JP2005031099A - 分光装置 - Google Patents
分光装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005031099A JP2005031099A JP2004315875A JP2004315875A JP2005031099A JP 2005031099 A JP2005031099 A JP 2005031099A JP 2004315875 A JP2004315875 A JP 2004315875A JP 2004315875 A JP2004315875 A JP 2004315875A JP 2005031099 A JP2005031099 A JP 2005031099A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- light receiving
- light
- receiving element
- diffraction grating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
【解決手段】 本発明は、測定光を波長分散素子で分散させて受光素子に入射させることにより波長別に分離された検出信号を得る分光装置に改良を加えたものである。本装置は、波長の分散方向に複数のマイクロミラーが配列されたデジタルマイクロミラー素子と2個の波長分散素子を設け、第1の波長分散素子で分散された測定光をデジタルマイクロミラー素子で反射させて第2の波長分散素子に入射させることを特徴とするものである。
【選択図】 図5
Description
図において、光ファイバ1で伝送される測定光はコリメーティングレンズ2をで平行ビームに成形されて波長分散素子として用いる回折格子(グレーティング)3に入射される。回折格子3で波長分散された出力光はフォーカシングレンズ4で収束され、波長の分散方向に複数の受光素子が配列された受光素子列5に入射される。
ここで、回折格子3の光学特性は、以下の式で示される。
空気中で回折格子を用いる時、空気の屈折率をnairとするとその出射角の温度特性は次式で表される。
波長の温度係数は以下の式で求められる。
従って、入射光のパワーを受光素子の出力電流ISに基づいて正確に測定するためには、必要に応じてこの暗電流の大きさIDを測定し、出力電流ISから暗電流IDを減算して入射光のみにより発生する電流IL(=IS−ID)を求める必要がある。
従って、受光素子として波長の分散方向に複数の受光素子が配列された受光素子列を用いる場合、受光素子列への集光にあたり通常のレンズでは収差などの影響で特に両端には十分集光できないことが多い。
測定光を波長分散素子で分散させて受光素子に入射させることにより波長別に分離された検出信号を得る分光装置であって、
波長の分散方向に複数のマイクロミラーが配列されたデジタルマイクロミラー素子と2個の波長分散素子を設け、
第1の波長分散素子で分散された測定光をデジタルマイクロミラー素子で反射させて第2の波長分散素子に入射させることを特徴とする。
前記受光素子として波長の分散方向に複数の受光素子が配列された受光素子列を用い、
これら受光素子列とデジタルマイクロミラー素子を同期させて選択的に駆動することを特徴とする。
前記受光素子として単一受光素子を用い、
前記デジタルマイクロミラー素子のマイクロミラーを検出波長に応じて選択的に駆動することを特徴とする。
本発明の請求項1〜3によれば、波長走査にあたって機械的な可動部が不要で小型化が図れ高信頼性が得られる分光装置を実現できる。
図1は、発明の実施の形態の一例を示す構成図である。図において、入射端(光ファイバ)101から出射される測定光はレンズ102で平行ビームに成形されて波長分散素子として用いる回折格子(グレーティング)103に入射される。この回折格子103と対向する位置には、光が回折格子103を2度通るように、具体的には設計された中心波長でレンズ102の中心を光がほぼ往復するようにしてミラー104が設けられている。ただし、通常は入射端101と結像位置を分離する必要があるので、波長分散方向に直交する方向で光軸の開きを設けることによって両者を分離する。側面図にはこの様子を示したが、波長分散を簡単に示すため上面図では省略した。レンズ102をほぼ往復した光はミラー105で反射され、波長の分散方向に複数の受光素子が配列された受光素子列106に入射される。
プリズム107への入射角をθi、その屈折角をθ0、回折格子103への1度目の入射角をθ1、出射角をθ2、回折格子103への2度目の入射角をθ3、出射角をθ4、プリズム107からの出射角をθ5、その屈折角をθ6とし、ミラー104と回折格子103がなす角度をθ20、プリズム107の入射面と回折格子103のなす角度をθpとしている。これら2度の回折と2度の屈折の関係式を以下に示す。
dθ0/dλ=dθ1/dλ=0となるので
これにより、同一の波長分散特性を得るための回折格子の幅は半分となり、分光装置の小型化が可能となる。
受光素子列を用いる場合には、DMD113のスキャンと受光素子列117のスキャンとを同期させる。すなわちDMD113で選択された波長のスペクトルが検出されるように受光素子列117のスキャンを同期させる。単一受光素子を用いる場合には、選択波長に応じてDMD113のマイクロミラーの回転角度を制御し、各波長が受光素子に入射されるようにする。
また、DMDのスキャンは数MHz程度までの高速駆動が可能なので受光素子列との同期も容易であり、ポリクロメータでもカスケードの接続が可能になり、分解能はもちろん測定波長近傍のダイナミックレンジも大幅に改善できる。
<例1>
受光に使用しない受光素子D’の暗電流が1pAと測定された状態で、受光に使用する受光素子Dの出力電流が200pAと測定されたとする。この場合の受光素子Dの入射光によって生じた電流ILは、
IL=200−1=199pA
とする。
受光に使用しない両端の受光素子D’の暗電流が1pA,1.1pAと測定されたとき、受光に使用する受光素子Dの暗電流を平均値の1.05pAとする。
<例3>
受光に使用しない両端の受光素子D’の暗電流が1pA,1.1pAと測定されたとき、受光に使用する受光素子Dが例えば9個並んでいる場合にはそれぞれの暗電流を1.01,1.02,・・・1.08,1.09pAとする。
受光に使用する受光素子Dの暗電流が予め1.1pAと求められたときに受光に使用しない受光素子D’の暗電流は1pAと測定されていて、その後受光素子D’の暗電流1.2pAと測定されたとすると、受光素子Dの暗電流は、
1.1*(1.2/1.0)=1.32pA
とする。
まず、ウェッジ板で屈折する光線に対応する基本式は次のようになる。
nc:アレイ導波路実効屈折率、ng:群屈折率、
ΔL:アレイ導波路の導波路長差、λ0:中心波長
例えば、ng=1.4752、ns=1.4529、d=25μm、ΔL=77μm、f=100mmとすると、dx/dλはほぼ201.8μm/nmとなり、0.4nm間隔の2つのスペクトルは、受光素子列上では201.8*0.4からほぼ80.7μmで分離されることになる。
つまり、20μmピッチで受光素子が配列されている受光素子列で受光するものとすると、0.4nm間隔のWDM信号1波当たり約4個の受光素子を使用することになり、そのピーク検出すなわち波長測定も可能になる。
そして、ポリクロメータの構成になっているので、波長測定も行える。
102,110,112,114,116,119,121 レンズ
103,111,115,120,125 回折格子(波長分散素子)
104 ミラー
106,117,124,127 受光素子列
122 DMD
123 スリット
126 f−θレンズ
128 光学要素
Claims (3)
- 測定光を波長分散素子で分散させて受光素子に入射させることにより波長別に分離された検出信号を得る分光装置であって、
波長の分散方向に複数のマイクロミラーが配列されたデジタルマイクロミラー素子と2個の波長分散素子を設け、
第1の波長分散素子で分散された測定光をデジタルマイクロミラー素子で反射させて第2の波長分散素子に入射させることを特徴とする分光装置。 - 請求項1記載の分光装置において、
前記受光素子として波長の分散方向に複数の受光素子が配列された受光素子列を用い、
これら受光素子列とデジタルマイクロミラー素子を同期させて選択的に駆動することを特徴とする分光装置。 - 請求項1記載の分光装置において、
前記受光素子として単一受光素子を用い、
前記デジタルマイクロミラー素子のマイクロミラーを検出波長に応じて選択的に駆動することを特徴とする分光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004315875A JP2005031099A (ja) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | 分光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004315875A JP2005031099A (ja) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | 分光装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP37563199A Division JP3692523B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 分光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005031099A true JP2005031099A (ja) | 2005-02-03 |
Family
ID=34214573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004315875A Pending JP2005031099A (ja) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | 分光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005031099A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012501106A (ja) * | 2008-08-21 | 2012-01-12 | ニスティカ,インコーポレーテッド | 光チャンネルモニタ |
KR20150036296A (ko) * | 2012-06-29 | 2015-04-07 | 씨알 디벨로프먼트 에이비 | 조직 마이크로모세관 네트워크에서 물의 상대적인 양의 정량화 |
-
2004
- 2004-10-29 JP JP2004315875A patent/JP2005031099A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012501106A (ja) * | 2008-08-21 | 2012-01-12 | ニスティカ,インコーポレーテッド | 光チャンネルモニタ |
KR20150036296A (ko) * | 2012-06-29 | 2015-04-07 | 씨알 디벨로프먼트 에이비 | 조직 마이크로모세관 네트워크에서 물의 상대적인 양의 정량화 |
KR102059408B1 (ko) | 2012-06-29 | 2020-02-11 | 씨알 디벨로프먼트 에이비 | 조직 마이크로모세관 네트워크에서 물의 상대적인 양의 정량화 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7852475B2 (en) | Scanning spectrometer with multiple photodetectors | |
US7397561B2 (en) | Spectroscopy system | |
US7564547B2 (en) | Spectroscopy system | |
US7518722B2 (en) | Multi-channel, multi-spectrum imaging spectrometer | |
US7554667B1 (en) | Method and apparatus for characterizing hyperspectral instruments | |
JP5453730B2 (ja) | 分光器 | |
WO2005017489A2 (en) | Film mapping system | |
US11629996B2 (en) | Compact hyperspectral mid-infrared spectrometer | |
EP2573529B1 (en) | Integrated 3-channel gas detection and measurement spectrometer | |
US10732040B2 (en) | Monolithically configured spectroscopic instrument | |
US5642191A (en) | Multi-channel imaging spectrophotometer | |
JP2001296180A (ja) | 分光画像取得装置 | |
US5973780A (en) | Echelle spectroscope | |
JP3692523B2 (ja) | 分光装置 | |
JP2000304614A (ja) | 分光装置 | |
JP4340833B2 (ja) | 偏光解消板及び偏光解消板を用いた光学装置 | |
JP2005062202A (ja) | 分光装置 | |
JP2005031099A (ja) | 分光装置 | |
JP2005062201A (ja) | 分光装置 | |
US7839504B1 (en) | Multiple order common path spectrometer | |
JP3125688B2 (ja) | 回折格子分光計 | |
JP2002267532A (ja) | 分光装置 | |
KR101054017B1 (ko) | 분광기의 보정방법 | |
US6583874B1 (en) | Spectrometer with holographic and echelle gratings | |
JP2001264169A (ja) | 分光装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041029 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060405 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20060601 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070105 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20070306 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070903 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20071102 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20080331 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080530 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20080925 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |