造とすることで、光ソリトンパルスに対する二次分散値β２の平均値が負で、その絶対値の平均値が伝搬方向に増加していく特性を有するようにしたものである。波長可変光源１０からの光ソリトンパルスは、ロングパスフィルタ１９によってＥｒドープ超短パルスレーザファイバー１１の波長よりも波長の小さな成分が除去された後、櫛歯状分布ファイバー２０に入力され、断熱ソリトンスペクトル圧縮によってスペクトル幅が狭窄化されて出力される。
The comb-
図５は、波長可変光源１０からの光ソリトンパルスを、櫛歯状分布ファイバー２０によってスペクトル幅を狭窄化した結果を示した図である。光ソリトンパルスの波長は、１６２０ｎｍから１８４０ｎｍまでおよそ１０ｎｍの間隔で変化させた。その結果、スペクトル幅は１８．９〜２５．９％まで圧縮され、０．５４〜０．７１ｎｍとなった。このように、櫛歯状分布ファイバー２０に入力される光ソリトンパルスの波長を変化させた場合であっても、光ソリトンパルスのスペクトル幅を広い帯域にわたって圧縮できることがわかった。
FIG. 5 is a diagram showing the result of narrowing the spectral width of the optical soliton pulse from the wavelength tunable
櫛歯状分布ファイバー２０から出力されるパルス光は、光カプラ６０によって２つに分割され、一方は試料７０に照射され、他方はマッハツェンダー干渉計３０に入力される。
The pulsed light output from the comb-shaped
マッハツェンダー干渉計３０は、光カプラ６０からのパルス光を光カプラ３１によって２つに分割し、それをまた光カプラ３３によって合波することによって干渉光を生成して出力する。光カプラ３１によって分割された光路の一方には位相シフタ３２が設けられていて、位相シフタ３２によって光路長を調整することで干渉を生じさせる。
The Mach-
なお、マッハツェンダー干渉計３０以外にも、干渉光を生成することができる任意の干渉計を用いることが可能である。
In addition to the Mach-
試料７０を透過したパルス光はフォトダイオード４０ａに入力され、光カプラ３３から出力される干渉光はフォトダイオード４０ｂに入力され、電気信号に変換されてデジタルオシロスコープ５０に入力される。また、干渉光はスペクトルアナライザ８０にも入力される。
The pulsed light transmitted through the
デジタルオシロスコープ５０は、試料７０を透過したパルス光、および干渉光の時間波形を取得する。
The
次に、実施例１のスペクトル計測装置の動作について説明する。 Next, the operation of the spectrum measuring apparatus according to the first embodiment will be described.
試料７０としてＣＨ2 Ｃｌ2 （厚さ１ｍｍ）を用い、波長可変光源１０から出力される光ソリトンパルスを、波長１６２０〜１７７５ｎｍまで掃引し、この光ソリトンパルスを櫛歯状分布ファイバー２０によって断熱ソリトンスペクトル圧縮した後、光カプラ６０によって分割して一方を試料７０に照射し、他方をマッハツェンダー干渉計３０に入射させて干渉光を生成し、試料７０を透過したパルス光、および干渉光の時間波形をデジタルオシロスコープ５０によって取得した。ここで波長可変光源１０の出力する光ソリトンパルスの波長掃引は１００ｋＨｚで行った。
Using CH 2 Cl 2 (
図６は、デジタルオシロスコープ５０により測定した試料７０を透過した光ソリトンパルスと干渉光の時間波形を示した図である。また、図７は、スペクトラムアナライザ８０によって測定した試料７０を透過した光ソリトンパルスと干渉光のスペクトルを示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing the time waveform of the optical soliton pulse and interference light transmitted through the
図７のように、波長可変光源１０のスペクトルと比較すると、試料７０の吸収スペクトルが明確に現れていることがわかる。また、図６の区間Ａの試料７０を透過した光ソリトンパルスの時間波形を見ると、図７に示した試料７０の吸収スペクトルと形状がほぼ一致していることがわかる。したがって、図６の区間Ａについて時間軸を波長軸に変換すれば、図６から試料７０のスペクトルを計測できることがわかる。ここで、時間軸と波長軸との対応関係は、波長可変光源１０での光ソリトンパルスの波長掃引幅、波長掃引速度などからわかる。また、この吸収スペクトル計測の分解能は、光ソリトンパルスのスペクトル幅であり、図５からわかるように、およそ０．５〜０．７ｎｍという非常に高い分解能で吸収スペクトルの計測を行うことができる。
As shown in FIG. 7, it can be seen that the absorption spectrum of the
また、図７のように、干渉光のスペクトルは、等周波数間隔で複数のピークが並んだ波形である。したがって、干渉光の波形のピーク間隔を波長間隔の基準として、吸収スペクトルの波長を校正することができ、より高精度に吸収スペクトルを計測することができる。また、図６の時間波形の区間Ａはおよそ１０μｓであるから、非常に高速にスペクトルを測定できることがわかる。 Further, as shown in FIG. 7, the spectrum of the interference light is a waveform in which a plurality of peaks are arranged at equal frequency intervals. Therefore, the wavelength of the absorption spectrum can be calibrated using the peak interval of the waveform of the interference light as a reference for the wavelength interval, and the absorption spectrum can be measured with higher accuracy. Moreover, since the section A of the time waveform in FIG. 6 is about 10 μs, it can be seen that the spectrum can be measured very quickly.
また、図９は、図７に示した時間波形から求めた吸収スペクトルより算出した吸光度を示した図であり、図８は、光源として波長可変光源１０の出力する光ソリトンパルスを用いた場合の吸収スペクトルをスペクトラムアナライザによって求め、その吸収スペクトルから算出した吸光度を示した図である。図８、９を比較すると、実施例１の時間波形から算出した吸光度と、直接計測したスペクトルから算出した吸光度とが、ほぼ一致していることがわかる。
FIG. 9 is a diagram showing the absorbance calculated from the absorption spectrum obtained from the time waveform shown in FIG. 7, and FIG. 8 shows the case where the optical soliton pulse output from the wavelength tunable
以上のように、実施例１のスペクトル計測装置によると、高速、高精度、広帯域に試料の吸収スペクトルを計測することができる。 As described above, according to the spectrum measuring apparatus of the first embodiment, the absorption spectrum of the sample can be measured at high speed, high accuracy, and wide band.
なお、実施例１では吸収スペクトル計測を行っているが、本発明は反射スペクトルなどの計則にも適用することができる。 In addition, although absorption spectrum measurement is performed in Example 1, this invention is applicable also to rules, such as a reflection spectrum.
また、実施例１では干渉計を用いて等間隔にピークを有するスペクトルの干渉光を生成し、これを吸収スペクトルの波長の校正に用いることで、より高精度にスペクトル計測を行っているが、必ずしも干渉光を用いた校正は必要ではない。また、ファンクションジェネレータ１４からＥＯＭ１２への印加電圧値を参照にしてスペクトルの校正を行うようにしてもよい。
Further, in Example 1, the interferometer is used to generate spectrum interference light having peaks at regular intervals, and this is used for calibration of the wavelength of the absorption spectrum, thereby performing spectrum measurement with higher accuracy. Calibration using interference light is not necessarily required. Further, the spectrum may be calibrated with reference to the applied voltage value from the
また、実施例１では波長掃引速度を１００ｋＨｚとしたが、波長掃引速度は、ｆ＊Δλ２／Δλ１よりも小さいことが望ましい。ここで、ｆはパルス光の繰り返し周波数、Δλ１は波長掃引幅、Δλ２は櫛歯状分布ファイバー２０によって狭窄化された光ソリトンパルスのスペクトル幅である。波長掃引速度をこのような値とすることで、より高精度にスペクトル計測を行うことができる。
In the first embodiment, the wavelength sweep speed is set to 100 kHz, but the wavelength sweep speed is preferably smaller than f * Δλ2 / Δλ1. Here, f is the repetition frequency of the pulsed light,
本発明は、ＯＣＴ画像装置などに応用することができる。また、本発明は、エンジンの燃焼室内の気体の、時間的な成分変化などの計測に応用することができ、燃焼効率の向上などを図ることができる。 The present invention can be applied to an OCT image apparatus and the like. In addition, the present invention can be applied to measurement of changes in the time component of the gas in the combustion chamber of the engine, and the combustion efficiency can be improved.
１０：波長可変光源
１１：Ｅｒドープ超短パルスレーザファイバー
１２：ＥＯＭ
１３：Ｅｒドープファイバーアンプ
１５：偏波保持シングルモードファイバー
２０：櫛歯状分布ファイバー
３０：マッハツェンダー干渉計
４０ａ、ｂ：フォトダイオード
５０：デジタルオシロスコープ
６０：光カプラ
７０：試料
８０：スペクトルアナライザ
10: Variable wavelength light source 11: Er-doped ultrashort pulse laser fiber 12: EOM
13: Er-doped fiber amplifier 15: Polarization-maintaining single mode fiber 20: Comb-shaped distributed fiber 30: Mach-
Claims (8)
パルス光を出力するパルス光源と、
前記パルス光源の出力する前記パルス光の強度を変更する光強度調整器と、
前記光強度調整器により強度が変更された前記パルス光から光ソリトンパルスを生成すると共に、その光ソリトンパルスの波長を、前記パルス光の強度に応じて変更する波長可変光ファイバーと、
前記光ソリトンパルスに対する二次分散値β２の平均値が負であり、その絶対値が前記光ソリトンパルスの伝搬方向に増加する分散特性を備え、前記波長可変光ファイバーから出力された前記光ソリトンパルスに光ソリトン効果を生じさせて、スペクトル幅が狭窄されたパルス光を出力する光ファイバーと、
前記光ファイバーから出力される光ソリトンパルスの一部を入射させ、等周波数間隔の複数のピークを有したスペクトルの干渉光を出力する干渉計と、
前記光ファイバーから出力されたパルス光を前記試料に照射し、その透過光または反射光を受光して光強度を測定し、前記干渉光を受光して前記干渉光の光強度を測定する受光手段と、
を有し、
前記受光手段により測定した前記透過光または前記反射光の光強度の時間変化と、前記波長可変光ファイバーによる前記パルス光の波長変化との関係から、前記透過光または前記反射光のスペクトルを測定し、前記干渉光のスペクトルによって、前記透過光または前記反射光のスペクトルを校正する、
ことを特徴とするスペクトル計測装置。 In a spectrum measurement device that measures the spectrum of transmitted light transmitted through a sample or reflected light reflected by a sample,
A pulsed light source that outputs pulsed light;
A light intensity adjuster for changing the intensity of the pulsed light output from the pulsed light source;
A wavelength tunable optical fiber that generates an optical soliton pulse from the pulsed light whose intensity has been changed by the light intensity adjuster, and changes the wavelength of the optical soliton pulse in accordance with the intensity of the pulsed light;
The average value of the secondary dispersion value β2 with respect to the optical soliton pulse is negative, the absolute value thereof has a dispersion characteristic that increases in the propagation direction of the optical soliton pulse, and the optical soliton pulse output from the wavelength tunable optical fiber has An optical fiber that generates optical soliton effects and outputs pulsed light with a narrow spectral width;
An interferometer that inputs a part of the optical soliton pulse output from the optical fiber and outputs interference light of a spectrum having a plurality of peaks at equal frequency intervals;
Light receiving means for irradiating the sample with pulsed light output from the optical fiber , receiving the transmitted or reflected light to measure the light intensity , receiving the interference light, and measuring the light intensity of the interference light ; ,
Have
From the relationship between the time change of the light intensity of the transmitted light or the reflected light measured by the light receiving means and the wavelength change of the pulsed light by the wavelength tunable optical fiber, the spectrum of the transmitted light or the reflected light is measured , Calibrate the spectrum of the transmitted or reflected light by the spectrum of the interference light ;
A spectrum measuring apparatus characterized by that.
パルス光を出力するパルス光源と、 A pulsed light source that outputs pulsed light;
前記パルス光源の出力する前記パルス光の強度を変更する光強度調整器と、 A light intensity adjuster for changing the intensity of the pulsed light output from the pulsed light source;
前記光強度調整器により強度が変更された前記パルス光から光ソリトンパルスを生成すると共に、その光ソリトンパルスの波長を、前記パルス光の強度に応じて変更する波長可変光ファイバーと、 A wavelength tunable optical fiber that generates an optical soliton pulse from the pulsed light whose intensity has been changed by the light intensity adjuster, and changes the wavelength of the optical soliton pulse in accordance with the intensity of the pulsed light;
前記光ソリトンパルスに対する二次分散値β２の平均値が負であり、その絶対値が前記光ソリトンパルスの伝搬方向に増加する分散特性を備え、前記波長可変光ファイバーから出力された前記光ソリトンパルスに光ソリトン効果を生じさせて、スペクトル幅が狭窄されたパルス光を出力する光ファイバーと、 The average value of the secondary dispersion value β2 with respect to the optical soliton pulse is negative, the absolute value thereof has a dispersion characteristic that increases in the propagation direction of the optical soliton pulse, and the optical soliton pulse output from the wavelength tunable optical fiber has An optical fiber that generates optical soliton effects and outputs pulsed light with a narrow spectral width;
前記光ファイバーから出力されたパルス光を前記試料に照射し、その透過光または反射光を受光して光強度を測定する受光手段と、 Light receiving means for irradiating the sample with pulsed light output from the optical fiber, receiving the transmitted light or reflected light, and measuring the light intensity;
を有し、 Have
前記光強度変調器により前記光ソリトンパルスの波長をｆ＊Δλ２／Δλ１（ここでｆはパルス光の繰り返し周波数、Δλ１は波長掃引幅、Δλ２は前記光ソリトンパルスのスペクトル幅）未満の速度で掃引し、 The optical intensity modulator sweeps the wavelength of the optical soliton pulse at a speed less than f * Δλ2 / Δλ1 (where f is the repetition frequency of the pulsed light, Δλ1 is the wavelength sweep width, and Δλ2 is the spectral width of the optical soliton pulse). And
前記受光手段により測定した前記透過光または前記反射光の光強度の時間変化と、前記波長可変光ファイバーによる前記パルス光の波長変化との関係から、前記透過光または前記反射光のスペクトルを測定する、 Measure the spectrum of the transmitted light or the reflected light from the relationship between the time change of the light intensity of the transmitted light or the reflected light measured by the light receiving means and the wavelength change of the pulsed light by the wavelength tunable optical fiber,
ことを特徴とするスペクトル計測装置。 A spectrum measuring apparatus characterized by that.
パルス光を発生させてパルス光の強度を変更し、
その強度変更されたパルス光から光ソリトンパルスを生成すると共に、その光ソリトンパルスの波長を、前記パルス光の強度に応じて変更し、
前記光ソリトンパルスに対する二次分散値β２の平均値が負であり、その絶対値が前記光ソリトンパルスの伝搬方向に増加する分散特性を備えた媒質に前記光ソリトンパルスを入射させて、前記光ソリトンパルスに光ソリトン効果を生じさせて、スペクトル幅が狭窄された光ソリトンパルスを出力させ、
スペクトル幅が狭窄された光ソリトンパルスの一部から、等周波数間隔の複数のピークを有したスペクトルの干渉光を生成し、
スペクトル幅が狭窄された前記光ソリトンパルスを前記試料に照射し、その透過光または反射光を受光して光強度を測定し、
前記透過光または前記反射光の光強度の時間変化と、前記光ソリトンパルスの波長変化との関係から、前記透過光または前記反射光のスペクトルを測定し、
前記干渉光のスペクトルにより、前記透過光または前記反射光のスペクトルを校正する、
ことを特徴とするスペクトル計測方法。 In a spectrum measurement method for measuring a spectrum of transmitted light transmitted through a sample or reflected light reflected by a sample,
Change the intensity of the pulsed light by generating the pulsed light,
While generating an optical soliton pulse from the pulse light whose intensity has been changed, the wavelength of the optical soliton pulse is changed according to the intensity of the pulsed light,
The optical soliton pulse is incident on a medium having a dispersion characteristic in which the average value of the secondary dispersion value β2 with respect to the optical soliton pulse is negative and the absolute value thereof increases in the propagation direction of the optical soliton pulse, and the light An optical soliton effect is generated in the soliton pulse, and an optical soliton pulse with a narrowed spectral width is output,
Generates interference light of a spectrum having a plurality of peaks at equal frequency intervals from a part of an optical soliton pulse whose spectral width is narrowed,
Irradiating the sample with the optical soliton pulse with a narrowed spectral width, receiving the transmitted light or reflected light, and measuring the light intensity,
From the relationship between the time change of the light intensity of the transmitted light or the reflected light and the wavelength change of the optical soliton pulse, the spectrum of the transmitted light or the reflected light is measured ,
Calibrate the spectrum of the transmitted light or the reflected light by the spectrum of the interference light ,
A spectral measurement method characterized by that.
パルス光を発生させてパルス光の強度を変更し、 Change the intensity of the pulsed light by generating the pulsed light,
その強度変更されたパルス光から光ソリトンパルスを生成すると共に、その光ソリトンパルスの波長を、前記パルス光の強度に応じて変更し、 While generating an optical soliton pulse from the pulse light whose intensity has been changed, the wavelength of the optical soliton pulse is changed according to the intensity of the pulsed light,
前記光ソリトンパルスに対する二次分散値β２の平均値が負であり、その絶対値が前記光ソリトンパルスの伝搬方向に増加する分散特性を備えた媒質に前記光ソリトンパルスを入射させて、前記光ソリトンパルスに光ソリトン効果を生じさせて、スペクトル幅が狭窄された光ソリトンパルスを出力させ、 The optical soliton pulse is incident on a medium having a dispersion characteristic in which the average value of the secondary dispersion value β2 with respect to the optical soliton pulse is negative and the absolute value thereof increases in the propagation direction of the optical soliton pulse, and the light An optical soliton effect is generated in the soliton pulse, and an optical soliton pulse with a narrowed spectral width is output,
スペクトル幅が狭窄された前記光ソリトンパルスを前記試料に照射し、その透過光または反射光を受光して光強度を測定し、 Irradiating the sample with the optical soliton pulse with a narrowed spectral width, receiving the transmitted light or reflected light, and measuring the light intensity,
前記光ソリトンパルスの波長をｆ＊Δλ２／Δλ１（ここでｆはパルス光の繰り返し周波数、Δλ１は波長掃引幅、Δλ２は前記光ソリトンパルスのスペクトル幅）未満の速度で掃引し、Sweeping the wavelength of the optical soliton pulse at a speed less than f * Δλ2 / Δλ1 (where f is the repetition frequency of the pulsed light, Δλ1 is the wavelength sweep width, and Δλ2 is the spectral width of the optical soliton pulse),
前記透過光または前記反射光の光強度の時間変化と、前記光ソリトンパルスの波長変化との関係から、前記透過光または前記反射光のスペクトルを測定する、 Measure the spectrum of the transmitted light or the reflected light from the relationship between the time change of the light intensity of the transmitted light or the reflected light and the wavelength change of the optical soliton pulse.
ことを特徴とするスペクトル計測方法。 A spectral measurement method characterized by that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011099445A JP5807859B2 (en) | 2011-04-27 | 2011-04-27 | Spectrum measuring apparatus and spectrum measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011099445A JP5807859B2 (en) | 2011-04-27 | 2011-04-27 | Spectrum measuring apparatus and spectrum measuring method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012230050A JP2012230050A (en) | 2012-11-22 |
| JP5807859B2 true JP5807859B2 (en) | 2015-11-10 |
Family
ID=47431702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011099445A Expired - Fee Related JP5807859B2 (en) | 2011-04-27 | 2011-04-27 | Spectrum measuring apparatus and spectrum measuring method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5807859B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104864961B (en) * | 2015-05-15 | 2017-08-29 | 西北核技术研究所 | A kind of multichannel pulse spectrum measurement apparatus and method based on fiber array |
| KR101847966B1 (en) * | 2017-09-15 | 2018-04-11 | 엘아이지넥스원 주식회사 | Method for measuring the performance of optical device |
| KR101847967B1 (en) * | 2017-09-15 | 2018-04-11 | 엘아이지넥스원 주식회사 | Apparatus for selectively measuring the performance of optical device based on mode selection |
| US11867621B2 (en) | 2019-03-20 | 2024-01-09 | Nikon Corporation | Terahertz light detector and terahertz measurement device |
| JP7265908B2 (en) * | 2019-03-27 | 2023-04-27 | ウシオ電機株式会社 | Tablet inspection method and tablet inspection device |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3865982B2 (en) * | 1999-11-25 | 2007-01-10 | 独立行政法人科学技術振興機構 | Time division wavelength multiplexed pulsed light generator |
| JP4532061B2 (en) * | 2002-09-24 | 2010-08-25 | 古河電気工業株式会社 | Waveform shaper, optical pulse generator, and optical regeneration system |
| JP4327126B2 (en) * | 2004-11-19 | 2009-09-09 | 独立行政法人科学技術振興機構 | Optical pulse compression device, optical pulse generator, and optical pulse compression method |
| JP4889128B2 (en) * | 2009-02-24 | 2012-03-07 | 日本電信電話株式会社 | Waveguide type optical interference circuit |
| WO2011136220A1 (en) * | 2010-04-28 | 2011-11-03 | 国立大学法人大阪大学 | Spectral width narrowing method, optical element and light source device |
-
2011
- 2011-04-27 JP JP2011099445A patent/JP5807859B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012230050A (en) | 2012-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2013205390A (en) | Adsorption spectroscopic measurement apparatus | |
| US7414779B2 (en) | Mode locking methods and apparatus | |
| JP5807859B2 (en) | Spectrum measuring apparatus and spectrum measuring method | |
| JP7070567B2 (en) | Spectroscopic measurement method, spectroscopic measurement device and wideband pulse light source unit | |
| US11112306B2 (en) | Real-time optical spectro-temporal analyzer and method | |
| WO2016080415A1 (en) | Measurement device and sensor system | |
| WO2020075441A1 (en) | Light source for spectroscopic analysis, spectroscopic analysis device, and spectroscopic analysis method | |
| CN110749873A (en) | Femtosecond laser radar and gas component detection method | |
| Ravi et al. | Visible-spanning flat supercontinuum for astronomical applications | |
| DK2202502T3 (en) | Apparatus and method for measuring chromatic dispersion | |
| JP5577592B2 (en) | Chromatic dispersion measuring apparatus and chromatic dispersion measuring method | |
| Sjöholm et al. | Ultra-high-speed pumping of an optical parametric oscillator (OPO) for high-speed laser-induced fluorescence measurements | |
| US7705993B2 (en) | Sampling of optical signals | |
| US20200081181A1 (en) | Optical fiber with specialized figure-of-merit and applications therefor | |
| US9075284B2 (en) | Spectral width narrowing method, optical element and light source device | |
| JP2007085754A (en) | Optical pulse tester and optical fiber longitudinal direction characteristic test method | |
| JP2008084904A (en) | Optical output device and method | |
| JP3393081B2 (en) | Optical device characteristics evaluation system | |
| JP2012132704A (en) | Peak power monitoring device and peak power monitoring method | |
| CN112039594B (en) | Narrow pulse type frequency sweep light source | |
| JP2000081374A (en) | Method and device for measuring wavelength dispersion | |
| Moon et al. | Reflectometric fiber dispersion measurement using a supercontinuum pulse source | |
| WO2004012003A1 (en) | Wavelength-variable short pulse generating device and method | |
| WO2020019153A1 (en) | Femtosecond laser radar and gas composition detection method | |
| Aprelov et al. | Dispersive Fourier Transform Spectrometer Based on Mode-Locked Er-Doped Fiber Laser for Ammonia Sensing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140424 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141212 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141216 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150213 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150804 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150831 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5807859 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |