光時空間情報変換を用いた超短光パルスのスペクトログラム計測に関する基礎研究

光时空信息转换超短光脉冲谱图测量基础研究

• 批准号: 11750039
• 负责人: 小西 毅
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750039/
• 关键词: 超短光パルス; 時空間変換; 時間-周波数変換; 光情報処理; 光計測; スペクトログラム; 信号処理; 位相

本研究では,高調波発生の方法を用いずに時間信号である超短パルス光から信号のスペクトログラムに対して直接的に振幅情報のみならず位相情報を同時に得る方法の実現を目的としている。さらに、光情報処理技術と超短パルス光技術を融合することによるウェーブレット変換の特徴であるマルチリゾリューショナル解析などの信号処理の考え方を超短光パルス計測技術への導入を検討する。本年度は、提案する光スペクトログラム計測の原理に基づき試作した計測システムの計測能力の向上および計測システムの自由度について検討を行った。本年度の研究により得られた成果・知見は以下の通りである。1.一般に、超高速時間分解分光計測では繰り返し計測が基本とされているため、リアルタイム計測は困難である。作製したパルス整形システムからの既知の微弱信号光をリアルタイムに計測することにより、本試作システムによる撮像デバイスの撮像時間性能にのみ依存したリアルタイム計測が可能であることを確認した。現在、撮像時間が50ピコ秒以下の撮像デバイスが実現可能であるため、時間分解分光計測におけるシングルショット計測が可能である。2.計測システムで用いる時間-周波数変換フィルタを調整することにより、時間分解能を数百フェムト秒から数ピコ秒まで自由に変化させた計測の実現を確認した。また、このとき波長分解能は、数ナノメートルからサブナノメートルまで変化することも確認した。3.試作した超短光パルスのスペクトログラム計測システムの検討を行い、提案する方法による超短光パルス計測システムとして今後展開が可能な以下の具体的な項目の抽出を行った。1)時間-周波数変換フィルタへの様々な信号処理の導入2)高速撮像デバイスを用いたシングルショット計測の実現3)実装技術を導入する高い計測精度を持つ実用計測システムの実現

这项研究旨在实现一种同时获得振幅信息的方法，还可以从超短脉冲光（这是一个时间信号）中直接从信号的频谱图中获得的相位信息，而无需使用谐波生成方法。此外，我们将考虑介绍信号处理的概念，例如多分辨率分析，这是小波转换的特征，通过将光学信息处理技术与超短脉冲光学技术相结合，将其与超短脉冲测量技术相结合。今年，我们根据所提出的光谱图测量原理研究了原型测量系统的测量能力和测量系统的自由度的提高。从今年的研究中获得的结果和发现如下。 1。通常，重复测量是超高速度时间分辨光谱法的基本原理，因此很难实时测量。通过实时测量制造的脉冲成型系统的已知弱信号光，可以证实，可以仅使用此原型系统基于成像设备的成像时间性能进行实时测量。当前，可以实现具有50次皮秒或更少成像时间的成像设备，因此可以进行时间分辨光谱的单射击测量值。 2。通过调整测量系统中使用的时频转换滤波器，我们确认测量是通过自由变化的时间分辨率从数百个飞秒到几个picseconds进行的。还证实了波长分辨率从几种纳米到亚纳米米。 3。我们研究了我们创建的超短光脉冲的频谱测量系统，并提取了以下特定的项目，这些特定项目将来可以使用该方法作为超短脉冲测量系统，并使用该方法提取了以下特定项目。 1）将各种信号处理引入到时频转换过滤器2）使用高速成像设备实现单发测量的实现3）实现具有高测量精度的实用测量系统，引入安装技术

项目成果

小西 毅 一岡芳樹: "Optical 2D-Space -to- Time Conversion System by using Spectral Holography"Proc. SPIE. 3749. 230-231 (1999)

Takeshi Konishi 和 Yoshiki Kazuoka：“使用光谱全息术的光学 2D 时空转换系统”Proc。 3749. 230-231 (1999)

小西 毅 一岡芳樹: "Optical Spectrogram Scope Using Time -to- Two-Dimensional Space Conversion and Interferometric Time-of- Flight Cross Correlation"Optical Review. 6. 507-51* (1999)

Takeshi Konishi 和 Yoshiki Kazuoka：“使用时间到二维空间转换和干涉飞行时间互相关的光学频谱图”光学评论 6. 507-51* (1999)。

T.Konishi and Y.Ichioka: "Ultra-fast Direct Encoding of Ultrashort Pulse with 2D-Space Information by using Optical 2D-Space-to-Time Conversion System"Proc.of SPIE. 4089. 111-115 (2000)

T.Konishi 和 Y.Ichioka：“利用光学 2D 空时转换系统对超短脉冲进行 2D 空间信息的超快速直接编码”Proc.of SPIE。

小西毅,一岡芳樹: "時空間融合超高速光情報処理"光学. 29. 498-499 (2000)

Takeshi Konishi、Yoshiki Ichioka：“时空融合超高速光学信息处理”光学 29. 498-499 (2000)。

T.Konishi,K.Iwamoto,and Y.Ichioka: "Ultrafast optical 2D-space-to-time-to-2D-space conversion system based on spectral holography"SPIE's International Technical Group Newsletter. 11. 2-2 (2000)

T.Konishi、K.Iwamoto 和 Y.Ichioka：“基于光谱全息术的超快光学二维空间到时间到二维空间转换系统”SPIE 国际技术组通讯。