高速波長変調照明装置の開発

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間的に同期させてオシロスコープで表示させた. 結果として, 偏光高速度カメラから出力さ れた信号入力後, LEDは0.7μsecの遅延時間をもって発光を開始し, 同期信号のパルス幅と同

じ2μsec発光後に消光した. 遅延時間は毎回一定である. この発光消光動作を繰返し行うこと

ができるため, 単体LEDで4μ秒毎に連続点灯できる. この結果から, 偏光高速度から出力さ れる同期信号を交互に分配し, それぞれ電源系統が独立した LED を点灯させることで, LED の2チャンネルの時には8μsec(125kHz)程度のサンプリング速度と, 4μsec毎の波長変調が可 能となる高速波長変調照明装置を実現できるが確認できた.

図4.3 開発した照明装置の発光遅延時間

4.3.3 高速波長変調照明装置の仕様

図4.4に開発した高速波長変調照明装置を示し, 表4.3に照明装置の基本性能を示す. 前述の 通り, 隣接する2つのコンパートメントに1つずつ白色LEDが実装されており, 分光発光強度特 性として, 450から570nmの発光が可能である. 1つのコンパートメントサイズは4×4mmあり, 水 平垂直方向に合計360個並んでいる. 隣接する2つのコンパートメントは, それぞれ独立した同 期系統と電源系統を持っている. そのため外部から信号を入力し, 電気的にスイッチングする ことで高速に交互点灯ができる.

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また, 図4.4右下に示す各コンパートメント構造では, 内壁周囲に0.5mm程度の段差がつけ てある. そのため, 4×4mmの光学素子を各LEDの前面に設置することができる. 本論では, 2つ の異なるバンドパスフィルタを実装することで, 複屈折位相差測定結果を補正するための波 長変調照明装置として使う. 予めバンドパスフィルタは, コンパートメントのサイズに切断し, ピンセットを用いて実装した. さらには, 2波長の発光強度を, それぞれに0から256段階で変調 できるため, 光検出器の分光感度が異なる場合でも, 2波長それぞれから検出器が得る光強度 を等しくすることが出来る.

図4.4 高速波長変調照明装置の試作機

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表4.3 高速波長変調照明装置の仕様

発信波長域 nm 450-750

コンパートメントのサイズ mm 4×4

コンパートメントの数 個 360

最小インターバル時間 μsec 4 最高繰り返し変調周波数 kHz 125 調光性能 （0～100％出力における可変分解能） 0-256

消費電力 W 70

動作温度 ℃ 0-40

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