JP2017122582A

JP2017122582A - 分光装置及び分光方法

Info

Publication number: JP2017122582A
Application number: JP2016000066A
Authority: JP
Inventors: 大登　正敬; Masanori Oto; 正敬大登
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2016-01-04
Filing date: 2016-01-04
Publication date: 2017-07-13
Anticipated expiration: 2036-01-04
Also published as: JP6662044B2

Abstract

【課題】光を２つの直線偏光に分離する場合に、複数の複屈折材料を用いなくても、２つの直線偏光の間に光路差が生じないようにする。【解決手段】分光装置は、複屈折材料５０及び光学部材６０を備えている。複屈折材料５０は、偏光子４０からの光を常光線ｏ及び異常光線ｅに分離する。複屈折材料５０は、常光線ｏの成分を含む第１出射光、及び異常光線ｅの成分を含む第２出射光を出射する。光学部材６０は、第１出射光の振動方向及び第２出射光の振動方向を回転させる。光学部材６０は、第１出射光及び第２出射光を複屈折材料５０に入射させる。この分光装置では、複屈折材料５０から出射してから複屈折材料５０に入射するまでに第１出射光が通過する光路長と、複屈折材料５０から出射してから複屈折材料５０に入射するまでに第２出射光が通過する光路長とが互いに等しい。【選択図】図１

Description

本発明は、分光装置及び分光方法に関し、とくに、フーリエ変換分光に関する。

フーリエ変換分光では、光を２つの直線偏光に分離することがある。一方の直線偏光の振動方向と他方の直線偏光の振動方向とは、互いに直交する。フーリエ変換分光では、光を２つの直線偏光に分離する場合に、２つの直線偏光の間に光路差が生じないようにする必要がある。

光を２つの直線偏光に分離するために、複屈折材料を用いることがある。光は、複屈折材料の入射面に入射すると、常光線及び異常光線に分離する。常光線は、複屈折材料の入射面で屈折することなく、複屈折材料を透過する。これに対して、異常光線は、複屈折材料の入射面で屈折する。このようにして、複屈折材料からは、２つの直線偏光が出射される。一方、これら２つの直線偏光は、光路差を有する。

このような光路差が生じることを防止するため、フーリエ変換分光では、サバール板（例えば、特許文献１〜３）又はウォラストンプリズム（例えば、特許文献４）を用いることがある。サバール板及びウォラストンプリズムは、いずれも互いに接合した２つの複屈折材料を有している。

特開平２−２６８２３４号公報特開平８−１０５７９６号公報特開２０１５−１９４３５９号公報特開２００２−１６８６９６号公報

上記したように、光を２つの直線偏光に分離する場合に、２つの直線偏光の間に光路差が生じないようにするために、互いに接合した２つの複屈折材料を用いることがある。例えば、サバール板では、２つの複屈折材料は、サバール板に入射する光の光軸に平行な方向から見た場合、一方の複屈折材料の光学軸と他方の複屈折材料光学軸とが互いに直交するように接合されている。一般に、２つの複屈折材料をこのように接合するためには、複雑な技術が必要とされる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光を２つの直線偏光に分離する場合に、複数の複屈折材料を用いなくても、２つの直線偏光の間に光路差が生じないようにすることにある。

本発明に係る分光装置は、複屈折材料及び光学部材を備える。複屈折材料は、光を常光線及び異常光線に分離する。複屈折材料は、常光線の成分を含む第１出射光、及び異常光線の成分を含む第２出射光を出射する。光学部材は、第１出射光の振動方向及び第２出射光の振動方向を回転させる。光学部材は、第１出射光及び第２出射光を複屈折材料に入射させる。この分光装置では、複屈折材料から出射してから複屈折材料に入射するまでに第１出射光が通過する光路長と、複屈折材料から出射してから複屈折材料に入射するまでに第２出射光が通過する光路長とが互いに等しい。

本発明に係る分光方法では、複屈折材料により光を常光線及び異常光線に分離する。常光線の成分を含む第１出射光、及び異常光線の成分を含む第２出射光を複屈折材料から出射する。第１出射光の振動方向及び第２出射光の振動方向を光学部材により回転させる。第１出射光及び第２出射光を光学部材により複屈折材料に入射させる。この分光方法では、複屈折材料から出射してから複屈折材料に入射するまでに第１出射光が通過する光路長と、複屈折材料から出射してから複屈折材料に入射するまでに第２出射光が通過する光路長とが互いに等しい。

本発明によれば、光を２つの直線偏光に分離する場合に、複数の複屈折材料を用いなくても、２つの直線偏光の間に光路差が生じないようにすることができる。

第１の実施形態に係る分光装置の構成を示す図である。図１の第１の変形例を示す図である。図１の第２の変形例を示す図である。図１の第３の変形例を示す図である。第２の実施形態に係る分光装置の構成を示す図である。図５の第１の変形例を示す図である。図５の第２の変形例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る分光装置の構成を示す図である。分光装置は、複屈折材料５０及び光学部材６０を備えている。本図に示す例において、光学部材６０は、ＱＷＰ（Ｑｕａｔｅｒ−ＷａｖｅＰｌａｔｅ）６１０及び反射部材６２０を備えている。複屈折材料５０は、偏光子４０からの光を常光線ｏ及び異常光線ｅに分離する。複屈折材料５０は、常光線ｏの成分を含む第１出射光、及び異常光線ｅの成分を含む第２出射光を出射する。光学部材６０は、第１出射光の振動方向及び第２出射光の振動方向を回転させる。光学部材６０は、第１出射光及び第２出射光を複屈折材料５０に入射させる。この分光装置では、複屈折材料５０から出射してから複屈折材料５０に入射するまでに第１出射光が通過する光路長と、複屈折材料５０から出射してから複屈折材料５０に入射するまでに第２出射光が通過する光路長とが互いに等しい。以下、詳細に説明する。

光源１０は、分光装置で測定される光を発する。この光は、例えば、試料を透過した光、試料で散乱した光、又は試料の発光である。この光は、例えば赤外線であるが、可視光又は紫外線であってもよい。

光源１０からの光は、レンズ２０を透過する。レンズ２０は、光源１０からの光をコリメート光に変換する。言い換えると、レンズ２０は、コリメートレンズである。

レンズ２０からの光は、ハーフミラー３０及び偏光子４０をこの順で透過する。本図に示す例において、偏光子４０の透過軸は、偏光子４０に入射する光の光軸に沿った方向から見た場合、分光装置の高さ方向（図中、ＸＹ平面に垂直な方向）から４５°傾いている。これにより、偏光子４０を透過した光は、偏光子４０の透過軸と同じ方向に振動する直線偏光となる。

偏光子４０からの直線偏光は、複屈折材料５０に入射する。複屈折材料５０は、第１面５２及び第２面５４を有している。第１面５２及び第２面５４は、互いに平行な平面である。第１面５２は、偏光子４０に対向している。第２面５４は、第１面５２とは反対側の面である。偏光子４０からの直線偏光は、複屈折材料５０の第１面５２に入射する。この直線偏光の光軸は、複屈折材料５０の第１面５２と直交している。偏光子４０の内部において、上記した直線偏光は、常光線ｏ及び異常光線ｅに分離する。複屈折材料５０の第２面５４からは、常光線ｏの成分を含む第１出射光、及び異常光線ｅの成分を含む第２出射光が出射される。

詳細には、複屈折材料５０の光学軸は、分光装置の高さ方向（図中、ＸＹ平面に垂直な方向）から見た場合、偏光子４０からの直線偏光の光軸（図中、Ｘ方向）から４５°傾いている。具体的には、本図に示す例では、複屈折材料５０の光学軸は、第１面５２から第２面５４に向かう方向から左に４５°傾いている。これにより、分光装置の高さ方向（図中、ＸＹ平面に垂直な方向）に振動する直線偏光（すなわち、常光線ｏ）は、複屈折材料５０の第１面５２で屈折することなく、複屈折材料５０を透過する。これに対して、常光線ｏの振動方向に直交する方向（図中、ＸＹ平面に平行な方向）に振動する直線偏光（すなわち、異常光線ｅ）は、複屈折材料５０の第１面５２で屈折する。具体的には、本図に示す例では、複屈折材料５０の内部において、常光線ｏの光軸から見た場合、異常光線ｅの光軸は、複屈折材料５０の光学軸と同じ方向に傾く。

複屈折材料５０の第２面５４からは、互いに平行な第１出射光及び第２出射光が出射される。第１出射光の光軸及び第２出射光の光軸は、複屈折材料５０の第２面５４と直交している。第１出射光は、常光線ｏの成分を含んでいる。第１出射光は、複屈折材料５０から出射されてからＱＷＰ６１０に入射するまでの間は、分光装置の高さ方向（図中、ＸＹ平面に直交する方向）に振動する直線偏光である。第２出射光は、異常光線ｅの成分を含んでいる。第２出射光は、複屈折材料５０から出射されてからＱＷＰ６１０に入射するまでの間は、第１出射光の振動方向に直交する方向（図中、ＸＹ平面に平行な方向）に振動する直線偏光である。

複屈折材料５０は、一軸性結晶により形成されており、例えば、イットリウムバナデート（ＹＶＯ_４）、方解石（ＣａＣＯ_３）、石英（ＳｉＯ_２）、又は酸化チタン（ＴｉＯ_２）により形成されている。ただし、複屈折材料５０は、例えば、液晶、複屈折ポリマー、又はポーリングにより光学異方性を有するガラスにより形成されていてもよい。

第１出射光及び第２出射光は、複屈折材料５０の第２面５４から出射され、光学部材６０に入射し、光学部材６０から出射される。光学部材６０は、ＱＷＰ６１０（光学素子）及び反射部材６２０を備えている。本図に示す例において、複屈折材料５０、ＱＷＰ６１０、及び反射部材６２０は、一直線に沿って並んでいる。これにより、第１出射光及び第２出射光は、複屈折材料５０から出射され、ＱＷＰ６１０を透過し、反射部材６２０によって反射され、ＱＷＰ６１０を再び透過し、複屈折材料５０に入射される。この場合、光学部材６０から出射された後の第１出射光の振動方向は、光学部材６０に入射する前の第１出射光の振動方向から９０°傾くようになる。同様に、光学部材６０から出射された後の第２出射光の振動方向は、光学部材６０に入射する前の第２出射光の振動方向から９０°傾くようになる。

詳細には、ＱＷＰ６１０は、第１面６１２及び第２面６１４を有している。第１面６１２は、複屈折材料５０の第２面５４と対向している。第２面６１４は、第１面６１２とは反対側の面であり、反射部材６２０と対向している。第１出射光及び第２出射光は、複屈折材料５０の第２面５４から出射され、ＱＷＰ６１０の第１面６１２に入射する。

第１出射光及び第２出射光は、第１面６１２から第２面６１４に向かう方向にＱＷＰ６１０を透過した後は、いずれも円偏光となる。具体的には、第１出射光は、複屈折材料５０の第２面５４からＱＷＰ６１０の第１面６１２までの間、分光装置の高さ方向（図中、ＸＹ平面に垂直な方向）に振動する直線偏光である。ＱＷＰ６１０の高速軸は、第１出射光の振動方向（図中、ＸＹ平面に垂直な方向）から４５°傾いている。このため、第１出射光は、ＱＷＰ６１０を透過した後は、円偏光となる。これに対して、第２出射光は、複屈折材料５０の第２面５４からＱＷＰ６１０の第１面６１２までの間、第１出射光の振動方向に直交する方向（図中、ＸＹ平面に平行な方向）に振動する直線偏光である。このため、第２出射光は、ＱＷＰ６１０を透過した後は、第１出射光とは反対方向に回転する円偏光となる。

ＱＷＰ６１０を透過した後、第１出射光及び第２出射光は、反射部材６２０（例えば、ミラー）によって反射される。この場合、第１出射光の回転方向及び第２出射光の回転方向はいずれも変化しない。反射部材６２０によって反射された後、第１出射光及び第２出射光は、ＱＷＰ６１０の第２面６１４に入射する。

第１出射光及び第２出射光は、第２面６１４から第１面６１２に向かう方向にＱＷＰ６１０を透過した後は、いずれも直線偏光となる。具体的には、第１出射光及び第２出射光は、ＱＷＰ６１０を１回目に透過するときはＱＷＰ６１０の第１面６１２からＱＷＰ６１０に入射し、ＱＷＰ６１０を２回目に透過するときはＱＷＰ６１０の第２面６１４からＱＷＰ６１０に入射している。これにより、ＱＷＰ６１０を２回透過した後の第１出射光の振動方向は、ＱＷＰ６１０を１回目に透過する前の第１出射光の振動方向から９０°傾くようになる。同様にして、ＱＷＰ６１０を２回透過した後の第２出射光の振動方向は、ＱＷＰ６１０を１回目に透過する前の第２出射光の振動方向から９０°傾くようになる。

光学部材６０（ＱＷＰ６１０の第１面６１２）から出射された後、第１出射光及び第２出射光は、複屈折材料５０の第２面５４に入射する。第１出射光は、ＱＷＰ６１０の第１面６１２から出射されてから複屈折材料５０の第２面５４に入射するまでの間、複屈折材料５０の光学軸に平行な方向（図中、ＸＹ平面に平行な方向）に振動する直線偏光である。このため、第１出射光は、複屈折材料５０の内部において異常光線ｅとなる。これに対して、第２出射光は、ＱＷＰ６１０の第１面６１２から出射されてから複屈折材料５０の第２面５４に入射するまでの間、複屈折材料５０の光学軸に直交する方向（図中、ＸＹ平面に垂直な方向）に振動する直線偏光である。このため、第２出射光は、複屈折材料５０の内部において常光線ｏとなる。

第１出射光（異常光線ｅ）は、光学部材６０（ＱＷＰ６１０の第１面６１２）から出射された後、複屈折材料５０の第２面５４において屈折する。これに対して、第２出射光（常光線ｏ）は、光学部材６０（ＱＷＰ６１０の第１面６１２）から出射された後、複屈折材料５０の第２面５４で屈折することなく、複屈折材料５０を透過する。複屈折材料５０の内部において、第２出射光（常光線ｏ）の光軸から見た場合、第１出射光（異常光線ｅ）の光軸は、複屈折材料５０の光学軸と同じ方向に傾く。これにより、第１出射光と第２出射光の間隔は、第２面５４から第１面５２に向かうにつれて広がる。

第１出射光（直線偏光ｏｅ）及び第２出射光（直線偏光ｅｏ）は、複屈折材料５０の第１面５２から出射される。その後、第１出射光及び第２出射光は、偏光子４０を透過する。その後、第１出射光及び第２出射光は、ハーフミラー３０によって反射され、レンズ７０に入射する。第１出射光の進行方向及び第２出射光の進行方向は、ハーフミラー３０により９０°変化する。第１出射光及び第２出射光は、レンズ７０によって集光される。これにより、干渉縞が生成される。干渉縞は、検出部８０によって検出される。検出部８０は、行列状に配置された複数の光電変換素子を有するイメージセンサであり、より具体的には、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）イメージセンサである。

以上、本実施形態によれば、偏光子４０からの光は、第１面５２から第２面５４に向けて複屈折材料５０を透過し、光学部材６０によって複屈折材料５０の第２面５４に入射し、第２面５４から第１面５２に向けて複屈折材料５０を透過し、２つの直線偏光ｏｅ，ｅｏに分離される。直線偏光ｏｅとして出射される光が複屈折材料５０の第１面５２に入射してから複屈折材料５０の第１面５２から出射されるまでに通過する光路長と、直線偏光ｅｏとして出射される光が複屈折材料５０の第１面５２に入射してから複屈折材料５０の第１面５２から出射されるまでに通過する光路長とは、互いに等しい。これにより、偏光子４０からの光を２つの直線偏光ｏｅ，ｅｏに分離しても、２つの直線偏光ｏｅ，ｅｏの間に光路差が生じないようになる。

図２は、図１の第１の変形例を示す図である。本変形例に係る分光装置は、以下の点を除いて、本実施形態に係る分光装置と同様の構成である。

本図に示す例において、光学部材６０は、反射部材６２２、反射部材６２４、ＨＷＰ（Ｈａｌｆ−ＷａｖｅＰｌａｔｅ）６３０、及びハーフミラー６４０を備えている。なお、本図に示す例では、ハーフミラー３０（図１）は設けられていない。

本図に示す例では、光源１０からの光は、レンズ２０、偏光子４０、及び複屈折材料５０を通過した後、ＨＷＰ６３０に入射する。第１出射光は、複屈折材料５０の第２面５４から出射されてからＨＷＰ６３０に入射するまでの間、分光装置の高さ方向（図中、ＸＹ平面に垂直な方向）に振動する直線偏光である。第２出射光は、複屈折材料５０の第２面５４から出射されてからＨＷＰ６３０に入射するまでの間、第１出射光の振動方向に直交する方向に振動する直線偏光である。ＨＷＰ６３０の高速軸は、第１出射光の振動方向（図中、ＸＹ平面に垂直な方向）から左に４５°傾いている。これにより、ＨＷＰ６３０を透過した後の第１出射光の振動方向は、ＨＷＰ６３０を透過する前の第１出射光の振動方向から９０°傾くようになる。同様にして、ＨＷＰ６３０を透過した後の第２出射光の振動方向は、ＨＷＰ６３０を透過する前の第２出射光の振動方向とは９０°傾くようになる。

第１出射光及び第２出射光は、複屈折材料５０の第２面５４から出射され、ＨＷＰ６３０を透過し、ハーフミラー６４０を透過し、反射部材６２２（例えば、ミラー）により反射され、ハーフミラー６４０により反射され、反射部材６２４（例えば、ミラー）により反射され、複屈折材料５０の第２面５４に入射する。第１出射光の進行方向及び第２出射光の進行方向は、反射部材６２２によって１８０°変化し、ハーフミラー６４０によって９０°変化し、反射部材６２４によって９０°変化する。これにより、複屈折材料５０の第２面５４から出射してから複屈折材料５０の第２面５４に入射するまでに第１出射光が通過する光路長と、複屈折材料５０の第２面５４から出射してから複屈折材料５０の第２面５４に入射するまでに第２出射光が通過する光路長とが互いに等しくなっている。

光学部材６０は、第１出射光及び第２出射光が第２面５４から第１面５２に向けて複屈折材料５０を透過するときに第１出射光と第２出射光との間隔が広がるように、第１出射光及び第２出射光を複屈折材料５０の第２面５４に入射する。詳細には、第１出射光は、第２面５４の第１位置から出射される。第２出射光は、第２面５４の第２位置から出射される。第１出射光は、第２面５４の第３位置に入射する。第２出射光は、第２面５４の第４位置に入射する。そして光学部材６０は、第１位置から第２位置に向かう方向と第３位置から第４位置に向かう方向とが互いに同じ方向になるように、第１出射光及び第２出射光を第２面５４に入射している。

第１出射光（直線偏光ｏｅ）及び第２出射光（直線偏光ｅｏ）は、複屈折材料５０の第１面５２から出射される。その後、第１出射光及び第２出射光は、偏光子４０を透過する。その後、第１出射光及び第２出射光は、レンズ７０によって集光される。これにより、干渉縞が生成される。干渉縞は、検出部８０によって検出される。

本変形例においても、偏光子４０からの光を２つの直線偏光ｏｅ，ｅｏに分離しても、２つの直線偏光ｏｅ，ｅｏの間に光路差が生じないようになる。

図３は、図１の第２の変形例を示す図である。本変形例に係る分光装置は、以下の点を除いて、図２に示した分光装置と同様の構成である。

本図に示す例において、光学部材６０は、ＱＷＰ（Ｑｕａｔｅｒ−ＷａｖｅＰｌａｔｅ）６３２、ＱＷＰ（Ｑｕａｔｅｒ−ＷａｖｅＰｌａｔｅ）６３４を備えている。第１出射光及び第２出射光は、複屈折材料５０の第２面５４から出射され、ＱＷＰ６３２を透過し、ハーフミラー６４０を透過し、反射部材６２２により反射され、ハーフミラー６４０により反射され、反射部材６２４により反射され、ＱＷＰ６３４を透過する。第１出射光及び第２出射光は、ＱＷＰ６３２を透過した後、いずれも円偏光となり、ＱＷＰ６３４を透過した後、いずれも直線偏光となる。ＱＷＰ６３４を透過した後の第１出射光の振動方向は、ＱＷＰ６３２を透過する前の第１出射光の振動方向から９０°傾くようになり、ＱＷＰ６３４を透過した後の第２出射光の振動方向は、ＱＷＰ６３２を透過する前の第２出射光の振動方向から９０°傾くようになっている。

図４は、図１の第３の変形例を示す図である。本変形例に係る分光装置は、以下の点を除いて、図２に示した分光装置と同様の構成である。

本図に示す例において、光学部材６０は、反射部材６２２、反射部材６２４、反射部材６２６、反射部材６２８、ＨＷＰ６３０、及びハーフミラー６４０を備えている。なお、本図に示す例では、ハーフミラー３０（図１）は、設けられていない。

第１出射光及び第２出射光は、レンズ２０、偏光子４２（偏光子４０）、及び複屈折材料５０を透過する。その後、図２に示した例と同様にして、第１出射光及び第２出射光は、ＨＷＰ６３０を透過する。ＨＷＰ６３０を透過した後の第１出射光の振動方向は、ＨＷＰ６３０を透過する前の第１出射光の振動方向から９０°傾くようになる。同様にして、ＨＷＰ６３０を透過した後の第２出射光の振動方向は、ＨＷＰ６３０を透過する前の第２出射光の振動方向から９０°傾くようになる。

第１出射光及び第２出射光は、複屈折材料５０の第２面５４から出射され、ＨＷＰ６３０を透過し、ハーフミラー６４０を透過し、反射部材６２２（例えば、ミラー）により反射され、ハーフミラー６４０により反射され、反射部材６２４（例えば、ミラー）により反射され、反射部材６２６（例えば、ミラー）により反射され、反射部材６２８（例えば、ミラー）により反射され、複屈折材料５０の第１面５２に入射する。第１出射光の進行方向及び第２出射光の進行方向は、反射部材６２２によって１８０°変化し、ハーフミラー６４０によって９０°変化し、反射部材６２４によって９０°変化し、反射部材６２６によって９０°変化し、反射部材６２８によって９０°変化する。これにより、複屈折材料５０の第２面５４から出射してから複屈折材料５０の第１面５２に入射するまでに第１出射光が通過する光路長と、複屈折材料５０の第２面５４から出射してから複屈折材料５０の第１面５２に入射するまでに第２出射光が通過する光路長とが互いに等しくなっている。

光学部材６０は、第１出射光及び第２出射光が第１面５２から第２面５４に向けて複屈折材料５０を透過するときに第１出射光と第２出射光との間隔が広がるように、第１出射光及び第２出射光を複屈折材料５０の第１面５２に入射する。詳細には、第１出射光は、第２面５４の第１位置から出射される。第２出射光は、第２面５４の第２位置から出射される。第１出射光は、第２面５４の第３位置に入射する。第２出射光は、第２面５４の第４位置に入射する。そして光学部材６０は、第１位置から第２位置に向かう方向と第３位置から第４位置に向かう方向とが互いに逆方向になるように、第１出射光及び第２出射光を第１面５２に入射している。

第１出射光（直線偏光ｏｅ）及び第２出射光（直線偏光ｅｏ）は、複屈折材料５０の第２面５４から出射される。その後、第１出射光及び第２出射光は、偏光子４４（偏光子４０）を透過する。偏光子４４は、偏光子４４を透過する光の光軸に対する偏光子４４の透過軸の方向が偏光子４２を透過する光の光軸に対する偏光子４２の透過軸の方向と同じになるように配置されている。ただし、偏光子４４は、偏光子４４を透過する光の光軸に対する偏光子４４の透過軸の方向が偏光子４２を透過する光の光軸に対する偏光子４２の透過軸の方向と直交するように配置されていてもよい。その後、第１出射光及び第２出射光は、レンズ７０によって集光される。これにより、干渉縞が生成される。干渉縞は、検出部８０によって検出される。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る分光装置の構成を示す図であり、第１の実施形態の図１に対応する。本実施形態に係る分光装置は、以下の点を除いて、第１の実施形態に係る分光装置と同様の構成である。

本図に示す例において、ＱＷＰ６１０の第１面６１２は、複屈折材料５０の第２面５４に接合している。ＱＷＰ６１０の第２面６１４は、反射部材６２０に接合している。このようにして、複屈折材料５０、ＱＷＰ６１０、及び反射部材６２０は、一体となっている。このため、分光装置の大きさを小さくすることができる。さらに、複屈折材料５０、ＱＷＰ６１０、及び反射部材６２０の相互間のアライメントの必要がなくなる。

詳細には、複屈折材料５０とＱＷＰ６１０は、例えば、オプティカルコンタクトによって互いに接合している。具体的には、複屈折材料５０の第２面５４及びＱＷＰ６１０の第１面６１２は、平滑に研磨されており、分子間力によって互いに接合している。この場合、複屈折材料５０とＱＷＰ６１０とを互いに接合させる前に、複屈折材料５０の第２面５４及びＱＷＰ６１０の第１面６１２にプラズマを照射してもよい。さらに、複屈折材料５０とＱＷＰ６１０を互いに接合させる際に、複屈折材料５０及びＱＷＰ６１０を加熱してもよいし、又は複屈折材料５０とＱＷＰ６１０が接合する方向に圧力を加えてもよい。

なお、複屈折材料５０とＱＷＰ６１０を接合させる方法は、上記した例（オプティカルコンタクト）に限定されるものではない。例えば、複屈折材料５０の第２面５４のＱＷＰ６１０の第１面６１２を接着剤によって互いに接合させてもよい。

反射部材６２０は、ＱＷＰ６１０の第２面６１４に積層された反射膜である。反射膜は、例えば、金属膜（より具体的には、例えば、金）である。反射部材６２０は、例えば、蒸着又はスパッタによってＱＷＰ６１０の第２面６１４に積層される。なお、反射部材６２０（例えば、ミラー）を接着剤によりＱＷＰ６１０の第２面６１４に接合させてもよい。

図６は、図５の第１の変形例を示す図である。本図に示すように、反射部材６２０は、ＱＷＰ６１０の第２面６１４から離間していてもよい。一方、ＱＷＰ６１０の第１面６１２は、複屈折材料５０に接している。このようにして、複屈折材料５０及びＱＷＰ６１０は、一体となっている。複屈折材料５０とＱＷＰ６１０は、例えば、オプティカルコンタクトによって互いに接合している。なお、複屈折材料５０とＱＷＰ６１０は、例えば接着剤によって互いに接合していてもよい。本変形例においても、分光装置の大きさを小さくすることができる。

図７は、図５の第２の変形例を示す図である。本図に示すように、複屈折材料５０は、ＱＷＰ６１０の第１面６１２から離間していてもよい。一方、ＱＷＰ６１０の第２面６１４は、反射部材６２０に接合している。このようにして、ＱＷＰ６１０及び反射部材６２０は、一体となっている。反射部材６２０は、例えば、ＱＷＰ６１０の第２面６１４に積層された金属膜（例えば、金）である。なお、ＱＷＰ６１０と反射部材６２０は、例えば接着剤によって互いに接合していてもよい。本変形例においても、分光装置の大きさを小さくすることができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

１０光源
２０レンズ
３０ハーフミラー
４０偏光子
４２偏光子
４４偏光子
５０複屈折材料
５２第１面
５４第２面
６０光学部材
７０レンズ
８０検出部
６１０ＱＷＰ
６１２第１面
６１４第２面
６２０反射部材
６２２反射部材
６２４反射部材
６２６反射部材
６２８反射部材
６３０ＨＷＰ
６３２ＱＷＰ
６３４ＱＷＰ
６４０ハーフミラー

Claims

光を常光線及び異常光線に分離し、前記常光線の成分を含む第１出射光、及び前記異常光線の成分を含む第２出射光を出射する複屈折材料と、
前記第１出射光の振動方向及び前記第２出射光の振動方向を回転させ、前記第１出射光及び前記第２出射光を前記複屈折材料に入射させる光学部材と、
を備え、
前記複屈折材料から出射してから前記複屈折材料に入射するまでに前記第１出射光が通過する光路長と、前記複屈折材料から出射してから前記複屈折材料に入射するまでに前記第２出射光が通過する光路長とが互いに等しい分光装置。
請求項１に記載の分光装置において、
前記光学部材は、
光を反射可能な反射部材と、
第１面、及び前記第１面とは反対側の第２面を有し、前記第１面に入射した直線偏光を円偏光に変換し、前記第２面に入射した円偏光を直線偏光に変換する光学素子と、
を備え、
前記第１出射光及び前記第２出射光は、前記光学素子の前記第１面に入射し、その後、前記反射部材で反射し、その後、前記光学素子の前記第２面に入射し、その後、前記複屈折材料に入射する分光装置。
請求項２に記載の分光装置において、
前記複屈折材料、前記光学素子、及び前記反射部材は、前記複屈折材料が前記光学素子の前記第１面に対向し、前記反射部材が前記光学素子の前記第２面に対向するように配置されている分光装置。
請求項３に記載の分光装置において、
前記光学素子の前記第１面は、前記複屈折材料に接合しており、
前記光学素子の前記第２面は、前記反射部材に接合している分光装置。
請求項３に記載の分光装置において、
前記光学素子の前記第１面は、前記複屈折材料に接合しており、
前記光学素子の前記第２面は、前記反射部材から離間している分光装置。
請求項３に記載の分光装置において、
前記光学素子の前記第１面は、前記複屈折材料から離間しており、
前記光学素子の前記第２面は、前記反射部材に接合している分光装置。
請求項１に記載の分光装置において、
前記複屈折材料は、第１面、及び前記第１面とは反対側の第２面を有しており、
前記第１出射光及び前記第２出射光は、前記複屈折材料の前記第２面から出射され、
前記光学部材は、前記複屈折材料の前記第２面に前記第１出射光及び前記第２出射光を入射させる分光装置。
請求項１に記載の分光装置において、
前記複屈折材料は、第１面、及び前記第１面とは反対側の第２面を有しており、
前記第１出射光及び前記第２出射光は、前記複屈折材料の前記第２面から出射され、
前記光学部材は、前記複屈折材料の前記第１面に前記第１出射光及び前記第２出射光を入射させる分光装置。
複屈折材料により光を常光線及び異常光線に分離し、前記常光線の成分を含む第１出射光、及び前記異常光線の成分を含む第２出射光を前記複屈折材料から出射し、
前記第１出射光の振動方向及び前記第２出射光の振動方向を光学部材により回転させ、前記第１出射光及び前記第２出射光を前記光学部材により前記複屈折材料に入射させ、
前記複屈折材料から出射してから前記複屈折材料に入射するまでに前記第１出射光が通過する光路長と、前記複屈折材料から出射してから前記複屈折材料に入射するまでに前記第２出射光が通過する光路長とが互いに等しい、分光方法。