JPH08254464A - 分光装置 - Google Patents
分光装置Info
- Publication number
- JPH08254464A JPH08254464A JP5533495A JP5533495A JPH08254464A JP H08254464 A JPH08254464 A JP H08254464A JP 5533495 A JP5533495 A JP 5533495A JP 5533495 A JP5533495 A JP 5533495A JP H08254464 A JPH08254464 A JP H08254464A
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- Japan
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- wavelength
- light
- incident
- wavelength range
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Abstract
(57)【要約】
【目的】複数の入射口を設け、所望の波長分解能を確保
しつつ測定波長範囲を拡大できる分光装置を実現する。 【構成】分散素子に被測定光を入射し、前記分散素子か
らの出射光をとアレイ素子で検出するように構成した分
光装置において、測定波長範囲を複数の波長域に分割
し、各波長域に対応するそれぞれ異なる入射口を設ける
と共に、その入射口は各波長域の中心波長に対する前記
分散素子での回折角が同じになるように構成する。
しつつ測定波長範囲を拡大できる分光装置を実現する。 【構成】分散素子に被測定光を入射し、前記分散素子か
らの出射光をとアレイ素子で検出するように構成した分
光装置において、測定波長範囲を複数の波長域に分割
し、各波長域に対応するそれぞれ異なる入射口を設ける
と共に、その入射口は各波長域の中心波長に対する前記
分散素子での回折角が同じになるように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信や光計測、分光
分析などに利用される分光装置に関するもので、特にマ
ルチチャネル光検素子（アレイ素子という）を用い、波
長分解能を損なうことなく測定波長範囲を拡大するため
の改善に関するものである。
分析などに利用される分光装置に関するもので、特にマ
ルチチャネル光検素子（アレイ素子という）を用い、波
長分解能を損なうことなく測定波長範囲を拡大するため
の改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アレイ素子を利用したいわゆるポリクロ
メータは、回折格子を回転させる代わりに波長に応じて
回折する光を空間的に配列したアレイ素子で検出する分
光装置である。図７は従来のポリクロメータの一例を示
す要部構成図である。図において、ファイバ１から出射
された光はコリメーティングミラー２で平行光に変えら
れ、分散素子（ここでは回折格子）３に入る。回折格子
３を出た光ビームはフォーカシングミラー４により集束
されアレイ素子５上に照射される。この場合回折格子３
を回転させないで固定しておくと、入射光の波長に応じ
て回折角が変わり、アレイ素子５に当たる光スポットの
位置が変化（移動）する。したがって、光スポットの位
置により、入射光の波長などを知ることができる。
メータは、回折格子を回転させる代わりに波長に応じて
回折する光を空間的に配列したアレイ素子で検出する分
光装置である。図７は従来のポリクロメータの一例を示
す要部構成図である。図において、ファイバ１から出射
された光はコリメーティングミラー２で平行光に変えら
れ、分散素子（ここでは回折格子）３に入る。回折格子
３を出た光ビームはフォーカシングミラー４により集束
されアレイ素子５上に照射される。この場合回折格子３
を回転させないで固定しておくと、入射光の波長に応じ
て回折角が変わり、アレイ素子５に当たる光スポットの
位置が変化（移動）する。したがって、光スポットの位
置により、入射光の波長などを知ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の分光装置では、波長分解能と測定波長範囲は
アレイ素子の素子数、ピッチあるいはフォーカシングミ
ラーの焦点距離などで決まる。波長分解能と測定波長範
囲はトレードオフの関係にあり、一方を改善すれば他方
は犠牲になり、両方を同時に改善することはできないと
いう問題があった。
うな従来の分光装置では、波長分解能と測定波長範囲は
アレイ素子の素子数、ピッチあるいはフォーカシングミ
ラーの焦点距離などで決まる。波長分解能と測定波長範
囲はトレードオフの関係にあり、一方を改善すれば他方
は犠牲になり、両方を同時に改善することはできないと
いう問題があった。
【０００４】本発明の目的は、このような点に鑑み、複
数の入射口（スリット）を設け、所望の波長分解能を確
保しつつ測定波長範囲を拡大できる分光装置を実現する
ことにある。
数の入射口（スリット）を設け、所望の波長分解能を確
保しつつ測定波長範囲を拡大できる分光装置を実現する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、分散素子に被測定光を入射し、前
記分散素子からの出射光をとアレイ素子で検出するよう
に構成した分光装置において、測定波長範囲を複数の波
長域に分割し、各波長域に対応するそれぞれ異なる入射
口を設けると共に、その入射口は各波長域の中心波長に
対する前記分散素子での回折角が同じになるように設定
されたことを特徴とする。
るために本発明では、分散素子に被測定光を入射し、前
記分散素子からの出射光をとアレイ素子で検出するよう
に構成した分光装置において、測定波長範囲を複数の波
長域に分割し、各波長域に対応するそれぞれ異なる入射
口を設けると共に、その入射口は各波長域の中心波長に
対する前記分散素子での回折角が同じになるように設定
されたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】波長域が互いに異なる複数の入射口を設けると
共に、各入射口からの光が分散素子から同じ回折角で出
射するように構成する。これにより各入射口からの光を
同一のアレイ素子で受けることができ、所望の波長分解
能を確保しつつ測定波長範囲の拡大が図れる。
共に、各入射口からの光が分散素子から同じ回折角で出
射するように構成する。これにより各入射口からの光を
同一のアレイ素子で受けることができ、所望の波長分解
能を確保しつつ測定波長範囲の拡大が図れる。
【０００７】
【実施例】以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図１は本発明に係る分光装置の一実施例を示す構成図で
ある。なお、図７と同等部分には同一符号を付し、その
部分の説明は省略する。図は複数の入射口（ここでは説
明を簡潔にするため２つの入射口の場合を示す）を備え
た分光装置を示す。６および７はスリットにより開口幅
が調節された入射口であり、入射口６からは波長域λ10
±Δλの光が入り、入射口７からは波長域λ20±Δλの
光が入る。
図１は本発明に係る分光装置の一実施例を示す構成図で
ある。なお、図７と同等部分には同一符号を付し、その
部分の説明は省略する。図は複数の入射口（ここでは説
明を簡潔にするため２つの入射口の場合を示す）を備え
た分光装置を示す。６および７はスリットにより開口幅
が調節された入射口であり、入射口６からは波長域λ10
±Δλの光が入り、入射口７からは波長域λ20±Δλの
光が入る。
【０００８】本発明はこの２つの波長域λ10±Δλとλ
20±Δλの光を１つのアレイ素子でカバーするようにし
たものである。２つの波長の回折格子３への入射角α10
とα20は、それぞれ波長域の中心波長λ10とλ20に対す
る回折角が等しく（β0 ）なるように設定されている。
20±Δλの光を１つのアレイ素子でカバーするようにし
たものである。２つの波長の回折格子３への入射角α10
とα20は、それぞれ波長域の中心波長λ10とλ20に対す
る回折角が等しく（β0 ）なるように設定されている。
【０００９】アレイ素子を用いた分光装置では、波長分
解能はいくつかの要因によって制限されるが、ここでは
その理論分解能がアレイ素子の素子数（ｎch）と測定波
長範囲（２Δλ）とによって制限されるものとする。つ
まり理論分解能を隣接素子間波長差に等しいと定義する
と、次式が成立する。 理論分解能＝２Δλ／（ｎch−１）≒２Δλ／ｎch ただし、ｎch≫１
解能はいくつかの要因によって制限されるが、ここでは
その理論分解能がアレイ素子の素子数（ｎch）と測定波
長範囲（２Δλ）とによって制限されるものとする。つ
まり理論分解能を隣接素子間波長差に等しいと定義する
と、次式が成立する。 理論分解能＝２Δλ／（ｎch−１）≒２Δλ／ｎch ただし、ｎch≫１
【００１０】図１の構成においては、この理論分解能を
維持しながら測定波長範囲を２倍に拡大できる。他の要
因で分解能が制限されていても、その分解能を維持しな
がら入射口の数だけ測定波長範囲を拡大できる。
維持しながら測定波長範囲を２倍に拡大できる。他の要
因で分解能が制限されていても、その分解能を維持しな
がら入射口の数だけ測定波長範囲を拡大できる。
【００１１】図１における光学系の動作をさらに詳しく
説明する。２つの波長域の中心波長λ10とλ20に対する
回折角β10，β20は、回折格子の基本式 ｓｉｎ（α）＋ｓｉｎ（β）＝ｍλ／ｄ ただし、αは入射角 βは回折角 ｍは回折次数 λは波長 ｄは格子定数 から、 β10＝ｓｉｎ-1（ｍλ10／ｄ−ｓｉｎ（α10）） β20＝ｓｉｎ-1（ｍλ20／ｄ−ｓｉｎ（α20）） となる。
説明する。２つの波長域の中心波長λ10とλ20に対する
回折角β10，β20は、回折格子の基本式 ｓｉｎ（α）＋ｓｉｎ（β）＝ｍλ／ｄ ただし、αは入射角 βは回折角 ｍは回折次数 λは波長 ｄは格子定数 から、 β10＝ｓｉｎ-1（ｍλ10／ｄ−ｓｉｎ（α10）） β20＝ｓｉｎ-1（ｍλ20／ｄ−ｓｉｎ（α20）） となる。
【００１２】ここで、β10＝β20となるように、すなわ
ち ｍλ10／ｄ−ｓｉｎ（α10）＝ｍλ20／ｄ−ｓｉｎ（α
20） を満たすような入射角α10，α20になるように入射口を
設定しておけば、それぞれの中心波長からのずれΔλに
対して常に次式が成り立つ。 ｍ｛（λ10±Δλ）／ｄ｝−ｓｉｎ（α10） ＝ｍ｛（λ20±Δλ）／ｄ｝−ｓｉｎ（α20）
ち ｍλ10／ｄ−ｓｉｎ（α10）＝ｍλ20／ｄ−ｓｉｎ（α
20） を満たすような入射角α10，α20になるように入射口を
設定しておけば、それぞれの中心波長からのずれΔλに
対して常に次式が成り立つ。 ｍ｛（λ10±Δλ）／ｄ｝−ｓｉｎ（α10） ＝ｍ｛（λ20±Δλ）／ｄ｝−ｓｉｎ（α20）
【００１３】つまり２つの波長域、入射口、入射角およ
び中心波長が上記のように設定されていれば、同一のア
レイ素子で両方の波長域をカバーすることになる。波長
域が２つ以上あっても、入射口、入射角および中心波長
が上記のように設定されていれば、同様に成り立ち、所
望の分解能を維持しながら測定波長範囲を拡大できる。
び中心波長が上記のように設定されていれば、同一のア
レイ素子で両方の波長域をカバーすることになる。波長
域が２つ以上あっても、入射口、入射角および中心波長
が上記のように設定されていれば、同様に成り立ち、所
望の分解能を維持しながら測定波長範囲を拡大できる。
【００１４】なお本発明は図１に示す実施例に限定され
るものではなく、例えば以下に説明するような各種の変
形が許される。
るものではなく、例えば以下に説明するような各種の変
形が許される。
【００１５】図２は本発明の他の実施例図であり、入射
口に光ファイバコネクタ（レセプタクル）８，９を設
け、測定波長に応じて入射口を選択し光ファイバ１を差
し換えるようにしたものである。光ファイバコネクタ
８，９は取り付け位置が固定されているので、ファイバ
の差し換えによって入射光の位置が変わることはない。
口に光ファイバコネクタ（レセプタクル）８，９を設
け、測定波長に応じて入射口を選択し光ファイバ１を差
し換えるようにしたものである。光ファイバコネクタ
８，９は取り付け位置が固定されているので、ファイバ
の差し換えによって入射光の位置が変わることはない。
【００１６】図３は本発明の更に他の実施例図であり、
光分岐手段１０と光チャネルセレクタ１１を組み合わ
せ、光チャネルセレクタ１１を駆動して光分岐手段１０
の出力光のいずれか一方だけを通過させることにより、
光ファイバ１の差し換えをすることなく入射口を選択す
るようにしたものである。
光分岐手段１０と光チャネルセレクタ１１を組み合わ
せ、光チャネルセレクタ１１を駆動して光分岐手段１０
の出力光のいずれか一方だけを通過させることにより、
光ファイバ１の差し換えをすることなく入射口を選択す
るようにしたものである。
【００１７】図４は本発明の更に他の実施例図である。
タイミング信号発生器１２から発生するタイミング信号
をアレイ素子５の出力読み出し用の駆動回路１４および
光チャネルセレクタ１１のチャネル切り換え用の切換制
御回路１３に与えて、アレイ素子の出力読み出しと光チ
ャネルセレクタ１１のチャネル切り換えのタイミングを
同期させて、つまりチャネルの切り換えに同期して、ア
レイ素子の掃引を行い、複数チャネルからの１周期ずつ
の信号を交互に取り込むことにより複数の波長域を同時
に（掃引時間だけの時刻のずれはある）測定するように
したものである。なお、アレイ素子の出力信号を記憶す
るメモリ１５には異なる波長域からの信号が時系列に並
んだものとなるが、表示器１６には前記タイミング信号
により所定の波長域からの信号を読み出し表示する。
タイミング信号発生器１２から発生するタイミング信号
をアレイ素子５の出力読み出し用の駆動回路１４および
光チャネルセレクタ１１のチャネル切り換え用の切換制
御回路１３に与えて、アレイ素子の出力読み出しと光チ
ャネルセレクタ１１のチャネル切り換えのタイミングを
同期させて、つまりチャネルの切り換えに同期して、ア
レイ素子の掃引を行い、複数チャネルからの１周期ずつ
の信号を交互に取り込むことにより複数の波長域を同時
に（掃引時間だけの時刻のずれはある）測定するように
したものである。なお、アレイ素子の出力信号を記憶す
るメモリ１５には異なる波長域からの信号が時系列に並
んだものとなるが、表示器１６には前記タイミング信号
により所定の波長域からの信号を読み出し表示する。
【００１８】図５は本発明の更に他の実施例図である。
図５の構成では、光チャネルセレクタ１１が入射光ゼロ
のチャネル１１ａを備え、暗出力もリアルタイムで取り
込み、アレイ素子の測定値に対して暗出力キャンセルの
補正ができるように構成したものである。
図５の構成では、光チャネルセレクタ１１が入射光ゼロ
のチャネル１１ａを備え、暗出力もリアルタイムで取り
込み、アレイ素子の測定値に対して暗出力キャンセルの
補正ができるように構成したものである。
【００１９】図６は分散素子３としてプリズムを用いた
場合の構成例である。プリズムの角分散を考慮して入射
口を設ければ、前述の議論が成立する。
場合の構成例である。プリズムの角分散を考慮して入射
口を設ければ、前述の議論が成立する。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば次の
ような効果がある。アレイ素子を用いた従来の分光装置
ではアレイ素子の素子数によって分解能と測定波長範囲
とが一義的に決まっていたが、本発明によれば高分解能
でありながら従来よりも広い波長範囲の測定が可能とな
る。
ような効果がある。アレイ素子を用いた従来の分光装置
ではアレイ素子の素子数によって分解能と測定波長範囲
とが一義的に決まっていたが、本発明によれば高分解能
でありながら従来よりも広い波長範囲の測定が可能とな
る。
【図１】本発明に係る分光装置の一実施例を示す要部構
成図
成図
【図２】本発明の他の実施例図
【図３】本発明の更に他の実施例図
【図４】本発明の更に他の実施例図
【図５】本発明の更に他の実施例図
【図６】本発明の更に他の実施例図
【図７】従来の分光装置の一例を示す要部構成図であ
る。
る。
１ 光ファイバ ２ コリメーティングミラー ３ 分散素子 ４ フォーカシングミラー ５ アレイ素子 ６，７ 入射口 ８，９ 光ファイバコネクタ １０ 光分岐手段 １１ 光チャネルセレクタ １２ タイミング信号発生器 １３ 切換制御回路 １４ 駆動回路 １５ メモリ １６ 表示器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 在原 守 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】分散素子に被測定光を入射し、前記分散素
子からの出射光をとアレイ素子で検出するように構成し
た分光装置において、 測定波長範囲を複数の波長域に分割し、各波長域に対応
するそれぞれ異なる入射口を設けると共に、その入射口
は各波長域の中心波長に対する前記分散素子での回折角
が同じになるように設定されたことを特徴とする分光装
置。 - 【請求項２】前記分散素子として回折格子またはプリズ
ムを用いたことを特徴とする請求項１記載の分光装置。 - 【請求項３】前記入射口に光ファイバコネクタを設け、
測定波長域に応じて入射口を選択し、光ファイバを差し
換えるように構成したことを特徴とする請求項１または
請求項２記載の分光装置。 - 【請求項４】前記入射口を光分岐手段と光チャネルセレ
クタにより複数の入射口を形成すると共に、光分岐手段
により被測定光を複数の入射口に同時に入れ、前記光チ
ャネルセレクタにより所望の波長域を選択するように構
成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の
分光装置。 - 【請求項５】前記光チャネルセレクタをアレイ素子の読
み出しタイミングに同期してスキャンさせ、分割された
複数の波長域を一括して順次測定するように構成したこ
とを特徴とする請求項４記載の分光装置。 - 【請求項６】前記光チャネルセレクタは被測定光が遮断
されたチャネルを備え、このチャネルの暗出力も測定し
て他のチャネルの測定値を補正するように構成したこと
を特徴とする請求項５記載の分光装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5533495A JPH08254464A (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 分光装置 |
| PCT/JP1996/000612 WO1996028713A1 (fr) | 1995-03-15 | 1996-03-12 | Analyseur du spectre optique et spectroscope |
| DE0760469T DE760469T1 (de) | 1995-03-15 | 1996-03-12 | Optischer spektrumanalysator und spektroskop |
| DE69634321T DE69634321T2 (de) | 1995-03-15 | 1996-03-12 | Optischer spektrumanalysator und spektroskop |
| EP96905069A EP0760469B1 (en) | 1995-03-15 | 1996-03-12 | Optical spectrum analyser and spectroscope |
| US08/836,505 US5933235A (en) | 1995-03-15 | 1996-03-12 | Optical spectrum analyzer and spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5533495A JPH08254464A (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 分光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08254464A true JPH08254464A (ja) | 1996-10-01 |
Family
ID=12995644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5533495A Pending JPH08254464A (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 分光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08254464A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000338049A (ja) * | 1999-06-01 | 2000-12-08 | Nikon Corp | 欠陥検査装置及び欠陥検査方法 |
| KR100406838B1 (ko) * | 2001-06-22 | 2003-11-19 | 주식회사 파이맥스 | 다채널 분광분석을 위한 고속 주사형 겹살 분광광도계 |
| KR100406029B1 (ko) * | 2001-06-22 | 2003-11-19 | 주식회사 파이맥스 | 고속 주사형 다채널 다중광 분광광도계 |
| WO2010095472A1 (ja) * | 2009-02-18 | 2010-08-26 | 株式会社堀場製作所 | 試料分析装置 |
| CN114199379A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-18 | 深圳思凯测试技术有限公司 | 新型光谱仪和基于dlp技术的光强检测方法 |
-
1995
- 1995-03-15 JP JP5533495A patent/JPH08254464A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000338049A (ja) * | 1999-06-01 | 2000-12-08 | Nikon Corp | 欠陥検査装置及び欠陥検査方法 |
| JP4622007B2 (ja) * | 1999-06-01 | 2011-02-02 | 株式会社ニコン | 欠陥検査装置 |
| KR100406838B1 (ko) * | 2001-06-22 | 2003-11-19 | 주식회사 파이맥스 | 다채널 분광분석을 위한 고속 주사형 겹살 분광광도계 |
| KR100406029B1 (ko) * | 2001-06-22 | 2003-11-19 | 주식회사 파이맥스 | 고속 주사형 다채널 다중광 분광광도계 |
| WO2010095472A1 (ja) * | 2009-02-18 | 2010-08-26 | 株式会社堀場製作所 | 試料分析装置 |
| CN102308199A (zh) * | 2009-02-18 | 2012-01-04 | 株式会社堀场制作所 | 样品分析装置 |
| JP5419301B2 (ja) * | 2009-02-18 | 2014-02-19 | 株式会社堀場製作所 | 試料分析装置 |
| CN114199379A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-18 | 深圳思凯测试技术有限公司 | 新型光谱仪和基于dlp技术的光强检测方法 |
| CN114199379B (zh) * | 2021-12-14 | 2023-11-17 | 深圳思凯测试技术有限公司 | 光谱仪和基于dlp技术的光强检测方法 |
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