光スペクトル測定装置および光スペクトル測定方法
【課題】簡易な構成でありながら、より高い波長分解能を有する光スペクトル測定装置を提供する。
【解決手段】被測定光Ｐ１を放出する光源１と、非線形光学結晶２と、波長選択フィルタ３と、分光器４と、制御部５とを順に備える。非線形光学結晶２は、光源１から入射する被測定光Ｐ１に対して自発的パラメトリック下方変換を生じさせ、変換光Ｐ２を射出する。変換光Ｐ２においては、被測定光Ｐ１におけるわずかな波長の変化が大きく拡大されて表れる。そのため、分析器４によって、比較的高精度な変換光Ｐ２のスペクトルが得られる。被測定光Ｐ１の波長と、変換光Ｐ２の波長との関係を調べることにより、制御部５における換算によって、変換光Ｐ２のスペクトルから被測定光Ｐ１のスペクトルが求められる。このようにして得た被測定光Ｐ１のスペクトルは、分光器４によって直接測定したものよりも高精度なものである。
【解決手段】被測定光Ｐ１を放出する光源１と、非線形光学結晶２と、波長選択フィルタ３と、分光器４と、制御部５とを順に備える。非線形光学結晶２は、光源１から入射する被測定光Ｐ１に対して自発的パラメトリック下方変換を生じさせ、変換光Ｐ２を射出する。変換光Ｐ２においては、被測定光Ｐ１におけるわずかな波長の変化が大きく拡大されて表れる。そのため、分析器４によって、比較的高精度な変換光Ｐ２のスペクトルが得られる。被測定光Ｐ１の波長と、変換光Ｐ２の波長との関係を調べることにより、制御部５における換算によって、変換光Ｐ２のスペクトルから被測定光Ｐ１のスペクトルが求められる。このようにして得た被測定光Ｐ１のスペクトルは、分光器４によって直接測定したものよりも高精度なものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定光の波長強度分布を測定する光スペクトル測定装置、およびそれを用いた光スペクトル測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えばレーザ光などの光スペクトルを測定する場合には、回折格子を備えた分光器が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１６１６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、比較的小型かつ安価な分光器では、０．１〜１ｎｍ程度の波長分解能が限度であるので、より高い波長分解能を得るには大型で高価な分光器が必要となってしまう。このため、例えば０．１〜１ｎｍ程度の波長分解能を有する分光器を用いつつ、０．１ｎｍ未満の波長分解能が得られる光スペクトル測定装置、およびそれを用いた光スペクトル測定方法が望まれる。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、簡易な構成でありながら、より高い波長分解能を有する光スペクトル測定装置を提供することにある。さらに、本発明の第２の目的は、被測定光について、より高精細な波長強度分布を簡便に測定することのできる光スペクトル測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光スペクトル測定装置は、被測定光を発する光源と、この光源から入射する被測定光を自発的パラメトリック下方変換させ、変換光として射出する非線形光学結晶と、変換光の波長強度分布を測定する分光器とを備えるようにしたものである。
【０００７】
本発明の光スペクトル測定方法は、被測定光を所定の方向から非線形光学結晶に入射させ、その被測定光を自発的パラメトリック下方変換して非線形光学結晶から変換光を射出させるステップと、変換光の波長強度分布を測定するステップとを含むようにしたものである。
【０００８】
本発明の光スペクトル測定装置および光スペクトル測定方法では、非線形光学結晶に入射した被測定光が自発的パラメトリック下方変換される。このため、非線形光学結晶から所定方向へ射出される変換光は、被測定光との間において位相整合条件を満足しつつ、より長い波長を有するものとなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光スペクトル測定装置および光スペクトル測定方法によれば、非線形光学結晶を用いて被測定光を自発的パラメトリック下方変換させることにより、位相整合条件を満足しつつ、より長い波長を有する変換光を取り出し、その変換光について波長強度分布を測定するようにしたので、被測定光の波長強度分布を直接測定する場合よりも、より高い波長分解能を得ることができる。したがって、より高精細な波長強度分布を簡便に測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態としての光スペクトル測定装置の全体構成を表す概略図である。
【図２】図１に示した非線形光学結晶の一具体例としてのＰＰ結晶の全体構成を表す概略図である。
【図３】図１に示した非線形光学結晶およびその近傍を拡大して表す要部拡大図である。
【図４】図１に示した非線形光学結晶および分光器、ならびにそれらの近傍を拡大して表す要部拡大図である。
【図５】図１に示した光スペクトル測定装置を用いた光スペクトル測定方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】被測定光の波長と変換光の波長との関係の一例を表す特性図である。
【図７】変換光のうちの、被測定光の波数ベクトルと一致する向きの波数ベクトルを有する変換光のスペクトル波形の一例を表す特性図である。
【図８】図７のスペクトル波形から換算して求めた被測定光のスペクトル波形を表す特性図である。
【図９】非線形光学結晶として用いるＰＰ結晶の変形例の構成を表す概略図である。
【図１０】実験例１−１における変換曲線を表す特性図である。
【図１１】実験例１−１における変換光についての、短波長側でのスペクトルを表す特性図である。
【図１２】実験例１−１における変換光についての、長波長側でのスペクトルを表す特性図である。
【図１３】図１１に示した変換光のスペクトルから算出された被測定光のスペクトルを表す特性図である。
【図１４】図１２に示した変換光のスペクトルから算出された被測定光のスペクトルを表す特性図である。
【図１５】図１３に示した被測定光のスペクトルと、図１４に示した被測定光のスペクトルとを重ね合わせた特性図である。
【図１６】実験例２における測定方法を説明するための概略図である。
【図１７】実験例２における変換曲線を表す特性図である。
【図１８】実験例３における測定方法を説明するための概略図である。
【図１９】実験例３における変換曲線を表す特性図である。
【図２０】実験例４−１における変換曲線を表す特性図である。
【図２１】実験例４−２における変換曲線を表す特性図である。
【図２２】実験例４−３における変換曲線を表す特性図である。
【図２３】実験例１−２における被測定光のスペクトルを表す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態という。）について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
まず、図１を参照して、本発明における一実施の形態としての光スペクトル測定装置（以下、単に測定装置という。）について説明する。
【００１３】
図１は、本実施の形態の測定装置の全体構成を表している。この測定装置は、光源１から射出される被測定光Ｐ１のスペクトル（波長強度分布）を測定するものであり、光源１の側から、非線形光学結晶２と、波長選択フィルタ３と、分光器４と、制御部５とを順に備えている。
【００１４】
光源１は、測定対象とする被測定光Ｐ１を放出するものであり、例えばレーザ電源１１と、そのレーザ電源１１によって駆動され、被測定光Ｐ１としてのレーザ光を発振するレーザ発振器１２とを有している。レーザ発振器１２は、例えば共振器構造を有する半導体レーザ素子である。
【００１５】
非線形光学結晶２は、所定の方向から入射する被測定光Ｐ１に対して非線形光学効果の一種である自発的パラメトリック下方変換（ＳＰＤＣ；Spontaneous Parametric Down-Conversion）を生じさせ、変換光（ＳＰＤＣ光）Ｐ２を射出するものである。変換光Ｐ２は、被測定光Ｐ１よりも長い波長を有している。すなわち、変換光Ｐ２においては、被測定光Ｐ１におけるわずかな波長の変化が大きく拡大されて表れる。このような非線形光学結晶２としては、例えば、β-ＢａＢ2 Ｏ4 結晶（ＢＢＯ結晶），ＬiＢ3 Ｏ5 結晶（ＬＢＯ結晶），ＢｉＢ3 Ｏ6 結晶（ＢｉＢＯ結晶），ＫＴｉＯＰＯ4 結晶（ＫＴＰ結晶），周期分極反転（ＰＰ：Periodically Poled）ＫＴＰ結晶，周期分極反転ＬｉＮｂＯ3 結晶（ＰＰＬＮ結晶），周期分極反転ＬｉＴａＯ3 結晶（ＰＰＬＴ結晶）などを用いることができる。なかでも、ＰＰＫＴＰ結晶，ＰＰＬＮ結晶，ＰＰＬＴ結晶などの周期分極反転結晶（以下、ＰＰ結晶と総称する。）は、被測定光Ｐ１に対して自発的パラメトリック下方変換を効率よく発生させ（すなわち非線形感受率が高く）、より強度の高い変換光Ｐ２が得られるので好ましい。
【００１６】
非線形光学結晶２は、その結晶の種類ごとの物性により、自発的パラメトリック下方変換を生じさせることのできる被測定光Ｐ１の波長域が異なっている。そのため、非線形光学結晶２の種類を適切に選択することで、より広範囲に亘る波長を有する被測定光Ｐ１のスペクトル測定を行うことができる。
【００１７】
図２に、非線形光学結晶２の一例としてのＰＰ結晶２Ａの概略斜視構成を表す。ここでは、ＰＰ結晶２Ａの内部を進行する光の進行方向を＋Ｚ方向とする。図２に示したように、ＰＰ結晶２Ａは、被測定光Ｐ１が入射する入射面Ｓ１と、変換光Ｐ２が射出される射出面Ｓ２とを有し、内部を進行する光の進行方向（＋Ｚ方向）において２種類の複数のドメインＤ１，Ｄ２が所定の分極反転周期Λで繰り返し交互に配置された構造を有する。各ドメインＤ１，Ｄ２は、いずれもＫＴＰ結晶などの非線形光学材料からなり、例えばドメインＤ１が＋Ｙ方向への分極を示し、ドメインＤ２が−Ｙ方向への分極を示している。すなわち、ドメインＤ１とドメインＤ２とは、互いに逆方向へ分極している（分極方向が互いに逆向きである）。通常、入射面Ｓ１と射出面Ｓ２とは互いに平行であり、被測定光Ｐ１が入射面Ｓ１に対して垂直に入射されると、全てのドメインＤ１，Ｄ２を通過したのち、自発的パラメトリック下方変換された変換光Ｐ２が射出面Ｓ２から射出されるようになっている。なお、変換光Ｐ２は、射出面Ｓ２に対して垂直な方向へのみ射出されるわけではなく、射出面Ｓ２に対してある範囲内の角度方向にも射出される。射出面Ｓ２に対する変換光Ｐ２の射出角度に応じて、被測定光Ｐ１の波長と変換光Ｐ２の波長との対応関係が変化する。
【００１８】
分極反転周期Λの大きさは、被測定光Ｐ１の波長域に応じて適宜選択すればよい。図２に示したＰＰ結晶２Ａでは、幅方向（Ｘ軸方向）において分極反転周期Λの大きさ（すなわち、各ドメインＤ１，Ｄ２のＺ軸方向の寸法）が一定となっている。したがって、被測定光Ｐ１を入射面Ｓ１のどの地点に入射したとしても、射出面Ｓ２からの変換光Ｐ２は（射出面Ｓ２に対して同一の角度方向へ射出されたものであれば）一定である。
【００１９】
ＰＰ結晶２Ａは、被測定光Ｐ１が入射面Ｓ１に入射すると、自発的パラメトリック下方変換によりシグナル光子およびアイドラー光子からなるエンタングルド光子対を生成し、そのエンタングルド光子対を変換光Ｐ２として射出する。その際、被測定光Ｐ１と変換光Ｐ２との間において、擬似的な位相整合条件が成立している。例えば、図２に示したＰＰ結晶では、被測定光Ｐ１が入射すると、以下の条件式（１）および条件式（２）を満足するようなシグナル光子およびアイドラー光子を変換光Ｐ２として射出する。
【００２０】
（１／λｐ）＝（１／λｓ）＋（１／λｉ） ……（１）
ｋｐ−ｋｓ−ｋｉ＝（０，０，２π／Λ） ……（２）
但し、λｐ，λｓ，λｉ，ｋｐ，ｋｓ，ｋｉは、それぞれ以下のものを表す。
λｐ：被測定光Ｐ１の真空中における波長。
λｓ：シグナル光子の真空中における波長。
λｉ：アイドラー光子の真空中における波長。
ｋｐ：被測定光Ｐ１のＰＰ結晶２Ａの内部での波数ベクトル。
ｋｓ：シグナル光子のＰＰ結晶２Ａの内部での波数ベクトル。
ｋｉ：アイドラー光子のＰＰ結晶２Ａの内部での波数ベクトル。
この条件式（２）は、被測定光Ｐ１および変換光Ｐ２が、いずれも無限大のビーム径を有する平面波であり、かつ、ＰＰ結晶２Ａの長さＬも無限大であるような、理想的な状態を前提とした位相整合条件を表している。また、条件式（２）においては波数ベクトルｋｐ，ｋｓ，ｋｉは＋Ｚ方向に向いているものとしており、波数ベクトルｋｐ，ｋｓ，ｋｉにおけるＸ軸方向およびＹ軸方向のベクトル成分を零としている。但し、波数ベクトルｋｐ，ｋｓ，ｋｉにおけるＸ軸方向およびＹ軸方向のベクトル成分は零でなくともよい。例えば、後述するように非線形光学結晶２（ＰＰ結晶２Ａ）や分光器４をＹＺ平面内において回転させたりすると、Ｙ軸方向のベクトル成分が現れる。
【００２１】
条件式（１）からわかるように、真空中においてＰＰ結晶２Ａを用いることにより、シグナル光子およびアイドラー光子の波長λｓ，λｉは、被測定光Ｐ１の波長λｐの２倍程度に拡大される。
【００２２】
また、分極反転周期Λを一定に保ったまま繰り返しの数Ｎを増やすと、当然ながらＺ軸方向におけるＰＰ結晶２Ａの全体の長さ（Ｌ＝Λ×Ｎ）が増加する。長さＬが増加すると、変換光Ｐ２の強度が大きくなるうえ、条件式（２）で表される理想状態にいっそう近づくこととなる。詳細には、長さＬが短くなるほど、変換光Ｐ２に含まれる条件式（２）の条件から僅かに外れる光（本来変換されるべき波長から少しずれた波長の光）の割合が増えることとなる。しかし、長さＬが十分に確保されていれば、そのような条件式（２）を満たさない不要光が十分に減少する。そのため、理想的な変換光Ｐ２が得られるので分解能の向上が期待できる。
【００２３】
また、非線形光学結晶２（ＰＰ結晶２Ａ）は、図３に表すように、例えばＺ軸を含む平面内（ＹＺ平面内）において回転可能なステージ２１などの可動機構によって保持されている。これにより、非線形光学結晶２の入射面Ｓ１に対する被測定光Ｐ１の入射角が変更可能となっている。なお、入射面Ｓ１に対する被測定光Ｐ１の入射角が変化することにより、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの対応関係が変化する。なお、図３では、被測定光Ｐ１が非線形光学結晶２に垂直入射（入射角が０°）し、自発的パラメトリック下方変換された変換光Ｐ２のうち、射出面Ｓ２に対して垂直に射出されるものを記載している。
【００２４】
また、非線形光学結晶２は、自らの温度に応じて被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの対応関係が変化する性質を有している。そのため、ステージ２１には、例えば金属材料および半導体材料を組み合わせてなるペルチェ素子（図示せず）などの温度制御素子が熱電対などの温度センサと共に埋設されている。これにより、非線形光学結晶２の温度をモニターしながら所定方向へ電流を流すことによってそのペルチェ素子に発熱または吸熱を生じさせ、非線形光学結晶２を加熱または冷却することができるようになっている。すなわち、非線形光学結晶２の高精度な温度制御が可能となっている。
【００２５】
非線形光学結晶２に入射した被測定光Ｐ１は、その全てが変換光Ｐ２に変換されるわけではなく、一部の被測定光Ｐ１は自発的パラメトリック下方変換されずにそのまま非線形光学結晶２を透過することとなる。その際、透過した被測定光Ｐ１が、分光器４による変換光Ｐ２のスペクトル測定の妨げとなる場合もあるので、そのような場合には波長選択フィルタ３によって被測定光Ｐ１を選択的に遮断することが望ましい。波長選択フィルタ３は、被測定光Ｐ１を含む波長域の光を選択的に遮断する一方で、変換光Ｐ２をそのまま透過させる光学フィルタである。但し、分光器４が、透過した被測定光Ｐ１の影響を受けないものであれば波長選択フィルタ３を設けなくともよい。
【００２６】
分光器４は、入射光のスペクトルを測定する光学機器であり、ここでは特に、上述したように非線形光学結晶２から射出された（あるいはそののち、波長選択フィルタ３を通過した）変換光Ｐ２のスペクトルを測定するために用いられる。分光器４としては、例えば回折格子（グレーティング）を備えた回折格子分光器、三角プリズムを備えたプリズム分光器、もしくは結晶を備えた結晶分光器などの分散型分光器、または、干渉計を備えた干渉分光器などを用いることができる。分散型分光器では、それぞれ、回折格子、三角プリズムもしくは結晶が分散素子として機能する。
【００２７】
分光器４は、図４（Ａ），４（Ｂ）に表すように、非線形光学結晶２を保持するステージ２１とは異なるステージ４１に載置されており、非線形光学結晶２を中心として円弧を描くように（非線形光学結晶２から独立して）移動可能となっている。ステージ４１は、例えばステージ２１と同一の軸を中心として円心揺動するバー４２の上に固定されている。これにより、非線形光学結晶２の結晶面に対する分光器４の受光面４Ｓの相対角度を変更することができる。すなわち、分光器４は、非線形光学結晶２からの変換光Ｐ２のうち、射出面Ｓ２に対して垂直な方向以外の方向へ射出されるもの（被測定光Ｐ１の波数ベクトルと異なる方向の波数ベクトルを有する変換光Ｐ２）を測定することが可能となっている。なお、図４（Ａ）は、非線形光学結晶２および分光器４、ならびにそれらの近傍の構成を表す上面図であり、図４（Ｂ）は、それらを側方から眺めた側面図である。図４（Ａ），４（Ｂ）では、波長選択フィルタ３の図示を省略している。
【００２８】
制御部５は、データ格納部５１と、演算部５２と、出力部５３とを有している。データ格納部５１は、分光器４からの測定データ（変換光Ｐ２のスペクトルのデータ、および被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの対応関係を表す変換データ）などを格納するものである。演算部５２は、予めデータ格納部５１に格納された変換データに基づき、変換光Ｐ２のスペクトルから被測定光Ｐ１のスペクトルへの変換を行うものである。また、出力部５３は、被測定光Ｐ１のスペクトルを表す曲線を出力するものである。
【００２９】
このように、本実施の形態の測定装置によれば、非線形光学結晶２において被測定光Ｐ１が自発的パラメトリック下方変換され、変換光Ｐ２が射出される。この変換光Ｐ２は、被測定光Ｐ１よりも長い波長（被測定光Ｐ１の２倍程度の波長）を有し、かつ、被測定光Ｐ１との間において位相整合条件を満たすものである。さらに、分光器４において、所定の方向へ進行する変換光Ｐ２のスペクトルを測定することができる。このため、被測定光Ｐ１の波長λｐと、変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの関係が既知であれば（あるいはその関係を調べることにより）、制御部５における換算によって被測定光Ｐ１のスペクトルが得られる。この場合、被測定光Ｐ１のスペクトルを直接測定する場合よりも、より高い波長分解能を得ることができる。これは、被測定光Ｐ１の波長λｐの僅かな変化が、変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉの大きな変化として現れるからである。例えば、波長λｐがΔλｐ変化した場合の波長λｓ（あるいはλｉ）の変化量をΔλｓ（あるいはΔλｉ）とし、拡大率をｋ＝Δλｓ／Δλｐ（＝Δλｉ／Δλｐ）と定義する。すると、本実施の形態の測定装置によれば、分光器４の分解能がΔλである場合、被測定光Ｐ１のスペクトルをΔλ／ｋの分解能で測定することができる。
【００３０】
さらに、ステージ４１やバー４２などの可動機構によって分光器４を所望の位置へ移動させることにより、被測定光Ｐ１の入射方向と一致しない方向へ進行する変換光Ｐ２のスペクトルを測定することができる。このため、波長選択フィルタ３を設けなくとも、非線形光学結晶２を透過した被測定光Ｐ１の影響を回避しつつ分光器４によって変換光Ｐ２のスペクトル測定を行うことが可能となる。また、被測定光Ｐ１の波長域に対応可能な範囲において非線形光学結晶２の結晶面に対する受光面４Ｓの相対角度を順次変化させ、その相対角度に応じた変換光Ｐ２のスペクトルを順次取得してそれらを平均化することにより、より信頼性の高いデータを獲得できる。
【００３１】
また、射出面Ｓ２に対する変換光Ｐ２の射出角度に応じて、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの対応関係が変化する性質を利用して、より広範囲に亘る波長域を有する被測定光Ｐ１のスペクトル測定を行うことができる。同様に、入射面Ｓ１に対する被測定光Ｐ１の入射角に応じて、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの対応関係が変化する性質を利用して、より広範囲に亘る波長域を有する被測定光Ｐ１のスペクトル測定を行うことができる。すなわち、被測定光Ｐ１の波長域に応じて、射出面Ｓ２からの変換光Ｐ２の射出角度や入射面Ｓ１に対する被測定光Ｐ１の入射角を適切に選択することにより、同一の非線形光学結晶２を用いつつ、測定可能な波長域を拡大することができる。
【００３２】
さらに、温度制御素子および温度センサを利用して非線形光学結晶２の高精度な温度制御を行うことにより、測定値の高い信頼性を確保することができる。すなわち、非線形光学結晶２の温度を一定値に保ちつつ変換光Ｐ２の測定を行うことにより、測定精度が向上する。あるいは、非線形光学結晶２が自らの温度に応じて被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの対応関係が変化する性質を利用して、非線形光学結晶２を被測定光Ｐ１の波長域に応じた適切な温度に保持しつつ、変換光Ｐ２の測定を行うことが可能である。この場合には、より広範囲に亘る波長の被測定光Ｐ１についてスペクトルを求めることが可能となる。
【００３３】
続いて、本実施の形態の評価装置を使用した光スペクトル測定方法について、図１〜図４に加え、図５を参照して説明する。図５は、本実施の形態の光スペクトル測定方法の手順を表すフローチャートである。また、ここで用いる被測定光Ｐ１のおおよその波長域は既知であるとする。例えば被測定光Ｐ１の中心波長が±１ｎｍの範囲で特定できているとする。
【００３４】
まず、ステージ２１に埋設されたペルチェ素子および熱電対温度計を利用し、非線形光学結晶２を一定温度に保持する（ステップＳ１０１）。この際、非線形光学結晶２の温度は、被測定光Ｐ１の波長域に応じて選択すればよい。
【００３５】
次に、非線形光学結晶２へ入射する被測定光Ｐ１の波長λｐと、自発的パラメトリック下方変換されて非線形光学結晶２から射出される変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの対応関係を表す変換データ（変換曲線）を取得する（ステップＳ１０２）。
【００３６】
具体的には、例えば、レーザ発振器１２に代えて波長可変の光源を配置し（図示せず）、互いに波長の異なる複数の単色光（波長λｐ(1)，λｐ(2)，…，λｐ(n-1)，λｐ(n)，λｐ（n+1），…）を順次発生させる。この波長可変光源は、例えば、白色光源からの光を回折格子や三角プリズムなどの分散素子により分光することや、波長可変レーザを使うことにより実現できる。次いで、発生させた複数の単色光を非線形光学結晶２へ順次入射し、各単色光に対応する変換光Ｐ２を非線形光学結晶２から順次射出させる。このとき、複数の単色光が同時に非線形光学結晶２へ入射することのないように注意する。また、各単色光の非線形光学結晶２への入射角は一定値（例えば０°）とする。さらに、各単色光に対応する変換光Ｐ２のうち、射出面Ｓ２に対して所定の角度（例えば０°）で射出するもののみを分光器４によって順次検出し、各々の波長λｓ，λｉを求める。このようにして、各単色光の波長λｐ(n)に対応する波長λｓ，λｉを順次求めていくことにより、波長λｐと波長λｓ，λｉとの関係を表す変換曲線を描くようにする。このとき得られた変換データをデータ格納部５１に保存する（ステップＳ１０３）。
【００３７】
上記のように、多数の水準について測定データを取得することにより上記の変換曲線を描くようにしてもよいが、より少ない水準（２〜３水準）についての測定と、計算とを組み合わせて変換曲線を得ることもできる。その場合の計算は、上述の条件式（１）および条件式（２）に加え、結晶ごとに定まる屈折率の波長依存性（屈折率の分散）を表す式（例えばセルマイヤーの式；Sellmeier equation）、および屈折率の温度依存性を表す式（以下の参考文献１，２を参照）を用いて行えばよい。なお、結晶ごとのセルマイヤーの式や屈折率の温度依存性については以下の参考文献３などに記載されている。
（参考文献１）http://en.wikipedia.org/wiki/Sellmeier_equation
（参考文献２）http://ja.wikipedia.org/wiki/分散_(光学)
（参考文献３）V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, D. N. Nikogosyan著, 「ハンドブック・オブ・ノンリニア・オプティカル・クリスタルズ（Handbook of Nonlinear Optical Crystals）」,第３版，Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 1999年
【００３８】
図６に、例えば図２のＰＰ結晶を非線形光学結晶２として用いた場合の、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの関係を表す変換曲線の一例を示す。図６では、縦軸が被測定光Ｐ１の波長λｐを示し、横軸が変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉを示している。
【００３９】
図６に示したように、変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉの変化に対し、被測定光Ｐ１の波長λｐはおおよそ放物線を描くように変化する。これは、ある特定の波長λｐを有する１つの被測定光Ｐ１からは、互いに異なる波長を有する光子対、すなわち、波長λｓを有するシグナル光子と、波長λｉを有するアイドラー光子とが変換光Ｐ２として生成されるからである。放物線の頂点は、波長λｓと波長λｉとが波長λｐの２倍（＝２λｐ）となる箇所である。
【００４０】
次に、変換データの取得時に用いた波長可変光源を取り除くと共にレーザ発振器１２を所定位置に配置する。そののち、レーザ発振器１２から発振させた被測定光Ｐ１を非線形光学結晶２へ入射し、非線形光学結晶２から射出される変換光Ｐ２のスペクトル（波長強度分布）を分光器４によって測定する（ステップＳ１０４）。スペクトル測定の際には、被測定光Ｐ１を非線形光学結晶２の入射面Ｓ１に対し一定の入射角（変換データの取得時と同じ入射角、例えば０°）で入射させる。また、分光器４では、射出面Ｓ２に対して所定の角度（変換データの取得時と同じ角度、例えば０°）で射出する変換光Ｐ２について測定する。
【００４１】
図７に、上記の変換光Ｐ２のスペクトルの一例を表す。図７は、図６で用いたものと同一の非線形光学結晶２を用いた場合のスペクトルを表しており、縦軸が強度（任意単位）を示し、横軸が変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉを示している。図７に示したように、例えば波長λLと波長λHとの間に３つのピーク７Ａ〜７Ｃが含まれるスペクトルが観察される。
【００４２】
変換光Ｐ２のスペクトル波形を測定したのち、データ格納部５１に保存された変換データ（例えば図６の変換曲線）を用い、変換光Ｐ２のスペクトルから被測定光Ｐ１のスペクトルを求める（ステップＳ１０５）。具体的には、演算部５２において、変換データを用い、変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉから被測定光Ｐ１の波長λｐを算出する。例えば、図６の変換曲線から、変換光Ｐ２の波長λL〜λHに対応する被測定光Ｐ１の波長λｐL〜λｐHを求める。
【００４３】
そののち、出力部５３において、被測定光Ｐ１のスペクトルを表す曲線を出力する。図８に、図７の変換光Ｐ２のスペクトルを、図６の変換曲線に基づいて変換することにより得られた被測定光Ｐ１のスペクトルの一例を表す。図８では、縦軸が強度（任意単位）を示し、横軸が被測定光Ｐ１の波長λｐを示している。図８に示したように、被測定光Ｐ１のスペクトルには、例えば波長λｐLと波長λｐHとの間に図７のピーク７Ａ〜７Ｃを反映した３つのピーク８Ａ〜８Ｃが現れる。すなわち、より高精細なスペクトルを簡便に測定することができる。以上により、一連の被測定光Ｐ１の評価が完了する。
【００４４】
このように、本実施の形態の光スペクトルの測定方法では、被測定光Ｐ１を、非線形光学結晶２を介して自発的パラメトリック下方変換させ、より長い波長を有する変換光Ｐ２とし、そのうちの特定方向へ進行する変換光Ｐ２についてスペクトル測定を行うようにした。このため、被測定光Ｐ１の波長λｐと、変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの関係を調べることにより、高精細な被測定光Ｐ１のスペクトルが得られる。すなわち、被測定光Ｐ１のスペクトルを直接測定する場合よりも、より高い波長分解能を得ることができる。したがって、０．１〜１ｎｍ程度の波長分解能を有する比較的安価な分光器４であっても、より高精細なスペクトルを簡便に測定することが可能となる。あるいは、分光器４として、０．１ｎｍよりも狭い波長間隔において識別可能な高性能の分光器を用いた場合においても、その波長分解能を上回る高精度なスペクトルが得られる。また、被測定光Ｐ１の波長域に応じて、射出面Ｓ２からの変換光Ｐ２の射出角度や入射面Ｓ１に対する被測定光Ｐ１の入射角、あるいは非線形光学結晶２の保持温度を適切に選択することにより、同一の非線形光学結晶２を用いつつ、測定可能な波長域を拡大することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、非線形光学結晶２が導波路構造を有するものとしてもよい。その場合、例えば図２において、入射面Ｓ１から入射した被測定光Ｐ１の大部分が非線形光学結晶２の側面から漏れることなく自発的パラメトリック下方変換され、より強度の大きな変換光Ｐ２が射出面Ｓ２から射出される。ここでいう導波路構造とは、例えば図２のＰＰ結晶２Ａにおいて、Ｚ軸を取り囲むように入射面Ｓ１および射出面Ｓ２を除く全ての面を覆うように低屈折率の媒体を設け、その低屈折率媒体とＰＰ結晶２Ａとの界面において全反射させるようにした構造をいう。但し、非線形光学結晶２が導波路構造を有する場合には、導波路に沿う方向以外には被測定光Ｐ１や変換光Ｐ２が伝播しないので、非線形光学結晶２を回転させたり、分光器４を移動させたりすることによって測定可能な波長域を広げる操作はできなくなる。
【００４６】
（変形例）
続いて、図９を参照して、本実施の形態の変形例について説明する。図９は、非線形光学結晶２の他の例としてのＰＰ結晶２Ｂの概略斜視構成を表す。
【００４７】
上記実施の形態では、非線形光学結晶２の一例として、一定の分極反転周期Λを有するＰＰ結晶２Ａを例に挙げて説明するようにした。これに対し、本変形例は、非線形光学結晶２として、光の進行方向に対して交差する方向において分極反転周期Λが連続的に変化するＰＰ結晶２Ｂを用いるようにしたものである。具体的には、ＰＰ結晶２Ｂは、図９に示したように、光の進行方向（＋Ｚ方向）と直交するＸ軸方向において、一方の端面Ｔ１から他方の端面Ｔ２へ向かうほど分極反転周期ΛがΛ１からΛ２（＞Λ１）まで増加するように構成されている。なお、上記の点を除き、ＰＰ結晶２Ｂは、上記実施の形態のＰＰ結晶２Ａと同様の構成を有している。
【００４８】
このようなＰＰ結晶２Ｂでは、被測定光Ｐ１がＸ軸方向において入射面Ｓ１のどの位置に入射してＰＰ結晶２Ｂの内部を＋Ｚ方向へ進行するかによって、被測定光Ｐ１の波長と変換光Ｐ２の波長との対応関係（を表す変換曲線）が異なることとなる。すなわち、被測定光Ｐ１の入射位置および進行経路が端面Ｔ１の側から端面Ｔ２の側へ向かうに従い、変換曲線が徐々に変化する。例えば、被測定光Ｐ１が端面Ｔ１に近い位置を通過した場合には、端面Ｔ２に近い位置を通過した場合と比べ、おおよそ放物線となる変換曲線の頂点（λｓ＝λｉ＝２λｐ）が、λｓ（＝λｉ）およびλｐがいずれも増加する方向へ移動する。したがって、上記の性質を利用して、入射面Ｓ１における被測定光Ｐ１の入射位置を変化させることにより、より広範囲に亘る波長を有する被測定光Ｐ１のスペクトル測定を行うことができる。入射面Ｓ１における被測定光Ｐ１の入射位置を変化させるには、例えばステージ２１にＸ軸方向に沿った移動機構を設けるなどして、ＰＰ結晶２Ｂを＋Ｘ方向または−Ｘ方向に平行移動させればよい。
【００４９】
このように、本変形例によれば、被測定光Ｐ１の進行方向と交差する方向において分極反転周期Λを傾斜させるようにしたので、以下の効果が得られる。すなわち、被測定光Ｐ１の波長域に応じて被測定光Ｐ１の入射位置を適切に調節することにより、同一のＰＰ結晶２Ｂを用いつつ、測定可能な波長域を拡大することができる。
【実施例】
【００５０】
次に、本発明の実施例について、いくつかの実験例を挙げて以下に説明する。
【００５１】
（実験例１−１）
上記実施の形態において説明した光スペクトルの測定方法に基づき、図２に示した構造を有するＰＰ結晶２Ａを非線形光学結晶２として用い、変換曲線の測定、および被測定光Ｐ１のスペクトルの測定を実施した。ここでは、ＰＰ結晶２Ａとして分極反転周期Λが３．５１μｍのＰＰＫＴＰ結晶を用い、その温度を３１．５℃に保持した。また、被測定光Ｐ１として、半導体素子を含むレーザ発振器１２から射出される中心波長４０５．７２ｎｍのレーザ光を用いた。
【００５２】
まず、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの関係を表す変換曲線を求めた。図１０にその結果を表す。図１０では、縦軸が被測定光Ｐ１の波長λｐ（ｎｍ）を示し、横軸が変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉ（ｎｍ）を表している。
【００５３】
図１０に示したように、変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉの変化に対し、被測定光Ｐ１の波長λｐはおおよそ放物線を描くように変化している。本実験例では、例えば波長λｐ＝４０５．７５ｎｍの被測定光Ｐ１からは、波長λｓ＝７７７．６６ｎｍのシグナル光子と、波長λｉ＝８４８．４２ｎｍのアイドラー光子とが発生する。放物線の頂点は、波長λｓと波長λｉとが一致する箇所（波長λｓ，λｉ＝８１１．５０ｎｍ）である。
【００５４】
また、図１０に示したように、本実験例では、変換光Ｐ２の波長λｓ（λｉ）が７７０ｎｍおよび７８０ｎｍであるとき、それに対応する被測定光Ｐ１の波長λｐは４０５．６７ｎｍおよび４０５．７７ｎｍとなっている。すなわち、被測定光Ｐ１の波長λｐの変化量が０．１０ｎｍであるのに対し、変換光Ｐ２の波長λｓ（λｉ）の変化量が１０ｎｍである。よって、４０５．６７ｎｍ〜４０５．７７ｎｍの波長λｐを有する被測定光Ｐ１は、自発的パラメトリック下方変換により、波長が１００倍（拡大率ｋ＝１０／０．１０＝１００）された変換光Ｐ２となっていることがわかる。
【００５５】
次に、非線形光学結晶２の入射面Ｓ１に対し被測定光Ｐ１を垂直入射すると共に、射出面Ｓ２と直交する変換光Ｐ２（被測定光Ｐ１の波数ベクトルと一致する向きの波数ベクトルを有する変換光Ｐ２）についてのスペクトルを分光器４によって測定した。なお、変換光Ｐ２は、エンタングルド光子対（シグナル光子およびアイドラー光子）を含むことから、それぞれの光子に対応した一対のピークが観察された。その結果を図１１および図１２に示す。
【００５６】
図１１は、上記の変換光Ｐ２についての、短波長側（ここでは７６０ｎｍ〜７９０ｎｍ）のピーク近傍のスペクトルを表す。一方、図１２は、上記の変換光Ｐ２についての、長波長側（ここでは８３５ｎｍ〜８６５ｎｍ）のピーク近傍のスペクトルを表す。図１１および図１２では、縦軸が強度（任意単位）を表し、横軸が変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉ（ｎｍ）を表している。ここでは、分光器４として、分解能Δλが０．１ｎｍのものを用いた。図１１に示したように、短波長側では、３つのピーク１１Ａ〜１１Ｃが波長λｓ，λｉ＝７７０ｎｍ〜７８５ｎｍの範囲内に観察された。一方、長波長側では、ピーク１２Ａのみが８５１ｎｍ付近に観察された。
【００５７】
さらに、図１１および図１２に示した変換光Ｐ２のスペクトルを、図１０の変換曲線に基づいてそれぞれ換算することにより被測定光Ｐ１のスペクトルを求めた。図１３および図１４に、それらの結果を表す。図１３が図１１に対応し、図１４が図１２に対応する。図１３および図１４では、縦軸が強度（任意単位）を表し、横軸が被測定光Ｐ１の波長λｐを表している。
【００５８】
図１３に示した被測定光Ｐ１のスペクトルには、波長λｐ＝４０５．７０ｎｍ〜４０５．８０ｎｍの範囲内に、図１１のピーク１１Ａ〜１１Ｃを反映した３つのピーク１３Ａ〜１３Ｃが観察された。一方、図１４に示した被測定光Ｐ１のスペクトルには、波長λｐ＝４０５．７０ｎｍ〜４０５．７５ｎｍの範囲内に、図１２のピーク１２Ａを反映したピーク１４が観察された。図１５に、図１３の被測定光Ｐ１のスペクトル（実線で表示）と図１４の被測定光Ｐ１のスペクトル（破線で表示）とを重ね合わせたものを示す。
【００５９】
本来、短波長側のピークと長波長側のピークとはおおよそ左右対称な形状および大きさとなり、それぞれから換算して求めた被測定光Ｐ１のスペクトルの波形は完全に一致するはずである。すなわち、図１１と図１２とは互いにほぼ線対称な形状および大きさを有し、図１３と図１４とはほぼ一致するはずである。それにも関わらず、図１１と図１２との非対称性、および図１３と図１４との不一致（図１５参照）が現れたのは、単に、本実験例において使用した分光器４の性能によるものである。具体的には、短波長側よりも長波長側において感度が低いため、図１２および図１４では、分解能が劣化し、ピーク強度も低いものとなった。したがって、短波長側と長波長側とで同一の感度を有する分光器４を使用すれば、短波長側のピークと長波長側のピークとは左右対称な形状および大きさとなり、それぞれから換算して求めた被測定光Ｐ１のスペクトルの波形は完全に一致する。よって、実際には、より高い感度が得られる波長域に含まれる変換光Ｐ２のスペクトルを採用し、被測定光Ｐ１のスペクトルに換算すればよい。
【００６０】
（実験例１−２）
実験例１−１に対する比較例として、被測定光Ｐ１を分光器４によって直接測定した場合の被測定光Ｐ１のスペクトルを図２３に表す。ここでは、非線形光学結晶２を用いなかったことを除き、他の測定条件および測定方法は上記実験例１−１と同様である。図２３に示したように、分解能Δλが０．７ｎｍの分光器４によって被測定光Ｐ１を直接測定した場合には、３つのピーク１３Ａ〜１３Ｃ（図１３）に対応するピークが明確に現れなかった。
【００６１】
（実験例２）
本実験例では、非線形光学結晶２の入射面Ｓ１に対し、被測定光Ｐ１を斜め方向に入射するようにしたことを除き、他は実験例１−１と同様にして変換曲線の測定を実施した。具体的には、図１６に示したように、被測定光Ｐ１が入射面Ｓ１に対して垂直方向から１０°だけ傾くように（被測定光Ｐ１の入射角θp1を１０°とするように）非線形光学結晶２（ＰＰ結晶２Ａ）をステージ２１と共にＹＺ平面内において回転させるようにした。
【００６２】
図１７は、本実験例における、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの関係を表す変換曲線であり、実験例１−１の図１０に対応するものである。なお、ここでいう変換光Ｐ２は、射出面Ｓ２に対してなす角度θp2が、被測定光Ｐ１の入射角θp1と同じく１０°のものである。図１７と図１０との比較により、本実験例では、実験例１−１の場合よりも変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉの波長に対する被測定光Ｐ１の波長λｐが、やや長くなっている。すなわち、非線形光学結晶２を傾けることにより、測定に適した被測定光Ｐ１の波長域が変化するのを確認することができた。
【００６３】
（実験例３）
本実験例では、以下の点を除き、他は実験例１−１と同様にして変換曲線の測定を実施した。具体的には、図１８に示したように、入射面Ｓ１へ垂直入射する被測定光Ｐ１の進行方向に対して分光器の受光角度が５°傾くように（射出面Ｓ２に対して５°の角度θp2で射出する変換光Ｐ２を受光するように）分光器４を配置した。分光器４は、非線形光学結晶２を中心としてステージ４１と共にＹＺ平面内において回転させるようにした。
【００６４】
図１９は、本実験例における、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの関係を表す変換曲線であり、実験例１−１の図１０に対応するものである。図１９と図１０とを比較すると、変換曲線の頂点位置が変化しており、本実験例では、実験例１−１の場合よりも変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉの波長に対する被測定光Ｐ１の波長λｐが、やや長くなっている。すなわち、射出面Ｓ２に対する射出角度が異なる変換光Ｐ２を選択することにより、測定に適した被測定光Ｐ１の波長域が変化するのを確認することができた。
【００６５】
（実験例４−１）
本実験例では、非線形光学結晶２（ＰＰ結晶２Ａ）の保持温度を５０℃としたことを除き、他は実験例１−１と同様にして変換曲線の測定を実施した。図２０は、本実験例における、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの関係を表す変換曲線であり、実験例１−１の図１０に対応するものである。図２０と図１０との比較により、本実験例では、実験例１−１の場合よりも変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉの波長に対する被測定光Ｐ１の波長λｐが、全体的にやや長くなっている。すなわち、非線形光学結晶２の温度を高く維持することにより、測定に適した被測定光Ｐ１の波長域が長波長側へシフトするのを確認することができた。
【００６６】
（実験例４−２）
本実験例では、非線形光学結晶２（ＰＰ結晶２Ａ）の保持温度を０℃としたことを除き、他は実験例１−１と同様にして変換曲線の測定を実施した。図２１は、本実験例における、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの関係を表す変換曲線であり、実験例１−１の図１０に対応するものである。図２１と図１０との比較により、本実験例では、実験例１−１の場合よりも変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉの波長に対する被測定光Ｐ１の波長λｐが、全体的にやや短くなっている。すなわち、非線形光学結晶２の温度を低く維持することにより、測定に適した被測定光Ｐ１の波長域が短波長側へシフトするのを確認することができた。
【００６７】
（実験例４−３）
本実験例では、非線形光学結晶２（ＰＰ結晶２Ａ）の分極反転周期Λを４．００μｍとしたことを除き、他は実験例１−１と同様にして変換曲線の測定を実施した。図２２は、本実験例における、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの関係を表す変換曲線であり、実験例１−１の図１０に対応するものである。本実験例では、実験例１−１に比べ、変換曲線の頂点位置が縦軸および横軸の双方において長波長側にシフトしている。すなわち、非線形光学結晶２の分極反転周期Λを変更することにより、測定に適した被測定光Ｐ１の波長域が変化することを確認することができた。
【００６８】
以上の各実験例の結果から、本発明の光スペクトル測定装置および光スペクトル測定方法によれば、被測定光のスペクトルを直接測定する場合と比較して、より高い波長分解能が得られ、より高精細なスペクトルを簡便に測定可能なことが確認された。また、非線形光学結晶に対する被測定光の入射角、被測定光の入射方向と変換光の進行方向との相対角度、または非線形光学結晶の温度のいずれかを変更することにより、スペクトルの測定に適した被測定光の波長域の変更が可能であることが確認できた。なお、上記各実験例（但し実験例１−２を除く）では、非線形光学結晶としてＰＰＫＴＰ結晶を用いるようにしたが、他のＰＰ結晶（例えばＰＰＬＮ結晶，ＰＰＬＴ結晶）についても同様の傾向が確認できた。
【００６９】
以上、いくつかの実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態および実施例では、被測定光としてレーザ光を用い、そのスペクトルを測定するようにしたが、本発明では、蛍光灯や高輝度放電ランプなどを光源とする光のスペクトルを測定するようにしてもよい。また、非線形光学結晶としては、上記実施の形態および実施例に例示したもの以外のものであっても、自発的パラメトリック下方変換を生じさせるものであれば適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の光スペクトル測定装置および光スペクトル測定方法は、例えば、半導体レーザ，発光ダイオード（ＬＥＤ），有機ＥＬ素子などの光源または発光素子についてのスペクトル測定に適用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１…光源、２…非線形光学結晶、３…波長選択フィルタ、４…分光器、５…制御部、Ｐ１…被測定光、Ｐ２…変換光。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定光の波長強度分布を測定する光スペクトル測定装置、およびそれを用いた光スペクトル測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えばレーザ光などの光スペクトルを測定する場合には、回折格子を備えた分光器が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１６１６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、比較的小型かつ安価な分光器では、０．１〜１ｎｍ程度の波長分解能が限度であるので、より高い波長分解能を得るには大型で高価な分光器が必要となってしまう。このため、例えば０．１〜１ｎｍ程度の波長分解能を有する分光器を用いつつ、０．１ｎｍ未満の波長分解能が得られる光スペクトル測定装置、およびそれを用いた光スペクトル測定方法が望まれる。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、簡易な構成でありながら、より高い波長分解能を有する光スペクトル測定装置を提供することにある。さらに、本発明の第２の目的は、被測定光について、より高精細な波長強度分布を簡便に測定することのできる光スペクトル測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光スペクトル測定装置は、被測定光を発する光源と、この光源から入射する被測定光を自発的パラメトリック下方変換させ、変換光として射出する非線形光学結晶と、変換光の波長強度分布を測定する分光器とを備えるようにしたものである。
【０００７】
本発明の光スペクトル測定方法は、被測定光を所定の方向から非線形光学結晶に入射させ、その被測定光を自発的パラメトリック下方変換して非線形光学結晶から変換光を射出させるステップと、変換光の波長強度分布を測定するステップとを含むようにしたものである。
【０００８】
本発明の光スペクトル測定装置および光スペクトル測定方法では、非線形光学結晶に入射した被測定光が自発的パラメトリック下方変換される。このため、非線形光学結晶から所定方向へ射出される変換光は、被測定光との間において位相整合条件を満足しつつ、より長い波長を有するものとなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光スペクトル測定装置および光スペクトル測定方法によれば、非線形光学結晶を用いて被測定光を自発的パラメトリック下方変換させることにより、位相整合条件を満足しつつ、より長い波長を有する変換光を取り出し、その変換光について波長強度分布を測定するようにしたので、被測定光の波長強度分布を直接測定する場合よりも、より高い波長分解能を得ることができる。したがって、より高精細な波長強度分布を簡便に測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態としての光スペクトル測定装置の全体構成を表す概略図である。
【図２】図１に示した非線形光学結晶の一具体例としてのＰＰ結晶の全体構成を表す概略図である。
【図３】図１に示した非線形光学結晶およびその近傍を拡大して表す要部拡大図である。
【図４】図１に示した非線形光学結晶および分光器、ならびにそれらの近傍を拡大して表す要部拡大図である。
【図５】図１に示した光スペクトル測定装置を用いた光スペクトル測定方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】被測定光の波長と変換光の波長との関係の一例を表す特性図である。
【図７】変換光のうちの、被測定光の波数ベクトルと一致する向きの波数ベクトルを有する変換光のスペクトル波形の一例を表す特性図である。
【図８】図７のスペクトル波形から換算して求めた被測定光のスペクトル波形を表す特性図である。
【図９】非線形光学結晶として用いるＰＰ結晶の変形例の構成を表す概略図である。
【図１０】実験例１−１における変換曲線を表す特性図である。
【図１１】実験例１−１における変換光についての、短波長側でのスペクトルを表す特性図である。
【図１２】実験例１−１における変換光についての、長波長側でのスペクトルを表す特性図である。
【図１３】図１１に示した変換光のスペクトルから算出された被測定光のスペクトルを表す特性図である。
【図１４】図１２に示した変換光のスペクトルから算出された被測定光のスペクトルを表す特性図である。
【図１５】図１３に示した被測定光のスペクトルと、図１４に示した被測定光のスペクトルとを重ね合わせた特性図である。
【図１６】実験例２における測定方法を説明するための概略図である。
【図１７】実験例２における変換曲線を表す特性図である。
【図１８】実験例３における測定方法を説明するための概略図である。
【図１９】実験例３における変換曲線を表す特性図である。
【図２０】実験例４−１における変換曲線を表す特性図である。
【図２１】実験例４−２における変換曲線を表す特性図である。
【図２２】実験例４−３における変換曲線を表す特性図である。
【図２３】実験例１−２における被測定光のスペクトルを表す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態という。）について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
まず、図１を参照して、本発明における一実施の形態としての光スペクトル測定装置（以下、単に測定装置という。）について説明する。
【００１３】
図１は、本実施の形態の測定装置の全体構成を表している。この測定装置は、光源１から射出される被測定光Ｐ１のスペクトル（波長強度分布）を測定するものであり、光源１の側から、非線形光学結晶２と、波長選択フィルタ３と、分光器４と、制御部５とを順に備えている。
【００１４】
光源１は、測定対象とする被測定光Ｐ１を放出するものであり、例えばレーザ電源１１と、そのレーザ電源１１によって駆動され、被測定光Ｐ１としてのレーザ光を発振するレーザ発振器１２とを有している。レーザ発振器１２は、例えば共振器構造を有する半導体レーザ素子である。
【００１５】
非線形光学結晶２は、所定の方向から入射する被測定光Ｐ１に対して非線形光学効果の一種である自発的パラメトリック下方変換（ＳＰＤＣ；Spontaneous Parametric Down-Conversion）を生じさせ、変換光（ＳＰＤＣ光）Ｐ２を射出するものである。変換光Ｐ２は、被測定光Ｐ１よりも長い波長を有している。すなわち、変換光Ｐ２においては、被測定光Ｐ１におけるわずかな波長の変化が大きく拡大されて表れる。このような非線形光学結晶２としては、例えば、β-ＢａＢ2 Ｏ4 結晶（ＢＢＯ結晶），ＬiＢ3 Ｏ5 結晶（ＬＢＯ結晶），ＢｉＢ3 Ｏ6 結晶（ＢｉＢＯ結晶），ＫＴｉＯＰＯ4 結晶（ＫＴＰ結晶），周期分極反転（ＰＰ：Periodically Poled）ＫＴＰ結晶，周期分極反転ＬｉＮｂＯ3 結晶（ＰＰＬＮ結晶），周期分極反転ＬｉＴａＯ3 結晶（ＰＰＬＴ結晶）などを用いることができる。なかでも、ＰＰＫＴＰ結晶，ＰＰＬＮ結晶，ＰＰＬＴ結晶などの周期分極反転結晶（以下、ＰＰ結晶と総称する。）は、被測定光Ｐ１に対して自発的パラメトリック下方変換を効率よく発生させ（すなわち非線形感受率が高く）、より強度の高い変換光Ｐ２が得られるので好ましい。
【００１６】
非線形光学結晶２は、その結晶の種類ごとの物性により、自発的パラメトリック下方変換を生じさせることのできる被測定光Ｐ１の波長域が異なっている。そのため、非線形光学結晶２の種類を適切に選択することで、より広範囲に亘る波長を有する被測定光Ｐ１のスペクトル測定を行うことができる。
【００１７】
図２に、非線形光学結晶２の一例としてのＰＰ結晶２Ａの概略斜視構成を表す。ここでは、ＰＰ結晶２Ａの内部を進行する光の進行方向を＋Ｚ方向とする。図２に示したように、ＰＰ結晶２Ａは、被測定光Ｐ１が入射する入射面Ｓ１と、変換光Ｐ２が射出される射出面Ｓ２とを有し、内部を進行する光の進行方向（＋Ｚ方向）において２種類の複数のドメインＤ１，Ｄ２が所定の分極反転周期Λで繰り返し交互に配置された構造を有する。各ドメインＤ１，Ｄ２は、いずれもＫＴＰ結晶などの非線形光学材料からなり、例えばドメインＤ１が＋Ｙ方向への分極を示し、ドメインＤ２が−Ｙ方向への分極を示している。すなわち、ドメインＤ１とドメインＤ２とは、互いに逆方向へ分極している（分極方向が互いに逆向きである）。通常、入射面Ｓ１と射出面Ｓ２とは互いに平行であり、被測定光Ｐ１が入射面Ｓ１に対して垂直に入射されると、全てのドメインＤ１，Ｄ２を通過したのち、自発的パラメトリック下方変換された変換光Ｐ２が射出面Ｓ２から射出されるようになっている。なお、変換光Ｐ２は、射出面Ｓ２に対して垂直な方向へのみ射出されるわけではなく、射出面Ｓ２に対してある範囲内の角度方向にも射出される。射出面Ｓ２に対する変換光Ｐ２の射出角度に応じて、被測定光Ｐ１の波長と変換光Ｐ２の波長との対応関係が変化する。
【００１８】
分極反転周期Λの大きさは、被測定光Ｐ１の波長域に応じて適宜選択すればよい。図２に示したＰＰ結晶２Ａでは、幅方向（Ｘ軸方向）において分極反転周期Λの大きさ（すなわち、各ドメインＤ１，Ｄ２のＺ軸方向の寸法）が一定となっている。したがって、被測定光Ｐ１を入射面Ｓ１のどの地点に入射したとしても、射出面Ｓ２からの変換光Ｐ２は（射出面Ｓ２に対して同一の角度方向へ射出されたものであれば）一定である。
【００１９】
ＰＰ結晶２Ａは、被測定光Ｐ１が入射面Ｓ１に入射すると、自発的パラメトリック下方変換によりシグナル光子およびアイドラー光子からなるエンタングルド光子対を生成し、そのエンタングルド光子対を変換光Ｐ２として射出する。その際、被測定光Ｐ１と変換光Ｐ２との間において、擬似的な位相整合条件が成立している。例えば、図２に示したＰＰ結晶では、被測定光Ｐ１が入射すると、以下の条件式（１）および条件式（２）を満足するようなシグナル光子およびアイドラー光子を変換光Ｐ２として射出する。
【００２０】
（１／λｐ）＝（１／λｓ）＋（１／λｉ） ……（１）
ｋｐ−ｋｓ−ｋｉ＝（０，０，２π／Λ） ……（２）
但し、λｐ，λｓ，λｉ，ｋｐ，ｋｓ，ｋｉは、それぞれ以下のものを表す。
λｐ：被測定光Ｐ１の真空中における波長。
λｓ：シグナル光子の真空中における波長。
λｉ：アイドラー光子の真空中における波長。
ｋｐ：被測定光Ｐ１のＰＰ結晶２Ａの内部での波数ベクトル。
ｋｓ：シグナル光子のＰＰ結晶２Ａの内部での波数ベクトル。
ｋｉ：アイドラー光子のＰＰ結晶２Ａの内部での波数ベクトル。
この条件式（２）は、被測定光Ｐ１および変換光Ｐ２が、いずれも無限大のビーム径を有する平面波であり、かつ、ＰＰ結晶２Ａの長さＬも無限大であるような、理想的な状態を前提とした位相整合条件を表している。また、条件式（２）においては波数ベクトルｋｐ，ｋｓ，ｋｉは＋Ｚ方向に向いているものとしており、波数ベクトルｋｐ，ｋｓ，ｋｉにおけるＸ軸方向およびＹ軸方向のベクトル成分を零としている。但し、波数ベクトルｋｐ，ｋｓ，ｋｉにおけるＸ軸方向およびＹ軸方向のベクトル成分は零でなくともよい。例えば、後述するように非線形光学結晶２（ＰＰ結晶２Ａ）や分光器４をＹＺ平面内において回転させたりすると、Ｙ軸方向のベクトル成分が現れる。
【００２１】
条件式（１）からわかるように、真空中においてＰＰ結晶２Ａを用いることにより、シグナル光子およびアイドラー光子の波長λｓ，λｉは、被測定光Ｐ１の波長λｐの２倍程度に拡大される。
【００２２】
また、分極反転周期Λを一定に保ったまま繰り返しの数Ｎを増やすと、当然ながらＺ軸方向におけるＰＰ結晶２Ａの全体の長さ（Ｌ＝Λ×Ｎ）が増加する。長さＬが増加すると、変換光Ｐ２の強度が大きくなるうえ、条件式（２）で表される理想状態にいっそう近づくこととなる。詳細には、長さＬが短くなるほど、変換光Ｐ２に含まれる条件式（２）の条件から僅かに外れる光（本来変換されるべき波長から少しずれた波長の光）の割合が増えることとなる。しかし、長さＬが十分に確保されていれば、そのような条件式（２）を満たさない不要光が十分に減少する。そのため、理想的な変換光Ｐ２が得られるので分解能の向上が期待できる。
【００２３】
また、非線形光学結晶２（ＰＰ結晶２Ａ）は、図３に表すように、例えばＺ軸を含む平面内（ＹＺ平面内）において回転可能なステージ２１などの可動機構によって保持されている。これにより、非線形光学結晶２の入射面Ｓ１に対する被測定光Ｐ１の入射角が変更可能となっている。なお、入射面Ｓ１に対する被測定光Ｐ１の入射角が変化することにより、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの対応関係が変化する。なお、図３では、被測定光Ｐ１が非線形光学結晶２に垂直入射（入射角が０°）し、自発的パラメトリック下方変換された変換光Ｐ２のうち、射出面Ｓ２に対して垂直に射出されるものを記載している。
【００２４】
また、非線形光学結晶２は、自らの温度に応じて被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの対応関係が変化する性質を有している。そのため、ステージ２１には、例えば金属材料および半導体材料を組み合わせてなるペルチェ素子（図示せず）などの温度制御素子が熱電対などの温度センサと共に埋設されている。これにより、非線形光学結晶２の温度をモニターしながら所定方向へ電流を流すことによってそのペルチェ素子に発熱または吸熱を生じさせ、非線形光学結晶２を加熱または冷却することができるようになっている。すなわち、非線形光学結晶２の高精度な温度制御が可能となっている。
【００２５】
非線形光学結晶２に入射した被測定光Ｐ１は、その全てが変換光Ｐ２に変換されるわけではなく、一部の被測定光Ｐ１は自発的パラメトリック下方変換されずにそのまま非線形光学結晶２を透過することとなる。その際、透過した被測定光Ｐ１が、分光器４による変換光Ｐ２のスペクトル測定の妨げとなる場合もあるので、そのような場合には波長選択フィルタ３によって被測定光Ｐ１を選択的に遮断することが望ましい。波長選択フィルタ３は、被測定光Ｐ１を含む波長域の光を選択的に遮断する一方で、変換光Ｐ２をそのまま透過させる光学フィルタである。但し、分光器４が、透過した被測定光Ｐ１の影響を受けないものであれば波長選択フィルタ３を設けなくともよい。
【００２６】
分光器４は、入射光のスペクトルを測定する光学機器であり、ここでは特に、上述したように非線形光学結晶２から射出された（あるいはそののち、波長選択フィルタ３を通過した）変換光Ｐ２のスペクトルを測定するために用いられる。分光器４としては、例えば回折格子（グレーティング）を備えた回折格子分光器、三角プリズムを備えたプリズム分光器、もしくは結晶を備えた結晶分光器などの分散型分光器、または、干渉計を備えた干渉分光器などを用いることができる。分散型分光器では、それぞれ、回折格子、三角プリズムもしくは結晶が分散素子として機能する。
【００２７】
分光器４は、図４（Ａ），４（Ｂ）に表すように、非線形光学結晶２を保持するステージ２１とは異なるステージ４１に載置されており、非線形光学結晶２を中心として円弧を描くように（非線形光学結晶２から独立して）移動可能となっている。ステージ４１は、例えばステージ２１と同一の軸を中心として円心揺動するバー４２の上に固定されている。これにより、非線形光学結晶２の結晶面に対する分光器４の受光面４Ｓの相対角度を変更することができる。すなわち、分光器４は、非線形光学結晶２からの変換光Ｐ２のうち、射出面Ｓ２に対して垂直な方向以外の方向へ射出されるもの（被測定光Ｐ１の波数ベクトルと異なる方向の波数ベクトルを有する変換光Ｐ２）を測定することが可能となっている。なお、図４（Ａ）は、非線形光学結晶２および分光器４、ならびにそれらの近傍の構成を表す上面図であり、図４（Ｂ）は、それらを側方から眺めた側面図である。図４（Ａ），４（Ｂ）では、波長選択フィルタ３の図示を省略している。
【００２８】
制御部５は、データ格納部５１と、演算部５２と、出力部５３とを有している。データ格納部５１は、分光器４からの測定データ（変換光Ｐ２のスペクトルのデータ、および被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの対応関係を表す変換データ）などを格納するものである。演算部５２は、予めデータ格納部５１に格納された変換データに基づき、変換光Ｐ２のスペクトルから被測定光Ｐ１のスペクトルへの変換を行うものである。また、出力部５３は、被測定光Ｐ１のスペクトルを表す曲線を出力するものである。
【００２９】
このように、本実施の形態の測定装置によれば、非線形光学結晶２において被測定光Ｐ１が自発的パラメトリック下方変換され、変換光Ｐ２が射出される。この変換光Ｐ２は、被測定光Ｐ１よりも長い波長（被測定光Ｐ１の２倍程度の波長）を有し、かつ、被測定光Ｐ１との間において位相整合条件を満たすものである。さらに、分光器４において、所定の方向へ進行する変換光Ｐ２のスペクトルを測定することができる。このため、被測定光Ｐ１の波長λｐと、変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの関係が既知であれば（あるいはその関係を調べることにより）、制御部５における換算によって被測定光Ｐ１のスペクトルが得られる。この場合、被測定光Ｐ１のスペクトルを直接測定する場合よりも、より高い波長分解能を得ることができる。これは、被測定光Ｐ１の波長λｐの僅かな変化が、変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉの大きな変化として現れるからである。例えば、波長λｐがΔλｐ変化した場合の波長λｓ（あるいはλｉ）の変化量をΔλｓ（あるいはΔλｉ）とし、拡大率をｋ＝Δλｓ／Δλｐ（＝Δλｉ／Δλｐ）と定義する。すると、本実施の形態の測定装置によれば、分光器４の分解能がΔλである場合、被測定光Ｐ１のスペクトルをΔλ／ｋの分解能で測定することができる。
【００３０】
さらに、ステージ４１やバー４２などの可動機構によって分光器４を所望の位置へ移動させることにより、被測定光Ｐ１の入射方向と一致しない方向へ進行する変換光Ｐ２のスペクトルを測定することができる。このため、波長選択フィルタ３を設けなくとも、非線形光学結晶２を透過した被測定光Ｐ１の影響を回避しつつ分光器４によって変換光Ｐ２のスペクトル測定を行うことが可能となる。また、被測定光Ｐ１の波長域に対応可能な範囲において非線形光学結晶２の結晶面に対する受光面４Ｓの相対角度を順次変化させ、その相対角度に応じた変換光Ｐ２のスペクトルを順次取得してそれらを平均化することにより、より信頼性の高いデータを獲得できる。
【００３１】
また、射出面Ｓ２に対する変換光Ｐ２の射出角度に応じて、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの対応関係が変化する性質を利用して、より広範囲に亘る波長域を有する被測定光Ｐ１のスペクトル測定を行うことができる。同様に、入射面Ｓ１に対する被測定光Ｐ１の入射角に応じて、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの対応関係が変化する性質を利用して、より広範囲に亘る波長域を有する被測定光Ｐ１のスペクトル測定を行うことができる。すなわち、被測定光Ｐ１の波長域に応じて、射出面Ｓ２からの変換光Ｐ２の射出角度や入射面Ｓ１に対する被測定光Ｐ１の入射角を適切に選択することにより、同一の非線形光学結晶２を用いつつ、測定可能な波長域を拡大することができる。
【００３２】
さらに、温度制御素子および温度センサを利用して非線形光学結晶２の高精度な温度制御を行うことにより、測定値の高い信頼性を確保することができる。すなわち、非線形光学結晶２の温度を一定値に保ちつつ変換光Ｐ２の測定を行うことにより、測定精度が向上する。あるいは、非線形光学結晶２が自らの温度に応じて被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの対応関係が変化する性質を利用して、非線形光学結晶２を被測定光Ｐ１の波長域に応じた適切な温度に保持しつつ、変換光Ｐ２の測定を行うことが可能である。この場合には、より広範囲に亘る波長の被測定光Ｐ１についてスペクトルを求めることが可能となる。
【００３３】
続いて、本実施の形態の評価装置を使用した光スペクトル測定方法について、図１〜図４に加え、図５を参照して説明する。図５は、本実施の形態の光スペクトル測定方法の手順を表すフローチャートである。また、ここで用いる被測定光Ｐ１のおおよその波長域は既知であるとする。例えば被測定光Ｐ１の中心波長が±１ｎｍの範囲で特定できているとする。
【００３４】
まず、ステージ２１に埋設されたペルチェ素子および熱電対温度計を利用し、非線形光学結晶２を一定温度に保持する（ステップＳ１０１）。この際、非線形光学結晶２の温度は、被測定光Ｐ１の波長域に応じて選択すればよい。
【００３５】
次に、非線形光学結晶２へ入射する被測定光Ｐ１の波長λｐと、自発的パラメトリック下方変換されて非線形光学結晶２から射出される変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの対応関係を表す変換データ（変換曲線）を取得する（ステップＳ１０２）。
【００３６】
具体的には、例えば、レーザ発振器１２に代えて波長可変の光源を配置し（図示せず）、互いに波長の異なる複数の単色光（波長λｐ(1)，λｐ(2)，…，λｐ(n-1)，λｐ(n)，λｐ（n+1），…）を順次発生させる。この波長可変光源は、例えば、白色光源からの光を回折格子や三角プリズムなどの分散素子により分光することや、波長可変レーザを使うことにより実現できる。次いで、発生させた複数の単色光を非線形光学結晶２へ順次入射し、各単色光に対応する変換光Ｐ２を非線形光学結晶２から順次射出させる。このとき、複数の単色光が同時に非線形光学結晶２へ入射することのないように注意する。また、各単色光の非線形光学結晶２への入射角は一定値（例えば０°）とする。さらに、各単色光に対応する変換光Ｐ２のうち、射出面Ｓ２に対して所定の角度（例えば０°）で射出するもののみを分光器４によって順次検出し、各々の波長λｓ，λｉを求める。このようにして、各単色光の波長λｐ(n)に対応する波長λｓ，λｉを順次求めていくことにより、波長λｐと波長λｓ，λｉとの関係を表す変換曲線を描くようにする。このとき得られた変換データをデータ格納部５１に保存する（ステップＳ１０３）。
【００３７】
上記のように、多数の水準について測定データを取得することにより上記の変換曲線を描くようにしてもよいが、より少ない水準（２〜３水準）についての測定と、計算とを組み合わせて変換曲線を得ることもできる。その場合の計算は、上述の条件式（１）および条件式（２）に加え、結晶ごとに定まる屈折率の波長依存性（屈折率の分散）を表す式（例えばセルマイヤーの式；Sellmeier equation）、および屈折率の温度依存性を表す式（以下の参考文献１，２を参照）を用いて行えばよい。なお、結晶ごとのセルマイヤーの式や屈折率の温度依存性については以下の参考文献３などに記載されている。
（参考文献１）http://en.wikipedia.org/wiki/Sellmeier_equation
（参考文献２）http://ja.wikipedia.org/wiki/分散_(光学)
（参考文献３）V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, D. N. Nikogosyan著, 「ハンドブック・オブ・ノンリニア・オプティカル・クリスタルズ（Handbook of Nonlinear Optical Crystals）」,第３版，Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 1999年
【００３８】
図６に、例えば図２のＰＰ結晶を非線形光学結晶２として用いた場合の、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの関係を表す変換曲線の一例を示す。図６では、縦軸が被測定光Ｐ１の波長λｐを示し、横軸が変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉを示している。
【００３９】
図６に示したように、変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉの変化に対し、被測定光Ｐ１の波長λｐはおおよそ放物線を描くように変化する。これは、ある特定の波長λｐを有する１つの被測定光Ｐ１からは、互いに異なる波長を有する光子対、すなわち、波長λｓを有するシグナル光子と、波長λｉを有するアイドラー光子とが変換光Ｐ２として生成されるからである。放物線の頂点は、波長λｓと波長λｉとが波長λｐの２倍（＝２λｐ）となる箇所である。
【００４０】
次に、変換データの取得時に用いた波長可変光源を取り除くと共にレーザ発振器１２を所定位置に配置する。そののち、レーザ発振器１２から発振させた被測定光Ｐ１を非線形光学結晶２へ入射し、非線形光学結晶２から射出される変換光Ｐ２のスペクトル（波長強度分布）を分光器４によって測定する（ステップＳ１０４）。スペクトル測定の際には、被測定光Ｐ１を非線形光学結晶２の入射面Ｓ１に対し一定の入射角（変換データの取得時と同じ入射角、例えば０°）で入射させる。また、分光器４では、射出面Ｓ２に対して所定の角度（変換データの取得時と同じ角度、例えば０°）で射出する変換光Ｐ２について測定する。
【００４１】
図７に、上記の変換光Ｐ２のスペクトルの一例を表す。図７は、図６で用いたものと同一の非線形光学結晶２を用いた場合のスペクトルを表しており、縦軸が強度（任意単位）を示し、横軸が変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉを示している。図７に示したように、例えば波長λLと波長λHとの間に３つのピーク７Ａ〜７Ｃが含まれるスペクトルが観察される。
【００４２】
変換光Ｐ２のスペクトル波形を測定したのち、データ格納部５１に保存された変換データ（例えば図６の変換曲線）を用い、変換光Ｐ２のスペクトルから被測定光Ｐ１のスペクトルを求める（ステップＳ１０５）。具体的には、演算部５２において、変換データを用い、変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉから被測定光Ｐ１の波長λｐを算出する。例えば、図６の変換曲線から、変換光Ｐ２の波長λL〜λHに対応する被測定光Ｐ１の波長λｐL〜λｐHを求める。
【００４３】
そののち、出力部５３において、被測定光Ｐ１のスペクトルを表す曲線を出力する。図８に、図７の変換光Ｐ２のスペクトルを、図６の変換曲線に基づいて変換することにより得られた被測定光Ｐ１のスペクトルの一例を表す。図８では、縦軸が強度（任意単位）を示し、横軸が被測定光Ｐ１の波長λｐを示している。図８に示したように、被測定光Ｐ１のスペクトルには、例えば波長λｐLと波長λｐHとの間に図７のピーク７Ａ〜７Ｃを反映した３つのピーク８Ａ〜８Ｃが現れる。すなわち、より高精細なスペクトルを簡便に測定することができる。以上により、一連の被測定光Ｐ１の評価が完了する。
【００４４】
このように、本実施の形態の光スペクトルの測定方法では、被測定光Ｐ１を、非線形光学結晶２を介して自発的パラメトリック下方変換させ、より長い波長を有する変換光Ｐ２とし、そのうちの特定方向へ進行する変換光Ｐ２についてスペクトル測定を行うようにした。このため、被測定光Ｐ１の波長λｐと、変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの関係を調べることにより、高精細な被測定光Ｐ１のスペクトルが得られる。すなわち、被測定光Ｐ１のスペクトルを直接測定する場合よりも、より高い波長分解能を得ることができる。したがって、０．１〜１ｎｍ程度の波長分解能を有する比較的安価な分光器４であっても、より高精細なスペクトルを簡便に測定することが可能となる。あるいは、分光器４として、０．１ｎｍよりも狭い波長間隔において識別可能な高性能の分光器を用いた場合においても、その波長分解能を上回る高精度なスペクトルが得られる。また、被測定光Ｐ１の波長域に応じて、射出面Ｓ２からの変換光Ｐ２の射出角度や入射面Ｓ１に対する被測定光Ｐ１の入射角、あるいは非線形光学結晶２の保持温度を適切に選択することにより、同一の非線形光学結晶２を用いつつ、測定可能な波長域を拡大することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、非線形光学結晶２が導波路構造を有するものとしてもよい。その場合、例えば図２において、入射面Ｓ１から入射した被測定光Ｐ１の大部分が非線形光学結晶２の側面から漏れることなく自発的パラメトリック下方変換され、より強度の大きな変換光Ｐ２が射出面Ｓ２から射出される。ここでいう導波路構造とは、例えば図２のＰＰ結晶２Ａにおいて、Ｚ軸を取り囲むように入射面Ｓ１および射出面Ｓ２を除く全ての面を覆うように低屈折率の媒体を設け、その低屈折率媒体とＰＰ結晶２Ａとの界面において全反射させるようにした構造をいう。但し、非線形光学結晶２が導波路構造を有する場合には、導波路に沿う方向以外には被測定光Ｐ１や変換光Ｐ２が伝播しないので、非線形光学結晶２を回転させたり、分光器４を移動させたりすることによって測定可能な波長域を広げる操作はできなくなる。
【００４６】
（変形例）
続いて、図９を参照して、本実施の形態の変形例について説明する。図９は、非線形光学結晶２の他の例としてのＰＰ結晶２Ｂの概略斜視構成を表す。
【００４７】
上記実施の形態では、非線形光学結晶２の一例として、一定の分極反転周期Λを有するＰＰ結晶２Ａを例に挙げて説明するようにした。これに対し、本変形例は、非線形光学結晶２として、光の進行方向に対して交差する方向において分極反転周期Λが連続的に変化するＰＰ結晶２Ｂを用いるようにしたものである。具体的には、ＰＰ結晶２Ｂは、図９に示したように、光の進行方向（＋Ｚ方向）と直交するＸ軸方向において、一方の端面Ｔ１から他方の端面Ｔ２へ向かうほど分極反転周期ΛがΛ１からΛ２（＞Λ１）まで増加するように構成されている。なお、上記の点を除き、ＰＰ結晶２Ｂは、上記実施の形態のＰＰ結晶２Ａと同様の構成を有している。
【００４８】
このようなＰＰ結晶２Ｂでは、被測定光Ｐ１がＸ軸方向において入射面Ｓ１のどの位置に入射してＰＰ結晶２Ｂの内部を＋Ｚ方向へ進行するかによって、被測定光Ｐ１の波長と変換光Ｐ２の波長との対応関係（を表す変換曲線）が異なることとなる。すなわち、被測定光Ｐ１の入射位置および進行経路が端面Ｔ１の側から端面Ｔ２の側へ向かうに従い、変換曲線が徐々に変化する。例えば、被測定光Ｐ１が端面Ｔ１に近い位置を通過した場合には、端面Ｔ２に近い位置を通過した場合と比べ、おおよそ放物線となる変換曲線の頂点（λｓ＝λｉ＝２λｐ）が、λｓ（＝λｉ）およびλｐがいずれも増加する方向へ移動する。したがって、上記の性質を利用して、入射面Ｓ１における被測定光Ｐ１の入射位置を変化させることにより、より広範囲に亘る波長を有する被測定光Ｐ１のスペクトル測定を行うことができる。入射面Ｓ１における被測定光Ｐ１の入射位置を変化させるには、例えばステージ２１にＸ軸方向に沿った移動機構を設けるなどして、ＰＰ結晶２Ｂを＋Ｘ方向または−Ｘ方向に平行移動させればよい。
【００４９】
このように、本変形例によれば、被測定光Ｐ１の進行方向と交差する方向において分極反転周期Λを傾斜させるようにしたので、以下の効果が得られる。すなわち、被測定光Ｐ１の波長域に応じて被測定光Ｐ１の入射位置を適切に調節することにより、同一のＰＰ結晶２Ｂを用いつつ、測定可能な波長域を拡大することができる。
【実施例】
【００５０】
次に、本発明の実施例について、いくつかの実験例を挙げて以下に説明する。
【００５１】
（実験例１−１）
上記実施の形態において説明した光スペクトルの測定方法に基づき、図２に示した構造を有するＰＰ結晶２Ａを非線形光学結晶２として用い、変換曲線の測定、および被測定光Ｐ１のスペクトルの測定を実施した。ここでは、ＰＰ結晶２Ａとして分極反転周期Λが３．５１μｍのＰＰＫＴＰ結晶を用い、その温度を３１．５℃に保持した。また、被測定光Ｐ１として、半導体素子を含むレーザ発振器１２から射出される中心波長４０５．７２ｎｍのレーザ光を用いた。
【００５２】
まず、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの関係を表す変換曲線を求めた。図１０にその結果を表す。図１０では、縦軸が被測定光Ｐ１の波長λｐ（ｎｍ）を示し、横軸が変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉ（ｎｍ）を表している。
【００５３】
図１０に示したように、変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉの変化に対し、被測定光Ｐ１の波長λｐはおおよそ放物線を描くように変化している。本実験例では、例えば波長λｐ＝４０５．７５ｎｍの被測定光Ｐ１からは、波長λｓ＝７７７．６６ｎｍのシグナル光子と、波長λｉ＝８４８．４２ｎｍのアイドラー光子とが発生する。放物線の頂点は、波長λｓと波長λｉとが一致する箇所（波長λｓ，λｉ＝８１１．５０ｎｍ）である。
【００５４】
また、図１０に示したように、本実験例では、変換光Ｐ２の波長λｓ（λｉ）が７７０ｎｍおよび７８０ｎｍであるとき、それに対応する被測定光Ｐ１の波長λｐは４０５．６７ｎｍおよび４０５．７７ｎｍとなっている。すなわち、被測定光Ｐ１の波長λｐの変化量が０．１０ｎｍであるのに対し、変換光Ｐ２の波長λｓ（λｉ）の変化量が１０ｎｍである。よって、４０５．６７ｎｍ〜４０５．７７ｎｍの波長λｐを有する被測定光Ｐ１は、自発的パラメトリック下方変換により、波長が１００倍（拡大率ｋ＝１０／０．１０＝１００）された変換光Ｐ２となっていることがわかる。
【００５５】
次に、非線形光学結晶２の入射面Ｓ１に対し被測定光Ｐ１を垂直入射すると共に、射出面Ｓ２と直交する変換光Ｐ２（被測定光Ｐ１の波数ベクトルと一致する向きの波数ベクトルを有する変換光Ｐ２）についてのスペクトルを分光器４によって測定した。なお、変換光Ｐ２は、エンタングルド光子対（シグナル光子およびアイドラー光子）を含むことから、それぞれの光子に対応した一対のピークが観察された。その結果を図１１および図１２に示す。
【００５６】
図１１は、上記の変換光Ｐ２についての、短波長側（ここでは７６０ｎｍ〜７９０ｎｍ）のピーク近傍のスペクトルを表す。一方、図１２は、上記の変換光Ｐ２についての、長波長側（ここでは８３５ｎｍ〜８６５ｎｍ）のピーク近傍のスペクトルを表す。図１１および図１２では、縦軸が強度（任意単位）を表し、横軸が変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉ（ｎｍ）を表している。ここでは、分光器４として、分解能Δλが０．１ｎｍのものを用いた。図１１に示したように、短波長側では、３つのピーク１１Ａ〜１１Ｃが波長λｓ，λｉ＝７７０ｎｍ〜７８５ｎｍの範囲内に観察された。一方、長波長側では、ピーク１２Ａのみが８５１ｎｍ付近に観察された。
【００５７】
さらに、図１１および図１２に示した変換光Ｐ２のスペクトルを、図１０の変換曲線に基づいてそれぞれ換算することにより被測定光Ｐ１のスペクトルを求めた。図１３および図１４に、それらの結果を表す。図１３が図１１に対応し、図１４が図１２に対応する。図１３および図１４では、縦軸が強度（任意単位）を表し、横軸が被測定光Ｐ１の波長λｐを表している。
【００５８】
図１３に示した被測定光Ｐ１のスペクトルには、波長λｐ＝４０５．７０ｎｍ〜４０５．８０ｎｍの範囲内に、図１１のピーク１１Ａ〜１１Ｃを反映した３つのピーク１３Ａ〜１３Ｃが観察された。一方、図１４に示した被測定光Ｐ１のスペクトルには、波長λｐ＝４０５．７０ｎｍ〜４０５．７５ｎｍの範囲内に、図１２のピーク１２Ａを反映したピーク１４が観察された。図１５に、図１３の被測定光Ｐ１のスペクトル（実線で表示）と図１４の被測定光Ｐ１のスペクトル（破線で表示）とを重ね合わせたものを示す。
【００５９】
本来、短波長側のピークと長波長側のピークとはおおよそ左右対称な形状および大きさとなり、それぞれから換算して求めた被測定光Ｐ１のスペクトルの波形は完全に一致するはずである。すなわち、図１１と図１２とは互いにほぼ線対称な形状および大きさを有し、図１３と図１４とはほぼ一致するはずである。それにも関わらず、図１１と図１２との非対称性、および図１３と図１４との不一致（図１５参照）が現れたのは、単に、本実験例において使用した分光器４の性能によるものである。具体的には、短波長側よりも長波長側において感度が低いため、図１２および図１４では、分解能が劣化し、ピーク強度も低いものとなった。したがって、短波長側と長波長側とで同一の感度を有する分光器４を使用すれば、短波長側のピークと長波長側のピークとは左右対称な形状および大きさとなり、それぞれから換算して求めた被測定光Ｐ１のスペクトルの波形は完全に一致する。よって、実際には、より高い感度が得られる波長域に含まれる変換光Ｐ２のスペクトルを採用し、被測定光Ｐ１のスペクトルに換算すればよい。
【００６０】
（実験例１−２）
実験例１−１に対する比較例として、被測定光Ｐ１を分光器４によって直接測定した場合の被測定光Ｐ１のスペクトルを図２３に表す。ここでは、非線形光学結晶２を用いなかったことを除き、他の測定条件および測定方法は上記実験例１−１と同様である。図２３に示したように、分解能Δλが０．７ｎｍの分光器４によって被測定光Ｐ１を直接測定した場合には、３つのピーク１３Ａ〜１３Ｃ（図１３）に対応するピークが明確に現れなかった。
【００６１】
（実験例２）
本実験例では、非線形光学結晶２の入射面Ｓ１に対し、被測定光Ｐ１を斜め方向に入射するようにしたことを除き、他は実験例１−１と同様にして変換曲線の測定を実施した。具体的には、図１６に示したように、被測定光Ｐ１が入射面Ｓ１に対して垂直方向から１０°だけ傾くように（被測定光Ｐ１の入射角θp1を１０°とするように）非線形光学結晶２（ＰＰ結晶２Ａ）をステージ２１と共にＹＺ平面内において回転させるようにした。
【００６２】
図１７は、本実験例における、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの関係を表す変換曲線であり、実験例１−１の図１０に対応するものである。なお、ここでいう変換光Ｐ２は、射出面Ｓ２に対してなす角度θp2が、被測定光Ｐ１の入射角θp1と同じく１０°のものである。図１７と図１０との比較により、本実験例では、実験例１−１の場合よりも変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉの波長に対する被測定光Ｐ１の波長λｐが、やや長くなっている。すなわち、非線形光学結晶２を傾けることにより、測定に適した被測定光Ｐ１の波長域が変化するのを確認することができた。
【００６３】
（実験例３）
本実験例では、以下の点を除き、他は実験例１−１と同様にして変換曲線の測定を実施した。具体的には、図１８に示したように、入射面Ｓ１へ垂直入射する被測定光Ｐ１の進行方向に対して分光器の受光角度が５°傾くように（射出面Ｓ２に対して５°の角度θp2で射出する変換光Ｐ２を受光するように）分光器４を配置した。分光器４は、非線形光学結晶２を中心としてステージ４１と共にＹＺ平面内において回転させるようにした。
【００６４】
図１９は、本実験例における、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの関係を表す変換曲線であり、実験例１−１の図１０に対応するものである。図１９と図１０とを比較すると、変換曲線の頂点位置が変化しており、本実験例では、実験例１−１の場合よりも変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉの波長に対する被測定光Ｐ１の波長λｐが、やや長くなっている。すなわち、射出面Ｓ２に対する射出角度が異なる変換光Ｐ２を選択することにより、測定に適した被測定光Ｐ１の波長域が変化するのを確認することができた。
【００６５】
（実験例４−１）
本実験例では、非線形光学結晶２（ＰＰ結晶２Ａ）の保持温度を５０℃としたことを除き、他は実験例１−１と同様にして変換曲線の測定を実施した。図２０は、本実験例における、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの関係を表す変換曲線であり、実験例１−１の図１０に対応するものである。図２０と図１０との比較により、本実験例では、実験例１−１の場合よりも変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉの波長に対する被測定光Ｐ１の波長λｐが、全体的にやや長くなっている。すなわち、非線形光学結晶２の温度を高く維持することにより、測定に適した被測定光Ｐ１の波長域が長波長側へシフトするのを確認することができた。
【００６６】
（実験例４−２）
本実験例では、非線形光学結晶２（ＰＰ結晶２Ａ）の保持温度を０℃としたことを除き、他は実験例１−１と同様にして変換曲線の測定を実施した。図２１は、本実験例における、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの関係を表す変換曲線であり、実験例１−１の図１０に対応するものである。図２１と図１０との比較により、本実験例では、実験例１−１の場合よりも変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉの波長に対する被測定光Ｐ１の波長λｐが、全体的にやや短くなっている。すなわち、非線形光学結晶２の温度を低く維持することにより、測定に適した被測定光Ｐ１の波長域が短波長側へシフトするのを確認することができた。
【００６７】
（実験例４−３）
本実験例では、非線形光学結晶２（ＰＰ結晶２Ａ）の分極反転周期Λを４．００μｍとしたことを除き、他は実験例１−１と同様にして変換曲線の測定を実施した。図２２は、本実験例における、被測定光Ｐ１の波長λｐと変換光Ｐ２の波長λｓ，λｉとの関係を表す変換曲線であり、実験例１−１の図１０に対応するものである。本実験例では、実験例１−１に比べ、変換曲線の頂点位置が縦軸および横軸の双方において長波長側にシフトしている。すなわち、非線形光学結晶２の分極反転周期Λを変更することにより、測定に適した被測定光Ｐ１の波長域が変化することを確認することができた。
【００６８】
以上の各実験例の結果から、本発明の光スペクトル測定装置および光スペクトル測定方法によれば、被測定光のスペクトルを直接測定する場合と比較して、より高い波長分解能が得られ、より高精細なスペクトルを簡便に測定可能なことが確認された。また、非線形光学結晶に対する被測定光の入射角、被測定光の入射方向と変換光の進行方向との相対角度、または非線形光学結晶の温度のいずれかを変更することにより、スペクトルの測定に適した被測定光の波長域の変更が可能であることが確認できた。なお、上記各実験例（但し実験例１−２を除く）では、非線形光学結晶としてＰＰＫＴＰ結晶を用いるようにしたが、他のＰＰ結晶（例えばＰＰＬＮ結晶，ＰＰＬＴ結晶）についても同様の傾向が確認できた。
【００６９】
以上、いくつかの実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態および実施例では、被測定光としてレーザ光を用い、そのスペクトルを測定するようにしたが、本発明では、蛍光灯や高輝度放電ランプなどを光源とする光のスペクトルを測定するようにしてもよい。また、非線形光学結晶としては、上記実施の形態および実施例に例示したもの以外のものであっても、自発的パラメトリック下方変換を生じさせるものであれば適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の光スペクトル測定装置および光スペクトル測定方法は、例えば、半導体レーザ，発光ダイオード（ＬＥＤ），有機ＥＬ素子などの光源または発光素子についてのスペクトル測定に適用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１…光源、２…非線形光学結晶、３…波長選択フィルタ、４…分光器、５…制御部、Ｐ１…被測定光、Ｐ２…変換光。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向から入射する被測定光を自発的パラメトリック下方変換させ、変換光として射出する非線形光学結晶と、
前記変換光の波長強度分布を測定する分光器と
を備えた光スペクトル測定装置。
【請求項２】
前記被測定光の波長と前記変換光の波長との対応関係を表す変換データに基づき、前記変換光の波長強度分布から前記被測定光の波長強度分布への換算を行う演算部をさらに備えた
請求項１記載の光スペクトル測定装置。
【請求項３】
前記非線形光学結晶は、周期分極反転ＫＴｉＯＰＯ4 ，周期分極反転ＬｉＮｂＯ3 または周期分極反転ＬｉＴａＯ3 である
請求項１記載の光スペクトル測定装置。
【請求項４】
前記非線形光学結晶に対する前記被測定光の入射角を変更する第１の変更手段を備えた
請求項１記載の光スペクトル測定装置。
【請求項５】
前記非線形光学結晶に対する前記分光器の相対角度を変更する第２の変更手段を備えた
請求項１記載の光スペクトル測定装置。
【請求項６】
前記被測定光の入射方向と一致する方向へ進行する前記変換光が到達する位置に前記分光器が配置される
請求項５記載の光スペクトル測定装置。
【請求項７】
前記非線形光学結晶の温度を調節する温度制御手段を備えた
請求項１記載の光スペクトル測定装置。
【請求項８】
前記非線形光学結晶と前記分光器との間の光路上に、前記被測定光を選択的に除去する波長選択フィルタをさらに備えた
請求項１記載の光スペクトル測定装置。
【請求項９】
被測定光を所定の方向から非線形光学結晶に入射させ、前記被測定光を自発的パラメトリック下方変換して前記非線形光学結晶から変換光を射出させるステップと、
前記変換光の波長強度分布を測定するステップと
を含む光スペクトル測定方法。
【請求項１０】
前記被測定光の波長と前記変換光の波長との対応関係を測定するステップと、
前記対応関係に基づき、前記変換光の波長強度分布から前記被測定光の波長強度分布を求めるステップと
をさらに含む請求項９記載の光スペクトル測定方法。
【請求項１１】
前記被測定光の波長域に応じて、前記非線形光学結晶に対する前記被測定光の入射角、前記被測定光の入射方向と前記変換光の進行方向との相対角度、または前記非線形光学結晶の温度、のいずれかを変更して前記変換光の波長強度分布を測定する
請求項９記載の光スペクトル測定方法。
【請求項１２】
前記非線形光学結晶として、周期分極反転ＫＴｉＯＰＯ4 ，周期分極反転ＬｉＮｂＯ3 または周期分極反転ＬｉＴａＯ3 を用いる
請求項９記載の光スペクトル測定方法。
【請求項１】
所定の方向から入射する被測定光を自発的パラメトリック下方変換させ、変換光として射出する非線形光学結晶と、
前記変換光の波長強度分布を測定する分光器と
を備えた光スペクトル測定装置。
【請求項２】
前記被測定光の波長と前記変換光の波長との対応関係を表す変換データに基づき、前記変換光の波長強度分布から前記被測定光の波長強度分布への換算を行う演算部をさらに備えた
請求項１記載の光スペクトル測定装置。
【請求項３】
前記非線形光学結晶は、周期分極反転ＫＴｉＯＰＯ4 ，周期分極反転ＬｉＮｂＯ3 または周期分極反転ＬｉＴａＯ3 である
請求項１記載の光スペクトル測定装置。
【請求項４】
前記非線形光学結晶に対する前記被測定光の入射角を変更する第１の変更手段を備えた
請求項１記載の光スペクトル測定装置。
【請求項５】
前記非線形光学結晶に対する前記分光器の相対角度を変更する第２の変更手段を備えた
請求項１記載の光スペクトル測定装置。
【請求項６】
前記被測定光の入射方向と一致する方向へ進行する前記変換光が到達する位置に前記分光器が配置される
請求項５記載の光スペクトル測定装置。
【請求項７】
前記非線形光学結晶の温度を調節する温度制御手段を備えた
請求項１記載の光スペクトル測定装置。
【請求項８】
前記非線形光学結晶と前記分光器との間の光路上に、前記被測定光を選択的に除去する波長選択フィルタをさらに備えた
請求項１記載の光スペクトル測定装置。
【請求項９】
被測定光を所定の方向から非線形光学結晶に入射させ、前記被測定光を自発的パラメトリック下方変換して前記非線形光学結晶から変換光を射出させるステップと、
前記変換光の波長強度分布を測定するステップと
を含む光スペクトル測定方法。
【請求項１０】
前記被測定光の波長と前記変換光の波長との対応関係を測定するステップと、
前記対応関係に基づき、前記変換光の波長強度分布から前記被測定光の波長強度分布を求めるステップと
をさらに含む請求項９記載の光スペクトル測定方法。
【請求項１１】
前記被測定光の波長域に応じて、前記非線形光学結晶に対する前記被測定光の入射角、前記被測定光の入射方向と前記変換光の進行方向との相対角度、または前記非線形光学結晶の温度、のいずれかを変更して前記変換光の波長強度分布を測定する
請求項９記載の光スペクトル測定方法。
【請求項１２】
前記非線形光学結晶として、周期分極反転ＫＴｉＯＰＯ4 ，周期分極反転ＬｉＮｂＯ3 または周期分極反転ＬｉＴａＯ3 を用いる
請求項９記載の光スペクトル測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１０−２４３２０８（Ｐ２０１０−２４３２０８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８９４２９（Ｐ２００９−８９４２９）
【出願日】平成２１年４月１日（２００９．４．１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１日（２００９．４．１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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