JP3312923B2 - パルス光源 - Google Patents
パルス光源Info
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Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、市販のキセノンランプ
を利用して、連続波長、高輝度ナノ秒のパルス光を発光
させるパルス光源に関する。
を利用して、連続波長、高輝度ナノ秒のパルス光を発光
させるパルス光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】ナノ秒域における高速時間分解測光は、
各種緩和現象の測定に用いられている。特に、インパル
ス光で励起して得られる過渡蛍光は、蛍光減衰波形上に
分子回転緩和時間や中間生成物に関する多くの情報を含
むため、生化学分野における研究手法で重要な位置を占
めている。この目的のために市販されたものとして、例
えばＮＥＡＳ１１００型時間分解蛍光光度計（堀場
（株）製、商品名）がある。
各種緩和現象の測定に用いられている。特に、インパル
ス光で励起して得られる過渡蛍光は、蛍光減衰波形上に
分子回転緩和時間や中間生成物に関する多くの情報を含
むため、生化学分野における研究手法で重要な位置を占
めている。この目的のために市販されたものとして、例
えばＮＥＡＳ１１００型時間分解蛍光光度計（堀場
（株）製、商品名）がある。
【０００３】しかし、励起光強度が余り大きいと、多く
の化学試料は、光化学変性するため、蛍光検出に支障を
来さぬ範囲で励起光強度を小さくしている。具体的に
は、繰り返しパルス励起を行い、過渡蛍光測定は、通
常、アナログ光電流サンプリング方式または遅延一致光
子計数で行う。
の化学試料は、光化学変性するため、蛍光検出に支障を
来さぬ範囲で励起光強度を小さくしている。具体的に
は、繰り返しパルス励起を行い、過渡蛍光測定は、通
常、アナログ光電流サンプリング方式または遅延一致光
子計数で行う。
【０００４】なお、前述の市販装置は、マルチチャンネ
ル光子計数測光を採用して高能率化を図っている。過渡
蛍光測定の実用性と精度を左右する要因は、励起用光源
にあるといっても過言でない。
ル光子計数測光を採用して高能率化を図っている。過渡
蛍光測定の実用性と精度を左右する要因は、励起用光源
にあるといっても過言でない。
【０００５】この場合に要求される要件は、 （１）被測定過渡蛍光波形に比べ十分短い発光時間幅で
ある（４ナノ秒以下が望ましい）。 （２）発光強度が大きい（顕微的蛍光測定に用いるに
は、輝度が高いことが必要）。 （３）繰り返し周波数が高い（数ｋＨｚは必要）。 （４）長時間安定である（メンテナンスフリーが望まし
い） （５）紫外から近赤外域まで波長選択性に優れる。 （６）安価ですぐ手にいれることができる。
ある（４ナノ秒以下が望ましい）。 （２）発光強度が大きい（顕微的蛍光測定に用いるに
は、輝度が高いことが必要）。 （３）繰り返し周波数が高い（数ｋＨｚは必要）。 （４）長時間安定である（メンテナンスフリーが望まし
い） （５）紫外から近赤外域まで波長選択性に優れる。 （６）安価ですぐ手にいれることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、窒素レ
ーザーは、上記（３）乃至（５）、モードロックレーザ
ー、ダイレーザは、上記（６）の要件をそれぞれ満たし
ていなく、ガス放電管は、上記（１）、（２）、（４）
の要件に問題を生じる。一般に、良質なレーザは高価で
あり、安価なガス放電管は、発光強度が小さく実用的で
ないという問題がある。本発明は前記従来技術の課題に
鑑みなされたものであり、その目的は、簡単な構造で安
価に、高輝度、高繰り返し、連続波長のパルス光を得る
ことのできるパルス光源を提供することにある。
ーザーは、上記（３）乃至（５）、モードロックレーザ
ー、ダイレーザは、上記（６）の要件をそれぞれ満たし
ていなく、ガス放電管は、上記（１）、（２）、（４）
の要件に問題を生じる。一般に、良質なレーザは高価で
あり、安価なガス放電管は、発光強度が小さく実用的で
ないという問題がある。本発明は前記従来技術の課題に
鑑みなされたものであり、その目的は、簡単な構造で安
価に、高輝度、高繰り返し、連続波長のパルス光を得る
ことのできるパルス光源を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明者らが鋭意検討を行った結果、安価なキセノ
ンランプを用いた場合であっても、キセノンの電極と導
電性ランプ容器との間に浮遊容量を形成させ、キセノン
ランプの平頭状プラス側電極に対し尖頭状マイナス側電
極に正の電圧を印加して、キセノンランプを自走パルス
放電させることにより、簡単な構造で安価に、高輝度、
高繰り返し、連続波長のパルス光を得ることができるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。
に、本発明者らが鋭意検討を行った結果、安価なキセノ
ンランプを用いた場合であっても、キセノンの電極と導
電性ランプ容器との間に浮遊容量を形成させ、キセノン
ランプの平頭状プラス側電極に対し尖頭状マイナス側電
極に正の電圧を印加して、キセノンランプを自走パルス
放電させることにより、簡単な構造で安価に、高輝度、
高繰り返し、連続波長のパルス光を得ることができるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】すなわち、本発明にかかるパルス光源は、
キセノンランプと、導電性ランプ容器と、抵抗と、を備
え、前記抵抗を介して前記キセノンランプの尖頭状電極
に高電圧が印加され、該キセノンランプの電極間隙に形
成された浮遊容量に充電と放電が繰返し行われることに
より、該キセノンランプがパルス発光することを特徴と
する。ここで、前記キセノンランプは、浮遊容量が形成
される間隙で対向配置された尖頭状電極及び平頭状電極
を含む直流放電型である。また、前記導電性ランプ容器
は、前記キセノンランプを収容し、前記平頭状電極と接
続される。 前記抵抗は、前記キセノンランプの尖頭状電
極と接続される一端部、及び高電圧が印加される他端部
を含む。
キセノンランプと、導電性ランプ容器と、抵抗と、を備
え、前記抵抗を介して前記キセノンランプの尖頭状電極
に高電圧が印加され、該キセノンランプの電極間隙に形
成された浮遊容量に充電と放電が繰返し行われることに
より、該キセノンランプがパルス発光することを特徴と
する。ここで、前記キセノンランプは、浮遊容量が形成
される間隙で対向配置された尖頭状電極及び平頭状電極
を含む直流放電型である。また、前記導電性ランプ容器
は、前記キセノンランプを収容し、前記平頭状電極と接
続される。 前記抵抗は、前記キセノンランプの尖頭状電
極と接続される一端部、及び高電圧が印加される他端部
を含む。
【０００９】
【実施例】本発明にかかるパルス光源は、前述のように
キセノンランプの平頭状プラス側電極に対し尖頭状マイ
ナス側電極に正の電圧を印加可能にして、キセノンラン
プを収容する導電性ランプ容器を備えるため、例えばコ
ンデンサによる充放電回路等の点灯手段を別個に設ける
ことなく、キセノンランプの電極と導電性ランプ容器と
の間に形成された浮遊容量を利用するのみで、キセノン
ランプを例えば２ｋＨＺ〜５ｋＨＺの自走パルス放電さ
せることを可能にする。このため、簡単な構造で安価
に、例えば２ナノ秒〜４ナノ秒の短い発光時間幅のパル
ス光を得ることが可能となる。
キセノンランプの平頭状プラス側電極に対し尖頭状マイ
ナス側電極に正の電圧を印加可能にして、キセノンラン
プを収容する導電性ランプ容器を備えるため、例えばコ
ンデンサによる充放電回路等の点灯手段を別個に設ける
ことなく、キセノンランプの電極と導電性ランプ容器と
の間に形成された浮遊容量を利用するのみで、キセノン
ランプを例えば２ｋＨＺ〜５ｋＨＺの自走パルス放電さ
せることを可能にする。このため、簡単な構造で安価
に、例えば２ナノ秒〜４ナノ秒の短い発光時間幅のパル
ス光を得ることが可能となる。
【００１０】以下、図面に基づき本発明の好適な実施例
を説明する。図１には、本発明の一実施例にかかるパル
ス光源の概略構成が示されている。同図において、ラン
プ１は、直流放電タイプの小型キセノンランプであり、
市販のものを用いることができる。ランプ容器５は、例
えば真鍮パイプからなる金属の円筒状容器であり、ガス
放電管１を内部に保持して、ガス放電管１の発光部分に
発光モニタ用光ケーブル４の取付け部を有し、また、光
を取り出す窓５１を有する。
を説明する。図１には、本発明の一実施例にかかるパル
ス光源の概略構成が示されている。同図において、ラン
プ１は、直流放電タイプの小型キセノンランプであり、
市販のものを用いることができる。ランプ容器５は、例
えば真鍮パイプからなる金属の円筒状容器であり、ガス
放電管１を内部に保持して、ガス放電管１の発光部分に
発光モニタ用光ケーブル４の取付け部を有し、また、光
を取り出す窓５１を有する。
【００１１】ランプ保持板６は、ランプ容器５の中にラ
ンプ１を保持する絶縁性部材である。接続板７は、ラン
プ容器５を高圧端子３のマイナス側端子３２と電気的に
接続するものである。接続板８は、ランプ１の通常の電
圧印加指定極性がプラス側（電極先端が平坦な方）をラ
ンプ容器５と電気的に接続する。高圧端子３のプラス側
端子３１は、抵抗２を通してランプ１の通常の電圧印加
指定極性がマイナス側（電極先端が尖っている方）に正
の電圧を印加するものである。
ンプ１を保持する絶縁性部材である。接続板７は、ラン
プ容器５を高圧端子３のマイナス側端子３２と電気的に
接続するものである。接続板８は、ランプ１の通常の電
圧印加指定極性がプラス側（電極先端が平坦な方）をラ
ンプ容器５と電気的に接続する。高圧端子３のプラス側
端子３１は、抵抗２を通してランプ１の通常の電圧印加
指定極性がマイナス側（電極先端が尖っている方）に正
の電圧を印加するものである。
【００１２】上記のように本実施例にかかるパルス光源
は、直流放電タイプの小型キセノンランプ１を導電性の
ランプ容器５の中に保持して、逆極性にして抵抗を介し
た高圧を印加することによって、パルス光を発生させる
ものであり、等価回路で示したのが図２である。同図に
おいて、ランプ１と並列に接続された充放電コンデンサ
Ｃは、ランプ１の電極とランプ容器５からなる金属容器
とで形成される浮遊容量に相当するものであり、ランプ
容器５の内径と電極構造に依存する。
は、直流放電タイプの小型キセノンランプ１を導電性の
ランプ容器５の中に保持して、逆極性にして抵抗を介し
た高圧を印加することによって、パルス光を発生させる
ものであり、等価回路で示したのが図２である。同図に
おいて、ランプ１と並列に接続された充放電コンデンサ
Ｃは、ランプ１の電極とランプ容器５からなる金属容器
とで形成される浮遊容量に相当するものであり、ランプ
容器５の内径と電極構造に依存する。
【００１３】したがって、例えば市販の小型キセノンラ
ンプを用い、内径２５ｍｍの真鍮パイプをランプ容器と
して用いた場合には、容量実測値は数ｐＦ程度になる。
つぎに、市販のキセノンランプについてテストを行った
結果、本発明に適合するものを表１に示す。
ンプを用い、内径２５ｍｍの真鍮パイプをランプ容器と
して用いた場合には、容量実測値は数ｐＦ程度になる。
つぎに、市販のキセノンランプについてテストを行った
結果、本発明に適合するものを表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】同表より明らかなように、本発明に適合す
るものが複数種あり、特定のランプＮＢ０４８０：補正
書１．ｄｏｃだけに有効な方法でなく、普遍性のある技
術であることがわかる。また、本発明の光源と対比し得
る同等のパルス光源を表２に示す。
るものが複数種あり、特定のランプＮＢ０４８０：補正
書１．ｄｏｃだけに有効な方法でなく、普遍性のある技
術であることがわかる。また、本発明の光源と対比し得
る同等のパルス光源を表２に示す。
【００１６】
【表２】
【００１７】価格も本発明ではランプが３万円、電源が
数万円〜３０万円程度であるのに対し、同等のパルス光
源では、ＮＲ−１１で１５０万円、ＮＥＡＳで全計測シ
ステムが１０００万円程度になる。
数万円〜３０万円程度であるのに対し、同等のパルス光
源では、ＮＲ−１１で１５０万円、ＮＥＡＳで全計測シ
ステムが１０００万円程度になる。
【００１８】図３には、本実施例にかかるパルス光源に
よる発光時間波形が示されている。同図より明らかなよ
うに、前記ＨＡＭＡＭＡＴＳＵ Ｌ２１７３を用い、電
源電圧ＨＶ＝１５ｋＶを印加し、波長λ＝３５０ｎｍで
は、半値幅ＦＷＨＭ＝３．５ｎｓのパルス光が得られ
た。
よる発光時間波形が示されている。同図より明らかなよ
うに、前記ＨＡＭＡＭＡＴＳＵ Ｌ２１７３を用い、電
源電圧ＨＶ＝１５ｋＶを印加し、波長λ＝３５０ｎｍで
は、半値幅ＦＷＨＭ＝３．５ｎｓのパルス光が得られ
た。
【００１９】本実施例において、印加電圧・電流として
は、８−１０ｋＶ、１ｍＡ程度にすると、繰り返し２−
５ｋＨｚの自走パルス放電を行い、発光時間幅は２〜４
ナノ秒となる。この繰り返し周波数は、印加電圧が大き
くなると上昇するが、発光波形（時間特性、スペクトル
特性）に変化は見られず、常に安定した波形が得られ
る。通常市販されたキセノンランプを用いるので、発光
部の大きさは、電極間隔に相当する０．６−１．０ｍｍ
と小さく、高輝度が得られる。また、発光スペクトル
は、直流放電時と大差なく、連続波長発光であるため、
種々の蛍光色素に適用できる。
は、８−１０ｋＶ、１ｍＡ程度にすると、繰り返し２−
５ｋＨｚの自走パルス放電を行い、発光時間幅は２〜４
ナノ秒となる。この繰り返し周波数は、印加電圧が大き
くなると上昇するが、発光波形（時間特性、スペクトル
特性）に変化は見られず、常に安定した波形が得られ
る。通常市販されたキセノンランプを用いるので、発光
部の大きさは、電極間隔に相当する０．６−１．０ｍｍ
と小さく、高輝度が得られる。また、発光スペクトル
は、直流放電時と大差なく、連続波長発光であるため、
種々の蛍光色素に適用できる。
【００２０】以上のように、本発明の一実施例にかかる
パルス光源によれば、市販のキセノンランプを使用する
ことができるので、安価に高安定のパルス光を得ること
がきる。また、金属パイプを、容器としてその中にラン
プを収納するので、構造が簡単で、調整もないので、取
り扱いが容易である。さらに、３ナノ秒程度の発光時間
幅が得られ、高輝度、高繰り返し、連続波長発光の応用
性に優れたパルス光を得ることができる。
パルス光源によれば、市販のキセノンランプを使用する
ことができるので、安価に高安定のパルス光を得ること
がきる。また、金属パイプを、容器としてその中にラン
プを収納するので、構造が簡単で、調整もないので、取
り扱いが容易である。さらに、３ナノ秒程度の発光時間
幅が得られ、高輝度、高繰り返し、連続波長発光の応用
性に優れたパルス光を得ることができる。
【００２１】なお、本発明のパルス光源としては、前記
実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内
で種々の変形が可能である。例えば、前記実施例では、
ランプ容器として真鍮パイプを用いた例について説明し
たが、これに限られるものではなく、ランプ容器とラン
プ電極との間で浮遊容量が得られ、ランプを逆極性にし
て高電圧を印加して自走パルス放電を行うものであれ
ば、他の材料を用いても、円筒以外の形状であってもよ
い。また、ランプ１の電極金具に金属中空円柱を装着
し、ランプ容器と電極との浮遊容量を増加させることに
より、発光強度を増大させることもできる。
実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内
で種々の変形が可能である。例えば、前記実施例では、
ランプ容器として真鍮パイプを用いた例について説明し
たが、これに限られるものではなく、ランプ容器とラン
プ電極との間で浮遊容量が得られ、ランプを逆極性にし
て高電圧を印加して自走パルス放電を行うものであれ
ば、他の材料を用いても、円筒以外の形状であってもよ
い。また、ランプ１の電極金具に金属中空円柱を装着
し、ランプ容器と電極との浮遊容量を増加させることに
より、発光強度を増大させることもできる。
【００２２】
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明にかかるパル
ス光源によれば、抵抗を介してキセノンランプの尖頭状
電極に高電圧が印加され、該キセノンランプの電極間隙
に形成された浮遊容量に充電と放電が繰返し行われるこ
とにより、該キセノンランプがパルス発光することとし
たので、簡単な構造で安価に、高輝度、高繰返し、連続
波長のパルス光を得ることができる。
ス光源によれば、抵抗を介してキセノンランプの尖頭状
電極に高電圧が印加され、該キセノンランプの電極間隙
に形成された浮遊容量に充電と放電が繰返し行われるこ
とにより、該キセノンランプがパルス発光することとし
たので、簡単な構造で安価に、高輝度、高繰返し、連続
波長のパルス光を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例にかかるパルス光源の概略構
成の説明図である。
成の説明図である。
【図２】前記図１に示したパルス光源の等価回路の説明
図である。
図である。
【図３】前記図１に示したパルス光源による発光時間波
形の一例である。
形の一例である。
１…キセノンランプ ２…抵抗 ３…端子 ４…光ケーブル ５…ランプ容器 ６…ランプ保持板 ７，８…保持板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 61/56 H05B 41/34 H05B 41/36 G01J 3/10
Claims (1)
- 【請求項１】 浮遊容量が形成される間隙で対向配置さ
れた尖頭状電極及び平頭状電極を含む直流放電型のキセ
ノンランプと、 前記キセノンランプを収容し、前記平頭状電極と接続さ
れる導電性ランプ容器と、 前記キセノンランプの尖頭状電極と接続される一端部、
及び高電圧が印加される他端部を含む抵抗と、 を備え、前記抵抗を介して前記キセノンランプの尖頭状
電極に高電圧が印加され、該キセノンランプの電極間隙
に形成された浮遊容量に充電と放電が繰返し行われるこ
とにより、該キセノンランプがパルス発光することを特
徴とするパルス光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06788692A JP3312923B2 (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | パルス光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06788692A JP3312923B2 (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | パルス光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05215606A JPH05215606A (ja) | 1993-08-24 |
| JP3312923B2 true JP3312923B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=13357830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06788692A Expired - Fee Related JP3312923B2 (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | パルス光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3312923B2 (ja) |
-
1992
- 1992-02-06 JP JP06788692A patent/JP3312923B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05215606A (ja) | 1993-08-24 |
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