JPH11237285A - Light pulse diagnosis device - Google Patents
Light pulse diagnosis deviceInfo
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- JPH11237285A JPH11237285A JP4000798A JP4000798A JPH11237285A JP H11237285 A JPH11237285 A JP H11237285A JP 4000798 A JP4000798 A JP 4000798A JP 4000798 A JP4000798 A JP 4000798A JP H11237285 A JPH11237285 A JP H11237285A
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- pulse diagnostic
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光パルス診断装置
に関し、特に光パルスの波形測定および位相測定に適し
た光パルス診断装置に関する。The present invention relates to an optical pulse diagnostic apparatus, and more particularly to an optical pulse diagnostic apparatus suitable for measuring the waveform and phase of an optical pulse.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光パルスの診断法として良く知られてい
る方法はD. J. Kane他により発明されたFrequency-reso
lved optical gating(FROG)法 (Optics Letters, Vol.
19, pp. 1061 - 1063 (1994))である。この方法は当初
非線型効果として３次の効果を用いていたため大きい強
度が必要で、いつでも適用可能な方法ではなかった。そ
の後２次の非線型効果である第２高調波発生を用いても
FROG法が可能であることが明らかになったが、第２高調
波発生を用いた場合、元々の入射光パルスと第２高調波
の間で位相整合を取る必要がある。位相整合を取ると
は、非線型効果で発生した第２高調波と元々の入射光の
群速度を一致させることを言う。超短光パルスの場合、
パルスを構成するためのスペクトルの全範囲で位相整合
を取ることは不可能であり、中心周波数でのみ位相整合
を取り、その他の周波数での強度は入射光パルスそのも
ののスペクトルを使って補正する必要がある (G. Taft
et al., IEEE Journal of Selected Topics in Quantum
Electronics, Vol. 2, pp. 575 - 585 (1997))。これ
により確かに正確な測定が可能になったが、入射光パル
スのスペクトルを測定する手続きが増えてしまった。ま
た、中心周波数の位相整合をとることもすべての波長域
で可能な訳ではなく、波長400 nm以下の短波長域では位
相整合可能な非線型結晶が存在しない。2. Description of the Related Art A well-known method for diagnosing light pulses is a frequency-reso invented by DJ Kane et al.
lved optical gating (FROG) method (Optics Letters, Vol.
19, pp. 1061-1063 (1994)). Since this method initially used a third-order effect as a non-linear effect, it required a large strength and was not always applicable. After that, even if the second harmonic generation, which is a second-order nonlinear effect, is used,
Although it has been found that the FROG method is feasible, when the second harmonic generation is used, it is necessary to perform phase matching between the original incident light pulse and the second harmonic. Taking phase matching means that the group velocity of the second harmonic generated by the non-linear effect matches the original group velocity of the incident light. For ultrashort light pulses,
It is not possible to achieve phase matching over the entire spectrum to compose the pulse; phase matching must be performed only at the center frequency, and the intensity at other frequencies must be corrected using the spectrum of the incident light pulse itself. (G. Taft
et al., IEEE Journal of Selected Topics in Quantum
Electronics, Vol. 2, pp. 575-585 (1997)). This certainly enabled accurate measurements, but increased the procedure for measuring the spectrum of the incident light pulse. Further, it is not always possible to perform phase matching of the center frequency in all wavelength ranges, and there is no nonlinear crystal capable of phase matching in a short wavelength range of 400 nm or less.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このような背景から位
相整合条件を満たさなくても測定可能な、したがって可
能な測定波長域が広くなる方法を発明することが課題で
ある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method capable of performing measurement without satisfying the phase matching condition, and thus widening a possible measurement wavelength range.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】位相整合の問題は、入射
光パルスを非線型結晶に透過させるために発生する。本
発明では、２種類の方法で上記の課題を解決する。第１
の方法は第２高調波を、入射光パルスの反射方向から取
り出すことにより位相整合条件を満たす必要を無くす。
この結果、測定可能な波長域が広くなり、また第２高調
波の強度を入射光パルスのスペクトルで補正する必要が
なくなる。第２の方法は従来の技術と同様、透過方向か
ら第２高調波を取り出す。但し、本発明では位相整合条
件を満たす必要はなく、得られた第２高調波の強度を入
射光パルスのスペクトルで補正する。この結果、測定可
能な波長域が広くなり、またこの第２の方法は第１の方
法より第２高調波の強度が大きい。SUMMARY OF THE INVENTION The problem of phase matching arises because an incident light pulse is transmitted through a nonlinear crystal. In the present invention, the above problem is solved by two types of methods. First
The method eliminates the need to satisfy the phase matching condition by extracting the second harmonic from the reflection direction of the incident light pulse.
As a result, the wavelength range that can be measured is widened, and it is not necessary to correct the intensity of the second harmonic with the spectrum of the incident light pulse. The second method extracts the second harmonic from the transmission direction, as in the conventional technique. However, in the present invention, it is not necessary to satisfy the phase matching condition, and the intensity of the obtained second harmonic is corrected by the spectrum of the incident light pulse. As a result, the measurable wavelength range is widened, and the intensity of the second harmonic is larger in the second method than in the first method.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】以下に図を参照して本発明の実施
例について説明する。図１は基本的な構成を示すブロッ
ク図である。入射光パルス１１はハーフミラー６により
２つのビームに分離され、その片方１２は波長分解自己
相関器２に導かれる。もう一方のビーム１３は分光検出
器３に導かれる。波長分解自己相関器２と分光検出器３
の出力１４・１５は計算機４で処理された後、画面５に
表示される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration. The incident light pulse 11 is split into two beams by the half mirror 6, one of which is guided to the wavelength-resolved autocorrelator 2. The other beam 13 is guided to the spectral detector 3. Wavelength-resolved autocorrelator 2 and spectral detector 3
Are output on the screen 5 after being processed by the computer 4.
【０００６】図２は波長分解自己相関器２の実施例を示
す。入射光パルス１２はハーフミラー２０１により２本
のビームに分離される。片方のビームは、コーナー反射
ミラー２１１・凹面鏡２０３を経由して非線型結晶２２
１に焦点を結ぶ。もう一方のビームも、コーナー反射ミ
ラー２１２・ミラー２０２・凹面鏡２０３を経由して非
線型結晶２２１に焦点を結ぶ。非線型結晶２２１上の２
つのビームの焦点は同一であり、ミラー２０２から凹面
鏡２０３までの間は２つのビームは平行である。平行な
２つのビームは、図２では紙面水平面内に配置されてい
るが、紙面垂直面内に配置することもできる。凹面鏡２
０３での入射ビームの反射では非点収差を避けるため
に、構成要素の幾何学的配置の許す限り入反射角を小さ
くする。またこの非点収差を小さくするために凹面鏡の
代わりに放物面鏡または非軸放物面鏡を使うこともでき
る。非線型結晶２２１は例えばKH2PO4 (KDP), b-BaB2O4
(BBO), LiB3O5 (LBO), LiNbO3等である。非線型結晶２
２１で反射した２つのビームの中線方向には第２高調波
１０２が放出される。（非線型結晶２２１に２つのビー
ムが入射する際、偏波方向が入射面内にある場合は入射
角をブリュスタ角にセットすると反射方向に現れるのは
第２高調波のみにすることができる。また、非線型結晶
２２１の表面と裏面は非平行に研磨しておくと表面反射
と裏面反射の光を分離することができる。）反射した２
つのビームはアパーチャ２２２によりカットされるが、
第２高調波１０２はアパーチャ２２２を通過し、レンズ
２２３で収束され、分光器２３１では波長分解され、多
チャネル検出素子２３２で検出される。この多チャネル
検出素子２３２による分光測定は、コーナー反射ミラー
２１１を移動させることにより２つのビームの光路差を
変化させながら１００回程度行う。多チャネル検出素子
２３２での測定データは模式的に図３に示されている。FIG. 2 shows an embodiment of the wavelength-resolved autocorrelator 2. The incident light pulse 12 is separated by the half mirror 201 into two beams. One of the beams passes through the corner reflecting mirror 211 and the concave mirror 203, and passes through the nonlinear crystal 22.
Focus on one. The other beam also focuses on the nonlinear crystal 221 via the corner reflecting mirror 212, the mirror 202, and the concave mirror 203. 2 on the nonlinear crystal 221
The focal points of the two beams are the same, and between the mirror 202 and the concave mirror 203, the two beams are parallel. Although the two parallel beams are arranged in the horizontal plane in FIG. 2, they can be arranged in a vertical plane. Concave mirror 2
In order to avoid astigmatism in the reflection of the incident beam at 03, the angle of incidence and reflection is reduced as far as the geometrical arrangement of the components allows. In order to reduce the astigmatism, a parabolic mirror or an off-axis parabolic mirror can be used instead of the concave mirror. The nonlinear crystal 221 is, for example, KH 2 PO 4 (KDP), b-BaB 2 O 4
(BBO), LiB 3 O 5 (LBO), LiNbO 3 and the like. Non-linear crystal 2
A second harmonic 102 is emitted in the middle line direction of the two beams reflected at 21. (When the two beams are incident on the nonlinear crystal 221, if the polarization direction is within the plane of incidence, setting the incident angle to the Brewster angle allows only the second harmonic to appear in the reflection direction. If the front and back surfaces of the non-linear crystal 221 are polished non-parallel, light of front surface reflection and back surface reflection can be separated.)
One beam is cut by the aperture 222,
The second harmonic 102 passes through the aperture 222, is converged by the lens 223, is wavelength-resolved by the spectroscope 231, and is detected by the multi-channel detection element 232. The spectral measurement by the multi-channel detection element 232 is performed about 100 times while changing the optical path difference between the two beams by moving the corner reflection mirror 211. The measurement data at the multi-channel detection element 232 is schematically shown in FIG.
【０００７】非線型結晶２２１の面方向は透過波が位相
整合条件を満足しないようにし、また反射波に対する非
線型分極が最大になるように選ぶ。この条件を満足する
結晶面方向の選び方は、例えばLBOの場合、結晶面内にc
(y)軸を含ませ、入射波の屈折方向をb(z)軸に選び、屈
折波の偏波方向がa(x)軸になるように選ぶのが一つの例
である。BBOの場合は、結晶面内にx軸を含ませ、入射波
の屈折方向をz軸に選び、屈折波の偏波方向がy軸になる
ように選ぶのが一つの例である。The plane direction of the nonlinear crystal 221 is selected so that the transmitted wave does not satisfy the phase matching condition and the nonlinear polarization with respect to the reflected wave is maximized. How to select the crystal plane direction that satisfies this condition is, for example, in the case of LBO, c
One example is to include the (y) axis, select the refraction direction of the incident wave to be the b (z) axis, and select the polarization direction of the refraction wave to be the a (x) axis. In the case of BBO, one example is to include the x-axis in the crystal plane, select the refraction direction of the incident wave on the z-axis, and select the polarization direction of the refraction wave on the y-axis.
【０００８】分光検出器３の実施例は図４に示す。入射
光パルス１３は分光器３３１により波長分解され、多チ
ャネル検出素子３３２で検出される。出力１５は計算機
４に導かれる。FIG. 4 shows an embodiment of the spectral detector 3. The incident light pulse 13 is wavelength-resolved by the spectroscope 331 and detected by the multi-channel detection element 332. The output 15 is led to the computer 4.
【０００９】計算機４ではまず出力１４と１５の出力強
度の波長依存性の補正を行う。補正の主な原因は多チャ
ネル検出素子２３２と３３２、分光器２３１と３３１内
の回折格子、非線型結晶２２１の第２高調波発生効率の
波長依存性である。出力１５は入射光パルスの分光デー
タであるが、これを周波数に関して自己畳み込みの計算
をすると非線型結晶２２１での第２高調波発生の強度の
理論的予測になる。出力１４の中の光路差が零の部分の
データは、この予測値と一致するはずであり、この事実
を利用して測定の正確さを確かめることができる。この
確認作業が必要でない場合はハーフミラー６及び分光検
出器３は不要であり、入射光パルス１１を直接波長分解
自己相関器２に導けばよい。分光検出器３を不要にでき
たのは、非線型結晶２２１において第２高調波を反射方
向から取り出したからである。透過方向から取り出した
場合は位相整合条件に起因する第２高調波発生の波長依
存性があるため、分光検出器３の出力１５から求めた予
測値により第２高調波の強度を補正する必要がある。本
発明の反射型の配置では位相整合の問題がないので、位
相整合させるための結晶が見当たらず通常の方法では測
定できないような波長域、例えば400 nm以下の波長域で
も測定可能である。The computer 4 first corrects the wavelength dependence of the output intensity of the outputs 14 and 15. The main cause of the correction is the wavelength dependence of the second harmonic generation efficiency of the multi-channel detection elements 232 and 332, the diffraction gratings in the spectrometers 231 and 331, and the nonlinear crystal 221. The output 15 is the spectral data of the incident light pulse, and when this is subjected to self-convolution calculation with respect to the frequency, the result becomes theoretical prediction of the intensity of the second harmonic generation in the nonlinear crystal 221. The data in the portion of the output 14 where the optical path difference is zero should agree with this prediction, and this fact can be used to confirm the accuracy of the measurement. When this checking operation is not necessary, the half mirror 6 and the spectral detector 3 are not necessary, and the incident light pulse 11 may be directly guided to the wavelength-resolved autocorrelator 2. The reason why the spectral detector 3 was unnecessary was that the second harmonic was extracted from the non-linear crystal 221 in the reflection direction. When the second harmonic is generated in the transmission direction, there is a wavelength dependency of the second harmonic generation due to the phase matching condition. Therefore, it is necessary to correct the intensity of the second harmonic based on the predicted value obtained from the output 15 of the spectral detector 3. is there. Since there is no problem of phase matching in the reflection type arrangement of the present invention, it is possible to measure even in a wavelength range where a crystal for phase matching cannot be found and cannot be measured by an ordinary method, for example, a wavelength range of 400 nm or less.
【００１０】すべての補正が終わった図３のデータから
は、文献（例えば、D. J. Kane etal., J. Opt. Soc. A
m. Vol. 14 pp. 935 - 943 (1997)）に示された反復計
算を用いて入射光パルス１１の包絡波形と位相が再現さ
れる。ここで包絡波形と位相の意味は、光パルスをE(t)
= |E(t)|exp(iw0t)exp(ij(t))のように、振幅、中心周
波数の要素、その他の位相の要素の積に分解したとき
に、|E(t)|2が包絡波形であり、j(t)が位相である。再
現された光パルスは出力１４・１５と共に画面５に表示
される。From the data of FIG. 3 after all corrections have been completed, reference can be made to literatures (eg, DJ Kane et al., J. Opt. Soc. A
m. Vol. 14 pp. 935-943 (1997)), the envelope waveform and phase of the incident light pulse 11 are reproduced. Here, the meanings of the envelope waveform and the phase are as follows:
= | E (t) | exp (iw 0 t) exp (ij (t)), when decomposed into the product of the amplitude, center frequency, and other phase components, | E (t) | 2 is the envelope waveform, and j (t) is the phase. The reproduced light pulse is displayed on the screen 5 together with the outputs 14 and 15.
【００１１】画面５の表示の１例は図５に示す。図３の
測定データは図５では５０１に示すように等高線表示に
なっている。再現された光パルスの包絡波形と位相は５
０３に表示されている。 exp(iw0t)の要素も加えてE(t)
そのものを表示させたのが５０４である。再現された光
パルスのスペクトルと波長領域での位相を表示している
のが５０２である。５０２には出力１５をも同時に表示
させ、入射光パルス１１の測定スペクトルと再現された
スペクトルを比べることも可能である。原理的にはこれ
らのスペクトルは一致するはずのものである。FIG. 5 shows an example of the display of the screen 5. The measurement data of FIG. 3 is displayed in contour lines as shown by 501 in FIG. The envelope and phase of the reproduced light pulse are 5
03 is displayed. E (t) with the elements of exp (iw 0 t)
Reference numeral 504 indicates the content itself. Reference numeral 502 denotes the spectrum of the reproduced light pulse and the phase in the wavelength region. It is also possible to display the output 15 at the same time at 502 and compare the measured spectrum of the incident light pulse 11 with the reproduced spectrum. In principle, these spectra should match.
【００１２】図６は波長分解自己相関器２のもう一つの
実施例である。図２との基本的な違いは非線型結晶から
放出される第２高調波の方向が入射ビームの透過方向で
あることである。入射光パルス１２はハーフミラー２５
１により２本のビームに分離される。片方のビームは、
コーナー反射ミラー２６１・ミラー２５３・凹面鏡２５
４を経由して非線型結晶２７１に焦点を結ぶ。もう一方
のビームも、コーナー反射ミラー２６２・ミラー２５２
・ミラー２５３・凹面鏡２５４を経由して非線型結晶２
７１に焦点を結ぶ。非線型結晶２７１上の２つのビーム
の焦点は同一であり、ミラー２５２から凹面鏡２５４ま
での間は２つのビームは平行である。平行な２つのビー
ムは図６では紙面水平面内に配置されているが、紙面垂
直面内に配置することもできる。凹面鏡２５４での入射
ビームの反射では非点収差を避けるために、構成要素の
幾何学的配置の許す限り入反射角を小さくする。またこ
の非点収差を小さくするために凹面鏡の代わりに放物面
鏡または非軸放物面鏡を使うこともできる。非線型結晶
２７１は例えばKH2PO4 (KDP), b-BaB2O4 (BBO), LiB3O5
(LBO), LiNbO3等である。非線型結晶２７１を透過した
２つのビームの中線方向には第２高調波１５２が放出さ
れる。非線型結晶２７１の面方向は非線型分極が最大に
なるように選ぶ。位相整合条件は満足する必要がなく、
位相不整合に基づく第２高調波の強度の波長依存性は出
力１５により計算機４で補正される。非線型分極が最大
になる結晶面方向の選び方は、例えばLBOの場合、結晶
面に垂直な方向をa(x)軸に選び、入射波の偏光方向をb
(z)軸に選ぶのが一つの例である。BBOの場合は、結晶面
に垂直な方向をz軸に選び、入射波の偏光方向がｘ軸ま
たはy軸になるように選ぶのが一つの例である。透過し
た２つのビームはアパーチャ２７２によりカットされる
が、第２高調波１５２はアパーチャ２７２を通過し、レ
ンズ２７３で収束され、分光器２８１では波長分解さ
れ、多チャネル検出素子２８２で検出される。この多チ
ャネル検出素子２８２による分光測定は、コーナー反射
ミラー２６１を移動させることにより２つのビームの光
路差を変化させながら１００回程度行う。FIG. 6 shows another embodiment of the wavelength-resolved autocorrelator 2. The fundamental difference from FIG. 2 is that the direction of the second harmonic emitted from the nonlinear crystal is the transmission direction of the incident beam. The incident light pulse 12 is a half mirror 25
1 separates the two beams. One beam is
Corner reflection mirror 261, mirror 253, concave mirror 25
The focal point is focused on the nonlinear crystal 271 via the line 4. The other beam is also reflected by the corner reflection mirror 262 and the mirror 252.
Non-linear crystal 2 via mirror 253 and concave mirror 254
Focus on 71. The focal points of the two beams on the nonlinear crystal 271 are the same, and between the mirror 252 and the concave mirror 254, the two beams are parallel. Although the two parallel beams are arranged in a horizontal plane in FIG. 6, they can be arranged in a vertical plane. In order to avoid astigmatism in the reflection of the incident beam at the concave mirror 254, the angle of incidence and reflection is made as small as the geometrical arrangement of the components allows. In order to reduce the astigmatism, a parabolic mirror or an off-axis parabolic mirror can be used instead of the concave mirror. The nonlinear crystal 271 is, for example, KH 2 PO 4 (KDP), b-BaB 2 O 4 (BBO), LiB 3 O 5
(LBO), LiNbO 3 and the like. A second harmonic 152 is emitted in the middle line direction of the two beams transmitted through the nonlinear crystal 271. The plane direction of the nonlinear crystal 271 is selected so that the nonlinear polarization is maximized. The phase matching condition does not need to be satisfied,
The wavelength dependence of the intensity of the second harmonic based on the phase mismatch is corrected by the computer 4 using the output 15. For example, in the case of LBO, the direction perpendicular to the crystal plane is selected as the a (x) axis, and the polarization direction of the incident wave is selected as b.
One example is to choose the (z) axis. In the case of BBO, one example is to select the direction perpendicular to the crystal plane as the z-axis and to select the polarization direction of the incident wave to be the x-axis or the y-axis. The transmitted two beams are cut by the aperture 272, but the second harmonic 152 passes through the aperture 272, is converged by the lens 273, is wavelength-resolved by the spectroscope 281, and is detected by the multi-channel detection element 282. The spectral measurement by the multi-channel detection element 282 is performed about 100 times while moving the corner reflection mirror 261 to change the optical path difference between the two beams.
【００１３】通常、透過方向から第２高調波を取り出す
場合、入射光と第２高調波の間で位相整合を取る必要が
ある。しかしながら本発明では位相整合を取る必要はな
く、測定結果の出力１４を出力１５を使って補正すれば
良い。図６の方法では分光検出器３を省略することはで
きず、図１の要素すべてが必要である。Usually, when extracting the second harmonic from the transmission direction, it is necessary to match the phase between the incident light and the second harmonic. However, in the present invention, it is not necessary to take phase matching, and the output 14 of the measurement result may be corrected using the output 15. In the method of FIG. 6, the spectral detector 3 cannot be omitted, and all the elements of FIG. 1 are required.
【００１４】[0014]
【発明の効果】本発明では非線型結晶から発生する第２
高調波を反射方向、又は非位相整合条件下での透過方向
から取り出している。したがって位相整合条件を満足す
る必要はなく、位相整合条件を満たす非線型結晶が見当
たらない波長域、例えば400 nm以下の波長域でも本発明
の方法で測定可能である。According to the present invention, the second crystal generated from the non-linear crystal
Harmonics are extracted from the reflection direction or the transmission direction under non-phase matching conditions. Therefore, it is not necessary to satisfy the phase matching condition, and it can be measured by the method of the present invention even in a wavelength range where a nonlinear crystal satisfying the phase matching condition is not found, for example, a wavelength range of 400 nm or less.
【００１５】また、第２高調波を反射方向から取り出す
配置では、第２高調波の強度の波長依存性の中の、位相
整合条件に起因する部分については補正をする必要がな
く測定系を簡略化できる。また、非線型結晶を透過しな
い訳だから、非線型結晶の分散の影響も受けず測定値の
精度が上がる。In the arrangement in which the second harmonic is taken out from the reflection direction, it is not necessary to correct the wavelength dependence of the intensity of the second harmonic due to the phase matching condition, and the measurement system is simplified. Can be In addition, since the light is not transmitted through the non-linear crystal, the accuracy of the measured value is increased without being affected by the dispersion of the non-linear crystal.
【図１】光パルス診断装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an optical pulse diagnostic device.
【図２】波長分解自己相関器の構成例を示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a wavelength-resolved autocorrelator.
【図３】波長分解自己相関器での測定データのイメージ
図。FIG. 3 is an image diagram of data measured by a wavelength-resolved autocorrelator.
【図４】分光検出器の構成例を示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a spectral detector.
【図５】画面への出力例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an example of output to a screen.
【図６】波長分解自己相関器の構成例を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a wavelength-resolved autocorrelator.
２：波長分解自己相関器、３：分光検出器、４：計算
機、５：画面、６：ハーフミラー、１１、１２、１３：
入射光パルス、１４、１５、１６：データ出力、１０
２、１５２：第２高調波、２０１：ハーフミラー、２０
２：ミラー、２０３：凹面鏡、２１１、２１２：コーナ
ー反射ミラー、２２１：非線型結晶、２２２：アパーチ
ャ、２２３：レンズ、２３１：分光器、２３２：多チャ
ネル検出素子、２５１：ハーフミラー、２５２、２５
３：ミラー、２５４：凹面鏡、２６１、２６２：コーナ
ー反射ミラー、２７１：非線型結晶、２７２：アパーチ
ャ、２７３：レンズ、２８１：分光器、２８２：多チャ
ネル検出素子、３３１：分光器、３３２：多チャネル検
出素子 ５０１：波長分解自己相関信号の測定データの表示の
例、５０２：再現された光パルスのスペクトルとその位
相の表示の例、５０３：再現された光パルスの強度とそ
の位相の表示の例、５０４：再現された光パルスの振動
電場の表示の例。2: wavelength-resolved autocorrelator, 3: spectral detector, 4: computer, 5: screen, 6: half mirror, 11, 12, 13:
Incident light pulse, 14, 15, 16: data output, 10
2, 152: second harmonic, 201: half mirror, 20
2: mirror, 203: concave mirror, 211, 212: corner reflection mirror, 221: non-linear crystal, 222: aperture, 223: lens, 231: spectroscope, 232: multi-channel detection element, 251: half mirror, 252, 25
3: mirror, 254: concave mirror, 261, 262: corner reflection mirror, 271: non-linear crystal, 272: aperture, 273: lens, 281: spectroscope, 282: multi-channel detection element, 331: spectroscope, 332: multi Channel detection element 501: Example of display of measurement data of wavelength-resolved autocorrelation signal; 502: Example of display of reproduced light pulse spectrum and its phase; 503: Display of reproduced light pulse intensity and its phase Example, 504: Example of display of the reproduced oscillating electric field of the light pulse.
Claims (16)
離された入射光のビームの少なくとも一方の光路長を調
整し変化させる手段、分離された２本の入射光を非線型
結晶上の所定の位置に焦点を結ぶ手段、該非線型結晶の
表面から発生する第２高調波を分光した後検出する手
段、検出された分光データを解析する手段を有すること
を特徴とする光パルス診断装置。1. Means for separating incident light into two beams, means for adjusting and changing the optical path length of at least one of the separated incident light beams, and separating the two separated incident lights on a nonlinear crystal An optical pulse diagnostic apparatus comprising: means for focusing on a predetermined position, means for spectrally detecting second harmonics generated from the surface of the nonlinear crystal, and means for analyzing the detected spectral data. .
て、第２高調波発生効率の波長依存性を考慮し、検出さ
れた第２高調波の強度を補正することを特徴とする光パ
ルス診断装置。2. The optical pulse diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the intensity of the detected second harmonic is corrected in consideration of the wavelength dependence of the second harmonic generation efficiency. apparatus.
て、測定結果から光パルスを再現する方法は反復計算法
を用いることを特徴とする光パルス診断装置3. The optical pulse diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the method of reproducing the optical pulse from the measurement result uses an iterative calculation method.
て、分離された２本の入射光が焦点を結ぶ非線型結晶の
面とその反対側の面は平行でないことを特徴とする光パ
ルス診断装置。4. The optical pulse diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the surface of the nonlinear crystal on which the two incident light beams are focused and the surface on the opposite side are not parallel. apparatus.
て、非線型結晶に焦点を結ぶ２本の入射光の偏光方向は
入射面内にあり、非線型結晶の表面から発生する第２高
調波の偏光方向は入射面に垂直であることを特徴とする
光パルス診断装置。5. The optical pulse diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the polarization directions of the two incident lights focused on the nonlinear crystal are in the plane of incidence, and the second harmonic generated from the surface of the nonlinear crystal. The polarization direction of the light pulse is perpendicular to the plane of incidence.
て、非線型結晶に焦点を結ぶ２本の入射光の方向のベク
トル和の方向が非線型結晶の垂線に対してブリュスタ角
になっていることを特徴とする光パルス診断装置。6. The optical pulse diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the direction of the vector sum of the directions of the two incident lights focused on the non-linear crystal is a Brewster angle with respect to the perpendicular to the non-linear crystal. An optical pulse diagnostic apparatus, comprising:
て、分離された２本の入射光を非線型結晶上の等しい位
置に焦点を結ぶ手段として、凹面鏡又は放物面鏡又は非
軸放物面鏡を用いることを特徴とする光パルス診断装
置。7. The optical pulse diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the means for focusing the two separated incident lights at the same position on the nonlinear crystal is a concave mirror, a parabolic mirror, or a non-axial parabolic mirror. An optical pulse diagnostic apparatus using a plane mirror.
て、使用する非線型結晶は、透過する光に対して位相整
合せず、また反射波に対して非線型分極が最大になるよ
うに面方向を選ぶことを特徴とする光パルス診断装置。8. The optical pulse diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the non-linear crystal used is not phase-matched with respect to transmitted light and has a surface polarization such that non-linear polarization is maximized with respect to a reflected wave. An optical pulse diagnostic device characterized by selecting a direction.
て、入射光を導き入れる前段階で、入射光を２本のビー
ムに分離し、そのうち１本は請求項１記載の光パルス診
断装置に入射させ、もう１本は分光検出しこの測定デー
タを用いて測定データを補正することを特徴とする光パ
ルス診断装置。9. An optical pulse diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the incident light is separated into two beams before introducing the incident light. An optical pulse diagnostic apparatus wherein light is made incident and the other is spectrally detected, and the measured data is corrected using the measured data.
て、光パルスの強度の時間及び波長に対するグラフ、位
相の時間及び波長に対するグラフ、振動電場の時間に対
するグラフ、第２高調波の検出強度を請求項１記載の光
路長と波長をパラメタとして表示した図を画面上に表示
することを特徴とする光パルス診断装置。10. The optical pulse diagnostic apparatus according to claim 1, wherein a graph of intensity of the optical pulse with respect to time and wavelength, a graph of phase with respect to time and wavelength, a graph with respect to time of an oscillating electric field, and a detection intensity of the second harmonic. An optical pulse diagnostic apparatus, wherein a diagram showing the optical path length and the wavelength according to claim 1 as parameters is displayed on a screen.
分離されたビームの一方を分光検出する手段、分離され
たビームのもう一方をさらに２本のビームに分離する手
段、２度目に分離された入射光のビームの少なくとも一
方の光路長を調整し変化させる手段、２度目に分離され
た２本の入射光を非線型結晶上の所定の位置に焦点を結
ぶ手段、該非線型結晶の透過方向から発生する第２高調
波を分光した後検出する手段、検出された分光データと
分光検出された元々の入射光の両者を使って解析する手
段を有することを特徴とする光パルス診断装置。11. A means for separating incident light into two beams,
Means for spectrally detecting one of the separated beams; means for separating the other of the separated beams into two more beams; adjusting and changing the optical path length of at least one of the beams of the incident light separated for the second time Means for focusing the two incident lights separated for the second time at a predetermined position on the non-linear crystal, means for detecting the second harmonic generated from the transmission direction of the non-linear crystal after spectral separation, An optical pulse diagnostic apparatus comprising means for analyzing using both the detected spectral data and the original incident light spectrally detected.
いて、非線型結晶に入射する光パルスは位相整合条件を
満足せず、非線型分極が最大になるように非線型結晶の
面方向を選ぶことを特長とする光パルス診断装置。12. The optical pulse diagnostic apparatus according to claim 11, wherein a plane direction of the nonlinear crystal is selected so that the optical pulse incident on the nonlinear crystal does not satisfy the phase matching condition and the nonlinear polarization is maximized. An optical pulse diagnostic apparatus characterized in that:
いて、分離された２本の入射光を非線型結晶上の等しい
位置に焦点を結ぶ手段として、凹面鏡又は放物面鏡又は
非軸放物面鏡を用いることを特徴とする光パルス診断装
置。13. The optical pulse diagnostic apparatus according to claim 11, wherein the means for focusing the two separated incident lights to the same position on the nonlinear crystal is a concave mirror, a parabolic mirror, or a non-axial parabolic mirror. An optical pulse diagnostic apparatus using a plane mirror.
いて、分光検出された元々の入射光を周波数に対して自
己畳み込みを計算し、その値により分光検出された第２
高調波の強度を補正し、その後反復計算法で入射光パル
スを再現することを特徴とする光パルス診断装置。14. An optical pulse diagnostic apparatus according to claim 11, wherein the original incident light spectrally detected is subjected to self-convolution with respect to the frequency, and the second spectral light is detected based on the calculated value.
An optical pulse diagnostic apparatus wherein the intensity of a harmonic is corrected, and thereafter, an incident optical pulse is reproduced by an iterative calculation method.
いて、光パルスの強度の時間及び波長に対するグラフ、
位相の時間及び波長に対するグラフ、振動電場の時間に
対するグラフ、第２高調波の検出強度を光路長と波長を
パラメタとして表示した図を画面上に表示することを特
徴とする光パルス診断装置。15. The optical pulse diagnostic apparatus according to claim 11, wherein the intensity of the optical pulse is plotted against time and wavelength.
An optical pulse diagnostic apparatus which displays on a screen a graph with respect to a phase time and a wavelength, a graph with respect to a time of an oscillating electric field, and a diagram in which the detected intensity of the second harmonic is displayed with the optical path length and the wavelength as parameters.
分離された入射光のビームの少なくとも一方の光路長を
変化させる手段、分離された２本の入射光を非線型結晶
上の所定の位置に焦点を結ぶ手段、該非線型結晶から発
生する第２高調波を分光した後検出する手段、検出され
た分光データを解析する手段を有することを特徴とする
光パルス診断装置。16. A means for separating incident light into two beams.
Means for changing the optical path length of at least one of the separated incident light beams, means for focusing the two separated incident lights to a predetermined position on the non-linear crystal, and second harmonic generated from the non-linear crystal An optical pulse diagnostic apparatus comprising: means for detecting a wave after dispersing the light; and means for analyzing the detected spectral data.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4000798A JPH11237285A (en) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | Light pulse diagnosis device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4000798A JPH11237285A (en) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | Light pulse diagnosis device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11237285A true JPH11237285A (en) | 1999-08-31 |
Family
ID=12568862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4000798A Pending JPH11237285A (en) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | Light pulse diagnosis device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11237285A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101900608A (en) * | 2010-06-23 | 2010-12-01 | 中国计量科学研究院 | Multifunctional wide-range ultra-short pulsed laser autocorrelator |
-
1998
- 1998-02-23 JP JP4000798A patent/JPH11237285A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101900608A (en) * | 2010-06-23 | 2010-12-01 | 中国计量科学研究院 | Multifunctional wide-range ultra-short pulsed laser autocorrelator |
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