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DEVICE AND METHOD FOR MEASURING SPECTRUM PHASE OF DISCRETE SPECTRUM commons meetings

Patent code P110002475
Posted date Apr 26, 2011
Application number P2008-076557
Publication number P2009-229310A
Patent number P5170748
Date of filing Mar 24, 2008
Date of publication of application Oct 8, 2009
Date of registration Jan 11, 2013
Inventor
  • (In Japanese)鈴木 隆行
  • (In Japanese)桂川 眞幸
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人電気通信大学
Title DEVICE AND METHOD FOR MEASURING SPECTRUM PHASE OF DISCRETE SPECTRUM commons meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To measure the spectral phase of a discrete spectrum at a high speed and high sensitivity.
SOLUTION: A measuring device measures the spectral phase of the discrete spectrum observes a state, where each spectral ray mutually interferences with an observation device 16 by regarding one light to be measured L1a, L1a separated with a beam splitter 11 from laser lights L1, L2 as the exciting light; generates a wide-band discrete spectrum with a cell 12 for generating wide-band discrete spectrum including a non-linear medium 12A; gives a delay amount with a light delay unit 13 to the other lights to be measured L1b, L2b separated with the beam splitter 11; mixes a spectrum generated with the cell 12 for generating the wide-band discrete spectrum and the other lights to be measured L1b, L2b delayed by the light delay unit 13 to generate a sum frequency spectrum, by passing a non-linear optical crystal 14B of a sum frequency spectrum generator 14; and variably controls the delay amount given to the other lights to be measured L1b, L2b with the light delay unit 13 by a control part 15.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


近年、気体分子の振動や回転状態を断熱的に励起し、特定の二準位間に最大値に迫る高いコヒーレンスを持つ分子を高密度に生成することが可能となった。高いコヒーレンスを持つ分子集団は対応する量子状態間の遷移周波数で周期的に屈折率変化をする媒質として振る舞い、通過する光を高効率に変調できる。この結果、ラマンサイドバンド光と呼ばれる広帯域な離散スペクトルが生成される。



ラマンコヒーレンスの生成には、ラマン遷移に対応する周波数差を持つ二種類のレーザー光を同時に入射する。周波数差をラマン遷移の共鳴周波数からわずかに離調することで、断熱的に二準位間の重ね合わせ状態を生成できる。高いコヒーレンスを持つ分子集団による光変調では、周波数の変換効率が高いため、全てのラマンサイドバンド光が励起光と同軸に発生するという特徴を持つ。これはフーリエ合成による超短パルス生成にも有利に働き、超短パルス発生の現実的な新手法として注目されている。



また、フェムト秒の超短パルス光は、非線形光学応答を利用した非破壊、非侵襲の物質測定、ガラスや金属や半導体の超精細加工、細胞の切削や操作などに利用できるだけでなく、光の干渉性を利用して物体内部を撮像するOCT(Optical Coherence Tomography)や多光子顕微鏡の光源、X線に代わる検査用電磁波となる波長30μm~3nmのテラヘルツ波発生装置などへの応用が期待されている。



【特許文献1】
特開2005-251810号公報

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、2波長の励起レーザー光の上記非線形媒質における差周波数に対応する周波数のコヒーレンスな屈折率変化を誘起して、広帯域離散スペクトルを発生する広帯域離散スペクトル発生装置における離散スペクトルのスペクトル位相計測装置、及び、離散スペクトルのスペクトル位相計測方法及び、その周波数制御方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
被測定光である離散スペクトル発生用の2波長のレーザー光を一方の被測定光と他方の被測定光に分離するビームスプリッターと、
上記ビームスプリッターにより分離された一方の被測定光が励起光として入射され、非線形媒質を含み、上記励起光として入射される上記一方の被測定光である上記2波長のレーザー光の上記非線形媒質における差周波数に対応する周波数のコヒーレンスな屈折率変化を誘起して、広帯域離散スペクトルを発生する広帯域離散スペクトル生成用セルと、
上記ビームスプリッターにより分離された他方の被測定光が入射される光遅延器と、
上記一方の被測定光を励起光として上記広帯域離散スペクトル生成用セルにより生成される広帯域離散スペクトルと、上記光遅延器により遅延された上記他方の被測定光が混合されて入射される非線形光学結晶を通過させることにより和周波スペクトルを発生する和周波スペクトル発生器と、
上記光遅延器により上記他方の被測定光に与える遅延量を可変制御する制御部と、
上記和周波スペクトル発生器により発生される和周波スペクトルを分光して観測する観測装置とを備え、
上記制御部により上記光遅延器の遅延量を制御して、上記和周波スペクトル発生器により発生される和周波スペクトルの各スペクトル線が互いに干渉する様子を上記観測装置で観測することにより、各スペクトル線間の位相差から被測定光の位相を見積もることを特徴とする離散スペクトルのスペクトル位相計測装置。

【請求項2】
 
上記制御部により上記光遅延器の遅延量を制御して、上記他方の被測定光に与える遅延量を掃引することにより、離散スペクトルの周波数間隔の逆数に対応する光学遅延を1周期として全ての和周波成分の干渉条件を変化させて、上記観測装置により上記和周波スペクトル発生器により発生される和周波スペクトルを分光して観測することを特徴とする請求項1記載の離散スペクトルのスペクトル位相計測装置。

【請求項3】
 
上記広帯域離散スペクトル生成用セルは、非線形媒質としてラマン媒質を含むことを特徴とする請求項1記載のスペクトル位相計測装置。

【請求項4】
 
被測定光である離散スペクトル発生用の2波長のレーザー光を一方の被測定光と他方の被測定光にビームスプリッターにより分離し、
上記ビームスプリッターにより分離された一方の被測定光を励起光として非線形媒質を含む広帯域離散スペクトル生成用セルに入射して、上記一方の被測定光である上記2波長のレーザー光の上記非線形媒質における差周波数に対応する周波数のコヒーレンスな屈折率変化を誘起して、広帯域離散スペクトルを発生するとともに、
上記ビームスプリッターにより分離された他方の被測定光を光遅延器に入射して、上記他方の被測定光である上記2波長のレーザー光に遅延量を与え、
上記一方の被測定光を励起光として上記広帯域離散スペクトル生成用セルにより生成される広帯域離散スペクトルと、上記光遅延器により遅延された上記他方の被測定光を混合して和周波スペクトル発生器の非線形光学結晶を通過させることにより和周波スペクトルを発生し、
上記光遅延器により上記他方の被測定光に与える遅延量を可変制御して、上記和周波スペクトル発生器により発生される和周波スペクトルの各スペクトル線が互いに干渉する様子を観測装置で観測することにより、各スペクトル線間の位相差から被測定光の位相を見積もることを特徴とする離散スペクトルのスペクトル位相計測方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2008076557thum.jpg
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