JPH0727613A - マルチチャンネル型フーリエ変換分光装置 - Google Patents
マルチチャンネル型フーリエ変換分光装置Info
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- JPH0727613A JPH0727613A JP19791193A JP19791193A JPH0727613A JP H0727613 A JPH0727613 A JP H0727613A JP 19791193 A JP19791193 A JP 19791193A JP 19791193 A JP19791193 A JP 19791193A JP H0727613 A JPH0727613 A JP H0727613A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 マルチチャンネル型フーリエ変換分光装置の
波数分解能を簡単な構造で高めること。 【構成】 入射光の光路に沿って、入射光を偏光する偏
光子３と、偏光された光を２光波に分割し屈折する分割
複屈折素子４と、２光波に対して異なる屈折率を有する
複屈折結晶板５と、２光波の偏光方向を揃える検光子６
と、光を収束する収束レンズ７と、収束レンズ７によっ
て収束された光を受光する固体撮像素子８とを順次配設
して光学系を構成した。
波数分解能を簡単な構造で高めること。 【構成】 入射光の光路に沿って、入射光を偏光する偏
光子３と、偏光された光を２光波に分割し屈折する分割
複屈折素子４と、２光波に対して異なる屈折率を有する
複屈折結晶板５と、２光波の偏光方向を揃える検光子６
と、光を収束する収束レンズ７と、収束レンズ７によっ
て収束された光を受光する固体撮像素子８とを順次配設
して光学系を構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は受光素子を用いたマルチ
チャンネル型フーリエ変換分光装置に関する。
チャンネル型フーリエ変換分光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】物質からの反射光または透過光のスペク
トルを分析して物質の成分を測定する分光分析は古くか
ら知られており、初期の頃にはプリズムや回折格子が用
いられていたが、これらは分析に時間がかかること及び
入射した光の一部しか利用しないためにＳ／Ｎ比が極め
て悪いことが言われていた。その後コンピュータによる
演算が可能になったこともあって干渉縞（インターフェ
ログラム）のフーリエ変換が容易となり、フーリエ変換
を利用してスペクトルを得るフーリエ変換分光装置が広
く用いられるに至っている。フーリエ交換分光法の利点
は、明るく、Ｓ／Ｎ比が高く、波数精度の高い点にあ
る。
トルを分析して物質の成分を測定する分光分析は古くか
ら知られており、初期の頃にはプリズムや回折格子が用
いられていたが、これらは分析に時間がかかること及び
入射した光の一部しか利用しないためにＳ／Ｎ比が極め
て悪いことが言われていた。その後コンピュータによる
演算が可能になったこともあって干渉縞（インターフェ
ログラム）のフーリエ変換が容易となり、フーリエ変換
を利用してスペクトルを得るフーリエ変換分光装置が広
く用いられるに至っている。フーリエ交換分光法の利点
は、明るく、Ｓ／Ｎ比が高く、波数精度の高い点にあ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで最終段にＣＣ
Ｄイメージセンサなどの固体撮像素子を設けその出力信
号をフーリエ変換して分光するマルチチャンネル型フー
リエ変換分光装置においては、波数分解能を上げるため
には、固体撮像素子の素子数を増す必要があるが、その
様な素子を得るにはコスト上の問題や装置の複雑化、大
型化の原因となり容易なことではない。
Ｄイメージセンサなどの固体撮像素子を設けその出力信
号をフーリエ変換して分光するマルチチャンネル型フー
リエ変換分光装置においては、波数分解能を上げるため
には、固体撮像素子の素子数を増す必要があるが、その
様な素子を得るにはコスト上の問題や装置の複雑化、大
型化の原因となり容易なことではない。
【０００４】そこで本発明者らは、マルチチャンネル型
フーリエ変換分光装置では干渉計によって左右対称に広
がったインターフェログラムが得られる点に着目し、こ
れを簡単な構成で非対称とすることにより、分光装置の
波数分解能を向上させることを目的とする。
フーリエ変換分光装置では干渉計によって左右対称に広
がったインターフェログラムが得られる点に着目し、こ
れを簡単な構成で非対称とすることにより、分光装置の
波数分解能を向上させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、入射光の光路に沿って、該入射光を偏光
する偏光子と、偏光された光を２光波に振幅分割する複
屈折偏向素子と、前記２光波に対して異なる屈折率を有
する複屈折結晶板と、前記２光波の偏光方向を揃える検
光子と、フーリエ交換レンズと、該レンズによって収束
された光を受光する受光素子とを順次配設してマルチチ
ャンネル型フーリエ変換分光装置の光学系を構成した。
成するために、入射光の光路に沿って、該入射光を偏光
する偏光子と、偏光された光を２光波に振幅分割する複
屈折偏向素子と、前記２光波に対して異なる屈折率を有
する複屈折結晶板と、前記２光波の偏光方向を揃える検
光子と、フーリエ交換レンズと、該レンズによって収束
された光を受光する受光素子とを順次配設してマルチチ
ャンネル型フーリエ変換分光装置の光学系を構成した。
【０００６】
【作用】本発明は以上の構成によって、偏光され、複屈
折偏向素子により偏向状態に応じて２光波に振幅分割さ
れた光はさらに複屈折結晶板により偏向状態に応じた位
相差を与えられる。従って干渉後にその零位相差位置が
受光素子の端近くにくるので、片側インターフェログラ
ムを得ることができ、受光素子上のインターフェログラ
ムの密度を上げることができ、それによって波数分解能
が従来の波数分解能の約２倍に向上する。さらに複屈折
結晶板を光の進行方向に厚さの異なる複数の複屈折結晶
板を積層したもので構成し、２次元の受光素子を用いれ
ば、波数分解能はさらに向上する。
折偏向素子により偏向状態に応じて２光波に振幅分割さ
れた光はさらに複屈折結晶板により偏向状態に応じた位
相差を与えられる。従って干渉後にその零位相差位置が
受光素子の端近くにくるので、片側インターフェログラ
ムを得ることができ、受光素子上のインターフェログラ
ムの密度を上げることができ、それによって波数分解能
が従来の波数分解能の約２倍に向上する。さらに複屈折
結晶板を光の進行方向に厚さの異なる複数の複屈折結晶
板を積層したもので構成し、２次元の受光素子を用いれ
ば、波数分解能はさらに向上する。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【０００８】図１は本発明によるマルチチャンネル型フ
ーリエ変換分光装置の光学系を示す。図示した例はサバ
ール板を用いた複屈折偏光素子を用いたものであり、１
は成分測定しようとする物質からの反射光または透過光
としての光源、２は結像レンズ、３は偏光子、４は偏光
された１光波をその偏光状態に応じて振幅の等しい２光
波（常光線と異常光線）に分割する複屈折偏向素子（以
下「サバール板」と言う）、５は互いに直交する２つの
偏光方向を有する２光波に対し異なる屈折率を有する複
屈折結晶板、６は常光線および異常光線の偏光方向をそ
ろえるための検光子、７は２光線を干渉させるフーリエ
変換レンズ、８は真空ベルジャー９の内部に配置された
ＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子（たとえばＰ
ｔＳｉ素子）である。なお、固体撮像素子としてＰｂ
Ｓ、Ｇｅ、ＩｎＧａＡｓなどを用いたＣＣＤイメージセ
ンサを用いるときは真空ベルジャー９は不要である。光
源１からの光（１光波）は結像レンズ２で結合された後
偏光子３により偏光され、サバール板４で偏光状態に応
じて２光波に振幅分割される。このとき偏光子で光の偏
光状態を調節し、２光波の振幅が等しくなるようにす
る。サバール板４を出た２光波は互いに直交した偏光方
向を有するために複屈折結晶板５によって位相差が付け
られ、検光子６に通される。そして、位相差のついた２
光波はフーリエ変換レンズ７により干渉して固体撮像素
子８に結像する。その結果、固体撮像素子８から得られ
るインターフェログラムは、零位相差位置が中央にある
図２（ａ）に示した従来のインターフェログラムと違っ
て、零位相差位置が固体撮像素子８の端近くに偏った図
２（ｂ）に示したような非対称な形状となる。なお、図
２（ａ）および図２（ｂ）の波形の振幅は干渉縞の濃度
を示している。本発明により得られるインターフェログ
ラムは位相補正という信号処理手法を用いることによ
り、従来のインターフェログラムと同様のスペクトルを
得ることができる。
ーリエ変換分光装置の光学系を示す。図示した例はサバ
ール板を用いた複屈折偏光素子を用いたものであり、１
は成分測定しようとする物質からの反射光または透過光
としての光源、２は結像レンズ、３は偏光子、４は偏光
された１光波をその偏光状態に応じて振幅の等しい２光
波（常光線と異常光線）に分割する複屈折偏向素子（以
下「サバール板」と言う）、５は互いに直交する２つの
偏光方向を有する２光波に対し異なる屈折率を有する複
屈折結晶板、６は常光線および異常光線の偏光方向をそ
ろえるための検光子、７は２光線を干渉させるフーリエ
変換レンズ、８は真空ベルジャー９の内部に配置された
ＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子（たとえばＰ
ｔＳｉ素子）である。なお、固体撮像素子としてＰｂ
Ｓ、Ｇｅ、ＩｎＧａＡｓなどを用いたＣＣＤイメージセ
ンサを用いるときは真空ベルジャー９は不要である。光
源１からの光（１光波）は結像レンズ２で結合された後
偏光子３により偏光され、サバール板４で偏光状態に応
じて２光波に振幅分割される。このとき偏光子で光の偏
光状態を調節し、２光波の振幅が等しくなるようにす
る。サバール板４を出た２光波は互いに直交した偏光方
向を有するために複屈折結晶板５によって位相差が付け
られ、検光子６に通される。そして、位相差のついた２
光波はフーリエ変換レンズ７により干渉して固体撮像素
子８に結像する。その結果、固体撮像素子８から得られ
るインターフェログラムは、零位相差位置が中央にある
図２（ａ）に示した従来のインターフェログラムと違っ
て、零位相差位置が固体撮像素子８の端近くに偏った図
２（ｂ）に示したような非対称な形状となる。なお、図
２（ａ）および図２（ｂ）の波形の振幅は干渉縞の濃度
を示している。本発明により得られるインターフェログ
ラムは位相補正という信号処理手法を用いることによ
り、従来のインターフェログラムと同様のスペクトルを
得ることができる。
【０００９】ところで本発明で用いるサバール板４には
２酸化チタン（ＴｉＯ2 ）や炭酸カルシウム（方解石）
等を用いることができるが、本実施例では２酸化チタン
を用いた。
２酸化チタン（ＴｉＯ2 ）や炭酸カルシウム（方解石）
等を用いることができるが、本実施例では２酸化チタン
を用いた。
【００１０】一方、複屈折結晶板５には、実施例では常
光線に対する屈折率が２．６２、異常光線に対する屈折
率が２．９０と常光線に対する屈折率と異常光線に対す
る屈折率との差が大きい２酸化チタン（ＴｉＯ2 ）（ル
チルと呼ばれている）が用いられている。結晶軸の方向
は図３中に矢印Ａで示したように、たとえば４５°であ
る。
光線に対する屈折率が２．６２、異常光線に対する屈折
率が２．９０と常光線に対する屈折率と異常光線に対す
る屈折率との差が大きい２酸化チタン（ＴｉＯ2 ）（ル
チルと呼ばれている）が用いられている。結晶軸の方向
は図３中に矢印Ａで示したように、たとえば４５°であ
る。
【００１１】両光線の位相差量を決定する結晶の厚さを
シミュレーションにより求めた結果、発明者らの実験系
に適用した場合は０．７ｍｍの結晶板が必要であること
が判明した。ちなみに、発明者らの実験系は、固体撮像
素子８の画素数が４０９６、画素間隔が１０μｍ、サバ
ール板４による２光波のシェアリング幅が約１ｍｍ、フ
ーリエ変換レンズ７の焦点距離が６０ｍｍである。
シミュレーションにより求めた結果、発明者らの実験系
に適用した場合は０．７ｍｍの結晶板が必要であること
が判明した。ちなみに、発明者らの実験系は、固体撮像
素子８の画素数が４０９６、画素間隔が１０μｍ、サバ
ール板４による２光波のシェアリング幅が約１ｍｍ、フ
ーリエ変換レンズ７の焦点距離が６０ｍｍである。
【００１２】このように複屈折結晶板５を用いることに
よって固体撮像素子８上に片側インターフェログラム、
正確には図２（ｂ）に示すように、零位相差位置の片側
のすべてと反対側の極く一部とを含むインターフェログ
ラムを形成することができるので、波数分解能は同じ固
体撮像素子８を用いても図２（ａ）に示した従来の両側
インターフェログラムに比べて約１．８倍になる。な
お、光学系の設計に留意し光学上の収差等を小さなもの
とすれば、若干分解能は落ちるが、他側のインターフェ
ログラムを取り込み位相補正を行なわなくても、実用上
の分解能は確保できる場合もある。
よって固体撮像素子８上に片側インターフェログラム、
正確には図２（ｂ）に示すように、零位相差位置の片側
のすべてと反対側の極く一部とを含むインターフェログ
ラムを形成することができるので、波数分解能は同じ固
体撮像素子８を用いても図２（ａ）に示した従来の両側
インターフェログラムに比べて約１．８倍になる。な
お、光学系の設計に留意し光学上の収差等を小さなもの
とすれば、若干分解能は落ちるが、他側のインターフェ
ログラムを取り込み位相補正を行なわなくても、実用上
の分解能は確保できる場合もある。
【００１３】ところでマルチチャンネル型分光装置の波
数分解能は固体撮像素子の素子数によって制限される。
現在の技術では利用可能な１次元の固体撮像素子の素子
数は高々数千素子であるが、２次元の固体撮像素子とな
るとたとえば２５万素子（５１２×５１２）などのもの
があるので、これをフーリエ変換分光装置の検出器に用
いることができれば波数分解能は大幅に向上する。
数分解能は固体撮像素子の素子数によって制限される。
現在の技術では利用可能な１次元の固体撮像素子の素子
数は高々数千素子であるが、２次元の固体撮像素子とな
るとたとえば２５万素子（５１２×５１２）などのもの
があるので、これをフーリエ変換分光装置の検出器に用
いることができれば波数分解能は大幅に向上する。
【００１４】そこで本発明の第２の実施例としてフーリ
エ変換分光装置の検出器として２次元固体撮像素子を用
いたものを説明する。
エ変換分光装置の検出器として２次元固体撮像素子を用
いたものを説明する。
【００１５】図３は本発明によるマルチチャンネル型分
光装置の第２の実施例に用いられる複屈折結晶体を示
す。この複屈折結晶体は上で説明した第１の実施例に用
いられる複屈折結晶板５を積層して構成したもので、図
示したものは４枚の積層構造である。このように積層構
造の各結晶板の寸法を異ならせることにより干渉する２
光波に与える位相差を結晶板ごとに異ならせることがで
きる。そこで固体撮像素子として２次元ＣＣＤなどの２
次元固体撮像素子を用いることにより、複屈折結晶体か
ら得られる片側インターフェログラムを図４に示すよう
に各層ごとに４分割して受けることができる。なお、図
４において各列の固体撮像素子上に示した波形の振幅は
干渉縞の濃度を示している。２次元固体撮像素子上のイ
ンターフェログラムが滑らかにつながるようにするため
に、４層構造の複屈折結晶体を構成する各複屈折結晶板
の寸法を本発明者らの上述した実験系に適用してシミュ
レーションにより求めたところ図３に示したような値と
なった。実際には各結晶板により得られるインターフェ
ログラムが図５に示すように多少重なるように設計し、
演算の際結合する。ｎ層構造の複屈折結晶体を用いれば
波数分解能は理想的には左右対称のインターフェログラ
ムを取り込む従来の場合の最高２n 倍になる。これによ
ってＡＤ変換器の量子化誤差以上の強度でインターフェ
ログラムを取り込めた場合、約６倍の波数分解能の向上
が見込める。
光装置の第２の実施例に用いられる複屈折結晶体を示
す。この複屈折結晶体は上で説明した第１の実施例に用
いられる複屈折結晶板５を積層して構成したもので、図
示したものは４枚の積層構造である。このように積層構
造の各結晶板の寸法を異ならせることにより干渉する２
光波に与える位相差を結晶板ごとに異ならせることがで
きる。そこで固体撮像素子として２次元ＣＣＤなどの２
次元固体撮像素子を用いることにより、複屈折結晶体か
ら得られる片側インターフェログラムを図４に示すよう
に各層ごとに４分割して受けることができる。なお、図
４において各列の固体撮像素子上に示した波形の振幅は
干渉縞の濃度を示している。２次元固体撮像素子上のイ
ンターフェログラムが滑らかにつながるようにするため
に、４層構造の複屈折結晶体を構成する各複屈折結晶板
の寸法を本発明者らの上述した実験系に適用してシミュ
レーションにより求めたところ図３に示したような値と
なった。実際には各結晶板により得られるインターフェ
ログラムが図５に示すように多少重なるように設計し、
演算の際結合する。ｎ層構造の複屈折結晶体を用いれば
波数分解能は理想的には左右対称のインターフェログラ
ムを取り込む従来の場合の最高２n 倍になる。これによ
ってＡＤ変換器の量子化誤差以上の強度でインターフェ
ログラムを取り込めた場合、約６倍の波数分解能の向上
が見込める。
【００１６】上記実施例では複屈折結晶板の材料として
２酸化チタンを用いたが、この他に方解石等の複屈折性
の強い素子を用いることもできる。またサーバル板にし
ても複屈折結晶板にしても天然の材料のほかに人工の材
料を用いることもできる。さらに、上記実施例では受光
素子としてＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子を
用いたが、その他に感光フィルムや撮像管を用いること
もできる。
２酸化チタンを用いたが、この他に方解石等の複屈折性
の強い素子を用いることもできる。またサーバル板にし
ても複屈折結晶板にしても天然の材料のほかに人工の材
料を用いることもできる。さらに、上記実施例では受光
素子としてＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子を
用いたが、その他に感光フィルムや撮像管を用いること
もできる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光路中に複屈折結晶板を配設するだけの簡潔な構造で受
光素子上に片側インターフェログラムを形成することが
できるので、従来の左右対称なインターフェログラムを
形成する場合に比べて波数分解能を約２倍に高めること
ができる。また光の進行方向に厚さが異なる複数の複屈
折結晶板を積層した構造の複屈折結晶体を２次元受光素
子とともに用いることにより波数分解能をさらに向上さ
せることができる。
光路中に複屈折結晶板を配設するだけの簡潔な構造で受
光素子上に片側インターフェログラムを形成することが
できるので、従来の左右対称なインターフェログラムを
形成する場合に比べて波数分解能を約２倍に高めること
ができる。また光の進行方向に厚さが異なる複数の複屈
折結晶板を積層した構造の複屈折結晶体を２次元受光素
子とともに用いることにより波数分解能をさらに向上さ
せることができる。
【図１】本発明によるマルチチャンネル型フーリエ変換
分光装置の光学系を示す。
分光装置の光学系を示す。
【図２】（ａ）は従来のマルチチャンネル型フーリエ変
換分光装置により得られるインターフェログラム、
（ｂ）は本発明によるマルチチャンネル型フーリエ変換
分光装置により得られるインターフェログラムである。
換分光装置により得られるインターフェログラム、
（ｂ）は本発明によるマルチチャンネル型フーリエ変換
分光装置により得られるインターフェログラムである。
【図３】本発明の第２の実施例によるマルチチャンネル
型フーリエ変換分光装置で用いられる４層構造の複屈折
結晶体の斜視図である。
型フーリエ変換分光装置で用いられる４層構造の複屈折
結晶体の斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施例によるマルチチャンネル
型フーリエ変換分光装置の２次元固体撮像素子による片
側インターフェログラムの受光の様子を示す。
型フーリエ変換分光装置の２次元固体撮像素子による片
側インターフェログラムの受光の様子を示す。
【図５】本発明の第２の実施例によるマルチチャンネル
型フーリエ変換分光装置の２次元固体撮像素子と片側イ
ンターフェログラムとの対応を示す。
型フーリエ変換分光装置の２次元固体撮像素子と片側イ
ンターフェログラムとの対応を示す。
１ 光源 ２ 集光レンズ ３ 偏光子 ４ サバール板 ５ 複屈折結晶板 ６ 検光子 ７ フーリエ変換レンズ ８ 固体撮像素子 ９ 真空ベルジャー
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年９月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、入射光の光路に沿って、該入射光を偏光
する偏光子と、偏光された光を２光波に振幅分割する複
屈折偏光素子と、前記２光波に対して異なる屈折率を有
する複屈折結晶板と、前記２光波の偏光方向を揃える検
光子と、フーリエ交換レンズと、該レンズによって収束
された光を受光する受光素子とを順次配設してマルチチ
ャンネル型フーリエ変換分光装置の光学系を構成した。
成するために、入射光の光路に沿って、該入射光を偏光
する偏光子と、偏光された光を２光波に振幅分割する複
屈折偏光素子と、前記２光波に対して異なる屈折率を有
する複屈折結晶板と、前記２光波の偏光方向を揃える検
光子と、フーリエ交換レンズと、該レンズによって収束
された光を受光する受光素子とを順次配設してマルチチ
ャンネル型フーリエ変換分光装置の光学系を構成した。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【作用】本発明は以上の構成によって、偏光され、複屈
折偏光素子により偏光状態に応じて２光波に振幅分割さ
れた光はさらに複屈折結晶板により偏光状態に応じた位
相差を与えられる。従って干渉後にその零位相差位置が
受光素子の端近くにくるので、片側インターフェログラ
ムを得ることができ、受光素子上のインターフェログラ
ムの密度を上げることができ、それによって波数分解能
が従来の波数分解能の約２倍に向上する。さらに複屈折
結晶板を光の進行方向に厚さの異なる複数の複屈折結晶
板を積層したもので構成し、２次元の受光素子を用いれ
ば、波数分解能はさらに向上する。
折偏光素子により偏光状態に応じて２光波に振幅分割さ
れた光はさらに複屈折結晶板により偏光状態に応じた位
相差を与えられる。従って干渉後にその零位相差位置が
受光素子の端近くにくるので、片側インターフェログラ
ムを得ることができ、受光素子上のインターフェログラ
ムの密度を上げることができ、それによって波数分解能
が従来の波数分解能の約２倍に向上する。さらに複屈折
結晶板を光の進行方向に厚さの異なる複数の複屈折結晶
板を積層したもので構成し、２次元の受光素子を用いれ
ば、波数分解能はさらに向上する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】図１は本発明によるマルチチャンネル型フ
ーリエ変換分光装置の光学系を示す。図示した例はサバ
ール板を用いた複屈折偏光素子を用いたものであり、１
は成分測定しようとする物質からの反射光または透過光
としての光源、２は結像レンズ、３は偏光子、４は偏光
された１光波をその偏光状態に応じて振幅の等しい２光
波（常光線と異常光線）に分割する複屈折偏光素子（以
下「サバール板」と言う）、５は互いに直交する２つの
偏光方向を有する２光波に対し異なる屈折率を有する複
屈折結晶板、６は常光線および異常光線の偏光方向をそ
ろえるための検光子、７は２光線を干渉させるフーリエ
変換レンズ、８は真空ベルジャー９の内部に配置された
ＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子（たとえばＰ
ｔＳｉ素子）である。なお、固体撮像素子としてＰｂ
Ｓ、Ｇｅ、ＩｎＧａＡｓなどを用いたイメージセンサを
用いるときは真空ベルジャー９は不要である。光源１か
らの光（１光波）は結像レンズ２で結合された後偏光子
３により偏光され、サバール板４で偏光状態に応じて２
光波に振幅分割される。このとき偏光子で光の偏光状態
を調節し、２光波の振幅が等しくなるようにする。サバ
ール板４を出た２光波は互いに直交した偏光方向を有す
るために複屈折結晶板５によって位相差が付けられ、検
光子６に通される。そして、位相差のついた２光波はフ
ーリエ変換レンズ７により干渉して固体撮像素子８に結
像する。その結果、固体撮像素子８から得られるインタ
ーフェログラムは、零位相差位置が中央にある図２
（ａ）に示した従来のインターフェログラムと違って、
零位相差位置が固体撮像素子８の端近くに偏った図２
（ｂ）に示したような非対称な形状となる。なお、図２
（ａ）および図２（ｂ）の波形の振幅は干渉縞の濃度を
示している。本発明により得られるインターフェログラ
ムは位相補正という信号処理手法を用いることにより、
従来のインターフェログラムと同様のスペクトルを得る
ことができる。できる場合もある。
ーリエ変換分光装置の光学系を示す。図示した例はサバ
ール板を用いた複屈折偏光素子を用いたものであり、１
は成分測定しようとする物質からの反射光または透過光
としての光源、２は結像レンズ、３は偏光子、４は偏光
された１光波をその偏光状態に応じて振幅の等しい２光
波（常光線と異常光線）に分割する複屈折偏光素子（以
下「サバール板」と言う）、５は互いに直交する２つの
偏光方向を有する２光波に対し異なる屈折率を有する複
屈折結晶板、６は常光線および異常光線の偏光方向をそ
ろえるための検光子、７は２光線を干渉させるフーリエ
変換レンズ、８は真空ベルジャー９の内部に配置された
ＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子（たとえばＰ
ｔＳｉ素子）である。なお、固体撮像素子としてＰｂ
Ｓ、Ｇｅ、ＩｎＧａＡｓなどを用いたイメージセンサを
用いるときは真空ベルジャー９は不要である。光源１か
らの光（１光波）は結像レンズ２で結合された後偏光子
３により偏光され、サバール板４で偏光状態に応じて２
光波に振幅分割される。このとき偏光子で光の偏光状態
を調節し、２光波の振幅が等しくなるようにする。サバ
ール板４を出た２光波は互いに直交した偏光方向を有す
るために複屈折結晶板５によって位相差が付けられ、検
光子６に通される。そして、位相差のついた２光波はフ
ーリエ変換レンズ７により干渉して固体撮像素子８に結
像する。その結果、固体撮像素子８から得られるインタ
ーフェログラムは、零位相差位置が中央にある図２
（ａ）に示した従来のインターフェログラムと違って、
零位相差位置が固体撮像素子８の端近くに偏った図２
（ｂ）に示したような非対称な形状となる。なお、図２
（ａ）および図２（ｂ）の波形の振幅は干渉縞の濃度を
示している。本発明により得られるインターフェログラ
ムは位相補正という信号処理手法を用いることにより、
従来のインターフェログラムと同様のスペクトルを得る
ことができる。できる場合もある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】図３は本発明によるマルチチャンネル型分
光装置の第２の実施例に用いられる複屈折結晶体を示
す。この複屈折結晶体は上で説明した第１の実施例に用
いられる複屈折結晶板５を積層して構成したもので、図
示したものは４枚の積層構造である。このように積層構
造の各結晶板の寸法を異ならせることにより干渉する２
光波に与える位相差を結晶板ごとに異ならせることがで
きる。そこで固体撮像素子として２次元ＣＣＤなどの２
次元固体撮像素子を用いることにより、複屈折結晶体か
ら得られる片側インターフェログラムを図４に示すよう
に各層ごとに４分割して受けることができる。なお、図
４において各列の固体撮像素子上に示した波形の振幅は
干渉縞の濃度を示している。２次元固体撮像素子上のイ
ンターフェログラムが滑らかにつながるようにするため
に、４層構造の複屈折結晶体を構成する各複屈折結晶板
の寸法を本発明者らの上述した実験系に適用してシミュ
レーションにより求めたところ図３に示したような値と
なった。実際には各結晶板により得られるインターフェ
ログラムが図５に示すように多少重なるように設計し、
演算の際結合する。ｎ層構造の複屈折結晶体を用いれば
波数分解能は理想的には左右対称のインターフェログラ
ムを取り込む従来の場合の最高２ｎ倍になる。これによ
ってＡＤ変換器の量子化誤差以上の強度でインターフェ
ログラムを取り込めた場合、約６倍の波数分解能の向上
が見込める。
光装置の第２の実施例に用いられる複屈折結晶体を示
す。この複屈折結晶体は上で説明した第１の実施例に用
いられる複屈折結晶板５を積層して構成したもので、図
示したものは４枚の積層構造である。このように積層構
造の各結晶板の寸法を異ならせることにより干渉する２
光波に与える位相差を結晶板ごとに異ならせることがで
きる。そこで固体撮像素子として２次元ＣＣＤなどの２
次元固体撮像素子を用いることにより、複屈折結晶体か
ら得られる片側インターフェログラムを図４に示すよう
に各層ごとに４分割して受けることができる。なお、図
４において各列の固体撮像素子上に示した波形の振幅は
干渉縞の濃度を示している。２次元固体撮像素子上のイ
ンターフェログラムが滑らかにつながるようにするため
に、４層構造の複屈折結晶体を構成する各複屈折結晶板
の寸法を本発明者らの上述した実験系に適用してシミュ
レーションにより求めたところ図３に示したような値と
なった。実際には各結晶板により得られるインターフェ
ログラムが図５に示すように多少重なるように設計し、
演算の際結合する。ｎ層構造の複屈折結晶体を用いれば
波数分解能は理想的には左右対称のインターフェログラ
ムを取り込む従来の場合の最高２ｎ倍になる。これによ
ってＡＤ変換器の量子化誤差以上の強度でインターフェ
ログラムを取り込めた場合、約６倍の波数分解能の向上
が見込める。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松 隆 東京都中央区日本橋小網町19番12号 日清 製粉株式会社内 (72)発明者 上原 浩臣 東京都中央区日本橋小網町19番12号 日清 製粉株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 入射光の光路に沿って、該入射光を偏光
する偏光子と、偏光された光を２光波に振幅分割する複
屈折偏光素子と、前記２光波に対して異なる屈折率を有
する複屈折結晶板と、前記２光波の偏光方向を揃える検
光子と、フーリエ変換を行なうレンズと、該レンズによ
って収束された光を受光する受光素子とを順次配設した
ことを特徴とするマルチチャンネル型フーリエ変換分光
装置。 - 【請求項２】 前記受光素子が固体撮像素子である請求
項１に記載のマルチチャンネル型フーリエ変換分光装
置。 - 【請求項３】 前記複屈折結晶板が光の進行方向に一定
の厚さを有する１枚の複屈折結晶板からなり、前記固体
撮像素子が１次元の固体撮像素子からなる請求項２に記
載のマルチチャンネル型フーリエ変換分光装置。 - 【請求項４】 前記複屈折結晶板が光の進行方向に異な
る厚さを有する複数の複屈折結晶板の積層構造体からな
り、前記固体撮像素子が２次元の固体撮像素子からなる
請求項２に記載のマルチチャンネル型フーリエ変換分光
装置。 - 【請求項５】 前記複屈折結晶板がルチルである請求項
１ないし請求項４のいずれか１項に記載のマルチチャン
ネル型フーリエ変換分光装置。 - 【請求項６】 前記分割複屈折素子がサバール板である
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のマルチ
チャンネル型フーリエ変換分光装置。 - 【請求項７】 前記固体撮像素子がＣＣＤイメージセン
サである請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載
のマルチチャンネル型フーリエ変換分光装置。 - 【請求項８】 前記固体撮像素子が片側インターフェロ
グラムと他側インターフェログラムの一部とを出力する
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のマルチ
チャンネル型フーリエ変換分光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19791193A JP3329898B2 (ja) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | マルチチャンネル型フーリエ変換分光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19791193A JP3329898B2 (ja) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | マルチチャンネル型フーリエ変換分光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0727613A true JPH0727613A (ja) | 1995-01-31 |
| JP3329898B2 JP3329898B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=16382328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19791193A Expired - Fee Related JP3329898B2 (ja) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | マルチチャンネル型フーリエ変換分光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3329898B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999004229A1 (en) * | 1997-07-16 | 1999-01-28 | The Australian National University | Measurement of brightness, flow velocity and temperature of radiant media |
| AU738392B2 (en) * | 1997-07-16 | 2001-09-20 | Australian National University, The | Measurement of brightness, flow velocity and temperature of radiant media |
| KR100765709B1 (ko) * | 2005-03-28 | 2007-10-11 | 오므론 가부시키가이샤 | 분광 편광 계측 방법 |
| JP2015194359A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 散乱体分光分析装置 |
| JP2017122582A (ja) * | 2016-01-04 | 2017-07-13 | 富士電機株式会社 | 分光装置及び分光方法 |
| JP2017150981A (ja) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | パナソニックヘルスケアホールディングス株式会社 | 分光装置 |
| JP2017156310A (ja) * | 2016-03-04 | 2017-09-07 | パナソニックヘルスケアホールディングス株式会社 | 蛍光測定装置 |
| WO2020196693A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | ウシオ電機株式会社 | 分光測定装置及び分光測定方法 |
| JP2020159975A (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | ウシオ電機株式会社 | 分光測定装置及び分光測定方法 |
| JP2020169938A (ja) * | 2019-04-05 | 2020-10-15 | ウシオ電機株式会社 | 分光測定装置及び分光測定方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6708197B2 (ja) * | 2017-11-10 | 2020-06-10 | 横河電機株式会社 | 分光分析装置 |
-
1993
- 1993-07-15 JP JP19791193A patent/JP3329898B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999004229A1 (en) * | 1997-07-16 | 1999-01-28 | The Australian National University | Measurement of brightness, flow velocity and temperature of radiant media |
| AU738392B2 (en) * | 1997-07-16 | 2001-09-20 | Australian National University, The | Measurement of brightness, flow velocity and temperature of radiant media |
| US6462826B1 (en) | 1997-07-16 | 2002-10-08 | Australian National University | Measurement of brightness, flow velocity and temperature of radiant media |
| KR100765709B1 (ko) * | 2005-03-28 | 2007-10-11 | 오므론 가부시키가이샤 | 분광 편광 계측 방법 |
| JP2015194359A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 散乱体分光分析装置 |
| JP2017122582A (ja) * | 2016-01-04 | 2017-07-13 | 富士電機株式会社 | 分光装置及び分光方法 |
| JP2017150981A (ja) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | パナソニックヘルスケアホールディングス株式会社 | 分光装置 |
| JP2017156310A (ja) * | 2016-03-04 | 2017-09-07 | パナソニックヘルスケアホールディングス株式会社 | 蛍光測定装置 |
| WO2020196693A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | ウシオ電機株式会社 | 分光測定装置及び分光測定方法 |
| JP2020159975A (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | ウシオ電機株式会社 | 分光測定装置及び分光測定方法 |
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|---|---|
| JP3329898B2 (ja) | 2002-09-30 |
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