光学測定装置及び光学測定方法

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発明の名称	光学測定装置及び光学測定方法
技術分野	環境／有機化学／無機化学
出願日	平成27年8月6日
出願番号	特願2015-156262
公開番号	特開2017-36925
登録番号
出願人	国立大学法人電気通信大学
発明者	小林孝嘉宮崎淳
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概要	【要約】【課題】　標識の有無にかかわらず、ポンプ光の励起で生じる複数の物理現象を同時に観測する。【解決手段】　光学測定装置は、試料を励起するポンプ光を出力する第１光源と、波長の異なる２以上のプローブ光を出力する第２光源と、前記２以上のプローブ光を結合させるビームコンバイナと、前記ポンプ光と結合された前記２以上のプローブ光を試料に導く光学系と、前記ポンプ光で励起された前記試料を透過した、または反射した前記２以上のプローブ光を前記波長ごとに検出する光検出器と、前記光検出器から出力されるプローブ信号をロックイン検出して前記試料に生じた２以上の物理現象を同時かつ個別に検出するロックイン増幅器と、を有する。【特許請求の範囲】【請求項１】　試料を励起するポンプ光を出力する第１光源と、波長の異なる２以上のプローブ光を出力する第２光源と、前記２以上のプローブ光を結合させるビームコンバイナと、前記ポンプ光と、結合された前記２以上のプローブ光を試料に導く光学系と、前記ポンプ光で励起された前記試料を透過した、または反射した前記２以上のプローブ光を前記波長ごとに検出する光検出器と、前記光検出器から出力されるプローブ信号をロックイン検出して、前記試料に生じた２以上の物理現象を同時かつ個別に検出するロックイン増幅器と、を有することを特徴とする光学測定装置。【請求項２】　前記２以上の物理現象の測定モードを選択するモード選択部、をさらに有し、前記モード選択部は、前記ポンプ光の入射により前記試料に生じる誘導放出利得、誘導放出蛍光強度減少、光熱屈折率変化、または誘導放出寿命を測定するモードを有することを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。【請求項３】　前記第１光源は、波長の異なる２以上のポンプ光を出力し、前記ビームコンバイナは、前記２以上のポンプ光を結合し、前記２以上のプローブ光のうちの１のプローブ光で、前記２以上のポンプ光の照射により生じる異なる光熱屈折率変化または異なる誘導放出寿命を同時かつ個別に測定することを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。【請求項４】　前記２以上のプローブ光と、前記２以上のポンプ光は、それぞれ異なる変調周波数で強度変調されており、前記ロックイン増幅器は、前記２以上のポンプ光の各々と、前記１のプローブ光とのビート周波数を検出することを特徴とする請求項３に記載の光学測定装置。【請求項５】　前記２以上のプローブ光と、前記ポンプ光は、それぞれ異なる変調周波数で強度変調されており、前記ロックイン増幅器は、前記２以上のプローブ光の各々と、前記ポンプ光とのビート周波数を検出することを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。【請求項６】　前記光検出器から出力されたプローブ信号と、対応するプローブ光を分岐した参照光の信号の強度比を一定にして差分を検出するバランス検出器、をさらに有し、前記ロックイン増幅器は、前記バランス検出器の出力をロックイン検出することを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の光学測定装置。【請求項７】　前記第２光源は、２以上の単色レーザーを有することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の光学測定装置。【請求項８】　前記第１光源は、２以上の単色レーザーを有することを特徴とする請求項３～７のいずれか１項に記載の光学測定装置。【請求項９】　第１光源から試料を励起するポンプ光を出力し、第２光源から波長の異なる２以上のプローブ光を出力し、前記２以上のプローブ光を結合させ、前記ポンプ光と、結合された前記２以上のプローブ光を試料上に走査し、前記ポンプ光で励起された前記試料を透過した、または反射された前記２以上のプローブ光を前記波長ごとに検出し、検出されたプローブ信号をロックイン検出して、前記２以上のプローブ光で、前記ポンプ光の入射により前記試料に生じた２以上の物理現象を、同時かつ個別に測定する、ことを特徴とする光学測定方法。【請求項１０】　前記２以上の物理現象の測定モードの入力に応じて、前記ポンプ光の入射により生じる誘導放出利得、誘導放出蛍光強度減少、光熱屈折率変化、及び誘導放出寿命のうちの少なくとも２つを同時に測定することを特徴とする請求項９に記載の光学測定方法。

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