JP2005031099A

JP2005031099A - 分光装置

Info

Publication number: JP2005031099A
Application number: JP2004315875A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Sanpei; 義広三瓶; Makoto Komiyama; 誠小宮山; Yoshihiko Tachikawa; 義彦立川; Yasuyuki Suzuki; 泰幸鈴木; Yasuyuki Minagawa; 恭之皆川; Yoriki Okada; 頼樹岡田
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】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することを目的にする。
【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

本発明は分光装置に関し、詳しくは、波長多重光通信（ＷＤＭ）における光信号の監視や評価測定に有益な分光装置に関するものである。

次世代の情報通信方式として、波長多重光通信方式が注目されている。このような波長多重光通信における光信号の監視や評価測定にあたっては、多重化されている光信号の各波長成分を個別に測定する必要があり、各種の分光装置が提案されている。

図１４は従来のこのような分光装置の一例を示す基本構成図である。
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。

このような構成によれば、回折格子３を回転させなくてもよく、高速性、信頼性に優れた分光装置が実現できる。
ここで、回折格子３の光学特性は、以下の式で示される。

このような基本構成に基づいて波長多重光通信システム用モニタのように狭い波長範囲の分光装置を設計することにより、フォーカシングレンズ４の焦点距離に比べて波長分散による光路の広がりが小さいので、複数の受光素子が波長の分散方向に沿って１次元に配列された受光素子列５を用いた場合には素子の位置と出射角はほぼ比例関係となることは明らかである。

しかしながら、波長λと出射角θの関係は式１を微分して得られる次式であらわされ、

波長λと分散角は出射角θの余弦に依存することがわかる。出射角θは分光装置の仕様の波長範囲、用いる回折格子３の格子定数ｄ、フォーカシングレンズ４の焦点距離ｆ_２等に基づき式１から求めることができる。

このような分光装置の波長分解能について説明する。コリメーティングレンズとして焦点距離f₁が50mmのものを用いるとする。回折格子の使用領域は、シングルモードファイバーの開口数N.A.、コリメーティングレンズの焦点距離f₁及び入射角iで決まり、この場合には11.1mmの長軸の楕円となる。格子定数は格子の線幅であり、1mmあたりの格子本数は1mm/dとなるので格子定数1.11×10^-6では900となる。Reyleigh基準による理論分解能（λ/Δλ）は総溝本数で求められるので、この場合は900×11.1で約10⁴であり、λを1.5μmとするとΔλとしては0.15nmと求められる。

以上のように、分光装置の波長分解能は回折格子３の使用されている領域の大きさに依存していることがわかる。したがって、図１４の基本構成で波長分解能を高めるためには、分光装置を大型化しなければならないことになる。

他の構成として、図１５に示すように、２台の単色分光器（モノクロメータ）をカスケードに連結して回折格子の総溝本数を多くし、波長分解能を高めるとともに本来のスペクトルに重なった迷光のみを更に分散させて近傍のダイナミックレンジを改善したものも提案されている。

図において、光ファイバ６で伝送される測定光は第１のコリメーティングレンズ７で平行ビームに成形されて第１の回折格子８に入射される。回折格子８で波長分散された出力光は第１のフォーカシングレンズ９で収束されてスリット１０に入射される。スリット１０の出力光は第２のコリメーティングレンズ１１で平行ビームに成形されて第２の回折格子１２に入射される。回折格子１２で波長分散された出力光は第２のフォーカシングレンズ１３で収束され、スリット１４を通して単一受光素子１５に入射される。

ここで、２個の回折格子８，１２は、測定光の波長を走査するために連動して回転駆動される。これにより、分光装置全体の格子の総本数はこれら回折格子８，１２の格子本数の和になって波長分解能は向上する。そして、後段のモノクロメータにより本来のスペクトルに重なった迷光のみを更に分散させ、本来のスペクトル近傍のダイナミックレンジの改善を図っている。

しかし、図１５の構成は、２個の回折格子８，１２を連動回転させなければならず、構成が複雑になり、小型化は難しい。

次に、分光装置の温度特性について説明する。
空気中で回折格子を用いる時、空気の屈折率をn_airとするとその出射角の温度特性は次式で表される。

ここで、括弧内の第１項は回折格子の線膨張係数、第２項は空気屈折率の温度係数である。
波長の温度係数は以下の式で求められる。

例えば波長1.55μmのとき、パイレックス（登録商標）ガラスの回折格子を空気中で用いると、その温度係数はおよそ3.7pm/℃と求められる。

このような温度係数は、分光装置を用いる環境の温度が変化すると、測定光は安定しているにもかかわらず測定結果は温度に応じて変動することになり、好ましくない。

ところで、図１６に示すように、回折格子３の出射光を受光素子列５に集光させる光学系として例えば凹面鏡１６を用いることが多いが、凹面鏡は比較的高価であって軽量化が難しいという問題がある。また、反射させることにより光路が大きく変化するので光学系の占めるスペースが大きくなり、調整が複雑になるという問題もある。さらには、収差の影響によって受光素子列５の両端近傍の結像がひずむことがある。

一方、受光素子の出力電流Ｉ_Ｓに着目すると、入射光がない状態においても微小な暗電流Ｉ_Ｄが生じている。暗電流Ｉ_Ｄは、周囲温度により大きく変化し、若干の経年変化もある。
従って、入射光のパワーを受光素子の出力電流Ｉ_Ｓ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Ｉ_Ｄを測定し、出力電流Ｉ_Ｓから暗電流Ｉ_Ｄを減算して入射光のみにより発生する電流Ｉ_Ｌ（＝Ｉ_Ｓ−Ｉ_Ｄ）を求める必要がある。

また、波長分散素子として用いる回折格子の出射光は、入射光の波長に応じて回折角度が異なる。
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。

さらに、図１７に示すように、波長分散素子として入力側スラブ導波路１７と出力側スラブ導波路１８と測定光を入力側スラブ導波路１７に伝送する入力側導波路１９と入力側スラブ導波路１７の出力光を出力側スラブ導波路１８に伝送する導波路列２０と出力側スラブ導波路１８の出力光を外部に伝送する出力側導波路２１とが共通の基板２２上に一体形成された導波路型回折格子(AWG;Arrayed Waveguide Grating)を用い、出力側導波路２１の各ポートに受光素子が対向するように受光素子列２３を配置した分光装置も提案されている。

ところが、このような装置では、図１８のような測定結果が得られるものの、その測定結果における測定信号の変動ΔＰが光パワーの変動なのか波長のずれΔλによるものなのかを識別できない。もちろん波長の変化も検出できない。

本発明は、これら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ように構成される分光装置の問題点に着目したものであり、その目的は、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することにある。

このような目的を達成する本発明の請求項１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。

これにより、波長走査を固体回路化された素子で行えるので大掛かりな機構部品を組み合わせた可動部は不要となり、小型化・高信頼化が実現できる。

本発明の請求項２は、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。

これにより、実質的に２個の単一波長分光器（モノクロメータ）を組み合わせたダブルモノクロメータ型の多波長分光器（ポリクロメータ）を実現できる。

本発明の請求項３は、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。

これにより、ダブルパス型の多波長分光器（ポリクロメータ）を実現できる。

本発明によれば、以下のような効果がある。
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。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
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。

これにより、光は回折格子１０３を２度通るので波長分解能は２倍になり、小型化の分光装置が得られる。

図２は回折格子１０３とミラー１０４を組み合わせた波長分散素子の動作を光軸で示す説明図である。回折格子１０３への１度目の入射角をθ_１、出射角をθ_２、回折格子１０３への２度目の入射角をθ_３、出射角をθ_４、ミラー１０４と回折格子１０３がなす角度をθ_２０としている。ミラー１０４の法線は中心波長で光線に沿っているものとする。２度の回折の関係式を以下に示す。簡単のため、媒質の屈折率は１としている。

入射角θ_１とθ_２０は一定であるので、λで微分すると、次式が得られる。

これをｄθ_４／ｄλについて整理すると、中心波長ではcosθ_２０=cosθ_２=cosθ_３であるから、

これにより、

となり、２倍の分散角が得られることがわかる。

また、入射ビーム径をW₁とするとW_g 、W₂は次のように示される。

ここで、ビーム径も一定に保たれているので、波長分解能は２倍に向上することになる。

なお、回折格子１０３の回折効率は入射光の偏光状態により変化する。このような実施の形態例の構成では光線は２度回折格子１０３を通過するので、図示しない波長板を回折格子１０３とミラー１０４の間に挿入してそれぞれの偏光状態を直交するように変化させることで、全体の回折効率の偏光依存性を改善できる。

図３は、発明のその他の実施の形態例を示す構成図であって波長分散特性改善のためにプリズムを一体化したものであり、図１と共通する部分には同一の符号を付けている。プリズム１０７は断面形状が台形に形成されていて、入射面に隣接する一方の面には回折格子１０３が密着され、入射面に隣接する他方の面には波長板１０８を挟むようにしてミラー１０４が密着されている。

図４は図３の動作説明図である。
プリズム１０７への入射角をθ_i、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θ_p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。

θ_ｉ、θ_ｐとθ_２０を一定としてλで微分して波長分散特性を求める。
ｄθ_０／ｄλ＝ｄθ_１／ｄλ＝０となるので

になる。ｄθ_６／ｄλについて整理する。中心波長ではcosθ_２０=cosθ_２=cosθ_３であるから、

従って、

になり、波長分散が２倍になることを示している。

また、波長分散の平坦化の条件は、ｄ^２θ_６／ｄλ^２＝０のとき、

である。

温度依存性については、基本式をＴで微分し、ｄθ_６／ｄＴについて整理することにより求められる。

屈折率ｎについては空気に対するn_rと絶対値のn_aとを区別している。n_rとn_aと空気屈折率n_airの関係は以下のように示される。

ｄθ_６／ｄＴについて整理すると、

中心波長ではcosθ_２０=cosθ_２=cosθ_３、cosθ_１=cosθ_４、cosθ_０=cosθ_５、cosθ_ｉ=cosθ_６であるから、

となる。

図１のようにミラーと回折格子を組み合わせて光が回折格子を２度通過するように構成することで波長分散が２倍になる。
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。

また図３のように回折格子をプリズムに張り合わせて波長分散特性の平坦化を図る分散素子の場合も、ミラーを組み合わせることにより光が回折格子を２度通るように構成することで波長分散が２倍となるので、同一の波長分散特性を得るための回折格子の幅が半分となり、小型の分光装置が構成できる。

さらに、ミラーと回折格子の間で適切な偏光素子により偏光状態を変化させることで、回折効率の偏光依存性を改善した分光装置が構成できる。

図５は、発明のその他の実施の形態例を示す構成図である。入射端１０９から出射される測定光はレンズ１１０で平行ビームに成形されて第１の波長分散素子として用いる回折格子１１１に入射される。この回折格子１１１の出射光はレンズ１１２で集光されてデジタルマイクロミラー素子（以下ＤＭＤという）１１３に入射される。ここで、ＤＭＤ１１３は波長の分散方向に沿って複数のマイクロミラーがシリコンウェハなどの半導体基板上にモノリシックに一体配列形成されたものであり、各マイクロミラーを任意の角度で選択的に回転駆動できる。ＤＭＤ１１３の出射光はレンズ１１４で再び平行ビームに成形されて第２の波長分散素子として用いる回折格子１１５に入射される。回折格子１１５の出射光はレンズ１１６で集光されて受光素子１１７に入射される。

図１５に示した従来のダブルモノクロメータと比較すると、従来の装置では中間スリット１０を固定して２つの分散素子８，１２を連動回転させることで波長を走査しているのに対し、図５では２つの分散素子１１１，１１５は固定して中間スリットの代わりに配置したＤＭＤ１１３を反射型の空間光変調器として動作させ、波長の分散方向に並んだマイクロミラーを順次スキャンして対応する波長のスペクトルを選択し検出することで波長を走査する。

受光素子１１７としては、分光装置の用途に応じて、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たり、単一受光素子を用いる。
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。

言い換えれば、図５の実施例は、固定の分散素子と空間的に移動するスリットで構成したダブルモノクロメータおよびダブルポリクロメータである。

図６は、発明のその他の実施の形態例を示す構成図である。入射端１１８から出射される測定光はレンズ１１９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１２０に入射される。この回折格子１２０の出射光はレンズ１２１で集光されてＤＭＤ１２２に入射される。ＤＭＤ１２２の出射光は再びレンズ１２１で平行ビームに成形されて回折格子１２０に入射される。回折格子１２０の出射光はレンズ１１９で集光され、スリット１２３を通って受光素子１２４に入射される。

図６の実施例では、図５のようにカスケードに接続されるべき第２のモノクロメータを省き、測定光を第１のモノクロメータに２度通して受光素子に戻すことにより同様の効果を得るダブルパス型構成にしたものである。ＤＭＤが空間的に移動するスリットとして動作するのは図５と同じである。

これら図５および図６の構成によれば、ダブルモノクロメータの波長走査をシリコンウエハなどの半導体基板にモノリシックに一体形成されたＤＭＤで行うので、従来のような大掛かり機械的可動部は不要となり、装置全体の小型化・高信頼化が実現できる。
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。

図７は、発明のその他の実施の形態例を示す構成図である。回折格子１２５で入射光の波長に応じた方向に回折された出射光は、ｆ−θレンズ１２６により集光されて受光素子列１２７上に結像される。なおｆ−θレンズ１２６は、受光素子列１２７の両端近傍の結像もひずまないように設計されたものを用いる。

ｆ−θレンズ１２６を用いることにより、凹面鏡に比べて比較的安価であり、軽量化が図れる。また、回折光の光路は変更しないので光学系をコンパクトに構成でき、調整作業を大幅に単純化できる。さらには、ｆ−θレンズ１２６の設計により受光素子列１２７に結像される分散波長の間隔をほぼ等間隔にでき、受光素子列１２７の出力信号処理を容易化できる。

図８および図９は、暗電流を補償する発明で用いる受光素子列の具体例図である。受光素子列は、前述のように波長の分散方向に沿って複数の受光素子Ｄが配列されているが、それらの一部に受光に使用しない受光素子Ｄ’を用意し、その暗電流を測定して他の受光に使用する受光素子Ｄの暗電流の補正演算処理を行う。図８は配列方向の両端の素子を受光に使用しない受光素子Ｄ’とした例を示し、図９は配列方向に沿うように受光に使用しない受光素子Ｄ’を別途設けた例を示している。

なお、これら受光に使用しない受光素子Ｄ’は、予めマスクなどで覆うことにより遮光しておく。

受光素子Ｄの暗電流の補正演算処理例について説明する。
＜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。

＜例２＞
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。

＜例４＞
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。

これら図８，図９の構成によれば、暗電流の測定に当たって、受光素子の上面で遮光体を移動させたり受光素子に至る光学系の一部で受光素子の入射光を機械的に遮る必要はなく、受光に使用する受光素子Ｄに入射される光のパワーを高精度で測定できる。

なお、受光に使用する受光素子は受光素子列に限るものではなく、受光に使用しない暗電流測定用の受光素子を有するものであれば、単一波長を複数の受光素子で検出するように複数の受光素子が２次元的に配置されたものであってもよいし、単一波長を単一受光素子で検出するものでもよい。

図１０は、発明のその他の実施の形態例を示す構成図であり、図１４と共通する部分には同一符号を付けている。図１０と図１４の異なる点は、コリメーティングレンズ２と回折格子３との間に、波長温度特性補償用のプリズムやウェッジなどの光学要素１２８を配置していることである。

このような光学要素１２８による波長温度特性補償動作を図１１のウェッジ板の光屈折図を用いて説明する。
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。

入射角θ₁については一定としてこれを温度で微分すると以下のようになる。

これらを整理すると、

となる。

θ_３＝θ_４＝０のとき、

になり、

θ_１＝θ_２＝０のとき、

になる。

上式を用いて合成石英とＳｉについて、波長１．５５μｍで計算すると、図１２のようになる。

次に、回折格子３の入射光での補償について説明する。
式１と式１９を連立することにより、回折格子３の入射光に光学要素としてウェッジ板１２８を挿入したものが表現できる。

ｉが一定ではなくなったので式３とは異なり、

になる。

式２１を代入すると、

になり、

θ_３＝θ_４＝０またはθ_１＝θ_２＝０のとき、

となる。

温度係数ｄθ／ｄＴ＝０とするためには、式２６，２７から、

が求められる。

実際のパラメータを用いると式２８の左辺の値はおよそ３．８×１０^-6[[rad/℃]と求められ、図１２の結果から合成石英ではθ_pが大きくなることがわかる。Ｓｉではθ_pが２°未満であり、薄いウェッジ板で実現できることがわかる。

なお、図１０では回折格子３の入射側にウェッジを配置して補償しているが、回折格子３の出射側にウェッジを配置してで補償することも可能であることは明らかである。

図１３は、発明のその他の実施の形態例を示す構成図であり、図１７と共通する部分には同一符号を付けている。図１３と図１７の異なる点は、出力側スラブ導波路１８の出力光を外部に伝送する出力側導波路を取り除いて出力側スラブ導波路１８の出力光を直接受光素子列２３の各受光素子に入射させ、ポリクロメータを構成していることである。

図１３において、角分散は、

ｍ：回折次数、ｄ：アレイ導波路ピッチ、ｎ_ｓ：スラブ導波路実効屈折率、
ｎ_ｃ：アレイ導波路実効屈折率、ｎ_ｇ：群屈折率、
ΔＬ：アレイ導波路の導波路長差、λ_０：中心波長

従って、線分散すなわち集光位置の波長依存性は、

となる。ただし、ｆは出力側スラブ導波路１８の焦点距離である。
例えば、ｎ_ｇ＝１．４７５２、ｎ_ｓ＝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。

このとき、空間的なフリースペクトラムレンジＸ_ＦＳＲ（同一波長に対しm次と（ｍ＋１）次の回折光が集光する焦点位置の間隔）は、Ｘ_ＦＳＲ＝λ_０ｆ／ｎ_ｓｄにより求めることができ、ほぼ４．２７ｍｍになる。従って、分波できる波数は、４．２７ｍｍ／８０．７μｍから、ほぼ５２波になる。

このような図１３の構成によれば、主要構成部品は固体化されているＡＷＧと受光素子列の２個になることから小型化が図れ、調整は不要になる。
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。

本発明の実施の形態の一例を示す構成図である。図１の動作説明図である。本発明の実施の形態の他の例を示す構成図である。図３の動作説明図である。本発明の実施の形態の他の例を示す構成図である。本発明の実施の形態の他の例を示す構成図である。本発明の実施の形態の他の例を示す構成図である。本発明で用いる受光素子列の構成例図である。本発明で用いる受光素子列の他の構成例図である。本発明の実施の形態の他の例を示す構成図である。図１０のウェッジ板の動作説明図である。図１０のウェッジ板の屈折温度特性図である。本発明の実施の形態の他の例を示す構成図である。従来の分光装置例図である。従来の他の分光装置例図である。従来の他の分光装置例図である。従来の他の分光装置例図である。図１７の装置の測定特性例図である。

符号の説明

１０１，１０９，１１８入射端
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
１２２ＤＭＤ
１２３スリット
１２６ｆ−θレンズ
１２８光学要素

Claims

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。