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公開番号2024127352
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2023036461
出願日2023-03-09
発明の名称光パルス発生装置および分析システム
出願人富士電機株式会社,学校法人東邦大学
代理人弁理士法人旺知国際特許事務所
主分類H01S 3/113 20060101AFI20240912BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】第1共振器と第2共振器との間における光学特性差の時間的な変動を抑制する。
【解決手段】光パルス発生装置100は、第1共振器C1により第1光パルスを発生する第1光パルス発生器30と、第2共振器C2により第2光パルスを発生する第2光パルス発生器40と、第1光パルスと第2光パルスとを合波する合波部50とを具備し、第1共振器C1と第2共振器C2との光軸間の距離は6mm以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１共振器により第１光パルスを発生する第１光パルス発生器と、
第２共振器により第２光パルスを発生する第２光パルス発生器と、
前記第１光パルスと前記第２光パルスとを合波する合波部とを具備し、
前記第１共振器と前記第２共振器との光軸間の距離は６ｍｍ以下である
光パルス発生装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
励起光を出射する光源装置と、
前記光源装置から出射する励起光を分岐することで前記第１光パルス発生器と前記第２光パルス発生器とに供給する分岐部と
をさらに具備する請求項１の光パルス発生装置。
【請求項３】
前記第１光パルス発生器は、前記第１共振器と前記合波部との間の第１光学素子を含み、
前記第２光パルス発生器は、前記第２共振器と前記合波部との間の第２光学素子を含み、
前記第１光学素子と前記第２光学素子との光軸間の距離は６ｍｍ以下である
請求項１の光パルス発生装置。
【請求項４】
設置面に溝部が形成された第１基板をさらに具備し、
前記第１共振器および前記第２共振器は、前記溝部に収容される
請求項１の光パルス発生装置。
【請求項５】
前記設置面に対向した状態で前記第１基板に接合される第２基板
をさらに具備する請求項４の光パルス発生装置。
【請求項６】
前記第１共振器は、
第１可飽和吸収ミラーと、
第１部分反射ミラーと、
前記第１可飽和吸収ミラーと前記第１部分反射ミラーとの間に設置され、増幅媒質を含む第１増幅ファイバーとを含み、
前記第２共振器は、
第２可飽和吸収ミラーと、
第２部分反射ミラーと、
前記第２可飽和吸収ミラーと前記第２部分反射ミラーとの間に設置され、増幅媒質を含む第２増幅ファイバーとを含み、
前記第１可飽和吸収ミラーと前記第２可飽和吸収ミラーとの光軸間の距離、前記第１部分反射ミラーと前記第２部分反射ミラーとの光軸間の距離、および、前記第１増幅ファイバーと前記第２増幅ファイバーとの光軸間の距離は、６ｍｍ以下である
請求項１の光パルス発生装置。
【請求項７】
光パルスを試料に照射する光パルス発生装置と、
前記試料を通過した光パルスを検出する検出装置と、
前記検出装置による検出結果の解析により前記試料の特性を分析する情報処理装置と
を具備し、
前記光パルス発生装置は、
第１共振器により第１光パルスを発生する第１光パルス発生器と、
第２共振器により第２光パルスを発生する第２光パルス発生器と、
前記第１光パルスと前記第２光パルスとを合波する合波部とを具備し、
前記第１共振器と前記第２共振器との光軸間の距離は６ｍｍ以下である
分析システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光パルス発生装置および分析システムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
レーザー光の照射により試料の特性を分析する各種の技術が従来から提案されている。例えば非特許文献１には、デュアルコム分光により広い波長範囲でガスの吸収線を計測する技術が開示されている。デュアルコム分光は、僅かに異なる発振周波数を有する２個のコム光源からの出射光を合波し、干渉信号を測定することにより分光する技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
Sho Okubo, et. al.,"Ultra-broadband dual-comb spectroscopy across 1.0-1.9μm," Applied Physics Express 8, 082402 (2015)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、非特許文献１に記載された技術では、相互に独立した２個のコム光源を設置する必要があり、かつ、２個のコム光源を相互に同期させるための同期機構が不可欠である。この同期機構は複雑かつ大型であるため、実験室以外のフィールドでの計測には不向きであるという課題がある。
【０００５】
近年、例えばデュアルコム分光を利用したガス分析が検討されているが、産業上の用途で使用するためには、例えば屋外および工場等の過酷な空間において使用可能であることが要求される。以上の事情を背景として、簡素な構成かつ小型であり、かつ安定性の高いデュアルコム分光装置の開発が期待されている。なお、以上の説明ではガス分析に便宜的に着目したが、ガス分析以外の用途についても同様の課題が想定される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、本開示のひとつの態様に係る光パルス発生装置は、第１共振器により第１光パルスを発生する第１光パルス発生器と、第２共振器により第２光パルスを発生する第２光パルス発生器と、前記第１光パルスと前記第２光パルスとを合波する合波部とを具備し、前記第１共振器と前記第２共振器との光軸間の距離は６ｍｍ以下である。
【０００７】
本開示のひとつの態様に係る分析システムは、光パルスを試料に照射する光パルス発生装置と、前記試料を通過した光パルスを検出する検出装置と、前記検出装置による検出結果の解析により前記試料の特性を分析する情報処理装置とを具備し、前記光パルス発生装置は、第１共振器により第１光パルスを発生する第１光パルス発生器と、第２共振器により第２光パルスを発生する第２光パルス発生器と、前記第１光パルスと前記第２光パルスとを合波する合波部とを具備し、前記第１共振器と前記第２共振器との光軸間の距離は６ｍｍ以下である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態における光パルス発生装置の構成図である。
光パルス発生装置を構成する要素の実際の配置に関する説明図である。
第１実施形態における光パルス発生装置の動作特性である。
対比例における動作特性である。
第１実施形態における光パルス発生装置の構成図である。
図５におけるVI-VI線の断面図である。
第２基板の設置面の平面図である。
第２実施形態における光パルス発生装置の平面図である。
第２基板の溝部に光パルス発生装置が収容された状態の平面図である。
第３実施形態における光パルス発生装置の構成図である。
第４実施形態における光パルス発生装置の構成図である。
第５実施形態における光パルス発生装置の構成図である。
第５実施形態における第１光学系の説明図である
第６実施形態における分析システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、各図面においては、各要素の寸法および縮尺が実際の製品とは相違する場合がある。また、以下に説明する形態は、本開示を実施する場合に想定される例示的な一形態である。したがって、本開示の範囲は、以下に例示する形態には限定されない。
【００１０】
Ａ：第１実施形態
図１は、第１実施形態における光パルス発生装置１００の構成図である。第１実施形態の光パルス発生装置１００は、光周波数コムの光パルスを周期的に発生するレーザー装置である。光周波数コムの光パルスは、周波数軸上に等間隔に配列された複数の成分で構成される。図１に例示される通り、光パルス発生装置１００は、光源装置１０と分岐部２０と第１光パルス発生器３０と第２光パルス発生器４０と合波部５０とコリメータ６０とを具備する。
（【００１１】以降は省略されています）

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