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公開番号2025106991
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-17
出願番号2024000655
出願日2024-01-05
発明の名称光源装置および光測定装置
出願人ウシオ電機株式会社
代理人個人,個人
主分類G02F 1/37 20060101AFI20250710BHJP(光学)
要約【課題】近赤外以外の波長帯域で、高効率に波長掃引光を生成可能な光源装置を提供する。
【解決手段】光源装置200は、試料に照射すべき出射光L1を発生する。パルス光源210は、近赤外の広帯域パルス光L0を生成する。パルスストレッチャ220は、広帯域パルス光L0を時間軸方向にストレッチし、近赤外の波長掃引光L1aを生成する。波長変換デバイス250は、パルスストレッチャ220から出射される近赤外波長掃引光L1aを波長変換し、出射光L1を発生する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
試料に照射すべき波長掃引光を発生する光源装置であって、
近赤外パルス光を生成するパルス光源と、
前記近赤外パルス光を時間軸方向にストレッチし、近赤外波長掃引光を生成するパルスストレッチャと、
前記パルスストレッチャから出射される前記近赤外波長掃引光を非線形光学効果にもとづいて波長変換し、近赤外以外の波長掃引光を発生する波長変換デバイスと、
を備えることを特徴とする光源装置。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記パルスストレッチャは、時間軸上でオーバーラップする、前記近赤外パルス光のスペクトルの一部を含む第１近赤外波長掃引光と、前記近赤外パルス光のスペクトルの別の一部を含む第２近赤外波長掃引光と、を発生し、
前記波長変換デバイスは、前記第１近赤外波長掃引光と前記第２近赤外波長掃引光を非線形光学効果にもとづいて波長変換することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記非線形光学効果は、差周波発生であることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記非線形光学効果は、和周波発生であることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第１近赤外波長掃引光および前記第２近赤外波長掃引光はそれぞれ、中心波長が異なる複数のパルスを含むパルス列であることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項６】
前記パルスストレッチャは、
前記近赤外パルス光を、波長に応じて空間的に分割し、複数の分割ビームを出射する分割器と、
前記複数の分割ビームに異なる遅延を与える複数のファイバと、
前記複数のファイバから出力される複数のビームを空間的に合波して、前記近赤外波長掃引光として出射するカプラと、
を含み、
前記複数のファイバは、光路長が実質的に等しいファイバのペアを含むことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の光源装置。
【請求項７】
前記波長変換デバイスは、二次高調波発生または三次高調波発生により波長変換を行うことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項８】
前記近赤外波長掃引光は、中心波長が異なる複数のパルスを含むパルス列であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項９】
前記波長変換デバイスは、ＰＰＬＮ（Periodically Poled Lithium Niobate）素子を含むことを特徴とする請求項１から５、７、８のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１０】
前記ＰＰＬＮ素子は、周期反転の周期がチャープしていることを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光源装置および光測定装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
対象物の成分解析や検査に分光解析が広く用いられる。分光解析では、照射光を対象物に照射し、照射の結果得られる物体光のスペクトルが測定される。そして、物体光のスペクトルと照射光のスペクトルの関係にもとづいて、反射特性（波長依存性）あるいは透過特性などの光学的特性を得ることができる。
【０００３】
光学特性の測定手法のひとつとして、波長掃引型の分光法が知られている。波長掃引型の分光器は、波長が経時的に変化する波長掃引光を生成し、検査対象に照射する。波長掃引光は、時間と波長が１対１の関係にあるパルスあるいはパルス列である。そして波長掃引光を検査対象に照射して得られる光の時間波形を受光器によって検出する。受光器の出力波形は、時間軸が波長に対応するスペクトルを表す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１５９９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、波長掃引型の分光法の分光測定装置用の光源装置が開示される。従来の光源装置は、９００ｎｍ～１３００ｎｍの帯域のＳＣ光を用いており、光導波路や光ファイバなどの構成上、光源装置が生成できる波長帯域も、９００ｎｍ～１３００ｎｍの近赤外領域に制限されていた。
【０００６】
本開示は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、近赤外以外の波長帯域で、高効率に波長掃引光を生成可能な光源装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示のある態様に係る光源装置は、試料に照射すべき波長掃引光を発生する。光源装置は、近赤外パルス光を生成するパルス光源と、近赤外パルス光を時間軸方向にストレッチし、近赤外波長掃引光を生成するパルスストレッチャと、パルスストレッチャから出射される近赤外波長掃引光を非線形光学効果にもとづいて波長変換し、近赤外以外の波長掃引光を発生する波長変換デバイスと、を備える。
【０００８】
なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、本開示の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本開示の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本開示のある態様によれば、近赤外以外の波長帯域の波長掃引光を高効率に生成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態に係る光測定装置の基本構成を示すブロック図である。
波長掃引光を示す図である。
図１の光測定装置による分光を説明する図である。
実施形態１に係る光源装置を示す図である。
図４の波長変換デバイスにおける波長変換を説明する図である。
実施形態２に係る光源装置を示す図である。
パルス列の波長掃引光を生成するパルスストレッチャの構成例を示す図である。
実施形態３に係る光源装置を示す図である。
図８の波長変換デバイスにおける波長変換を説明する図である。
実施形態４に係る光源装置を示す図である。
図１０のパルスストレッチャの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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