JP6390805B1 - 反射光学素子、及び、干渉分光器 - Google Patents

Abstract

【課題】光路の自由度を高めることが可能な反射光学素子を提供すること。
【解決手段】反射光学素子１４は、基準方向における位置が互いに異なる、第１反射面及び第２反射面のそれぞれにて入射光を反射する。反射光学素子１４は、基準方向に直交する平板状であり、且つ、基準方向に直交する第１方向にて互いに隔てられるとともに第１反射面を形成する複数の第１反射要素１４４４を有する第１反射体１４４と、基準方向に直交する平板状であり、複数の第１反射要素１４４４のうちの、隣り合う２つの第１反射要素１４４４，１４４４間にそれぞれ位置するとともに、第２反射面を形成する複数の第２反射要素１４５２を有し、且つ、基準方向にて、第１反射体１４４に対して移動可能な第２反射体１４５と、第１反射体１４４に対する第２反射体１４５の位置を、基準方向にて変更する位置変更部と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、反射光学素子、及び、干渉分光器に関する。

基準方向における位置が互いに異なる第１反射面及び第２反射面を有する反射光学素子が知られている。例えば、基準方向は、光が入射する方向である。例えば、特許文献１に記載の反射光学素子は、反射光学素子により反射された光の干渉に基づいて電磁波スペクトルを測定する干渉分光器に用いられる。

この反射光学素子は、基準方向に沿って延びる平板状である基板と、基板上に設けられた第１反射体及び第２反射体と、を備える。第１反射体は、第１反射面を形成する複数の第１反射要素を有する。第２反射体は、複数の第１反射要素のうちの、隣り合う２つの第１反射要素間にそれぞれ位置するとともに、第２反射面を形成する複数の第２反射要素を有する。この反射光学素子は、ラメラグレーティングとも表される。

第１反射面及び第２反射面は、基準方向に直交する。従って、特許文献１に記載の反射光学素子において、第１反射面及び第２反射面は、基板に直交する。更に、反射光学素子は、第２反射体を、基準方向にて、第１反射体に対して移動させるアクチュエータを備える。

特表２００８−５０３７３２号公報

ところで、特許文献１に記載の反射光学素子においては、第１反射面及び第２反射面に入射する光の光路が、基板の存在によって制約を受けやすい。光路の自由度を高めるためには、第１反射面及び第２反射面の、基板に直交する方向における長さを長くすることが考えられる。

しかしながら、第１反射面及び第２反射面の、基板に直交する方向における長さが長くなるほど、加工深さが深くなるため、第１反射体及び第２反射体の製造が困難になりやすい。このため、第１反射面及び第２反射面の、基板に直交する方向における長さを十分に長くすることができない。従って、特許文献１に記載の反射光学素子においては、第１反射面及び第２反射面に入射する光の光路の自由度が低い、という課題があった。

本発明の目的の一つは、光路の自由度を高めることにある。

一つの側面では、反射光学素子は、基準方向における位置が互いに異なる、第１反射面及び第２反射面のそれぞれにて入射光を反射する。
更に、この反射光学素子は、
上記基準方向に直交する平板状であり、且つ、上記基準方向に直交する第１方向にて互いに隔てられるとともに上記第１反射面を形成する複数の第１反射要素を有する第１反射体と、
上記基準方向に直交する平板状であり、上記複数の第１反射要素のうちの、隣り合う２つの第１反射要素間にそれぞれ位置するとともに、上記第２反射面を形成する複数の第２反射要素を有し、且つ、上記基準方向にて、上記第１反射体に対して移動可能な第２反射体と、
上記第１反射体に対する上記第２反射体の位置を、上記基準方向にて変更する位置変更部と、
を備える。

他の一つの側面では、干渉分光器は、
光を出射する光源と、
基準方向における位置が互いに異なる、第１反射面及び第２反射面のそれぞれにて、上記出射された光を反射する反射光学素子と、
上記反射された光を検出する検出器と、
を備えるとともに、上記反射光学素子により反射された光の干渉に基づいて電磁波スペクトルを測定する。

更に、上記反射光学素子は、
上記基準方向に直交する平板状であり、且つ、上記基準方向に直交する第１方向にて互いに隔てられるとともに上記第１反射面を形成する複数の第１反射要素を有する第１反射体と、
上記基準方向に直交する平板状であり、上記複数の第１反射要素のうちの、隣り合う２つの第１反射要素間にそれぞれ位置するとともに、上記第２反射面を形成する複数の第２反射要素を有し、且つ、上記基準方向にて、上記第１反射体に対して移動可能な第２反射体と、
上記第１反射体に対する上記第２反射体の位置を、上記基準方向にて変更する位置変更部と、
を備える。

光路の自由度を高めることができる。

第１実施形態の干渉分光器の構成を表すブロック図である。 第１実施形態の反射光学素子の左前上方斜視図である。 第１実施形態の反射光学素子が分解された状態における反射光学素子の左前上方斜視図である。 第１実施形態の反射光学素子が分解された状態における反射光学素子の左前下方斜視図である。 第１実施形態の反射光学素子の平面図である。 図５の破線により囲まれた領域ＶＩを拡大した図である。 図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線により表される平面により切断された反射光学素子の断面図である。 第２反射体の位置が第１位置である場合における、図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線により表される平面により切断された反射光学素子の断面図である。 図８の破線により囲まれた領域ＩＸを拡大した図である。 第２反射体の位置が第２位置である場合における、図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線により表される平面により切断された反射光学素子の断面図である。 図１０の破線により囲まれた領域ＸＩを拡大した図である。

以下、本発明の、反射光学素子、及び、干渉分光器に関する各実施形態について図１乃至図１１を参照しながら説明する。

＜第１実施形態＞
（概要）
第１実施形態の干渉分光器は、光を出射する光源と、基準方向における位置が互いに異なる、第１反射面及び第２反射面のそれぞれにて、光源から出射された光を反射する反射光学素子と、反射光学素子により反射された光を検出する検出器と、を備える。干渉分光器は、反射光学素子により反射された光の干渉に基づいて電磁波スペクトルを測定する。

反射光学素子は、第１反射体と、第２反射体と、位置変更部と、を備える。
第１反射体は、基準方向に直交する平板状であり、且つ、基準方向に直交する第１方向にて互いに隔てられるとともに第１反射面を形成する複数の第１反射要素を有する。
第２反射体は、基準方向に直交する平板状であり、複数の第１反射要素のうちの、隣り合う２つの第１反射要素間にそれぞれ位置するとともに、第２反射面を形成する複数の第２反射要素を有し、且つ、基準方向にて、第１反射体に対して移動可能である。
位置変更部は、第１反射体に対する第２反射体の位置を、基準方向にて変更する。

これによれば、第１反射体及び第２反射体のそれぞれは、基準方向に直交する平板状である。従って、第１反射面及び第２反射面に入射する光の光路の自由度を高めることができる。また、第１反射体及び第２反射体の面積を大きくすることにより、第１反射面及び第２反射面の面積を容易に大きくすることができる。

また、上記反射光学素子においては、第２反射体を、第１反射体に対して独立して移動させることができる。これにより、基準方向における、第１反射面の位置と第２反射面の位置との差を十分に大きく変更できる。この結果、第１反射面により反射された光と、第２反射面により反射された光と、が干渉した光における波数に対する分解能を十分に高めることができる。従って、上記干渉分光器によれば、電磁波スペクトルを十分に高い精度にて測定できる。
次に、第１実施形態の干渉分光器について、詳細に説明する。

（構成）
以下、図１乃至図１１に表されるように、ｘ軸、ｙ軸、及び、ｚ軸を有する右手系の直交座標系を用いて、第１実施形態の干渉分光器１を説明する。

図１に表されるように、干渉分光器１は、光源１１と、第１レンズ１２と、ビームスプリッタ１３と、反射光学素子１４と、スリット１５と、第２レンズ１６と、検出器１７と、制御器１８と、を備える。反射光学素子１４は、ラメラグレーティングと表されてもよい。

光源１１は、制御器１８から入力される制御信号に従って、所定の周波数帯域を有する光を出射する。本例では、光源１１により出射される光は、赤外線である。なお、光源１１により出射される光は、赤外線以外の周波数帯域を有していてもよい。

第１レンズ１２は、光源１１により出射された光を平行光に変換する。換言すると、第１レンズ１２は、光源１１から光が出射される位置が第１レンズ１２の焦点に一致する位置を有する。本例では、第１レンズ１２を通過した光は、ｚ軸方向にて伝搬する。

ビームスプリッタ１３は、第１レンズ１２を通過した光のうちの、一部（本例では、略半分）を透過するとともに、第１レンズ１２を通過した光のうちの、他の部分を反射する。本例では、ビームスプリッタ１３は、ハーフミラーである。なお、ビームスプリッタ１３は、ハーフミラー以外のビームスプリッタであってもよい。

反射光学素子１４は、基準方向における位置が互いに異なる、第１反射面及び第２反射面のそれぞれにて、ビームスプリッタ１３を通過した光を反射する。本例では、基準方向は、第１レンズ１２を通過した光が伝搬する方向（本例では、ｚ軸方向）である。反射光学素子１４は、制御器１８から入力される制御信号に従って、第１反射面に対する第２反射面の位置を、基準方向にて制御する。なお、反射光学素子１４の詳細な構成については、後述する。

ビームスプリッタ１３は、反射光学素子１４により反射された光のうちの、一部（本例では、略半分）を透過するとともに、反射光学素子１４により反射された光のうちの、他の部分を反射する。

スリット１５は、反射光学素子１４により反射された光のうちの、ビームスプリッタ１３により反射された光の一部を通過させる孔を有する。本例では、スリット１５が有する孔は、ｙ軸方向にて延びる長辺と、ｚ軸方向にて延びる短辺と、を有する長方形状を有するとともに、ｘ軸方向にてスリット１５を貫通する。本例では、スリット１５は、反射光学素子１４により反射された光のうちの、ビームスプリッタ１３により反射された光のうちの、０次の散乱光を通過させるとともに、１次以上の散乱光を遮断する。

第２レンズ１６は、スリット１５を通過した光を集束する。本例では、第２レンズ１６は、検出器１７の位置が第２レンズ１６の焦点に一致する位置を有する。
検出器１７は、第２レンズ１６を通過した光を検出する。検出器１７は、検出された光の強度を表す検出信号を制御器１８へ出力する。

制御器１８は、検出器１７から入力された検出信号に基づいて電磁波スペクトルを測定する。本例では、電磁波スペクトルは、光の波数と、当該光の強度と、の関係を表す。なお、電磁波スペクトルは、光の周波数と、当該光の強度と、の関係を表してもよい。

本例では、検出器１７により検出された光は、反射光学素子１４が有する第１反射面により反射された光と、反射光学素子１４が有する第２反射面により反射された光と、が干渉した光（換言すると、干渉波）である。従って、本例では、制御器１８は、反射光学素子１４により反射された光の干渉に基づいて電磁波スペクトルを測定する。

本例では、制御器１８は、フーリエ変換赤外分光法（Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；ＦＴ−ＩＲ）を用いて電磁波スペクトルを測定する。

具体的には、先ず、制御器１８は、第２反射面の基準方向における位置を、第１反射面に対して変更しながら、光の強度を検出することにより、インターフェログラムを取得する。本例では、インターフェログラムは、第１反射面により反射された光の光路と、第２反射面により反射された光の光路と、の差（換言すると、光路差）と、検出された光の強度と、の関係を表す。次いで、制御器１８は、取得されたインターフェログラムに対してフーリエ変換処理を実行することにより、電磁波スペクトルを取得する。

例えば、干渉分光器１は、光源１１から検出器１７までの光路上に、試料（例えば、気体、又は、液体等）が存在する状態と、当該試料が存在しない状態と、のそれぞれにおいて電磁波スペクトルを測定し、測定された２つの電磁波スペクトルに基づいて試料の透過スペクトル又は吸収スペクトルを取得してよい。

次に、図２乃至図１１を参照しながら、反射光学素子１４について説明を加える。例えば、反射光学素子１４は、マイクロ・ファブリーケーション、又は、ナノ・ファブリケーションと呼ばれる技術を用いて製造されてよい。

本例では、ｘ軸方向、ｙ軸方向、及び、ｚ軸方向は、反射光学素子１４の左右方向、反射光学素子１４の前後方向、及び、反射光学素子１４の上下方向とそれぞれ表されてもよい。また、本例では、ｘ軸の正方向、ｘ軸の負方向、ｙ軸の正方向、ｙ軸の負方向、ｚ軸の正方向、及び、ｚ軸の負方向は、反射光学素子１４の左方向、反射光学素子１４の右方向、反射光学素子１４の後方向、反射光学素子１４の前方向、反射光学素子１４の上方向、及び、反射光学素子１４の下方向とそれぞれ表されてもよい。

図２は、反射光学素子１４の左方であり、反射光学素子１４の前方であり、且つ、反射光学素子１４の上方である位置から、反射光学素子１４を見た図（換言すると、左前上方斜視図）である。

図３は、反射光学素子１４が分解された状態において、反射光学素子１４の左方であり、反射光学素子１４の前方であり、且つ、反射光学素子１４の上方である位置から、反射光学素子１４を見た図（換言すると、左前上方斜視図）である。

図４は、反射光学素子１４が分解された状態において、反射光学素子１４の左方であり、反射光学素子１４の前方であり、且つ、反射光学素子１４の下方である位置から、反射光学素子１４を見た図（換言すると、左前下方斜視図）である。

図５は、反射光学素子１４の上方から反射光学素子１４を見た図（換言すると、平面図）である。図６は、図５の破線により囲まれた領域ＶＩを拡大した図である。図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線により表される平面により切断された反射光学素子１４の断面をｘ軸の負方向にて見た図である。

図８は、後述の第２反射体１４５の位置が第１位置である場合における、図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線により表される平面により切断された反射光学素子１４の断面をｙ軸の正方向にて見た図である。図９は、図８の破線により囲まれた領域ＩＸを拡大した図である。

図２に表されるように、反射光学素子１４は、ｚ軸方向にて延びる柱体状である。本例では、ｚ軸に直交する平面（換言すると、ｘｙ平面）により切断された反射光学素子１４の断面は、正方形状である。なお、ｘｙ平面により切断された反射光学素子１４の断面は、正方形状と異なる形状（例えば、円形状、楕円形状、又は、長方形状等）であってもよい。

図３及び図４に表されるように、反射光学素子１４は、筐体１４１と、駆動部１４２と、支持体１４３と、第１反射体１４４と、第２反射体１４５と、を備える。本例では、筐体１４１は、反射光学素子１４の側面及び下面を構成する。また、本例では、第１反射体１４４及び第２反射体１４５は、反射光学素子１４の上面を構成する。

筐体１４１は、ｚ軸方向にて延びるとともに、ｚ軸の正方向における端面にて開口する、有底且つ中空の柱体状である。換言すると、筐体１４１は、有底の穴を有する。筐体１４１は、当該穴内に駆動部１４２及び支持体１４３を収容する。

図３、図４、図７、及び、図８に表されるように、駆動部１４２は、固定体１４２１と、可動体１４２２と、を備える。固定体１４２１は、筐体１４１に固定される。可動体１４２２は、ｚ軸方向にて、固定体１４２１に対して移動可能である。駆動部１４２は、制御器１８から入力された制御信号に従って、固定体１４２１に対する可動体１４２２の位置をｚ軸方向にて制御する。
本例では、駆動部１４２は、ボイスコイルモータである。なお、駆動部１４２は、ボイスコイルモータと異なるアクチュエータであってもよい。

支持体１４３は、駆動部１４２の可動体１４２２に固定される。従って、支持体１４３は、可動体１４２２の移動に伴って、ｚ軸方向にて移動する。
支持体１４３は、平板部１４３１と、凸部１４３２と、を備える。平板部１４３１は、ｚ軸方向に直交する平板状である。凸部１４３２は、平板部１４３１から、ｚ軸の正方向にて突出する。

図３乃至図５に表されるように、第１反射体１４４は、ｚ軸方向に直交する平板状である。第１反射体１４４は、外延部１４４１と、連結部１４４２と、第１基部１４４３と、複数の第１反射要素１４４４と、複数の切欠部１４４５〜１４４７と、を備える。

外延部１４４１は、第１反射体１４４の外縁を構成する。外延部１４４１は、所定の幅を有するとともに、第１反射体１４４の外縁に沿って延びる。本例では、外延部１４４１は、第２反射体１４５を取り囲むように、第２反射体１４５の外周部に延びる。

図７及び図８に表されるように、外延部１４４１の外縁のうちの、ｚ軸の負方向における端面は、筐体１４１のうちの、ｚ軸の正方向における端面に固定される。換言すると、第１反射体１４４は、外延部１４４１のうちの、ｚ軸方向における端面にて、筐体１４１により支持される。

図３乃至図５に表されるように、連結部１４４２は、外延部１４４１から、第１反射体１４４の中央部へ延びる。本例では、連結部１４４２は、外延部１４４１から、ｙ軸の正方向にて延びる。本例では、連結部１４４２のｘ軸方向における長さは、第１基部１４４３のｘ軸方向における長さよりも短い。

第１基部１４４３は、外延部１４４１から隔てられた、第１反射体１４４の中央部において、ｘ軸方向にて延びる。第１基部１４４３は、連結部１４４２により、外延部１４４１と連結される。

図３乃至図６に表されるように、複数の第１反射要素１４４４のそれぞれは、ｙ軸方向にて第１基部１４４３から延びる。本例では、ｙ軸方向は、第２方向に対応する。本例では、複数の第１反射要素１４４４のそれぞれは、細線状である。複数の第１反射要素１４４４は、ｘ軸方向にて互いに隔てられる。本例では、ｘ軸方向は、第１方向に対応する。換言すると、複数の第１反射要素１４４４は、櫛歯状である。
本例では、複数の第１反射要素１４４４のうちの、ｚ軸の正方向における端面は、第１反射面を形成する。

図３乃至図５に表されるように、複数の切欠部１４４５〜１４４７のそれぞれは、外延部１４４１のうちの、第１反射体１４４の中央部に対向する端面（換言すると、側面）に対する窪みである。複数の切欠部１４４５〜１４４７のそれぞれは、外延部１４４１と、第２反射体１４５と、が互いに隣接する領域に位置する。

本例では、複数の切欠部１４４５〜１４４７のそれぞれは、第２反射体１４５とともに、第１反射体１４４と第２反射体１４５とが互いに隣接する領域において、第１反射体１４４及び第２反射体１４５をｚ軸方向にて貫通する孔を形成する。

本例では、複数の切欠部１４４５〜１４４７のそれぞれと、第２反射体１４５と、により形成される孔には、潤滑剤が導入される。潤滑剤は、揮発性が十分に低く、且つ、粘度が十分に高いことが好適である。本例では、潤滑剤は、フッ素原子を有する油である。例えば、フッ素原子を有する油は、パーフルオロポリエーテル基を含む。例えば、パーフルオロポリエーテル基を含む油は、ＦＯＭＢＬＩＮ（登録商標）、Ｋｒｙｔｏｘ（登録商標）、又は、ＤＥＭＮＵＭ（登録商標）であってよい。

これにより、第２反射体１４５を第１反射体１４４に対して円滑に移動できる。この結果、第１反射体１４４、及び、第２反射体１４５の摩耗を抑制できる。

図５に表されるように、本例では、切欠部１４４５は、外延部１４４１と、第２反射体１４５のうちの、後述の延出部１４５３と、が互いに隣接する領域に位置する。また、本例では、切欠部１４４６は、外延部１４４１と、第２反射体１４５のうちの、後述の延出部１４５４と、が互いに隣接する領域に位置する。また、本例では、切欠部１４４７は、外延部１４４１と、第２反射体１４５のうちの、後述の第２基部１４５１と、が互いに隣接する領域に位置する。
なお、第１反射体１４４は、複数の切欠部１４４５〜１４４７を備えなくてもよい。

また、第１反射体１４４は、第１反射体１４４の表面のうちの、第２反射体１４５と対向する部分、又は、第１反射体１４４の表面の全体が、潤滑膜により被覆されていてもよい。本例では、潤滑膜は、非晶質の硬質膜からなる。例えば、非晶質の硬質膜は、ダイヤモンドライクカーボンである。なお、潤滑膜は、窒化ホウ素（ＢＮ）が主成分である材料からなっていてもよい。

図３乃至図５に表されるように、第２反射体１４５は、ｚ軸方向に直交する平板状である。本例では、第２反射体１４５は、第１反射体１４４と同じ厚さを有する。なお、第２反射体１４５は、第１反射体１４４と異なる厚さを有していてもよい。
第２反射体１４５は、第１反射体１４４が有する隙間のうちの、複数の切欠部１４４５〜１４４７以外の部分と略一致する形状を有する。

本例では、第２反射体１４５は、ｚ軸方向にて、第１反射体１４４に対して摺動可能であるように、第１反射体１４４との間に所定の間隙を有する。例えば、間隙は、０．１μｍ乃至１０μｍの長さである。このようにして、第２反射体１４５は、ｚ軸方向にて、第１反射体１４４に対して移動可能である。

また、本例では、第２反射体１４５は、ｚ軸方向にて第１反射体１４４に対して摺動可能であるので、第１反射体１４４に対する第２反射体１４５の位置を変更している間、第２反射面と第１反射面とが互いに平行な状態を高い精度にて維持できる。この結果、干渉分光器１によれば、電磁波スペクトルを高い精度にて測定できる。

第２反射体１４５は、第２基部１４５１と、複数の第２反射要素１４５２と、一対の延出部１４５３，１４５４と、を備える。

第２基部１４５１は、第２反射体１４５のうちの、ｙ軸の正方向における端部を構成する。第２基部１４５１は、ｘ軸方向にて延びる。図３、図４、及び、図７に表されるように、第２基部１４５１は、第２基部１４５１のうちの、ｚ軸の負方向における端面が、支持体１４３の凸部１４３２のうちの、ｚ軸の正方向における端面に固定される。換言すると、第２反射体１４５は、第２基部１４５１のうちの、ｚ軸方向における端面にて支持体１４３により支持される。

図３乃至図６に表されるように、複数の第２反射要素１４５２は、ｙ軸方向にて第２基部１４５１から延びる。本例では、複数の第２反射要素１４５２のそれぞれは、細線状である。複数の第２反射要素１４５２は、ｘ軸方向にて互いに隔てられる。換言すると、複数の第２反射要素１４５２は、櫛歯状である。

複数の第２反射要素１４５２は、複数の第１反射要素１４４４のうちの、隣り合う２つの第１反射要素１４４４，１４４４間にそれぞれ位置する。本例では、複数の第２反射要素１４５２のうちの、ｚ軸の正方向における端面は、第２反射面を形成する。

図３乃至図５に表されるように、一対の延出部１４５３，１４５４は、第２基部１４５１のうちの、ｘ軸方向における両端部から、ｙ軸方向にてそれぞれ延びる。一対の延出部１４５３，１４５４は、複数の第２反射要素１４５２のうちの、ｘ軸方向における両端辺とそれぞれ対向する。本例では、一対の延出部１４５３，１４５４のそれぞれは、Ｌ字状、又は、逆Ｌ字状である。

図３、図４、及び、図８に表されるように、一対の延出部１４５３，１４５４は、一対の延出部１４５３，１４５４のうちの、ｚ軸の負方向における端面が、支持体１４３の凸部１４３２のうちの、ｚ軸の正方向における端面に固定される。換言すると、第２反射体１４５は、一対の延出部１４５３，１４５４のうちの、ｚ軸方向における端面にて支持体１４３により支持される。

このようにして、本例では、駆動部１４２、及び、支持体１４３は、第１反射体１４４に対する第２反射体１４５の位置を、ｚ軸方向にて変更する位置変更部を構成する。

上述のように、反射光学素子１４の駆動部１４２は、制御器１８から入力された制御信号に従って、固定体１４２１に対する可動体１４２２の位置をｚ軸方向にて変更する。これにより、第２反射体１４５のｚ軸方向における位置も、第１反射体１４４に対して変更される。この結果、第２反射面のｚ軸方向における位置も、第１反射面に対して変更される。

本例では、第２反射面のｚ軸方向における位置は、第１位置から第２位置までの間で変更可能である。本例では、第１位置は、第１反射面と同じ位置である。また、本例では、第２位置は、第１反射面よりもｚ軸の正方向の位置である。

図１０は、第２反射面のｚ軸方向における位置が第２位置である場合において、図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線により表される平面により切断された反射光学素子１４の断面をｙ軸の正方向にて見た図である。図１１は、図１０の破線により囲まれた領域ＸＩを拡大した図である。

本例では、第１位置と第２位置との間の距離は、第２反射体１４５の厚さよりも短い。従って、図１０及び図１１に表されるように、第２反射面のｚ軸方向における位置が第２位置である場合において、第１反射体１４４のうちの、ｚ軸の正方向における端面は、第２反射体１４５のうちの、ｚ軸の負方向における端面よりも、ｚ軸の正方向に位置する。
これによれば、第１反射体１４４に対する第２反射体１４５の位置を変更している間、第２反射体１４５の移動が第１反射体１４４によって規制されるので、第２反射面と第１反射面とが互いに平行な状態を高い精度にて維持できる。

なお、第２反射体１４５は、第２反射体１４５の表面のうちの、第１反射体１４４と対向する部分、又は、第２反射体１４５の表面の全体が、潤滑膜により被覆されていてもよい。本例では、潤滑膜は、非晶質の硬質膜からなる。例えば、非晶質の硬質膜は、ダイヤモンドライクカーボンである。なお、潤滑膜は、窒化ホウ素（ＢＮ）が主成分である材料からなっていてもよい。

図９に表されるように、第１反射体１４４は、ｚ軸の正方向に順に積み重ねられた、第１支持層１４４ａ、及び、第１反射層１４４ｂを備える。各層１４４ａ，１４４ｂは、板状である。第１反射体１４４は、積層体であると捉えられてよい。

本例では、第１支持層１４４ａは、シリコン（Ｓｉ）からなる。第１反射層１４４ｂは、金属（例えば、金（Ａｕ）、又は、アルミニウム（Ａｌ））からなる。例えば、第１支持層１４４ａの厚さは、５０μｍ乃至５００μｍの厚さである。例えば、第１反射層１４４ｂの厚さは、２０ｎｍ乃至１０μｍの厚さである。

本例では、第１支持層１４４ａは、反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ；ＲＩＥ）と呼ばれる技術と、水素アニールと呼ばれる技術と、を用いて製造される。なお、第１支持層１４４ａは、水素アニールと呼ばれる技術を用いることなく製造されてもよい。また、本例では、第１反射層１４４ｂは、蒸着法（本例では、真空蒸着法）と呼ばれる技術を用いて製造される。

同様に、図９に表されるように、第２反射体１４５は、ｚ軸の正方向に順に積み重ねられた、第２支持層１４５ａ、及び、第２反射層１４５ｂを備える。各層１４５ａ，１４５ｂは、板状である。第２反射体１４５は、積層体であると捉えられてよい。

本例では、第２支持層１４５ａは、シリコン（Ｓｉ）からなる。第２反射層１４５ｂは、金属（例えば、金（Ａｕ）、又は、アルミニウム（Ａｌ））からなる。例えば、第２支持層１４５ａの厚さは、５０μｍ乃至５００μｍの厚さである。本例では、第２支持層１４５ａの厚さは、第１支持層１４４ａの厚さと一致する。例えば、第２反射層１４５ｂの厚さは、２０ｎｍ乃至１０μｍの厚さである。本例では、第２反射層１４５ｂの厚さは、第１反射層１４４ｂの厚さと一致する。

本例では、第２支持層１４５ａは、第１支持層１４４ａと同様に、ＲＩＥと呼ばれる技術と、水素アニールと呼ばれる技術と、を用いて製造される。なお、第２支持層１４５ａは、水素アニールと呼ばれる技術を用いることなく製造されてもよい。また、本例では、第２反射層１４５ｂは、第１反射層１４４ｂと同様に、蒸着法と呼ばれる技術を用いて製造される。

（動作）
次に、第１実施形態の干渉分光器１の動作について説明する。
制御器１８は、光の出射を開始するための制御信号を光源１１へ出力する。光源１１は、制御器１８から入力された制御信号に従って、所定の周波数帯域を有する光の出射を開始する。第１レンズ１２は、光源１１により出射された光を平行光に変換する。第１レンズ１２を通過した光は、ｚ軸方向にて伝搬する。

ビームスプリッタ１３は、第１レンズ１２を通過した光のうちの、一部を透過するとともに、第１レンズ１２を通過した光のうちの、他の部分を反射する。反射光学素子１４は、第１反射面及び第２反射面のそれぞれにて、ビームスプリッタ１３を通過した光を反射する。

ビームスプリッタ１３は、反射光学素子１４により反射された光のうちの、一部を透過するとともに、反射光学素子１４により反射された光のうちの、他の部分を反射する。スリット１５は、反射光学素子１４により反射された光のうちの、ビームスプリッタ１３により反射された光のうちの、一部を通過させる。第２レンズ１６は、スリット１５を通過した光を集束する。検出器１７は、第２レンズ１６を通過した光を検出する。検出器１７は、検出された光の強度を表す検出信号を制御器１８へ出力する。

制御器１８は、第２反射面の基準方向における位置を、第１反射面に対して変更させるための制御信号を反射光学素子１４へ出力する。
反射光学素子１４の駆動部１４２は、制御器１８から入力された制御信号に従って、固定体１４２１に対する可動体１４２２の位置をｚ軸方向にて変更する。これにより、第２反射体１４５のｚ軸方向における位置も、第１反射体１４４に対して変更される。この結果、第２反射面のｚ軸方向における位置も、第１反射面に対して変更される。
これにより、制御器１８は、第２反射面の基準方向における位置を、第１反射面に対して変更しながら、当該位置と関連付けられた検出信号を取得する。

このようにして、制御器１８は、第２反射面の基準方向における位置を、第１反射面に対して変更しながら、光の強度を検出することにより、インターフェログラムを取得する。次いで、制御器１８は、取得されたインターフェログラムに対してフーリエ変換処理を実行することにより、電磁波スペクトルを取得する。

以上、説明したように、第１実施形態の反射光学素子１４において、第１反射体１４４は、基準方向（本例では、ｚ軸方向）に直交する平板状であり、且つ、基準方向に直交する第１方向（本例では、ｘ軸方向）にて互いに隔てられるとともに第１反射面を形成する複数の第１反射要素１４４４を有する。

更に、第２反射体１４５は、基準方向に直交する平板状であり、複数の第１反射要素１４４４のうちの、隣り合う２つの第１反射要素１４４４，１４４４間にそれぞれ位置するとともに、第２反射面を形成する複数の第２反射要素１４５２を有し、且つ、基準方向にて、第１反射体１４４に対して移動可能である。
更に、位置変更部（本例では、駆動部１４２及び支持体１４３）は、第１反射体１４４に対する第２反射体１４５の位置を、基準方向にて変更する。

これによれば、第１反射体１４４及び第２反射体１４５のそれぞれは、基準方向に直交する平板状である。従って、第１反射面及び第２反射面に入射する光の光路の自由度を高めることができる。また、第１反射体１４４及び第２反射体１４５の面積を大きくすることにより、第１反射面及び第２反射面の面積を容易に大きくすることができる。

また、反射光学素子１４においては、第２反射体１４５を、第１反射体１４４に対して独立して移動させることができる。これにより、基準方向における、第１反射面の位置と第２反射面の位置との差を十分に大きく変更できる。この結果、第１反射面により反射された光と、第２反射面により反射された光と、の干渉波における波数に対する分解能を十分に高めることができる。従って、干渉分光器１によれば、電磁波スペクトルを十分に高い精度にて測定できる。

更に、第１実施形態の反射光学素子１４において、第２反射体１４５は、第１方向（本例では、ｘ軸方向）にて延びる第２基部１４５１を有する。更に、複数の第２反射要素１４５２のそれぞれは、第１方向に直交する第２方向（本例では、ｙ軸方向）にて第２基部１４５１から延びる。更に、位置変更部１４２，１４３は、第２基部１４５１のうちの、基準方向（本例では、ｚ軸方向）における端面にて第２反射体１４５を支持する。

これによれば、第１反射体１４４に対する第２反射体１４５の位置を円滑に変更できる。更に、第１反射体１４４に対する第２反射体１４５の位置を変更している間、第２反射面と第１反射面とが互いに平行な状態を維持できる。従って、干渉分光器１によれば、電磁波スペクトルを高い精度にて測定できる。

更に、第１実施形態の反射光学素子１４において、第２反射体１４５は、複数の第２反射要素１４５２のうちの、第１方向（本例では、ｘ軸方向）における端辺と対向するように第２方向（本例では、ｙ軸方向）にて第２基部１４５１から延びる延出部１４５３，１４５４を備える。更に、位置変更部１４２，１４３は、延出部１４５３，１４５４のうちの、基準方向（本例では、ｚ軸方向）における端面にて第２反射体１４５を支持する。

これによれば、第１反射体１４４に対する第２反射体１４５の位置をより一層円滑に変更できる。更に、第１反射体１４４に対する第２反射体１４５の位置を変更している間、第２反射面と第１反射面とが互いに平行な状態をより一層高い精度にて維持できる。従って、干渉分光器１によれば、電磁波スペクトルをより一層高い精度にて測定できる。

更に、第１実施形態の反射光学素子１４は、第１反射体１４４と第２反射体１４５とが互いに隣接する領域において、第１反射体１４４及び第２反射体１４５を基準方向（本例では、ｚ軸方向）にて貫通する孔を有する。

これによれば、孔に潤滑剤を導入できる。これにより、第２反射体１４５を第１反射体１４４に対して円滑に移動できる。この結果、第１反射体１４４及び第２反射体１４５の摩耗を抑制できる。

更に、第１実施形態の反射光学素子１４において、第１反射体１４４は、第２反射体１４５の外周部に延びる外延部１４４１を備える。更に、反射光学素子１４は、位置変更部１４２，１４３を収容する有底の穴を有するとともに、外延部１４４１のうちの、基準方向（本例では、ｚ軸方向）における端面にて第１反射体１４４を支持する筐体１４１を備える。

これによれば、反射光学素子１４を小さくすることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した実施形態に、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において当業者が理解し得る様々な変更が加えられてよい。

上述のように、第１実施形態の反射光学素子１４において、複数の第１反射要素１４４４のうちの、第１反射面を形成する端面と、複数の第２反射要素１４５２のうちの、第２反射面を形成する端面と、のそれぞれは、基準方向に直交する。なお、複数の第１反射要素１４４４のうちの、第１反射面を形成する端面と、複数の第２反射要素１４５２のうちの、第２反射面を形成する端面と、のそれぞれは、基準方向に対して傾斜していてもよい。

また、上述のように、第１実施形態の干渉分光器１は、基準方向にて伝搬する光を反射光学素子１４に入射させる。なお、干渉分光器１は、基準方向と異なる方向（例えば、基準方向との間で鋭角を形成する方向）にて伝搬する光を反射光学素子１４に入射させてもよい。

また、第１実施形態の反射光学素子１４において、第１位置は、ｚ軸方向において第１反射面と同じ位置である。なお、第１位置は、第１反射面よりもｚ軸の負方向の位置であってもよい。この場合、第１反射面と第１位置との間の距離が第１反射体１４４の厚さよりも短く、且つ、第１反射面と第２位置との間の距離が第２反射体１４５の厚さよりも短いことが好適である。

これによれば、第１反射体１４４に対する第２反射体１４５の位置を変更している間、第２反射体１４５の移動が第１反射体１４４によって規制されるので、第２反射面と第１反射面とが互いに平行な状態を高い精度にて維持できる。

また、干渉分光器１は、上述の光学系と異なる光学系を用いてもよい。また、反射光学素子１４は、干渉分光器１と異なる、光学機器又は光学装置に用いられてもよい。

１ 干渉分光器
１１ 光源
１２ 第１レンズ
１３ ビームスプリッタ
１４ 反射光学素子
１４１ 筐体
１４２ 駆動部
１４２１ 固定体
１４２２ 可動体
１４３ 支持体
１４３１ 平板部
１４３２ 凸部
１４４ 第１反射体
１４４１ 外延部
１４４２ 連結部
１４４３ 第１基部
１４４４ 第１反射要素
１４４５〜１４４７ 切欠部
１４４ａ 第１支持層
１４４ｂ 第１反射層
１４５ 第２反射体
１４５１ 第２基部
１４５２ 第２反射要素
１４５３，１４５４ 延出部
１４５ａ 第２支持層
１４５ｂ 第２反射層
１５ スリット
１６ 第２レンズ
１７ 検出器
１８ 制御器

Claims (6)

1. 基準方向における位置が互いに異なる、第１反射面及び第２反射面のそれぞれにて入射光を反射する反射光学素子であって、
   前記基準方向に直交する平板状であり、且つ、前記基準方向に直交する第１方向にて互いに隔てられるとともに前記第１反射面を形成する複数の第１反射要素を有し、且つ、前記基準方向にて貫通する空間を有する第１反射体と、
   前記基準方向に直交する平板状であり、且つ、前記複数の第１反射要素のうちの、隣り合う２つの第１反射要素間にそれぞれ位置するとともに、前記第２反射面を形成する複数の第２反射要素を有し、且つ、前記第１方向にて延びるとともに前記第１反射体の前記空間に位置する基部を有し、且つ、前記基準方向にて、前記第１反射体に対して移動可能な第２反射体と、
   前記第１反射体に対する前記第２反射体の位置を、前記基準方向にて変更する位置変更部と、
   を備え、
   前記複数の第２反射要素のそれぞれは、前記基準方向及び前記第１方向のそれぞれに直交する第２方向にて前記基部から延び、
   前記位置変更部は、前記基部のうちの、前記基準方向における端面にて前記第２反射体を支持する、反射光学素子。
2. 請求項１に記載の反射光学素子であって、
   前記第２反射体は、前記第１反射体と同じ厚さを有する、反射光学素子。
3. 請求項１又は請求項２に記載の反射光学素子であって、
   前記第２反射体は、前記複数の第２反射要素のうちの、前記第１方向における端辺と対向するように前記第２方向にて前記基部から延びる延出部を備え、
   前記位置変更部は、前記延出部のうちの、前記基準方向における端面にて前記第２反射体を支持する、反射光学素子。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の反射光学素子であって、
   前記基準方向に直交する平面にて前記第１反射体と前記第２反射体とが互いに隣接する領域において、前記第１反射体及び前記第２反射体を前記基準方向にて貫通する孔を有する、反射光学素子。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の反射光学素子であって、
   前記第１反射体は、前記第２反射体の外周部に延びる外延部を備え、
   前記反射光学素子は、前記位置変更部を収容する有底の穴を有するとともに、前記外延部のうちの、前記基準方向における端面にて前記第１反射体を支持する筐体を備える、反射光学素子。
6. 光を出射する光源と、
   基準方向における位置が互いに異なる、第１反射面及び第２反射面のそれぞれにて、前記出射された光を反射する反射光学素子と、
   前記反射された光を検出する検出器と、
   を備えるとともに、前記反射光学素子により反射された光の干渉に基づいて電磁波スペクトルを測定する干渉分光器であって、
   前記反射光学素子は、
   前記基準方向に直交する平板状であり、且つ、前記基準方向に直交する第１方向にて互いに隔てられるとともに前記第１反射面を形成する複数の第１反射要素を有し、且つ、前記基準方向にて貫通する空間を有する第１反射体と、
   前記基準方向に直交する平板状であり、且つ、前記複数の第１反射要素のうちの、隣り合う２つの第１反射要素間にそれぞれ位置するとともに、前記第２反射面を形成する複数の第２反射要素を有し、且つ、前記第１方向にて延びるとともに前記第１反射体の前記空間に位置する基部を有し、且つ、前記基準方向にて、前記第１反射体に対して移動可能な第２反射体と、
   前記第１反射体に対する前記第２反射体の位置を、前記基準方向にて変更する位置変更部と、
   を備え、
   前記複数の第２反射要素のそれぞれは、前記基準方向及び前記第１方向のそれぞれに直交する第２方向にて前記基部から延び、
   前記位置変更部は、前記基部のうちの、前記基準方向における端面にて前記第２反射体を支持する、干渉分光器。