試料の物理的性質の測定装置

Inventor： , ,
Applicant, Patent owner：
Agent (1)：清水守
Gazette classification：公開公報
Application number (International application number)：2000038982
Publication number (International publication number)：2001228123
Application date： Feb. 17, 2000
Publication date： Aug. 24, 2001
Summary：

【要約】【課題】超短光パルスの照射に対する試料からの応答を光学的に検出することにより、試料の物理的性質の測定装置を提供することである。【解決手段】垂直の入射角で物性が測定できるSagnac型の共通経路光学干渉計を構成する。この干渉計は、2アームSagnac型干渉計で、2つのビームスプリッターを用いる。測定は、試料14を超短光パルスで励起し、その時に生ずる光学ビームの強度と位相の変化を検出する。よって、物質の厚み、音響速度や熱的性質などの広範囲な物性の測定が可能になった。

Claim (excerpt)：

(a)継続時間が0.002psから2nsまでの少なくとも1つの超短光パルスをもつ計測ビームを供給するコヒーレントあるいは部分的コヒーレントな1つの放射源と、(b)継続時間が0.002psから2nsまでの少なくとも1つの超短光パルスをもつポンプビームを供給する1つの放射源と、(c)計測ビームの少なくとも一部が第1のビームスプリッターに入射するとき前記計測ビームの少なくとも一部が偏光の異なるプローブビームと基準ビームの2つのビームに分割され、前記プローブビームは、第1のビームスプリッターと第2のビームスプリッターの間の長い光学距離を持つアームを進行し、前記基準ビームは、前記第1のビームスプリッターと前記第2のビームスプリッターの間の短い光学距離を持つアームを進行し、第2のビームスプリッターにおいて前記プローブビームと前記基準ビームが再結合され、更に2つのアーム光路長における差異が、光の伝搬方向において、前記基準ビーム及びプローブビームにおける光パルスの空間的長さが長くなるように選ばれる2つのビームスプリッターと、(d)試料から反射される、前記プローブビームと前記基準ビームは、前記プローブビームが前記短い光学距離を持つアームを、前記基準ビームが前記長い光学距離を持つアームをそれぞれ進行するように、前記第2のビームスプリッターを通過した後に、互いに異なる経路を進行するようにすると共に、前記プローブビームと前記基準ビームは、前記計測ビームが最初に前記第1のビームスプリッターに入射したときの計測ビームの方向と反対方向に伝搬するビームを作り出すように、前記第1のビームスプリッターで再結合され、さらに、前記計測ビームが最初に第1のビームスプリッターに入射したときの前記計測ビームと同軸でない前記基準ビームとプローブビームを含む第1の出力ビームを作り出すために、前記再結合されたビームは、前記第1のビームスプリッターから反射又は、前記第1のビームスプリッターを通過するようにされる、前記再結合されたビームを、試料に垂直方向から入射するように向ける手段と、(e)前記ポンプビームを試料に向けるための手段と、(f)前記ポンプビームを構成する放射パルスと、前記基準ビームを構成する放射パルスの間の試料への到着時間間隔を変化させる手段と、(g)前記プローブビームと基準ビームをそれぞれ構成する、対応する放射パルス間の試料への到着時間間隔を変化させる手段と、(h)前記第1の出力ビームになる前記基準ビームとプローブビームの少なくとも一部が第2の出力ビームを形成するように、同一の偏光状態に分解されることを確保する手段と、(i)前記第2の出力ビームの強度が試料からの反射光の位相と強度の変化の両者に同時に敏感であるように、一つ又は複数の光検出器での前記基準ビームと前記プローブビームの対応する放射パルス間に0±180I度(Iは整数)に等しくない、一つ又は複数の位相差を導入する手段と、(j)前記一つ又は複数の信号に関連して試料の物理的性質を測定できるように、前記ポンプビームによって誘起された前記試料上における諸変化を指示する一つ又は複数の信号を生成するために、前記第2の出力ビームを構成する前記基準ビームとプローブビーム間の干渉の特徴である前記第2の出力ビームの強度を検出するために、前記第2の出力ビームの少なくとも一部を前記一つ又は複数の光検出器に案内する手段と、を具備する試料の物理的性質の測定装置。

IPC (5)：

G01N 29/00 501 , G01B 9/02 , G01B 11/06 , G01N 21/00 , G01N 25/16

FI (5)：

G01N 29/00 501 , G01B 9/02 , G01B 11/06 G , G01N 21/00 A , G01N 25/16 C

F-Term (96)：

2F064AA09 , 2F064CC01 , 2F064FF05 , 2F064FF06 , 2F064GG12 , 2F064GG13 , 2F064GG16 , 2F064GG22 , 2F064GG23 , 2F064GG33 , 2F064GG37 , 2F064GG38 , 2F064GG41 , 2F064GG42 , 2F064GG69 , 2F064GG70 , 2F064HH01 , 2F065AA30 , 2F065AA51 , 2F065BB21 , 2F065BB22 , 2F065BB23 , 2F065BB24 , 2F065CC19 , 2F065CC25 , 2F065DD04 , 2F065EE00 , 2F065FF32 , 2F065FF44 , 2F065FF49 , 2F065FF52 , 2F065GG08 , 2F065GG22 , 2F065HH04 , 2F065HH09 , 2F065HH13 , 2F065JJ01 , 2F065JJ05 , 2F065JJ09 , 2F065LL00 , 2F065LL12 , 2F065LL17 , 2F065LL20 , 2F065LL21 , 2F065LL35 , 2F065LL36 , 2F065LL37 , 2F065LL46 , 2F065LL47 , 2F065LL55 , 2F065LL57 , 2F065MM01 , 2F065MM02 , 2F065MM06 , 2F065NN02 , 2F065NN06 , 2F065NN08 , 2F065NN16 , 2F065PP01 , 2F065PP12 , 2F065QQ00 , 2F065QQ25 , 2F065QQ26 , 2F065QQ27 , 2F065QQ33 , 2F065QQ42 , 2G040AB07 , 2G040BA18 , 2G040BA25 , 2G040BA26 , 2G040CA17 , 2G040CA23 , 2G047AA01 , 2G047AA05 , 2G047BC02 , 2G047BC18 , 2G047BC20 , 2G047CA04 , 2G047GD01 , 2G059AA03 , 2G059BB04 , 2G059BB08 , 2G059EE01 , 2G059EE09 , 2G059EE16 , 2G059FF09 , 2G059GG03 , 2G059GG04 , 2G059GG06 , 2G059GG08 , 2G059JJ19 , 2G059JJ22 , 2G059KK03 , 2G059LL01 , 2G059MM01 , 2G059MM03

Patent cited by the Patent：

Cited by applicant (7)

光熱変位計測による試料評価方法
Gazette classification：公開公報 Application number：特願平5-172948 Applicant：株式会社神戸製鋼所
変化した材料の特性測定に対する光技術
Gazette classification：公表公報 Application number：特願平8-533597 Applicant：ブラウンユニバーシティーリサーチファウンデーション
超短パルス光を用いた超高速表面振動の測定法
Gazette classification：公開公報 Application number：特願平3-353922 Applicant：新日本製鐵株式会社

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