数据制作装置、光控制装置、数据制作方法以及数据制作程序制造方法及图纸

本发明专利技术提供数据制作装置、光控制装置、数据制作方法以及数据制作程序。本发明专利技术的数据制作装置中，对包括强度谱函数和相位谱函数的频域中的第一波形函数进行傅立叶变换，生成包括时间强度波形函数和时间相位波形函数的时域中的第二波形函数；以使第二波形函数的谱图接近按照所期望的波形和所期望的波长带预先生成的目标谱图的方式修正所述第二波形函数；对修正后的第二波形函数进行傅立叶逆变换，生成频域中的第三波形函数；基于第三波形函数的强度谱函数或相位谱函数生成数据。由此，能够控制构成时间强度波形的光的波长分量(频率分量)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数据制作装置、光控制装置、数据制作方法以及数据制作程序
本公开涉及数据制作装置、光控制装置、数据制作方法以及数据制作程序。
技术介绍
非专利文献1公开了一种通过使用空间光调制器(SLM)来调制相位谱以形成光脉冲的技术。在该文献中，通过使用迭代傅立叶方法计算出用于获得所期望的光脉冲波形的相位谱。现有技术文献非专利文献非专利文献1：M.Hacker,G.Stobrawa,T.Feurer,“IterativeFouriertransformalgorithmforphase-onlypulseshaping”,OpticsExpress,Vol.9,No.4,pp.191-199,2001非专利文献2：OlivierRipoll,VilleKettunen,HansPeterHerzig,“ReviewofiterativeFourier-transformalgorithmsforbeamshapingapplications”,OpticalEngineering,Vol.43,No.11,pp.2549-2556,2004
技术实现思路
专利技术要解决的课题作为用于控制诸如超短脉冲光的各种时间波形的技术，存在通过SLM调制光脉冲的相位谱和强度谱的技术。在这种技术中，计算出用于将光的时间强度波形近似为所期望的波形的相位谱和强度谱，并且向SLM呈现用于将相位谱和强度谱给予光的调制图案。然而，在这种传统技术中，只能控制时间强度波形的形状，并且不能控制构成时间强度波形的光的波长分量(频率分量)。例如，当产生包括多个脉冲的输出光时，如果可以使多个脉冲中的每一个的波长不同，则可以应用于激光加工装置、超高速成像相机、太赫兹波产生装置等各种装置。实施方式旨在提供一种能够控制构成时间强度波形的光的波长分量(频率分量)的数据制作装置、光控制装置、数据制作方法以及数据制作程序。用于解决课题的手段本专利技术的实施方式是一种数据制作装置。该数据制作装置是制作用于控制空间光调制器的数据的装置，具备：傅立叶变换部，对包括强度谱函数和相位谱函数的频域中的第一波形函数进行傅立叶变换，生成包括时间强度波形函数和时间相位波形函数的时域中的第二波形函数；函数替换部，基于所期望的波形对第二波形函数进行时间强度波形函数的替换；波形函数修正部，以使所述第二波形函数的谱图接近按照所期望的波形和所期望的波长带预先生成的目标谱图的方式修正所述第二波形函数；傅立叶逆变换部，对修正后的第二波形函数进行傅立叶逆变换，生成频域中的第三波形函数；数据生成部，基于第三波形函数的强度谱函数或相位谱函数生成数据。本专利技术的实施方式是一种数据制作方法。该数据制作方法是制作用于控制空间光调制器的数据的方法，包括以下步骤：傅立叶变换步骤，对包括强度谱函数和相位谱函数的频域中的第一波形函数进行傅立叶变换，生成包括时间强度波形函数和时间相位波形函数的时域中的第二波形函数；函数替换步骤，基于所期望的波形对第二波形函数进行时间强度波形函数的替换；波形函数修正步骤，以使所述第二波形函数的谱图接近按照所期望的波形和所期望的波长带预先生成的目标谱图的方式修正所述第二波形函数；傅立叶逆变换步骤，对修正后的第二波形函数进行傅立叶逆变换，生成频域中的第三波形函数；数据生成步骤，基于第三波形函数的强度谱函数或相位谱函数生成数据。本专利技术的实施方式是一种数据制作程序。该数据制作程序是制作用于控制空间光调制器的数据的程序，使计算机进行以下步骤：傅立叶变换步骤，对包括强度谱函数和相位谱函数的频域中的第一波形函数进行傅立叶变换，生成包括时间强度波形函数和时间相位波形函数的时域中的第二波形函数；函数替换步骤，基于所期望的波形对第二波形函数进行时间强度波形函数的替换；波形函数修正步骤，以使所述第二波形函数的谱图接近按照所期望的波形和所期望的波长带预先生成的目标谱图的方式修正所述第二波形函数；傅立叶逆变换步骤，对修正后的第二波形函数进行傅立叶逆变换，生成频域中的第三波形函数；数据生成步骤，基于第三波形函数的强度谱函数或相位谱函数生成数据。在这些装置、方法以及程序中，通过对频域中的第一波形函数进行傅立叶变换，生成时域中的第二波形函数，然后基于所期望的波形对第二波形函数进行时间强度波形函数的替换。在替换时间强度波形函数之后，在傅立叶逆变换之前，修正第二波形函数，使得第二波形函数的谱图接近目标谱图。该目标谱图是根据所期望的波形和所期望的波长带预先生成的，并且通过该处理，第二波形函数的波长带被修正为所期望的波长带。因此，通过傅立叶逆变换第二波形函数获得的第三波形函数也是所期望的波长带内的函数。然后，基于第三波形函数的强度谱函数或相位谱函数制作用于控制空间光调制器的数据。如上所述，根据上述装置、方法以及程序，可以控制构成时间强度波形的光的波长分量(频率分量)。另外，另一个实施方式是光控制装置。该光控制装置具备：输出输入光的光源；对输入光进行分光的分光元件；调制分光后的输入光的强度谱合相位谱中的至少一者并输出调制光的空间光调制器；以及聚光调制光的光学系统；其中，空间光调制器基于具有上述构成的数据制作装置生成的数据来调制输入光的强度谱和相位谱中的至少一个。根据该光控制装置，通过基于具有上述构成的数据制作装置生成的数据控制空间光调制器，可以控制构成时间强度波形的光的波长分量(频率分量)。专利技术效果根据该实施方式的数据制作装置、光控制装置、数据制作方法以及数据制作程序，可以控制构成时间强度波形的光的波长分量(频率分量)。附图说明图1是示意性地示出一个实施方式涉及的光控制装置的构成的图。图2是示出光控制装置中包括的光学系统的构成的图。图3是示出SLM的调制面的图。图4(a)是示出单脉冲状的输入光的谱波形的图，图4(b)是输入光的时间强度波形的图。图5(a)是示出在SLM中给出矩形波状相位谱调制时的输出光的谱波形的图；图5(b)是示出输出光的时间强度波形的图。图6是示出相位谱设计部和强度谱设计部的内部构成的框图。图7是示出通过迭代傅立叶变换方法的相位谱的计算步骤的图。图8是示出相位谱设计部中的谱相位的计算步骤的图。图9是示出强度谱设计部中的谱强度的计算步骤的图。图10是示出在目标生成部中目标谱图的生成步骤的示例的图。图11是示出计算强度谱的步骤的一个例子的图。图12是示出(a)、(b)目标谱图的生成过程的图。图13是示出相对于对应的各谱图，评估值满足预定的条件的各谱图中包括的两个域的中心波长和域之间的中心波长间隔的图。图14(a)是示出目标谱图的两个域的中心波长的组合为(800nm，800nm)时的谱波形的图；图14(b)是示出通过对图14(a)的谱波形进行傅立叶变换而获得的输出光的时间强度波形的图。图15(a)是示出目标谱图的两个域的中心波长的组合为(802nm，798nm)时的谱波形的图；图15(b)是示出通过对图15(a)的谱波形进行傅立叶变换而获得的输出光的时间强度波形的图。图16(a)是示出在第2实施方式中使用的目标谱图的图，图16(b)是基于图16(a)中的目标谱图计算的谱图。图17(a)是示出在第2实施方式中使用的目标谱图的图，图17(b)是基于图17(a)中的目标谱图计算的谱图。图18(a)是示出从图16(b)的谱图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据制作装置，其中，是制作用于控制空间光调制器的数据的装置，具备：傅立叶变换部，对包括强度谱函数和相位谱函数的频域的第一波形函数进行傅立叶变换，生成包括时间强度波形函数和时间相位波形函数的时域的第二波形函数；函数替换部，对所述第二波形函数进行基于所期望的波形的时间强度波形函数的替换；波形函数修正部，以使所述第二波形函数的谱图接近按照所期望的波形和所期望的波长带预先生成的目标谱图的方式修正所述第二波形函数；傅立叶逆变换部，对修正后的所述第二波形函数进行傅立叶逆变换，并生成频域的第三波形函数；以及数据生成部，基于所述第三波形函数的强度谱函数或相位谱函数生成所述数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.31 JP 2016-1692971.一种数据制作装置，其中，是制作用于控制空间光调制器的数据的装置，具备：傅立叶变换部，对包括强度谱函数和相位谱函数的频域的第一波形函数进行傅立叶变换，生成包括时间强度波形函数和时间相位波形函数的时域的第二波形函数；函数替换部，对所述第二波形函数进行基于所期望的波形的时间强度波形函数的替换；波形函数修正部，以使所述第二波形函数的谱图接近按照所期望的波形和所期望的波长带预先生成的目标谱图的方式修正所述第二波形函数；傅立叶逆变换部，对修正后的所述第二波形函数进行傅立叶逆变换，并生成频域的第三波形函数；以及数据生成部，基于所述第三波形函数的强度谱函数或相位谱函数生成所述数据。2.根据权利要求1所述的数据制作装置，其中，所述波形函数修正部计算表示所述第二波形函数的谱图与所述目标谱图之间的相似度的评估值，并修正所述第二波形函数，使得所述评估值满足规定的条件。3.根据权利要求1或2所述的数据制作装置，其中，所述波形函数修正部改变所述时间强度波形函数或所述时间相位波形函数，以便修正所述第二波形函数。4.根据权利要求1～3中任一项所述的数据制作装置，其中，还具备用于生成所述目标谱图的目标生成部，所述目标生成部包括：傅立叶变换部，对包括用于实现所期望的波形的强度谱函数和相位谱函数的频域中的第三波形函数进行傅立叶变换，生成包括时间强度波形函数和时间相位波形函数的时域中的第四波形函数；及谱图修正部，按照所述所期望的波长带修正所述第四波形函数的谱图的波长带。5.一种光控制装置，其中，具备：输出输入光的光源；对所述输入光进行分光的分光元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边向阳，高桥考二，井上卓，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP