脉冲光的波形测量方法及波形测量装置制造方法及图纸

波形测量方法中，首先，将初始脉冲光(Lp)按每一个波长在空间上分散。其次，在偏振依赖型的SLM中使偏振面相对于调制轴方向倾斜的状态下，将初始脉冲光(Lp)输入至SLM，对沿调制轴方向的初始脉冲光(Lp)的第一偏振分量的相位光谱进行调制，由此，使由第一偏振分量构成的第一脉冲光(Lp1)、与由正交于该第一偏振分量的初始脉冲光(Lp)的第二偏振分量构成的第二脉冲光(Lp2)之间产生时间差。将各波长分量合成之后，向对象物(24)照射脉冲光(Lp1)、脉冲光(Lp2)，并检测产生于对象物(24)的光。一边变更脉冲光(Lp1)、脉冲光(Lp2)的时间差，一边进行上述检测处理，根据检测结果求出脉冲光(Lp1)的时间波形。由此，实现能够减少因对象脉冲光与参照脉冲光的干涉引起的噪声的脉冲光的波形测量方法及波形测量装置。

Waveform Measurement Method and Waveform Measurement Device of Pulsed Light

In waveform measurement, the initial pulse light (Lp) is dispersed in space at each wavelength. Secondly, when the polarization plane is tilted relative to the modulation axis in the polarization-dependent SLM, the initial pulsed light (Lp) is input to the SLM, and the phase spectrum of the first polarization component of the initial pulsed light (Lp) along the modulation axis is modulated. Thus, the first pulsed light (Lp1) composed of the first polarization component and the first pulsed light (Lp1) formed by the first polarization component are modulated. There is a time difference between the second pulse light (Lp2) formed by the second polarization component of the initial pulse light (Lp) intersecting the first polarization component. After synthesizing the wavelength components, the pulsed light (Lp1) and the pulsed light (Lp2) are irradiated to the object (24), and the light generated from the object (24) is detected. While changing the time difference between pulsed light (Lp1) and pulsed light (Lp2), the above detection processing is carried out, and the time waveform of pulsed light (Lp1) is obtained according to the detection results. Thus, a waveform measurement method and a waveform measurement device for reducing the noise caused by the interference between the object pulse light and the reference pulse light are realized.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】脉冲光的波形测量方法及波形测量装置
本专利技术涉及一种脉冲光的波形测量方法及波形测量装置。
技术介绍
专利文献1中公开了使用空间光调制器产生具有时间差的多个脉冲光分量的系统。该系统中，通过对空间光调制器上呈现的调制图案进行控制，而产生多个脉冲光分量。然后，对非线性光学结晶照射多个脉冲光分量，一边对非线性光学结晶中所产生的光进行检测，一边变更脉冲光分量的时间间隔，由此，求出相关波形。[现有技术文献]专利文献专利文献1：美国专利申请公开第2010/0187208号[非专利文献]非专利文献1：RickTrebinoetal.,“用频率分辨光学开关法测量超短激光脉冲的时频域(Measuringultrashortlaserpulsesinthetime-frequencydomainusingfrequency-resolvedopticalgating)”,《科学仪器综述(ReviewofScientificInstruments)》,Vol.68No.9,pp.3277-3295(1997)
技术实现思路
[专利技术所要解决的技术问题]近年来，利用时间宽度极短(例如，几飞秒～几皮秒程度)的超短脉冲光的激光加工或显微镜等的开发有所进展。另外，利用非线性光学效应的信息通信系统的开发也有所进展。这些领域中，期望开发出产生所需的时间强度波形的超短脉冲光的技术，为此，必须对超短脉冲光的波形进行测量。作为对超短脉冲光的波形进行测量的方法，例如，有如下方法。即，对非线性光学结晶类的对象物照射测量对象即脉冲光(以下，称作“对象脉冲光”)及参照脉冲光，并对从对象物出射的光(二次谐波等)的强度进行检测，由此，求出对象脉冲光与参照脉冲光的时间上的重叠度。接着，一边改变对象脉冲光与参照脉冲光之间的时间差，一边反复进行这种处理，基于所获得的对象脉冲光与参照脉冲光的关联性而获得对象脉冲光的时间强度波形。在进行如上所述的超短脉冲光的时间强度波形的测量时，为了产生相互具有时间差的对象脉冲光及参照脉冲光，有时使用空间光调制器。然而，在使用具有偏振依赖性的液晶型的空间光调制器的情况下，为了提高调制效率，一般而言，将朝向空间光调制器的输入光设为直线偏振光，并使其偏振方向与液晶的取向方向一致。其结果，存在如下问题：即，由于对象脉冲光及参照脉冲光的偏振方向相互一致，在使这些重叠时会产生干涉，从而在测量结果中产生噪声。实施方式的目的在于提供一种脉冲光的波形测量方法及波形测量装置。[解决技术问题的技术手段]本专利技术的实施方式涉及脉冲光的波形测量方法。脉冲光的波形测量方法包括如下步骤，时间差产生步骤：将初始脉冲光按每一个波长在空间上分散，在使偏振面相对于能够在偏振依赖型的空间光调制器中获得调制作用的偏振方向倾斜的状态下，将分散后的初始脉冲光输入至空间光调制器，对沿该偏振方向的初始脉冲光的第一偏振分量的相位光谱进行调制后将各波长分量合成，由此，使由第一偏振分量构成的第一脉冲光、与由正交于该第一偏振分量的初始脉冲光的第二偏振分量构成的第二脉冲光之间产生时间差；光检测步骤：向对象物照射第一脉冲光及第二脉冲光，并对因该照射而产生于对象物的光进行检测；及解析步骤，一边变更时间差产生步骤中的第一脉冲光与第二脉冲光的时间差，一边进行光检测步骤，基于各光检测步骤的检测结果而求出第一脉冲光的时间强度波形。另外，本专利技术的实施方式涉及脉冲光的波形测量装置。脉冲光的波形测量装置具备：调制部，其具有偏振依赖型的空间光调制器，在使偏振面相对于能够在该空间光调制器中获得调制作用的偏振方向倾斜的状态下，将在空间上分散后的初始脉冲光输入至空间光调制器，对沿偏振方向的初始脉冲光的第一偏振分量的相位光谱进行调制后将各波长分量合成，由此，使由第一偏振分量构成的第一脉冲光、与由正交于该第一偏振分量的初始脉冲光的第二偏振分量构成的第二脉冲光之间产生时间差；光检测部，其对通过向对象物照射第一脉冲光及第二脉冲光而产生于对象物的光进行检测；及运算部，其基于每次变更第一脉冲光与第二脉冲光的时间差所获得的光检测部的检测结果而求出第一脉冲光的时间强度波形。这些方法及装置中，初始脉冲光按每一个波长分量在空间上分散后，对每一个波长进行调制。之后，将各波长分量合成。因此，通过对空间光调制器上呈现的相位图案进行控制，从而能够赋予任意的时间延迟。而且，在这些方法及装置中，空间光调制器是偏振依赖型，输入至空间光调制器的初始脉冲光的偏振面相对于空间光调制器具有调制作用的偏振方向是倾斜的。即，沿偏振方向的初始脉冲光的第一偏振分量被调制，而与第一偏振分量正交的初始脉冲光的第二偏振分量不易被调制。因此，例如，通过对第一偏振分量赋予时间延迟，从而在包括第一偏振分量的第一脉冲光(对象脉冲光)与包括第二偏振分量的第二脉冲光(参照脉冲光)之间产生时间差。然后，一边变更第一脉冲光与第二脉冲光的时间差，一边对来自对象物的光进行检测。由此，可使用例如交叉相关法等良好地求出第一脉冲光的时间强度波形。而且，在这些方法及装置中，第一脉冲光的偏振方向与第二脉冲光的偏振方向互不相同，因此，第一脉冲光与第二脉冲光不会产生干涉。因此，能够有效地减少因干涉引起的噪声，从而能够精度良好地求出第一脉冲光的时间强度波形。[专利技术效果]根据实施方式的脉冲光的波形测量方法及波形测量装置，能够减少因对象脉冲光与参照脉冲光的干涉而引起的噪声。附图说明图1是示意性地表示一实施方式的波形测量装置的构成的图。图2是表示光脉冲整形部(脉冲整形器(pulseshaper))的构成的图。图3表示：(a)从光源输出的脉冲光的时间波形的一例；(b)从空间光调制器输出的2个脉冲光分量的时间波形的一例；及(c)时间波形互不相同且具有时间差的2个脉冲光分量的时间波形的一例。图4是示意性地表示空间光调制器的调制面的图。图5是表示波形测量方法的流程图。图6表示：(a)对第一脉冲光赋予的光谱波形；(b)第一脉冲光及第二脉冲光的时间强度波形；及(c)(b)所示的各脉冲光分量的偏振方向。图7是表示自相关波形的例的曲线图。图8表示：(a)对第一脉冲光赋予的光谱波形；(b)第一脉冲光及第二脉冲光的时间强度波形；及(c)(b)所示的各脉冲光分量的偏振方向。具体实施方式以下，一边参照附图，一边对脉冲光的波形测量方法及波形测量装置的实施方式进行详细说明。另外，在附图说明中，对相同的要素标注相同的符号，并省略重复说明。图1是示意性地表示一实施方式的波形测量装置1A的构成的图。图2是表示波形测量装置1A所具备的光脉冲整形部(脉冲整形器(pulseshaper))10A的构成的图。如图1所示，该波形测量装置1A具备光源21、偏振控制部22、光脉冲整形部10A、聚光光学系统23、对象物24、光检测部25及运算部26。另外，如图2所示，光脉冲整形部10A具有分束器11、分散元件12、聚光光学系统13及空间光调制器(SpatialLightModulator，SLM)14。光源21输出例如激光这样的相干(coherent)的脉冲光Lp(初始脉冲光)。光源21例如由钛蓝宝石激光器或YAG(YttriumAluminumGarnet，钇铝石榴石)激光器等固体激光器、光纤激光器、或半导体激光器而构成。脉冲光Lp是超短脉冲光，脉冲光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲光的波形测量方法，其特征在于，包括如下步骤，时间差产生步骤：将初始脉冲光按每一个波长在空间上分散，在使偏振面相对于能够在偏振依赖型型的空间光调制器中获得调制作用的偏振方向倾斜的状态下，将分散后的所述初始脉冲光输入至所述空间光调制器，对沿所述偏振方向的所述初始脉冲光的第一偏振分量的相位光谱进行调制后将各波长分量合成，由此，使由所述第一偏振分量构成的第一脉冲光、与由正交于该第一偏振分量的所述初始脉冲光的第二偏振分量构成的第二脉冲光之间产生时间差；光检测步骤：向对象物照射所述第一脉冲光及所述第二脉冲光，并对因该照射而产生于所述对象物的光进行检测；及解析步骤：一边变更所述时间差产生步骤中的所述第一脉冲光与所述第二脉冲光的时间差，一边进行所述光检测步骤，基于各光检测步骤的检测结果而求出所述第一脉冲光的时间强度波形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.30 JP 2016-0678661.一种脉冲光的波形测量方法，其特征在于，包括如下步骤，时间差产生步骤：将初始脉冲光按每一个波长在空间上分散，在使偏振面相对于能够在偏振依赖型型的空间光调制器中获得调制作用的偏振方向倾斜的状态下，将分散后的所述初始脉冲光输入至所述空间光调制器，对沿所述偏振方向的所述初始脉冲光的第一偏振分量的相位光谱进行调制后将各波长分量合成，由此，使由所述第一偏振分量构成的第一脉冲光、与由正交于该第一偏振分量的所述初始脉冲光的第二偏振分量构成的第二脉冲光之间产生时间差；光检测步骤：向对象物照射所述第一脉冲光及所述第二脉冲光，并对因该照射而产生于所述对象物的光进行检测；及解析步骤：一边变更所述时间差产生步骤中的所述第一脉冲光与所述第二脉冲光的时间差，一边进行所述光检测步骤，基于各光检测步骤的检测结果而求出所述第一脉冲光的时间强度波形。2.如权利要求1所述的脉冲光的波形测量方法，其特征在于，进一步包括：使所述初始脉冲光的偏振面旋转的偏振控制步骤。3.如权利要求1或2所述的脉冲光的波形测量方法，其特征在于，所述对象物包含非线性光学结晶。4.如权利要求1～3中任一项所述的脉冲光的波形测量方法，其特征在于，所述解析步骤中，为了求出所述第一脉冲光的时间强度波形，基于各光检...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥考二，伊藤晴康，渡边向阳，
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