【手続補正書】
【提出日】平成26年2月24日(2014.2.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス幅が０．２〜１０ｎｓ、パルスピークパワーが５０〜５０００Ｗ、波長が５００〜１２００ｎｍのパルス光を出射する光源部と、
前記パルス光から連続白色光を生成するシングルモードファイバと、を有し、
前記パルス光からなるポンプ光兼プローブ光と、前記連続白色光からなるストークス光とを、測定対象の試料に照射し、そのラマンスペクトルを得る非線形ラマン分光装置。
【請求項２】
前記シングルモードファイバが、偏波面保存シングルモードファイバである請求項１に記載の非線形ラマン分光装置。
【請求項３】
光源部から導入されたパルス光の偏光面を回転させる半波長板を有し、該半波長板によって前記シングルモードファイバの進相軸又は遅相軸と平行になるように偏光面が回転されたパルス光が前記シングルモードファイバに入射する請求項２に記載の非線形ラマン分光装置。
【請求項４】
更に、ポンプ光兼プローブ光の偏光面の方向を、前記ストークス光の偏光面と一致させる半波長板が設けられている請求項２又は３に記載の非線形ラマン分光装置。
【請求項５】
シングルモードファイバは、ファイバ長が１〜２０ｍである請求項１〜４のいずれか１項に記載の非線形ラマン分光装置。
【請求項６】
更に、ポンプ光兼プローブ光とストークス光とが同時に試料に照射されるよう前記ポンプ光兼プローブ光の光路長を調整する光ファイバを備える請求項１〜５のいずれか１項に記載の非線形ラマン分光装置。
【請求項７】
前記光ファイバが、ファイバコア径が８μｍ以上の偏波面保存シングルモードファイバ、コア径が１００μｍ以下のマルチモードファイバ、ラージモードエリアファイバ又はフォトニッククリスタルラージモードエリアファイバである請求項６に記載の非線形ラマン分光装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の非線形ラマン分光装置と、
該非線形ラマン分光装置で計測されたラマン分光スペクトルを正規化する演算装置と、
を有する非線形ラマン分光システム。
【請求項９】
前記演算装置において、ω、ω´を波数（ｃｍ−１）としたとき、下記数式（Ａ）に基づいてポンプ光のパワーＰＰ、ストークス光の強度スペクトル分布ＳＳ（ω）から規格化因子ＲＮ（ω）を算出し、下記数式（Ｂ）に基づいて測定スペクトルＳＣ（ω）を規格化因子ＲＮ（ω）で規格化して規格化スペクトルＳＮ（ω）を求める請求項８に記載の非線形ラマン分光システム。
2012215411.tif 000001
【請求項１０】
前記非線形ラマン分光装置には、シングルモードファイバの出射側に、ポンプ光の波長をλｐ（ｎｍ）、測定最大波数をωｍ（ｃｍ−１）としたとき、短波長側エッジ波長λｅ（ｎｍ）が下記数式（Ｃ）で表される範囲にあるロングパスフィルタ又はバンドパスフィルタが設けられている請求項９に記載の非線形ラマン分光システム。
2012215411.tif 000002
【請求項１１】
光源部から、パルス幅が０．２〜１０ｎｓ、パルスピークパワーが５０〜５０００Ｗ、波長が５００〜１２００ｎｍのパルス光を出射する工程と、
シングルモードファイバにより、前記パルス光から連続白色光を生成する工程と、
前記パルス光からなるポンプ光兼プローブ光及び前記連続白色光からなるストークス光を、測定対象の試料に照射し、そのラマンスペクトルを得る工程と、
を有する非線形ラマン分光方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
また、非線形ラマン分光法は、前述した従来のレーザラマン分光法と同様にラマン散乱光を測定するものであるが、３次の非線形光学過程を利用している点が異なる。３次の非線形光学過程は、励起光であるポンプ光、プローブ光及びストークス光の３種の光を入射して、散乱される光を検出する方法であり、例えば、ＣＡＲＳ（Coherent anti-Stokes Raman Scattering；コヒーレント・アンチ・ストークス・ラマン散乱）、ＣＳＲＳ（Coherent Stokes Raman Scattering；コヒーレント・ストークスラマン散乱）、誘導ラマン損失分光、誘導ラマン利得分光などがある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
一方、シングルモードファイバ（ＳＭＦ）から出射される光の空間強度分布は、出射光の波長がＳＭＦのカットオフ波長近傍又はそれ以上の波長であれば、理想的なガウシアンビームとなる。そこで、本発明者は、ストークス光用の広帯域白色光を生成する際、ＰＣＦやＨＮＬＦの代わりに、安価で容易に入手可能なＳＭＦを使用することについて検討した。その結果、本発明者は、ＳＭＦを使用すると、理想的なガウシアンビームが得られることも見出した。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
以下、本開示を実施するための形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す各実施形態に限定されるものではない。また、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
（ストークス光の生成にシングルモードファイバを使用した装置の例）
２．第２の実施の形態
（ポンプ光及びプローブ光の光路上に光ファイバを配置した装置の例）
３．第３の実施の形態
（測定スペクトルを正規化処理する演算部を備えるシステムの例）
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
なお、光源部１０から出射されるパルス光の波長は、これらに限定されるものではなく、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザの場合、１０６４ｎｍ以外に、波長が１３１９ｎｍ、１１２２ｎｍ及び９４６ｎｍの光を発振することが可能である。また、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザの場合は、１０６４ｎｍ以外に、波長が１３４２ｎｍ及び９１４ｎｍの光を発振することが可能である。更に、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの場合は、波長１０５３ｎｍ又は１０４７ｎｍの光を、Ｙｂ：ＹＡＧレーザの場合は、波長１０３０ｎｍの光を、それぞれ発振することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
また、ストークス光生成部３０に設けられるシングルモードファイバ３２は、ファイバ長が１〜２０ｍのものであればよい。シングルモードファイバ３２の長さが１ｍ未満の場合、平坦な連続白色光が得られないことがあり、また、ファイバ長が２０ｍを超えると、スペクトル全体の発生効率が低下すると共に、計測対象外の波長帯の光が増加する。なお、シングルモードファイバ３２の長さは、３〜１０ｍであることが好ましく、これにより、必要な波長帯域の連続白色光を、効率的にかつ安定して生成することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
光照射部４０に導入されたポンプ光３及びストークス光５は、ノッチフィルタ４１においてポンプ光３が反射し、ストークス光５は透過する。なお、ノッチフィルタ４１の代わりに、ロングパスフィルタを使用することもできる。そして、ポンプ光３及びプローブ光５は、ビームエキスパンダ４２，４３において、対物レンズ４５の入射瞳径に合うようビーム径が拡大された後、対物レンズ４５を介して、試料２に照射される。図４は横軸に波長をとり、縦軸に強度をとって、長さ６ｍのシングルモードファイバを使用して生成したストークス光と、ポンプ光のスペクトルを示す図である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
なお、通常のＳＭＦを、カスケード誘導ラマン散乱における連続白色光源に使用した例は、従来より知られているが、非線形ラマン分光法への適用は報告がない。これは、ＳＭＦのカスケード誘導ラマン散乱光では、複数のピークが表れるためと考えられる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2012215411.tif 000003