JP7159333B2 - 分光分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、分光分析装置に関するものである。

ラマン分光法を利用した分光分析装置として、患者の体内に挿入される光学プローブと、光学プローブにより取得された信号光を分析する分光分析部とを備える分光分析装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１６－０２８７８０号公報

このような分光分析装置においては、診断時には光学プローブを分光分析部に接続して分光分析を行い、診断後には、分光分析部から光学プローブを取り外して洗浄または交換を行う。この場合において、診断時に光学プローブを分光分析部に接続したときに、いくつかの原因によって正常な診断ができない場合がある。原因としては、例えば、光学プローブ内部の光ファイバの断線、光学プローブの分光分析部への接続部分で発生する接続不良および位置ずれ、あるいは接続部分の汚れ等を挙げることができる。

しかしながら、医療現場では、上述の不具合が発生した場合に、医療関係者が状況確認を行うことができず、正常な診断を行うことができないという不都合がある。
本発明は、光学プローブを分光分析部に接続したときに発生した不具合の原因を知らせることができる分光分析装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、光学プローブと、該光学プローブをコネクタにより着脱可能に取り付ける分光分析部とを備え、前記光学プローブが、光源からの照明光および観察対象からの信号光を導光する光ファイバと、該光ファイバの先端に配置された光学部材とを備え、前記分光分析部が、前記信号光を分光して波長特性を生成するとともに、前記信号光の情報から前記光学部材から戻る第１の戻り光および前記光ファイバから戻る第２の戻り光の情報を分離する情報分離部と、前記光学プローブの先端に前記観察対象を配置することなく、前記情報分離部により分離されたピーク波長における前記第１の戻り光の強度およびピーク波長における前記第２の戻り光の強度に基づいて、前記光学プローブにおいて発生している不具合を判定する不具合判定部と、判定された不具合の情報を報知する報知部とを備える分光分析装置である。

本態様によれば、光学プローブを分光分析部にコネクタにより接続すると、光源からの照明光が光ファイバを経由して光学プローブの先端の光学部材を透過して観察対象に照射される。観察対象において発生した信号光は、光学部材を透過して光ファイバにより導光され、分光分析部に入力される。一方、照明光の照射により光ファイバの先端に配置された光学部材から第１の戻り光が戻り、光ファイバから第２の戻り光が戻る。分光分析部においては、入力された光から第１の戻り光および第２の戻り光を分離して残りの信号光が分光され、波長特性が生成される。

一方、信号光から分離された第１の戻り光の情報および第２の戻り光の情報は、情報分離部により分離され、不具合判定部における不具合の判定に用いられる。そして、不具合判定部により判定された不具合の情報が報知部により報知される。これにより、分光分析装置を取り扱う医療関係者が、詳細な知識を有していなくても、不具合の箇所を特定して対処することができる。

本発明の他の態様は、光学プローブと、該光学プローブをコネクタにより着脱可能に取り付ける分光分析部とを備え、前記光学プローブが、光源からの照明光および観察対象からの信号光を導光する光ファイバと、該光ファイバの先端および基端に配置された光学部材とを備え、前記分光分析部が、前記信号光を分光して波長特性を生成するとともに、前記信号光の情報から先端の前記光学部材から戻る第１の戻り光および基端の前記光学部材から戻る第２の戻り光の情報を分離する情報分離部と、前記光学プローブの先端に前記観察対象を配置することなく、前記情報分離部により分離されたピーク波長における前記第１の戻り光の強度およびピーク波長における前記第２の戻り光の強度に基づいて、前記光学プローブにおいて発生している不具合を判定する不具合判定部と、判定された不具合の情報を報知する報知部とを備える分光分析装置である。

本態様によれば、光学プローブを分光分析部にコネクタにより接続すると、光源からの照明光が光ファイバを経由して光学プローブの先端の光学部材を透過して観察対象に照射される。観察対象において発生した信号光は、光学部材を透過して光ファイバにより導光され、分光分析部に入力される。一方、照明光の照射により光ファイバの先端に配置された光学部材から第１の戻り光が戻り、光ファイバの基端に配置された光学部材から第２の戻り光が戻る。分光分析部においては、入力された光から第１の戻り光および第２の戻り光を分離して残りの信号光が分光され、波長特性が生成される。

一方、信号光から分離された第１の戻り光の情報および第２の戻り光の情報は、情報分離部により分離され、不具合判定部における不具合の判定に用いられる。そして、不具合判定部により判定された不具合の情報が報知部により報知される。これにより、分光分析装置を取り扱う医療関係者が、詳細な知識を有していなくても、不具合の箇所を特定して対処することができる。

また、上記態様においては、前記第１の戻り光および前記第２の戻り光が蛍光であってもよい。
また、上記態様においては、前記第１の戻り光および前記第２の戻り光がラマン散乱光であってもよい。

また、上記態様においては、前記不具合判定部は、前記第１の戻り光の強度と前記第２の戻り光の強度との和および前記第１の戻り光の強度と前記第２の戻り光の強度との比に基づいて不具合を判定してもよい。
この構成により、不具合がない場合には、第１の戻り光の強度と第２の戻り光の強度との和は所定の閾値より大きく、不具合が存在する場合には、第１の戻り光の強度と第２の戻り光の強度との和は所定の閾値以下となる。

一方、光ファイバの基端に光学部材が存在する場合には、不具合がない場合に、第２の戻り光の強度に対する第１の戻り光の強度との比は、所定の閾値より大きくなる。そして、コネクタから光ファイバの先端までの間に不具合が発生している場合には、第２の戻り光の強度に対する第１の戻り光の強度との比は、所定の閾値より小さくなる。
また、光ファイバの基端に光学部材が存在しない場合には、不具合がない場合に、第２の戻り光の強度に対する第１の戻り光の強度との比は、所定の閾値より小さくなる。そして、コネクタから光ファイバの先端までの間に不具合が発生している場合には、第２の戻り光の強度に対する第１の戻り光の強度との比は、所定の閾値より大きくなる。

これにより、不具合が存在しないのか、不具合がコネクタにおいて発生しているのか、不具合がコネクタから光ファイバの先端までの間において発生しているのかを区別して判定することができ、報知部により、より詳細な情報を報知することができる。
また、上記態様においては、前記光ファイバの先端の前記光学部材から戻る前記第１の戻り光のスペクトルの、２つ以上の異なる波長を利用することで、前記光学プローブの複数の前記光ファイバにおいて発生している不具合を判定してもよい。

本発明によれば、光学プローブを分光分析部に接続したときに発生した不具合の原因を知らせることができるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係る分光分析装置を示す模式図である。 図１の分光分析装置を用いた観察対象の診断モードを説明する模式図である。 図１の分光分析装置により照射される照明光および取得されるラマン散乱光のスペクトルを示す図である。 図１の分光分析装置を用いた検査モードを説明する模式図である。 図１の分光分析装置を用いた観察対象の検査モードにおける、第１光学部材と、光ファイバと、コネクタおよび受側コネクタの配置と、光ファイバにおいて光伝送効率が変化する点Ｑの位置との関係を示した模式図である。 図１の分光分析装置を用いた、検査モードにおける検査から診断モードにおける診断までを実施するフローを示す図である。 図３のスペクトルから照明光のスペクトルを除去したラマン散乱光のスペクトルを示す図である。 図７のスペクトルから第１光学部材のラマン散乱光が含まれる波長帯域のスペクトルを除去したスペクトルを示す図である。 図８のスペクトルから光ファイバのラマン散乱光のスペクトルを除去したスペクトルを示す図である。 図９のスペクトルからベースラインを除去した観察対象のラマン散乱光のスペクトルを示す図である。 本実施形態において不具合の判定に用いる第１光学部材および光ファイバのラマン散乱光の強度をそれぞれ示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る分光分析装置を示す模式図である。 図１２の分光分析装置を用いた観察対象の診断モードを説明する模式図である。 図１２の分光分析装置を用いた検査モードを説明する模式図である。 本発明の第３の実施形態に係る分光分析装置を示す模式図である。 図１５の分光分析装置を用いた観察対象の診断モードを説明する模式図である。 図１５の分光分析装置を用いた照明ファイバを含む光路の検査モードを説明する模式図である。 図１５の分光分析装置を用いた集光ファイバを含む光路の検査モードを説明する模式図である。 図１５の分光分析装置を用いた、診断モードにおいて生じる戻り光のスペクトルを示す図である。 図１５の分光分析装置を用いた、診断モードにおいて分光測定部１２において検出される検査光のスペクトルを示す図である。 図１５の分光分析装置を用いた、検査モードにおいて生じる戻り光のスペクトルを示す図である。 図１５の分光分析装置を用いた、検査モードにおける、第１ダイクロイックミラーにおける波長の関係を示す図である。 図１５の分光分析装置を用いた、照明ファイバを含む光路の検査モードにおける、第２ダイクロイックミラーにおける波長の関係を示す図である。 図１５の分光分析装置を用いた、照明ファイバを含む光路の検査モードにおいて、検出される検査光のスペクトルを示す図である。 図１５の分光分析装置を用いた、集光ファイバを含む光路の検査モードにおける、第２ダイクロイックミラーにおける波長の関係を示す図である。 図１５の分光分析装置を用いた、集光ファイバを含む光路の検査モードにおいて、検出される検査光のうち、集光ファイバを含む光路からの戻り光由来のスペクトルを示す図である。 図１５の分光分析装置を用いた、集光ファイバを含む光路の検査モードにおいて、検出される検査光のスペクトルを示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る分光分析装置を示す模式図である。 図２８の分光分析装置を用いた観察対象の診断モードを説明する模式図である。 図２８の分光分析装置を用いた照明ファイバを含む光路の検査モードを説明する模式図である。 図２８の分光分析装置を用いた集光ファイバを含む光路の検査モードを説明する模式図である。 本発明の第５の実施形態に係る分光分析装置を示す模式図である。 図３２の分光分析装置を用いた観察対象の診断モードを説明する模式図である。 図３２の分光分析装置を用いた観察対象の診断モードにおける、光学プローブ側から分光分析部側への戻り光のスペクトルを説明する図である。 図３２の分光分析装置を用いた観察対象の診断モードにおける、分光測定部への入射光のスペクトルを測定する図である。 図３２の分光分析装置を用いた観察対象の検査モードにおける、分光測定部への入射光のスペクトルを測定する図である。 図３２の分光分析装置を用いた観察対象の検査モードにおける、第１光学部材と、第２光学部材と、光ファイバと、コネクタおよび受側コネクタの配置と、光ファイバにおいて光伝送効率が変化する点Ｑの位置との関係を示した模式図である。

本発明の第１の実施形態に係る分光分析装置１について図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る分光分析装置１は、図１に示されるように、光学プローブ２と、該光学プローブ２を着脱可能に取り付ける分光分析部３とを備えている。

光学プローブ２は、図１に示されるように、光ファイバ４と、光ファイバ４の先端に配置されたプローブヘッド５と、光ファイバ４の基端に配置されたコネクタ６とを備えている。プローブヘッド５は筒状に形成され、内部に光ファイバ４が配置されるとともに、光ファイバ４の先端に対向する位置に配置された第１光学部材（光学部材）７とを備えている。光ファイバ４は、例えば、石英により構成され、第１光学部材７は、例えば、サファイアにより構成されている。

コネクタ６は、分光分析部３に備えられた受側コネクタ８に接続するために筒状に形成されている。光学プローブ２とコネクタ６とは光ファイバ４および光ファイバ４を被覆するシース９により接続されている。

分光分析部３は、光学プローブ２のコネクタ６を接続する受側コネクタ８と、照明光を発生し、発生した照明光を受側コネクタ８に接続された光学プローブ２に入射させる光源１０と、受側コネクタ８と光源１０との間に配置され、照明光を透過し、光学プローブ２側からの戻り光のうち、照明光よりも波長の長い光を反射するダイクロイックミラー１１と、反射された戻り光を分光して波長特性を生成する分光測定部１２と、記憶部１３と、演算部（情報分離部、不具合判定部）１４と、表示部（報知部）１５と、制御部１６とを備えている。

分光測定部１２は、光を波長毎に空間的に分ける図示しない分光器と、ＣＣＤカメラなどの図示しない光検出器と、光学プローブ２により分光分析部３へ伝送される光を分光器へ導光するための図示しない導光光学系とから構成されている。
演算部１４はプロセッサにより構成され、記憶部１３はメモリにより構成され、表示部１５はモニタである。制御部１６は、プロセッサと、入力装置と、信号出力装置とから構成される。

記憶部１３は、観察対象Ｘのラマン散乱光が含まれる波長帯域、光ファイバ４のラマンスペクトルおよび分光測定部１２のスペックに応じたベースラインの情報を記憶している。

分光分析部３は、光学プローブ２を分光分析部３は接続した上で、観察対象Ｘのラマンスペクトルを測定し、該ラマンスペクトルにもとづいて観察対象Ｘの分析を実施するための診断モードと、光ファイバ４の損傷による光損失などの光学プローブ２自体の不具合、および、光学プローブ２を分光分析部３へ接続する際に発生する接続不良による光損失などの不具合を検査するための検査モードを実行する機能を有している。検査者は、制御部１６に備えられた入力装置を介して、分光分析部３が実行する診断モードと検査モードとを設定することができる。制御部１６は、検査者により設定される各モードに応じて、分光分析部３に内蔵される各種の光学装置の設定切替や、演算部１４における演算機能の切替を制御する機能を有する。

検査モードは通常、観察対象Ｘのラマンスペクトルを測定する診断モードに先立って実施される。検査モードでは、光学プローブ２を分光分析部３へ接続させたのちに、光学プローブ２の先端へ観察対象Ｘを配置せずに実施する。検査モードの実施により、光学プローブ２自体の光損失、あるいは光学プローブ２の分光分析部３への接続により発生する光損失に不具合ないことを確認したのち、検査者は診断モードを実行することが可能である。

光学プローブ２は光ファイバ４および第１光学部材７を備えているので、図２に示されるように、光源１０からの照明光が入射されると、光ファイバ４および第１光学部材７からは異なるスペクトル形状を有するラマン散乱光が放射される。すなわち、光学プローブ２のコネクタ６を分光分析部３の受側コネクタ８に接続し、光学プローブ２の先端に観察対象Ｘを配置して、光源１０から照明光を射出させると、照明光が光学プローブ２を経由して観察対象Ｘに照射され、図３に示されるように、照明光が光学プローブ２の光ファイバ４を導光される間に発生したラマン散乱光、第１光学部材７を通過する際に発生したラマン散乱光、観察対象Ｘにおいて発生したラマン散乱光（信号光）および照明光の一部が光学プローブ２側から戻り光として分光分析部３側に戻ってくる。

光ファイバ４の構成材はシリカあるいはプラスチックであり、第１光学部材７の材料としては、光学的に透明なサファイアや石英などの無機物の結晶や、プラスチックなどを用いることができる。観察対象Ｘが生体組織である場合には、前記プラスチックはフッ化プラスチックであることが望ましい。光ファイバ４の構成材と第１光学部材７の構成材が異なりさえすれば、異なるスペクトル形状を有するラマン散乱光が放射される。

そして、ダイクロイックミラー１１は照明光を透過させるので、図７に示されるように、戻り光の内の照明光が透過されることにより除外され、観察対象Ｘ、第１光学部材７および光ファイバ４のラマン散乱光からなる検査光が反射され、分光測定部１２に入射される。

診断モードにおいては、分光測定部１２で測定される光学プローブ２側からの戻り光のラマンスペクトルは、図７に示されるようになっている。図７に示されるスペクトルは、光ファイバの構成材がシリカであり、第１光学部材が光学的に透明な無機物結晶（サファイア）であり、観察対象が生体組織である場合の戻り光のラマンスペクトルを模式的にあらわした波形であって、比較的に低周波でピーク線幅の広い光ファイバのラマンスペクトルと、より高周波でピーク線幅の狭い、第１光学部材のラマンスペクトルと、観察対象のラマンスペクトルが重畳された波形となっている。
測定された戻り光のラマンスペクトルは演算部１４に入力される。
演算部１４は、動作の異なる２つのモード、診断モードおよび検査モードに対応した演算機能を備えている。

診断モードにおいては、演算部１４は、入力されてきた戻り光のラマンスペクトルから第１光学部材７および光ファイバ４から発生したラマン散乱光の寄与を差し引く。
具体的には、演算部１４は、記憶部１３に予め記憶されている観察対象Ｘのラマン散乱光が含まれる波長帯域の情報に基づいて、入力されてきた戻り光のラマンスペクトルから、図８に示されるように、第１光学部材７のラマン散乱光が含まれる波長帯域のラマンスペクトルを除外する。次いで、演算部１４は、図９に示されるように記憶部１３に記憶されている光ファイバ４のラマンスペクトルを除外する。そして、演算部１４は、図１０に示されるように、記憶部１３に記憶されているベースラインを減算する。

これにより、観察対象Ｘのラマンスペクトルを得ることができる。そして、得られた観察対象Ｘのラマンスペクトルから観察対象Ｘの成分比を算出することができる。あるいは当該成分比にもとづいて、例えば観察対象Ｘにおける病変の程度を数値化したスコアなどの分析結果を算出することができる。
表示部１５は、演算部１４により算出された観察対象Ｘのラマンスペクトルそのもの、または、ラマンスペクトルから算出された観察対象Ｘの成分比、あるいは観察対象Ｘの成分比にもとづいて算出されるスコアを表示する。

検査モードにおいては、光学プローブ２の先端に観察対象Ｘを配置することなく、光源１０から照明光を射出させる。これにより、図４に示されるように、照明光が光学プローブ２を導光される間に発生したラマン散乱光、第１光学部材７を通過する際に発生したラマン散乱光および照明光の一部が光学プローブ２側から戻り光として分光分析部３側に戻ってくる。

そして、ダイクロイックミラー１１は照明光を透過させるので、戻り光の内の照明光が透過されることにより除外され、第１光学部材７および光ファイバ４のラマン散乱光からなる検査光が反射され、分光測定部１２に入射される。

分光測定部１２は、入射されてきた検査光のラマンスペクトルを検出する。
検出されたラマンスペクトルは演算部１４に入力される。

検査モードにおいては、演算部１４は、図１１に示されるように、入力されてきた検査光のラマンスペクトルから第１光学部材７のラマン散乱光の任意のピーク波長における検査光の強度、すなわち任意のピーク波長における、第１光学部材７のラマン散乱強度Ａと光ファイバ４のラマン散乱強度Ｂの和である、Ｓａｂ（＝Ａ＋Ｂ）を求め、記憶部１３に記憶されている光ファイバ４のラマン散乱光のスペクトルから上記波長における光ファイバ４のラマン散乱光の強度Ｂを抽出し、第１光学部材７のラマン散乱光の強度Ａと、光ファイバ４のラマン散乱光の強度Ｂとの比Ｒａｂ（＝Ａ／Ｂ）を算出する。あるいは、第１光学部材７のラマンスペクトルのピーク周波数と、光ファイバ４のラマンスペクトルのピーク周波数が大きく異なる場合には、周波数フィルタによって、検査光のラマンスペクトルから、第１光学部材７のラマンスペクトルと光ファイバ４のラマンスペクトルとを分離してもよい。

そして、演算部１４は、強度Ｓａｂを記憶部１３に記憶されている閾値ＴＳ1および閾値ＴＳ2と比較するとともに、比Ｒａｂを記憶部１３に記憶されている閾値ＴＲ１および閾値ＴＲ２と比較することにより、比較結果に応じて不具合の有無を以下の通りに判定する。表示部１５は、演算部１４による判定結果を表示する。

ここで分光測定部１２において検出される検査光のラマン散乱強度について述べる。
図５は、本実施形態に係る分光分析装置における分光分析部３と、光学プローブ２のコネクタ６と、分光分析部３の受側コネクタ８と、光学プローブ２と、第１光学部材７の配置とを模式的に示したものである。光学プローブ２のコネクタ６および分光分析部３の受側コネクタ８における光学的接続において光損失が発生する。また、光学プローブ２の点Ｑの位置において、光ファイバ４の損傷によって光損失が発生するものとする。

図５中、光学プローブ２と分光分析部３との接続位置から点Ｑの位置までの光ファイバ４の長さ寸法をＬ_１、点Ｑの位置から光学プローブ２の先端に配置された第１光学部材７までの光ファイバ４の長さ寸法をＬ_２とする。また、光ファイバ４の全長をＬ（Ｌ＝Ｌ_１＋Ｌ_２）とする。

ここで、分光分析部３および光学プローブ２の光学的接続における光の伝送効率をη（０＜η＜１）、点Ｑの位置における光の伝送効率をα（０＜α＜１）、光学プローブ２の先端面における光の反射効率をγ（０＜γ＜１）とする。
また、第１光学部材７におけるラマン散乱光の発生効率をσ_１、光学プローブ２の光ファイバ４のラマン散乱光の発生効率をσ_ｇとする。また、分光分析部３から光学プローブ２への光入力パワーをＰとする。

上述のように各種パラメータを決定すると、分光測定部１２において検出される検査光のうち、各種部材のラマン散乱に起因する光強度は、近似的には以下の式（１）から式（３）の光成分の強度和として示される。

光学プローブ２の基端から先端へ導光される照明光によって発生するラマン散乱光のうち、光学プローブ２の先端を経由せずに、分光分析部３へ戻ってくる光成分Ｌ_Ｐ１は、下式（１）により示される。
Ｌ_Ｐ１＝Ｌ_１σ_ｇη^２Ｐ＋Ｌ_２σ_ｇα²η^２Ｐ＋σ_１α²η^２Ｐ （１）

光学プローブ２の基端から先端へ導光される照明光によって発生するラマン散乱光のうち、光学プローブ２の先端において反射され、分光分析部３へ戻ってくる光成分Ｌ_Ｐ２は、下式（２）により示される。
Ｌ_Ｐ２＝γα²η^２Ｐ（σ₁＋σ_ｇＬ） （２）

光学プローブ２の先端から基端へ導光される照明光によって発生するラマン散乱光のうち、光学プローブ２の先端を経由せずに、分光分析部３へ戻ってくる光成分Ｌ_Ｐ３は、下式（３）により示される。
Ｌ_Ｐ３＝γα²η^２Ｐ（σ₁＋σ_ｇＬ） （３）

したがって、分光測定部１２で検出される検査光のラマン散乱強度Ｐｏｂｓは、近似的には下式（４）により示される。
Ｐｏｂｓ＝Ｌ_１σ_ｇη^２Ｐ＋Ｌ_２σ_ｇα²η^２Ｐ＋σ_１α²η^２Ｐ＋２γα²η^２Ｐ（σ₁＋σ_ｇＬ）＝（１＋２γ）α²η^２Ｐσ₁＋（Ｌ_１η^２＋Ｌ_２α²η^２＋２γα²η^２Ｌ）Ｐσ_ｇ （４）

ここで、上記の検査光のラマン散乱強度Ｐｏｂｓを示す式（４）について、第１光学部材７のラマン散乱光の任意のピーク波長におけるＰｏｂｓは、Ｓａｂ（Ａ＋Ｂ）である。また、第１光学部材７によるラマン散乱強度、すなわちＰｏｂｓを示す式（４）におけるσ_１を含む項と、光ファイバ４によるラマン散乱強度、すなわちＰｏｂｓを示す式（４）におけるσ_ｇ２を含む項との比が、Ｒａｂ（Ａ／Ｂ）である。

ここで、分光分析部３の受側コネクタ８と、光学プローブ２のコネクタ６との間で実現される光学的接続、あるいは、光学プローブ２の光ファイバにおける光損失に依存して、分光測定部１２で検出されるラマン散乱強度におけるＳａｂあるいはＲａｂが異なるために、いずれの部位において光損失の不具合が発生しているかを検査光のラマンスペクトルに基づいて判別可能であることを、以下ケース１からケース４までの条件別に詳細に説明する。

ケース１
分光分析部３および光学プローブ２のコネクタ６における光損失が無視でき、かつ光学プローブ２の光ファイバ損失も無視できる場合、すなわち、η≒１、かつ、α≒１である場合について説明する。

この場合において、分光測定部１２で検出される検査光のラマン散乱強度ＳＴ１は、下式（５）で示される。
ＳＴ１＝（１＋２γ）Ｐσ_１＋（Ｌ_１＋Ｌ_２＋２γＬ）Ｐσ_ｇ （５）

また、第１光学部材７のラマン散乱強度と、光ファイバ４の部材のラマン散乱強度の比であるＲ１１Ｆは下式（６）で示される。
Ｒ１１Ｆ＝（１＋２γ）σ_１／（Ｌ_１＋Ｌ_２＋２γＬ）σ_ｇ （６）

ここで、σ_１およびσ_ｇは波長の関数であるが、第１光学部材７のラマン散乱光の任意のピーク波長λに着目すれば、その波長におけるＳＴ１（λ）がＳａｂであり、Ｒ１１Ｆ（λ）がＲａｂである。後述するＳＴｉ（ｉ＝１，２，３，４）についても、ピーク波長λにおける値がＳａｂ、同様に後述するＲ１１Ｆ，Ｒ２１Ｆ，Ｒ３１Ｆ，Ｒ４１Ｆについて、ピーク波長λにおける値がＲａｂである。

ケース２
分光分析部３および光学プローブ２のコネクタ６における光損失が存在し、光学プローブ２の光ファイバ損失が無視できる場合、すなわち、０＜η＜１、かつ、α≒１である場合について説明する。

この場合において、分光測定部１２で検出される全ラマン散乱強度ＳＴ２は、下式（７）で示される。Ｓａｂはピーク波長λでのＳＴ２の値である。
Ｓａｂ＝ＳＴ２（λ）
＝（１＋２γ）η^２Ｐσ_１＋（Ｌ_１＋Ｌ_２＋２γＬ)η^２Ｐσ_ｇ
＝η^２ＳＴ１（λ） （７）

また、第１光学部材７のラマン散乱強度と、光ファイバ４の部材のラマン散乱強度の比であるＲ２１Ｆは下式（８）で示される。
Ｒａｂ＝Ｒ２１Ｆ（λ）
＝（１＋２γ）σ_１／（Ｌ_１＋Ｌ_２＋２γＬ）σ_ｇ （８）

ケース３
分光分析部３および光学プローブ２のコネクタ６における光損失は無視でき、光学プローブ２の光ファイバ損失が存在する場合、η≒１、かつ、０＜α＜１である場合について説明する。

この場合において、分光測定部１２で検出される全ラマン散乱強度ＳＴ３は、下式（９）で示される。Ｓａｂはピーク波長λでのＳＴ３の値である。
Ｓａｂ＝ＳＴ３（λ）
＝（１＋２γ）α^２Ｐσ_１＋（Ｌ_１＋Ｌ_２α^２＋２γα^２Ｌ）Ｐσ_ｇ （９）

また、第１光学部材７のラマン散乱強度と、光ファイバ４の部材のラマン散乱強度の比であるＲ３１Ｆは下式（１０）で示される。
Ｒａｂ＝Ｒ３１Ｆ（λ）
＝（１＋２γ）α^２σ_１／（Ｌ_１＋Ｌ_２α^２＋２γα^２Ｌ）σ_ｇ （１０）

ケース４
分光分析部３および光学プローブ２のコネクタ６における光損失が存在し、光学プローブ２の光ファイバ損失も存在する場合、０＜η＜１、かつ、０＜α＜１である場合について説明する。

この場合において、分光測定部１２で検出される全ラマン散乱強度ＳＴ４は、下式（１１）で示される。
Ｓａｂ＝ＳＴ４（λ）
＝（１＋２γ）α^２η^２Ｐσ_１＋（Ｌ_１＋Ｌ_２α^２＋２γα^２Ｌ）η^２Ｐσ_ｇ
＝η^２ＳＴ３（λ） （１１）

また、第１光学部材７のラマン散乱強度と、第２光学部材２２ｃのラマン散乱強度の比であるＲ４１Ｆは下式（１２）で示される。
Ｒａｂ＝Ｒ４１Ｆ（λ）
＝（１＋２γ）α^２σ_１／（Ｌ_１＋Ｌ_２α^２＋２γα^２Ｌ）σ_ｇ （１２）

ケース２の場合においては、分光測定部１２で検出される検査光のラマン散乱強度ＳＴ２は、ケース１の場合に分光測定部１２で検出されるラマン散乱強度ＳＴ１に対して、伝送効率η（０＜η＜１）の二乗の因子寄与だけ減少する。一方、ケース１の場合における第１光学部材７と光ファイバ４とのラマン散乱強度比Ｒ１１Ｆと、ケース２の場合における第１光学部材７と光ファイバ４とのラマン散乱強度比Ｒ２１Ｆは同一値である。

ここで、ＳＴ１とＳＴ２との間の値として、任意の閾値ＴＳ１を設定することができる。また、Ｒ１１ＦおよびＲ２１Ｆよりも小さい任意の閾値ＴＲ１を設定することができる。

演算部１４は、第１光学部材７の任意のピーク波長における、検査光のラマン散乱強度Ｓａｂと、第１光学部材７と光ファイバ４とのラマン散乱光の強度比Ｒａｂを、予め設定される閾値ＴＳ１および閾値ＴＲ１と比較する。
ここでＳａｂが閾値ＴＳ１に対してＳａｂ＞ＴＳ１であり、かつ、閾値ＴＲ１に対してＲａｂ＞ＴＲ１の条件を満たす場合には、演算部１４は、受側コネクタ８とコネクタ６との間の接続は正常であり、かつ、光ファイバ４が正常である旨を判定する。

また、Ｓａｂが閾値ＴＳ１に対してＳａｂ＜ＴＳ１であり、かつ、強度比Ｒａｂが閾値ＴＲ１に対してＲａｂ＞ＴＲ１である場合には、演算部１４は、受側コネクタ８とコネクタ６との間の接続において光損失が大きいという不具合が発生しているが、光ファイバ４が正常である旨を判定する。

ケース３の場合においては、分光測定部１２で検出される検査光のラマン散乱強度ＳＴ３は、ケース１の場合に分光測定部１２で検出される全ラマン散乱強度ＳＴ１に対して減少し、さらに、第１光学部材７と光ファイバ４とのラマン散乱強度比Ｒ３１Ｆも、Ｒ１１Ｆ（およびＲ２１Ｆ）よりも減少する。

ケース４の場合においては、分光測定部１２で検出される検査光のラマン散乱強度ＳＴ４は、ケース３の場合に分光測定部１２で検出されるラマン散乱強度ＳＴ３に対して、さらに伝送効率η（０＜η＜１）の二乗の因子寄与だけ減少する。一方、第１光学部材７と光ファイバ４とのラマン散乱強度比Ｒ４１ＦはＲ３１Ｆと同一値である。

ケース３およびケース４では、検査光のラマン散乱強度Ｓａｂが減少し、かつ、第１光学部材７と光ファイバ４とのラマン散乱強度比Ｒａｂも減少する。したがって、光ファイバ４の光損失およびコネクタ６の光損失が所定条件にあるときについて、Ｒ１１ＦおよびＲ３１Ｆを予め計測し、Ｒ１１ＦとＲ３１Ｆとの値の間に、閾値ＴＲ１よりも小さい任意の閾値ＴＲ２（ＴＲ２＜ＴＲ１）を設定する。

これにより、第１光学部材７と光ファイバ４とのラマン散乱強度比Ｒａｂについて、Ｒａｂ＞ＴＲ１の条件を満たすならば、ケース１（コネクタ６および光ファイバ４の両方とも正常）、あるいはケース２（コネクタ６において光損失が発生し、光ファイバ４では光損失は発生していない）であり、Ｒａｂ＜ＴＲ２の条件を満たすならば、ケース３のコネクタ６において光損失は発生していないが、光ファイバ４において光損失が発生）、あるいはケース４（コネクタ６において光損失が発生し、かつ、光ファイバ４においても光損失が発生）であるとして、光損失を状況に応じて区別することができる。

さらに、ケース４の場合においては、ケース３に比して検査光のラマン散乱強度Ｓａｂがさらに減少するので、ＳＴ３とＳＴ４との値の間に適当な閾値ＴＳ２を設定することによって、ラマン散乱強度にもとづいて、ケース４の状態をケース３の状態と区別することができる。

このように閾値を設定しておくことにより、検査光のラマン散乱強度Ｓａｂが、前述の閾値ＴＳ２に対してＳａｂ＞ＴＳ２であり、かつ、ラマン散乱強度比Ｒａｂが閾値ＴＲ２に対して、Ｒａｂ＜ＴＲ２の条件を満たすならば、演算部１４は、受側コネクタ８とコネクタ６との間の接続は正常であるが、光ファイバ４における光損失が大きいという不具合が発生している旨を判定する。

検査光のラマン散乱強度Ｓａｂが閾値ＴＳ２に対して、Ｓａｂ＜ＴＳ２であり、かつ、ラマン散乱強度比Ｒａｂが閾値ＴＲ２に対して、Ｒａｂ＜ＴＲ２の条件を満たすならば、演算部１４は、受側コネクタ８とコネクタ６との間の接続における光損失が大きく、かつ、光ファイバ４における光損失が大きいという不具合が発生している旨を判定する。

ここで、本発明の第１の実施形態に係る分光分析装置１を用いた分光分析方法において検査から診断までを行うフローについて、図面を参照して以下に説明する。
操作者が分光分析装置１を制御部１６から起動すると、図６に示されるように、分光分析部３は検査モードにて待機する（ステップＳ１）。そして、制御部１６の入力装置から検査の指示が入力されると、検査を実行し（ステップＳ２）、演算部１４による処理が終了したら表示部１５を介して検査結果を画面（光）または音声を通じて操作者に報知する（ステップＳ３）。

操作者に報知した後、検査モードにおける検査結果がケース１であるか否かを判定し（ステップＳ４）、検査モードにおける検査結果がケース１、つまり不具合が確認されなければ分光分析部３は診断モードに切り替わる。また、検査モードにおける検査結果がケース２からケース４、つまり何かしらの不具合が確認された場合には、ステップＳ１からの処理を繰り返し、表示部１５が報知した指示に従って操作者が対応するまで検査モードにて待機する。検査モードにおける検査結果で不具合が確認されない状態にならない限り診断モードには切り替わらない。

検査モードから診断モードに切り替わった後、制御部１６の入力装置から診断の指示が入力されるまで分光分析部３は診断モードにて待機する（ステップＳ５）。診断の指示が入力されると、観察対象Ｘに照明光を照射し、診断を実行し（ステップＳ６）、演算部１４による処理が終了したら、表示部１５を介して診断結果を操作者に報知する（ステップＳ７）。そして、操作者に報知した後、診断を終了するか否かを判定し（ステップＳ８）、診断を終了しなければ、ステップＳ５からの処理を繰り返し、分光分析部３は再び診断モードで待機し、診断を続ける。

このように、本実施形態に係る分光分析装置１によれば、光学プローブ２を分光分析部３に接続したときに発生した不具合の原因を医療関係者に知らせることができ、分光分析装置１を取り扱う医療関係者が、詳細な知識を有していなくても、光学プローブ２に光損失がある、あるいは、光学プローブ２と分光分析部３の接続において光損失がある、あるいは、光学プローブ２および光学プローブ２と分光分析部３の接続の両方に光損失がある、といった不具合の状況に応じて、不具合の箇所を特定して対処することができるという利点がある。また光学プローブ２を構成する光学素子について、診断モードを実施するに必要な光学素子以外の要素を追加することなく、検査モードを実施できる利点がある。

次に、本発明の第２の実施形態に係る分光分析装置２０について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る分光分析装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態においては、図１２に示されるように、光学プローブ２１が、コネクタ６の光ファイバ４の基端に配置される蛍光体からなる第２光学部材（光学部材）２２ａを備えるとともに、光学プローブ２１の先端に蛍光体からなる第３光学部材（光学部材）２２ｂを着脱可能に取り付けるキャップ２３を備えている。第３光学部材２２ｂおよび第２光学部材２２ａにおいて発生する蛍光は互いに蛍光スペクトルが異なるとともに、光源２５，２６からの照明光および観察対象Ｘからのラマン散乱光とも異なる波長を有している。

また、分光分析部２４は、診断モードにおいて使用される診断用照明光を射出する診断用光源（光源）２５と、検査モードにおいて使用される検査用照明光を射出する検査用光源（光源）２６とを備えている。診断用光源２５としては、近赤外光を発生する半導体レーザを用いることができる。検査用光源２６は、診断用光源２５よりも短波長である可視光または近紫外光を発生する光源であって、例えば、ＬＥＤ、半導体レーザ、またはランプである。また、分光分析部２４は、検査用照明光を反射し、診断用照明光、蛍光およびラマン散乱光を透過する第１ダイクロイックミラー２７と、診断用照明光および蛍光を透過しラマン散乱光を反射する第２ダイクロイックミラー２８と、診断用照明光を透過し蛍光を反射する第３ダイクロイックミラー２９と、ラマン散乱光を透過し蛍光を反射する第４ダイクロイックミラー３０と、ミラー３１とを備えている。

第２光学部材２２ａの蛍光体は、光学的に透明、かつ、診断用光源２５による光励起に対して蛍光を発生せず、より短波長の光線を出力する検査用光源２６による光励起に対して蛍光を発生する材料であって、例えば、ガラスに蛍光活性元素を混入させた蛍光ガラスを用いることができる。第３光学部材２２ｂの蛍光体は、検査用光源２６による光励起に対して蛍光を発生する材料であって、蛍光物質を混入または塗布した物体や、蛍光ガラスを用いることができる。

診断モードにおいては、図１３に示されるように、キャップ２３を取り外した状態の光学プローブ２１の先端に観察対象Ｘを対向させ、診断用光源２５から診断用照明光を射出させる。このとき、制御部１６に備えられた入力装置を介して、検査用光源２６は消灯されるか、遮光されて診断モードで実施される測定に影響を与えないようにさせておく。

診断用光源２５から射出された診断用照明光は、第３ダイクロイックミラー２９、第２ダイクロイックミラー２８および第１ダイクロイックミラー２７の順に透過して光学プローブ２１に入射し、光学プローブ２１を経由して観察対象Ｘに照射される。観察対象Ｘにおいて発生したラマン散乱光は、光学プローブ２１を経由して、第１ダイクロイックミラー２７を透過し、第２ダイクロイックミラー２８において反射され、第４ダイクロイックミラー３０を透過して分光測定部１２に入射する。分光分析部２４におけるラマンスペクトルの測定および演算部１４における処理は第１の実施形態と同様である。

一方、検査モードにおいては、図１４に示されるように、光学プローブ２１の先端にキャップ２３を取り付けた状態で、検査用光源２６から検査用照明光を射出させる。このとき、制御部１６に備えられた入力装置を介して、診断用光源２５は消灯、または遮光されて検査モードで実施される検査に影響を与えないようにさせておく。

検査用光源２６から射出された検査用照明光は、第１ダイクロイックミラー２７により反射されて光学プローブ２１に入射し、コネクタ６の基端に取り付けられている第２光学部材２２ａおよび光学プローブ２１の先端のキャップ２３に取り付けられている第３光学部材２２ｂに照射される。第２光学部材２２ａにおいて発生した蛍光および第３光学部材２２ｂにおいて発生した蛍光は、分光分析部２４内に入射し、第１ダイクロイックミラー２７および第２ダイクロイックミラー２８を透過して、第３ダイクロイックミラー２９において反射され、ミラー３１および第４ダイクロイックミラー３０により反射されて分光測定部１２に入射する。

分光測定部１２においては、入射された蛍光のスペクトルを検出することにより、第３光学部材２２ｂにおいて発生した蛍光の強度Ａおよび第２光学部材２２ａにおいて発生した蛍光の強度Ｂがそれぞれ算出される。
演算部１４においては、分光測定部１２において算出された強度Ａ，Ｂを用いて、強度Ｓａｂおよび比Ｒａｂが算出され、第１の実施形態と同様の不具合の有無の判定が行われる。

本実施形態によれば、光ファイバ４の先端および基端に配置した光学部材２２ａ，２２ｂから発生し、ラマン散乱に比較して信号強度が強いために容易に検出が可能な蛍光の強度によって不具合の有無の判定を行うので、さらに容易に、不具合の情報を報知することができるという利点がある。

次に、本発明の第３の実施形態に係る分光分析装置３２について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る分光分析装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態に係る分光分析装置３２は、図１５に示されるように、光学プローブ３３が、照明光を導光する照明ファイバ（光ファイバ）３４と、戻り光を導光する集光ファイバ（光ファイバ）３５とを別々に備え、照明ファイバ３４の基端および集光ファイバ３５の基端には、それぞれ別々のコネクタ３６，３７が取り付けられている。
また、分光分析部３８は、照明ファイバ３４のコネクタ３６を接続する第１受側コネクタ３９と、集光ファイバ３５のコネクタ３７を接続する第２受側コネクタ４０とを別々に有している。

光学プローブ３３先端の第１光学部材７は、光励起によって複数波長のラマン散乱光を発生するような材料であって、例えばサファイア結晶である。第１光学部材７がサファイア結晶である場合には、サファイア結晶の振動モードとして、ラマンシフト値が４２０ｃｍ^－１、５８０ｃｍ^－１、および７５０ｃｍ^－１近傍に異なる３つのラマンピークをあたえる。

第１光学部材７は複数のラマンピークを示すが、これらのラマンピークの内、異なる２つのラマンピークの波長をそれぞれ第１光学部材７において発生する、第１のピーク波長λ１、および第２のピーク波長λ２とする。

ここで、第１のピーク波長λ１は、第２のピーク波長λ２よりも短波長（λ１＜λ２）である。また、観察対象Ｘが生体組織である場合には、観察対象Ｘのラマンスペクトルにおける関心のある領域として、第２のピーク波長λ２よりも長い波長を選ぶことができる。照明ファイバ３４および集光ファイバ３５の材料は、例えば、シリカである。

光源１０と第１受側コネクタ３９との間には、照明光を透過し、第１光学部材７および照明ファイバ３４において発生したラマン散乱光を反射する第１ダイクロイックミラー４１が配置されている。
また、分光測定部１２と第２受側コネクタ４０との間には、第１光学部材７および集光ファイバ３５において発生したラマン散乱光のうち、第２のピーク波長λ２を含む長波長成分を反射し、第１のピーク波長λ１を含む短波長成分を透過させる、第２ダイクロイックミラー４２が配置されている。
さらに、分光分析部３８には、第２受側コネクタ４０と第２ダイクロイックミラー４２との間の光路を開閉する光学シャッタ４３が配置されている。光学シャッタ４３の開閉は、制御部１６から光学シャッタ４３へ送信される電気信号によって実行される。

診断モードにおいては、図１６に示されるように、光学シャッタ４３を開いた状態で、光学プローブ３３の先端を観察対象Ｘに対向させ、光源１０から照明光を射出させる。診断モードにおいて生じる戻り光のスペクトルは図１９に示されるとおりである。光源１０から射出された照明光は、第１ダイクロイックミラー４１を透過して照明ファイバ３４に入射し、照明ファイバ３４を経由して観察対象Ｘに照射される。観察対象Ｘにおいて発生したラマン散乱光は、集光ファイバ３５を経由して、第２ダイクロイックミラー４２で反射され、分光測定部１２に入射する。図２０に示されるように、分光測定部１２において検出される検査光のスペクトルには、集光ファイバ３５を経由して第２ダイクロイックミラーで反射して入射する成分だけでなく、照明ファイバ３４を経由して第２ダイクロイックミラー４２を透過して入射する成分も含まれるが、λ３よりも短い波長域しか含まれないため観察対象Ｘの診断において影響はない。分光測定部１２におけるラマンスペクトルの測定および演算部１４における処理は第１の実施形態と同様である。

一方、検査モードにおいては、照明ファイバ３４を含む光路の検査と、集光ファイバ３５を含む光路の検査とを別々に行う。検査モードにおいて照明ファイバ３４および集光ファイバ３５の基端における戻り光のスペクトルは図２１に示されるとおりである。
照明ファイバ３４を含む光路の検査においては、図１７に示されるように、光学シャッタ４３を作動させて第２受側コネクタ４０と第２ダイクロイックミラー４２との間の光路を遮断した状態で、光源１０から照明光を射出させる。

光源１０から射出された照明光は、第１ダイクロイックミラー４１を透過して照明ファイバ３４に入射し、照明ファイバ３４内および第１光学部材７においてラマン散乱光が発生する。ラマン散乱光は、第１受側コネクタ３９を経由して分光分析部３８内に入射し、第１ダイクロイックミラー４１で反射させられる。このときの第１ダイクロイックミラー４１における波長の関係は図２２に示されるとおりである。

次に、照明ファイバ３４の光ファイバ４および第１光学部材７のラマン散乱光のうち、第１のピーク波長λ１を含む短波長成分は、第２ダイクロイックミラー４２を透過させられて、分光測定部１２に入射する。このときの第２ダイクロイックミラー４２における波長の関係は図２３に示すとおりであり、分光測定部１２で検出される検査光のスペクトルは図２４に示すとおりである。

照明ファイバ３４を含む光路の検査においては、演算部１４は、入力されてきた検査光のラマンスペクトルから第１光学部材７のラマン散乱光の第１のピーク波長λ１における検査光の強度Ｓａｂ（＝Ａ＋Ｂ）を求め、記憶部１３に記憶されている照明ファイバ３４のラマンスペクトルから、上記波長における照明ファイバ３４のラマン散乱光の強度Ｂを抽出し、第１光学部材７のラマン散乱光の第１のピーク波長λ１における強度Ａと、照明ファイバ３４のラマン散乱強度Ｂとの比Ｒａｂ（＝Ａ／Ｂ）を算出する。

そして、演算部１４は強度Ｓａｂを記憶部１３に記憶されている閾値ＴＳ１および閾値ＴＳ２と比較するとともに、比Ｒａｂを記憶部１３に記憶されている閾値ＴＲ１および閾値ＴＲ２と比較することにより、比較結果に応じて不具合の有無を判定する。本方法の詳細は上記の第１の実施形態と同様であるので省略する。

集光ファイバ３５を含む光路の検査においては、図１８に示されるように、光学シャッタ４３を作動させて第２受側コネクタ４０と第２ダイクロイックミラー４２との間の光路を開放した状態で、光源１０から照明光を射出させる。

光源１０から射出された照明光は、第１ダイクロイックミラー４１を透過して照明ファイバ３４に入射し、照明ファイバ３４内、集光ファイバ３５内および第１光学部材７において発生したラマン散乱光が第２受側コネクタ４０を経由して分光分析部３８内に入射する。このラマン散乱のうち、第１光学部材７の第１のピーク波長λ１よりは長波長であって、第２のピーク波長λ２を包含する波長成分は、第２ダイクロイックミラー４２を反射させられて、分光測定部１２に入射する。このときの第２ダイクロイックミラー４２における波長の関係は図２５に示されるとおりであり、分光測定部１２に入射する検査光のスペクトルは図２６に示されるとおりである。

分光測定部１２は、入射されてきた光のラマンスペクトルを検出する。図２７に示されるように、分光測定部１２において検出されるスペクトルには、集光ファイバ３５を経由して第２ダイクロイックミラーで反射して入射する成分だけでなく、照明ファイバ３４を経由して第２ダイクロイックミラー４２を透過して入射する成分も含まれるが、λ２よりも短い波長域しか含まれないため集光ファイバ３５を含む光路の検査に影響はない。分光測定部１２で検出される検査光には、照明ファイバ３４内において発生したラマン散乱光、第１光学部材７において発生したラマン散乱光、第１光学部材７において反射した照明光によって集光ファイバ３５内において発生したラマン散乱光が含まれる。
検出されたラマンスペクトルは演算部１４に入力される。

集光ファイバ３５を含む光路の検査においては、演算部１４は、入力されてきた検査光のラマンスペクトルから第１光学部材７のラマン散乱光の第２のピーク波長λ２における検査光の強度Ｓａｂ（＝Ａ＋Ｂ）を求め、記憶部１３に記憶されている照明ファイバ３４および集光ファイバ３５のラマン散乱光のスペクトルから上記波長における照明ファイバ３４および集光ファイバ３５のラマン散乱光の強度Ｂを抽出し、第１光学部材７のラマン散乱光の強度Ａと、照明ファイバ３４および集光ファイバ３５のラマン散乱光の強度Ｂとの比Ｒａｂ（＝Ａ／Ｂ）を算出する。

そして、演算部１４は、強度Ｓａｂを記憶部１３に記憶されている閾値ＴＳ１および閾値ＴＳ２と比較するとともに、比Ｒａｂを記憶部１３に記憶されている閾値ＴＲ１および閾値ＴＲ２と比較することにより、比較結果に応じて不具合の有無を以下の通りに判定する。表示部１５は、演算部１４による判定結果を表示する。

Ｓａｂ＞ＴＳ１であり、Ｒａｂ＞ＴＲ１である場合には、演算部１４は、第１受側コネクタ３９および第２受側コネクタ４０とコネクタ３６，３７との間の接続および照明ファイバ３４および集光ファイバ３５における光損失が許容範囲内であるとして、不具合がない旨を判定する。

Ｓａｂ＜ＴＳ１であり、Ｒａｂ＞ＴＲ１である場合には、演算部１４は、第１受側コネクタ３９および第２受側コネクタ４０とコネクタ３６，３７との間の接続において光損失が大きいという不具合が発生しているが、照明ファイバ３４および集光ファイバ３５は正常である旨を判定する。

ＴＳ２＜Ｓａｂ＜ＴＳ１であり、Ｒａｂ＜ＴＲ１である場合には、演算部１４は、第１受側コネクタ３９および第２受側コネクタ４０とコネクタ３６，３７との間の接続は正常であり、照明ファイバ３４および集光ファイバ３５における光損失が大きいという不具合が発生している旨を判定する。

Ｓａｂ＜ＴＳ２であり、Ｒａｂ＜ＴＲ１場合には、演算部１４は、第１受側コネクタ３９および第２受側コネクタ４０とコネクタ３６，３７との間の接続において光損失が大きいという不具合が発生し、かつ、照明ファイバ３４および集光ファイバ３５における光損失が大きいという不具合が発生している旨を判定する。

本実施形態によれば、光学プローブ３３の照明用光路である照明ファイバ３４と、集光用光路である集光ファイバ３５とが互いに独立した光路である場合でも、照明光の光路を切り替えることなく、照明ファイバ３４を経由した光路の検査と、集光ファイバ３５を経由した光路の検査とを別個に実施することにより、光学プローブ３３の光損失が、照明ファイバ３４、あるいは集光ファイバ３５のいずれで発生しているかを同定できる利点がある。

さらに、照明ファイバ３４を経由した光路の不具合を検査する場合と、集光ファイバ３５を経由した光路の不具合を検査する場合とを、使用するラマン散乱光のピーク波長を異ならせることにより、ダイクロイックミラー４１，４２を移動させずに、切り替えることができるという利点がある。

次に、本発明の第４の実施形態に係る分光分析装置４４について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第３の実施形態に係る分光分析装置３２と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る分光分析装置は、図２８に示されるように、分光分析部４５が、光源１０と第１受側コネクタ３９との間および第２受側コネクタ４０と分光測定部１２との間に、択一的に配置可能に移動するダイクロイックミラー４６を備えている。

診断モードにおいては、図２９に示されるように、ダイクロイックミラー４６を第２受側コネクタ４０と分光測定部１２との間に配置した状態で、光学プローブ３３の先端を観察対象Ｘに対向させ、光源１０から照明光を射出させる。光源１０から射出された照明光は、照明ファイバ３４に入射し、照明ファイバ３４を経由して観察対象Ｘに照射される。観察対象Ｘにおいて発生したラマン散乱光は、集光ファイバ３５を経由して、ダイクロイックミラー４６により反射され、分光測定部１２に入射する。分光測定部１２におけるラマンスペクトルの測定および演算部１４における処理は第１の実施形態と同様である。

一方、検査モードにおいては、照明ファイバ３４を含む光路の検査と、集光ファイバ３５を含む光路の検査とを別々に行う。
照明ファイバ３４を含む光路の検査においては、図３０に示されるように、ダイクロイックミラー４６を光源１０と第１受側コネクタ３９との間に移動させた状態で、光源１０から照明光を射出させる。

光源１０から射出された照明光は、ダイクロイックミラー４６を透過して照明ファイバ３４に入射し、照明ファイバ３４内および第１光学部材７において発生した第１のピーク波長のラマン散乱光が第１受側コネクタ３９を経由して分光分析部４５内に入射し、ダイクロイックミラー４６により反射させられて、分光測定部１２に入射する。分光測定部１２におけるラマンスペクトルの測定および演算部１４における処理は第１の実施形態と同様である。

集光ファイバ３５を含む光路の検査においては、図３１に示されるように、ダイクロイックミラー４６を第２受側コネクタ４０と分光測定部１２との間に移動させた状態で、光源１０から照明光を射出させる。
光源１０から射出された照明光は、照明ファイバ３４に入射し、照明ファイバ３４内、集光ファイバ３５内および第１光学部材７において発生した第２のピーク波長のラマン散乱光が第２受側コネクタ４０を経由して分光分析部４５内に入射し、ダイクロイックミラー４６により反射されて、分光測定部１２に入射する。

分光測定部１２は、入射されてきた光のラマンスペクトルを測定する。分光測定部１２に入射する検査光には、照明ファイバ３４内において発生したラマン散乱光、第１光学部材７において発生したラマン散乱光、第１光学部材７において反射した照明光および反射した照明光によって集光ファイバ３５内において発生したラマン散乱光が含まれる。
測定されたラマンスペクトルは演算部１４に入力される。

演算部１４は、入力されてきた検査光のラマンスペクトルから第１光学部材７のラマン散乱光の第２のピーク波長における検査光の強度Ｓａｂ（＝Ａ＋Ｂ）を求め、記憶部１３に記憶されている照明ファイバ３４および集光ファイバ３５のラマン散乱光のスペクトルから上記波長における照明ファイバ３４および集光ファイバ３５のラマン散乱光の強度Ｂを抽出し、第１光学部材７のラマン散乱光の強度Ａと、照明ファイバ３４および集光ファイバ３５のラマン散乱光の強度Ｂとの比Ｒａｂ（＝Ａ／Ｂ）を算出する。

そして、演算部１４は、強度Ｓａｂを記憶部１３に記憶されている閾値ＴＳ１および閾値ＴＳ２と比較するとともに、比Ｒａｂを記憶部１３に記憶されている閾値ＴＲ１および閾値ＴＲ２と比較することにより、比較結果に応じて不具合の有無を以下の通りに判定する。表示部１５は、演算部１４による判定結果を表示する。判定方法は第３の実施形態と同様である。

本実施形態によれば、光学プローブ３３の照明用光路である照明ファイバ３４と、集光用光路である集光ファイバ３５とが互いに独立した光路である場合でも、照明光の光路を切り替えることなく集光ファイバ３５を経由した光路の検査を別個に実施することにより、光学プローブ３３の光損失が、照明ファイバ３４、あるいは集光ファイバ３５のいずれで発生しているかを同定できる利点がある。さらにより多くの互いに独立した光路がある場合においても、ダイクロイックミラー１枚で検査を別個に実施することができるという利点がある。

次に、本発明の第５の実施形態に係る分光分析装置５５について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る分光分析装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態においては、図３２に示されるように、光学プローブ５１が、光ファイバ４の先端に対向する位置に配置された第１光学部材（光学部材）７と、コネクタ６の光ファイバ４の基端に配置される第２光学部材（光学部材）２２ｃとを備えている。

第１光学部材７および第２光学部材２２ｃは、互いに異なるラマンスペクトルを発生する光学的に透明な材料で構成されている。このような材料として、例えば、第１光学部材７としてはサファイア、第２光学部材２２ｃとしてはサファイア、光ファイバ４としてはシリカを用いることができる。この場合には、第２光学部材２２ｃのサファイアと、第１光学部材７のサファイアとは、互いに異なる結晶面が照明光の入射面となっていることが必要である。あるいは、第１光学部材７と第２光学部材２２ｃとがそれぞれ、サファイアおよびフッ化プラスチックなどのプラスチックであって、光ファイバ４がシリカであってもよい。あるいは、第１光学部材７と第２光学部材２２ｃとがそれぞれ、サファイアおよび石英であって、光ファイバ４がフッ化プラスチックなどのプラスチックであってもよい。

光学プローブ５１は光ファイバ４、第１光学部材７、および第２光学部材２２ｃを備えており、図３３に示されるように、光源１０から放射される照明光が光学プローブ５１へ入射すると、光ファイバ４、第１光学部材７、および第２光学部材２２ｃからは、異なるスペクトル形状を有するラマン散乱光が放射される。すなわち、光学プローブ５１のコネクタ６を分光分析部３の受側コネクタ８に接続し、光学プローブ５１の先端に観察対象Ｘを配置して、光源１０から照明光を射出させると、照明光が光学プローブ５１を経由して観察対象Ｘに照射される。

また、図３４は、光学プローブ５１側から分光分析部３側へ戻ってくる光のスペクトルを模式的に示す図であって、照明光が光学プローブ５１の光ファイバ４を導光される間に発生したラマン散乱光、第１光学部材７および第２光学部材２２ｃを通過する際に発生したラマン散乱光、観察対象Ｘにおいて発生したラマン散乱光（信号光）および照明光の一部が戻り光として光学プローブ５１側から分光分析部３側へ戻ってくる。

そして、ダイクロイックミラー１１は照明光を透過させるので、図３５に示される光スペクトルのように、戻り光の内の照明光が透過されることにより除外され、観察対象Ｘ、第１光学部材７、第２光学部材２２ｃ、および光ファイバ４のラマン散乱光からなる検査光が反射され、分光測定部１２に入射される。

診断モードにおいては、演算部１４は、入力されてきた戻り光のラマンスペクトルから第１光学部材７、第２光学部材２２ｃ、および光ファイバ４から発生したラマン散乱光の寄与を上記実施形態と同様の方法で除去して観察対象Ｘのラマンスペクトルを取得する。

検査モードにおいては、光学プローブ５１の先端に観察対象Ｘを配置することなく、光源１０から照明光を射出させる。図３６は、検査モードにおいて、光学プローブ５１側から分光分析部３側へ戻ってくる光のスペクトルを模式的に示す図であって、第１光学部材７によって反射した照明光、第１光学部材７および第２光学部材２２ｃを導光される際に発生したラマン散乱光、および光ファイバ４から発生したラマン散乱光が、光学プローブ５１側からの戻り光として分光分析部３側に戻ってくる。

そして、ダイクロイックミラー１１は照明光を透過させるので、戻り光の内の照明光が透過されることにより除外され、第１光学部材７、第２光学部材２２ｃ、および光ファイバ４のラマン散乱光からなる検査光が反射され、分光測定部１２に入射される。

ここで分光測定部１２において検出される検査光のラマンスペクトル強度について説明する。図３７は本実施形態における、分光分析部３と、光学プローブ５１のコネクタ６と、分光分析部３の受側コネクタ８と、光学プローブ５１に内蔵される光ファイバ４と、第１光学部材７と第２光学部材２２ｃとの配置とを模式的に示したものである。また、光学プローブ５１上の点Ｑの位置において、光ファイバ４の損傷によって光伝送効率に変化が生じているものとする。

また、光学プローブ５１と分光分析部３との接続位置から点Ｑの位置までの光ファイバ４の長さ寸法をＬ_１、点Ｑの位置から光学プローブ５１の先端に配置された第１光学部材７までの光ファイバ４の長さ寸法をＬ_２とする。また、光ファイバ４の全長をＬ（Ｌ＝Ｌ_１＋Ｌ_２）とする。

ここで、分光分析部３および光学プローブ５１の光学的な接続における光の伝送効率をη（０＜η＜１）、点Ｑの位置における光の伝送効率をα（０＜α＜１）、光学プローブ５１の先端面における光の反射効率をγ（０＜γ＜１）とする。
また、第１光学部材７におけるラマン散乱光の発生効率をσ_１、第２光学部材２２ｃにおけるラマン散乱光の発生効率をσ_２、光学プローブ５１の光ファイバ４のラマン散乱光の発生効率をσ_ｇとする。また、分光分析部３から光学プローブ５１への光入力パワーをＰとする。

上述のように各種パラメータを決定すると、分光測定部１２において検出される検査光のうち、各種部材のラマン散乱に起因する光強度は、近似的には以下の式（１３）から（１５）の光成分の強度和として示される。

光学プローブ５１の基端から先端へ導光される照明光によって発生するラマン散乱光のうち、光学プローブ５１の先端を経由せずに、分光分析部３へ戻ってくる光成分Ｌ_Ｔ１は、下式（１３）により示される。
Ｌ_Ｔ１＝σ_２η^２Ｐ＋Ｌ_１σ_ｇη^２Ｐ＋Ｌ_２σ_ｇα^２η^２Ｐ＋σ_１α^２η^２Ｐ （１３）

光学プローブ５１の基端から先端へ導光される照明光によって発生するラマン散乱光のうち、光学プローブ５１の先端において反射され、分光分析部３へ戻ってくる光成分Ｌ_Ｔ２は、下式（１４）により示される。
Ｌ_Ｔ２＝γα^２η^２Ｐ（σ_１＋σ_２＋σ_ｇＬ） （１４）

光学プローブ５１の先端から基端へ導光される照明光によって発生するラマン散乱光のうち、光学プローブ５１の先端を経由せずに、分光分析部３へ戻ってくる光成分Ｌ_Ｔ３は、下式（１５）により示される。
Ｌ_Ｔ３＝γα^２η^２P（σ_１＋σ_２＋σ_ｇＬ） （１５）

したがって、分光測定部１２で検出されるラマン散乱強度Ｐｏｂｓは、近似的に下式（１６）により示される。
Ｐｏｂｓ＝σ_２η^２Ｐ＋Ｌ_１σ_ｇη^２Ｐ＋Ｌ_２σ_ｇα^２η^２Ｐ＋σ_１α^２η^２Ｐ
＋２γα^２η^２Ｐ（σ_１＋σ_２＋σ_ｇＬ）
＝（１＋２γ）α^２η^２Ｐσ_１＋（１＋２γα^２）η^２Ｐσ_２
＋（Ｌ_１η^２＋Ｌ_２α^２η^２＋２γα^２η^２Ｌ）Ｐσ_ｇ （１６）

ここで、分光分析部３の受側コネクタ８と、光学プローブ５１のコネクタ６との間で実現される光学的接続、あるいは、光学プローブ５１の光ファイバ損失に依存して、分光測定部１２で検出されるラマン散乱強度が異なるために、いずれの部位において光損失の不具合が発生しているかを検査光のラマンスペクトルに基づいて判別可能であることを、以下ケース１からケース４までの条件別に詳細に説明する。

ケース１
分光分析部３および光学プローブ５１のコネクタ６における光損失が無視でき、かつ光学プローブ５１の光ファイバ損失も無視できる場合、すなわち、η≒１、かつ、α≒１である場合について説明する。

この場合において、分光測定部１２で検出される全ラマン散乱強度ＳＴ１は、下式（１７）で示される。
ＳＴ１＝（１＋２γ）Ｐσ_１＋（１＋２γ）Ｐσ_２
＋（Ｌ_１＋Ｌ_２＋２γＬ)Ｐσ_ｇ （１７）

また、第１光学部材７のラマン散乱強度と、第２光学部材２２ｃのラマン散乱強度の比であるＲ１１２は下式（１８）で示される。
Ｒ１１２＝（１＋２γ）Ｐσ_１／（１＋２γ)Ｐσ_２
＝σ_１／σ_２ （１８）

ケース２
分光分析部３および光学プローブ５１のコネクタ６における光損失が存在し、光学プローブ５１の光ファイバ損失が無視できる場合、すなわち、０＜η＜１、かつ、α≒１である場合について説明する。

この場合において、分光測定部１２で検出される全ラマン散乱強度ＳＴ２は、下式（１９）で示される。
ＳＴ２＝２γη^２Ｐσ_１＋（η²＋η^２＋２γη^２）Ｐσ_２
＋（Ｌ_１η^２＋Ｌ_２η^２＋２γη^２Ｌ）Ｐσ_ｇ
＝（（１＋２γ）Ｐσ_１＋（１＋２γ）Ｐσ_２＋（Ｌ_１＋Ｌ_２＋２γＬ）Ｐσ_ｇ）η^２＝η^２ＳＴ１ （１９）

また、第１光学部材７のラマン散乱強度と、第２光学部材２２ｃのラマン散乱強度の比であるＲ２１２は下式（２０）で示される。
Ｒ２１２＝（１＋２γ）Ｐσ_１／（１＋２γ）σ_２Ｐ
＝σ_１／σ_２ （２０）

ケース３
分光分析部３および光学プローブ５１のコネクタ６における光損失は無視でき、光学プローブ５１の光ファイバ損失が存在する場合、すなわち、η≒１、かつ、０＜α＜１である場合について説明する。

この場合において、分光測定部１２で検出される全ラマン散乱強度ＳＴ３は、下式（２１）で示される。
ＳＴ３＝（１＋２γ）α^２Ｐσ_１＋（１＋２γα^２）Ｐσ_２
＋（Ｌ_１＋Ｌ_２α^２＋２γα^２Ｌ）Ｐσ_ｇ （２１）

また、ケース３においては、第１光学部材７のラマン散乱強度と、第２光学部材２２ｃのラマン散乱強度の比であるＲ３１２は下式（２２）で示される。
Ｒ３１２＝（１＋２γ）α^２σ_１／（１＋２γα^２）σ_２ （２２）

ケース４
分光分析部３および光学プローブ５１のコネクタ６における光損失が存在し、光ファイバ４にも光損失が存在する場合、すなわち、０＜η＜１、かつ、０＜α＜１である場合について説明する。

この場合において、分光測定部１２で検出される全ラマン散乱強度ＳＴ４は、下式（２３）で示される。
ＳＴ４＝２γα^２η^２Ｐσ_１＋（１＋α^２＋２γα^２）η^２Ｐσ_２
＋（Ｌ_１＋Ｌ_２α^２＋２γα^２Ｌ）η^２Ｐσ_ｇ
＝η^２ＳＴ３ （２３）

また、第１光学部材７のラマン散乱強度と、第２光学部材２２ｃのラマン散乱強度の比であるＲ４１２は下式（２４）で示される。
Ｒ４１２＝（１＋２γ）α^２σ_１／（１＋２γα^２）σ_２ （２４）

ケース２の場合においては、分光測定部１２で検出されるラマン散乱強度ＳＴ２は、ケース１の場合に分光測定部１２で検出されるラマン散乱強度ＳＴ１に対して、伝送効率η（０＜η＜１）の二乗の因子寄与だけ減少する。一方、ケース１の場合における第１光学部材７と第２光学部材２２ｃとのラマン散乱強度比Ｒ１１２と、ケース２の場合における第１光学部材７と第２光学部材２２ｃとのラマン散乱強度比Ｒ２１２は同一値である。

ここで、ＳＴ１とＳＴ２との間の値として、適当な閾値ＴＳ１を設定することができる。このケース２のように、全ラマン散乱強度が閾値ＴＳ１より小さく、第１光学部材７と第２光学部材２２ｃとのラマン散乱強度比がケース１と比較して変わらないときには、演算部１４は、受側コネクタ８とコネクタ６との間の接続において光損失が大きいという不具合が発生しているが、光ファイバ４が正常である旨を判定する。

ケース３の場合においては、分光測定部１２で検出される全ラマン散乱強度ＳＴ３は、ケース１の場合に分光測定部１２で検出される全ラマン散乱強度ＳＴ１に対して減少し、
さらに、第１光学部材７と第２光学部材２２ｃとのラマン散乱強度比Ｒ３１２も、Ｒ１１２（およびＲ２１２）よりも減少する。

ケース４の場合においては、分光測定部１２で検出される全ラマン散乱強度ＳＴ４は、ケース３の場合に分光測定部１２で検出されるラマン散乱強度ＳＴ３に対して、さらに伝送効率η（０＜η＜１）の二乗の因子寄与だけ減少する。一方、第１光学部材７と第２光学部材２２ｃとのラマン散乱強度比Ｒ４１２はＲ３１２と同一値である。

ケース３およびケース４では、全ラマン散乱強度が減少し、かつ、第１光学部材７と第２光学部材２２ｃとのラマン散乱強度比も減少する。したがって、光ファイバ４の光損失およびコネクタ６の光損失が所定条件にあるときについて、Ｒ１１２およびＲ３１２を予め計測し、Ｒ１１２とＲ３１２との値の間に適当な閾値ＴＲを設定する。これにより、第１光学部材７と第２光学部材２２ｃとのラマン散乱強度比に基づいて、このケース３およびケース４と、ケース１（コネクタ６および光ファイバ４において光損失が無視できる）、およびケース２（コネクタ６において光損失が発生し、光ファイバ４では光損失は正常）の状態と区別することができる。

さらに、ケース４の場合においては、ケース３に比して全ラマン散乱強度がさらに減少するので、ＳＴ３およびＳＴ４の値の間に適当な閾値ＴＳ２を設定することによって、全ラマン散乱強度にもとづいてケース３の状態と区別することができる。
このように閾値を設定しておくことにより、全ラマン散乱強度が閾値ＴＳ２よりも大きく、ラマン散乱強度比が閾値ＴＲよりも小さくなっている場合には、演算部１４は、受側コネクタ８とコネクタ６との間の接続は正常であるが、光ファイバ４における光損失が大きいという不具合が発生している旨を判定する。

全ラマン散乱強度が閾値ＴＳ２よりも小さく、かつ、ラマン散乱強度比が閾値ＴＲよりも小さくなっている場合には、演算部１４は、受側コネクタ８とコネクタ６との間の接続における光損失が大きく、かつ、光ファイバ４における光損失が大きいという不具合が発生している旨を判定する。

本発明の第１の実施形態では、第１光学部材７のラマン散乱強度と光学プローブ２の光ファイバ４のラマン散乱強度との和および比を光損失の検査に使用する。第１の実施形態では、光学プローブ２中の光ファイバ４において、ファイバ損傷による光損失が光学プローブ２の基端の近傍付近で起こっている場合には、（Ａ）光学プローブ２と分光分析部３とのコネクタ接続は正常であるが、光学プローブ２に異常な光損失がある状況、（Ｂ）光学プローブ２と分光分析部３とのコネクタ接続に異常な光損失があるが、光学プローブ２の光損失は正常である状況において、第１光学部材７のラマン散乱強度および光学プローブ２の光ファイバ４のラマン散乱強度比の差が、状況（Ａ）と状況（Ｂ）とにおいて僅かであるために不具合の切り分けが容易でないことがあり得る。

しかしながら、本実施形態によれば、光学プローブ５１の先端に配置される第１光学部材７と、光学プローブ５１の基端に配置される第２光学部材２２ｃと、光ファイバ４において発生するラマン散乱光から、材料に由来するラマン散乱強度の和と、第１光学部材７および第２光学部材２２ｃのラマン散乱強度の比を個別に算出することにより、光学プローブ５１中の光ファイバ４において、ファイバ損傷による光損失がいずれの領域で発生していても、光損失による不具合が、分光分析部３と光学プローブ５１とを接続するコネクタ６の不良によって発生しているのか、光学プローブ５１に内蔵される光ファイバ４で発生しているのかを正確に特定することができるという利点がある。

１，２０，３２，４４ 分光分析装置
２，２１，３３，５１ 光学プローブ
３，２４，３８，４５ 分光分析部
４ 光ファイバ
６，３６，３７ コネクタ
７ 第１光学部材（光学部材）
１０ 光源
１４ 演算部（情報分離部、不具合判定部）
１５ 表示部（報知部）
２２ａ 第２光学部材（光学部材）
２２ｂ 第３光学部材（光学部材）
２５ 診断用光源（光源）
２６ 検査用光源（光源）
３４ 照明ファイバ（光ファイバ）
３５ 集光ファイバ（光ファイバ）
Ｘ 観察対象

Claims (6)

1. 光学プローブと、該光学プローブをコネクタにより着脱可能に取り付ける分光分析部とを備え、
   前記光学プローブが、光源からの照明光および観察対象からの信号光を導光する光ファイバと、該光ファイバの先端に配置された光学部材とを備え、
   前記分光分析部が、前記信号光を分光して波長特性を生成するとともに、前記信号光の情報から前記光学部材から戻る第１の戻り光および前記光ファイバから戻る第２の戻り光の情報を分離する情報分離部と、前記光学プローブの先端に前記観察対象を配置することなく、前記情報分離部により分離されたピーク波長における前記第１の戻り光の強度およびピーク波長における前記第２の戻り光の強度に基づいて、前記光学プローブにおいて発生している不具合を判定する不具合判定部と、判定された不具合の情報を報知する報知部とを備える分光分析装置。
2. 光学プローブと、該光学プローブをコネクタにより着脱可能に取り付ける分光分析部とを備え、
   前記光学プローブが、光源からの照明光および観察対象からの信号光を導光する光ファイバと、該光ファイバの先端および基端に配置された光学部材とを備え、
   前記分光分析部が、前記信号光を分光して波長特性を生成するとともに、前記信号光の情報から先端の前記光学部材から戻る第１の戻り光および基端の前記光学部材から戻る第２の戻り光の情報を分離する情報分離部と、前記光学プローブの先端に前記観察対象を配置することなく、前記情報分離部により分離されたピーク波長における前記第１の戻り光の強度およびピーク波長における前記第２の戻り光の強度に基づいて、前記光学プローブにおいて発生している不具合を判定する不具合判定部と、判定された不具合の情報を報知する報知部とを備える分光分析装置。
3. 前記第１の戻り光および前記第２の戻り光が蛍光である請求項２に記載の分光分析装置。
4. 前記第１の戻り光および前記第２の戻り光がラマン散乱光である請求項２に記載の分光分析装置。
5. 前記不具合判定部は、前記第１の戻り光の強度と前記第２の戻り光の強度との和および前記第１の戻り光の強度と前記第２の戻り光の強度との比に基づいて不具合を判定する請求項１または請求項２に記載の分光分析装置。
6. 前記光ファイバの先端の前記光学部材から戻る前記第１の戻り光のスペクトルの、２つ以上の異なる波長を利用することで、前記光学プローブの複数の前記光ファイバにおいて発生している不具合を判定する請求項１または請求項２に記載の分光分析装置。

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