JPH085458A - 分光器 - Google Patents
分光器Info
- Publication number
- JPH085458A JPH085458A JP13407294A JP13407294A JPH085458A JP H085458 A JPH085458 A JP H085458A JP 13407294 A JP13407294 A JP 13407294A JP 13407294 A JP13407294 A JP 13407294A JP H085458 A JPH085458 A JP H085458A
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- Japan
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- light
- optical fiber
- measured
- optical
- splitting
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Abstract
(57)【要約】
【目的】機械的な駆動部分がなくポータブルな装置の実
現に有用な分光器を実現する。 【構成】被測定光を２光束に分ける手段と、伸縮可能に
形成された光ファイバと、この光ファイバを通った光束
と他の光束とを合波する手段と、前記合波された光を受
ける光検出器を備え、前記光ファイバを伸縮させ光検出
器より干渉信号が得られるように構成する。
現に有用な分光器を実現する。 【構成】被測定光を２光束に分ける手段と、伸縮可能に
形成された光ファイバと、この光ファイバを通った光束
と他の光束とを合波する手段と、前記合波された光を受
ける光検出器を備え、前記光ファイバを伸縮させ光検出
器より干渉信号が得られるように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光スペクトラムアナラ
イザや近赤外分光分析（ＮＩＲＳ）、赤外フーリエ分光
分析（ＦＴＩＲ）等に用いられる分光器に関し、特に回
折格子は用いないでフーリエ分光法を用いた分光器に関
するものである。
イザや近赤外分光分析（ＮＩＲＳ）、赤外フーリエ分光
分析（ＦＴＩＲ）等に用いられる分光器に関し、特に回
折格子は用いないでフーリエ分光法を用いた分光器に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より分光器としては、大別すると回
折格子等による分散分光法を用いたものと、マイケルソ
ン干渉計等によるフーリエ分光法を用いたものがある。
折格子等による分散分光法を用いたものと、マイケルソ
ン干渉計等によるフーリエ分光法を用いたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の方法においても次のような問題があった。
の方法においても次のような問題があった。
【０００４】回折格子を用いたものについては（本発
明とは直接関係しないのでその構成等については詳しく
説明しないが）、明らかに回折格子を回転させる機械的
な駆動部分が存在する。
明とは直接関係しないのでその構成等については詳しく
説明しないが）、明らかに回折格子を回転させる機械的
な駆動部分が存在する。
【０００５】フーリエ分光法を用いた分光器について
は次の通りである。図７にマイケルソン干渉計部分を示
す。被測定光１はハーフミラー２により２つの光束に分
離され、それぞれ固定鏡３と移動鏡４により反射され、
再度ハーフミラー２により合波され、光検出器５に入射
する。光検出器５には光路差に対応した干渉信号が得ら
れる。移動鏡４を動かしながらこの干渉信号を測定する
と、図８に示すように被測定光の波長の半分の移動距離
を周期とした波形が得られる。被測定光が多数の波長を
含む場合には、それぞれの波長に対応する波形が重ね合
わされた干渉信号が得られるため、フーリエ解析により
干渉信号の周期を分離すれば、被測定光のスペクトラム
が得られる。しかしながら、この場合も移動鏡４を動か
すための機械的な駆動部分が存在する。
は次の通りである。図７にマイケルソン干渉計部分を示
す。被測定光１はハーフミラー２により２つの光束に分
離され、それぞれ固定鏡３と移動鏡４により反射され、
再度ハーフミラー２により合波され、光検出器５に入射
する。光検出器５には光路差に対応した干渉信号が得ら
れる。移動鏡４を動かしながらこの干渉信号を測定する
と、図８に示すように被測定光の波長の半分の移動距離
を周期とした波形が得られる。被測定光が多数の波長を
含む場合には、それぞれの波長に対応する波形が重ね合
わされた干渉信号が得られるため、フーリエ解析により
干渉信号の周期を分離すれば、被測定光のスペクトラム
が得られる。しかしながら、この場合も移動鏡４を動か
すための機械的な駆動部分が存在する。
【０００６】このように従来の分光器には機械的な駆動
部分が存在するため、ポータブルな装置を開発する上で
振動などの対環境性や、小型化、軽量化に問題があっ
た。本発明の目的は、このような点に鑑み、機械的な駆
動部分がなくポータブルな装置の実現に有用な分光器を
提供することにある。
部分が存在するため、ポータブルな装置を開発する上で
振動などの対環境性や、小型化、軽量化に問題があっ
た。本発明の目的は、このような点に鑑み、機械的な駆
動部分がなくポータブルな装置の実現に有用な分光器を
提供することにある。
【０００７】
【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、被測定光を２光束に分ける手段
と、伸縮可能に形成された光ファイバと、この光ファイ
バを通った光束と他の光束とを合波する手段と、前記合
波された光を受ける光検出器を備え、前記光ファイバを
伸縮させて光路長を変化させ光検出器より干渉信号が得
られるように構成したことを特徴とする。また本発明の
他の発明は、被測定光を２光束に分ける手段と、ボビン
に温度調節用のヒータと密着して巻回された光ファイバ
と、この光ファイバを通った光束と他の光束とを合波す
る手段と、前記合波された光を受ける光検出器を備え、
前記ヒータを駆動して光ファイバの温度を変えることに
より光路長を変化させ光検出器より干渉信号が得られる
ように構成したことを特徴とする。さらにまた本発明の
他の発明は、前記光ファイバを平面光導波路に置き換え
たことを特徴とする。
るために本発明では、被測定光を２光束に分ける手段
と、伸縮可能に形成された光ファイバと、この光ファイ
バを通った光束と他の光束とを合波する手段と、前記合
波された光を受ける光検出器を備え、前記光ファイバを
伸縮させて光路長を変化させ光検出器より干渉信号が得
られるように構成したことを特徴とする。また本発明の
他の発明は、被測定光を２光束に分ける手段と、ボビン
に温度調節用のヒータと密着して巻回された光ファイバ
と、この光ファイバを通った光束と他の光束とを合波す
る手段と、前記合波された光を受ける光検出器を備え、
前記ヒータを駆動して光ファイバの温度を変えることに
より光路長を変化させ光検出器より干渉信号が得られる
ように構成したことを特徴とする。さらにまた本発明の
他の発明は、前記光ファイバを平面光導波路に置き換え
たことを特徴とする。
【０００８】
【作用】被測定光を２つに分け、機械的な駆動によらな
いで光路長を変化し得る構造の光ファイバあるいは平面
光導波路に一方の光束を通し、その後再び２つの光束を
合波して光検出器で受光する。光路長を変化させること
により光検出器より干渉信号が得られる。本発明では、
電歪効果、磁歪効果、温度変化等のように、機械的な駆
動部分のない方法により光ファイバあるいは平面光導波
路の光路長を変化させており、振動のない、小型化、軽
量化に優れた分光器を実現することができる。
いで光路長を変化し得る構造の光ファイバあるいは平面
光導波路に一方の光束を通し、その後再び２つの光束を
合波して光検出器で受光する。光路長を変化させること
により光検出器より干渉信号が得られる。本発明では、
電歪効果、磁歪効果、温度変化等のように、機械的な駆
動部分のない方法により光ファイバあるいは平面光導波
路の光路長を変化させており、振動のない、小型化、軽
量化に優れた分光器を実現することができる。
【０００９】
【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器の一実施例を示す構成図であ
る。図において、１１は被測定光、１２は被測定光を２
光束に分ける手段で、通常ハーフミラーが使用される。
１３は２つの光束を合波する手段で、通常ハーフミラー
が用いられる。１４および１５はレンズ、１６はファイ
バ、１７ａ，１７ｂは半円柱、１８は半円柱に挟まれた
電歪素子、１９は光検出器である。
図１は本発明に係る分光器の一実施例を示す構成図であ
る。図において、１１は被測定光、１２は被測定光を２
光束に分ける手段で、通常ハーフミラーが使用される。
１３は２つの光束を合波する手段で、通常ハーフミラー
が用いられる。１４および１５はレンズ、１６はファイ
バ、１７ａ，１７ｂは半円柱、１８は半円柱に挟まれた
電歪素子、１９は光検出器である。
【００１０】被測定光１１はハーフミラー１２により２
つに分離され、一方はレンズ１４によりファイバ１６に
入射し、他方はハーフミラー１３に入射する。ファイバ
１６は、２つの半円柱１７ａ，１７ｂと電歪素子１８で
構成されたボビンに少なくとも１回以上巻回されてい
る。なお、図１では構成を分かりやすく示すために半円
柱１７ａ，１７ｂとファイバ１６の間に間隙を設けてあ
るが、実際は半円柱の外側に密着してファイバ１６が巻
かれ結合されている（以下の図においても同様であ
る）。
つに分離され、一方はレンズ１４によりファイバ１６に
入射し、他方はハーフミラー１３に入射する。ファイバ
１６は、２つの半円柱１７ａ，１７ｂと電歪素子１８で
構成されたボビンに少なくとも１回以上巻回されてい
る。なお、図１では構成を分かりやすく示すために半円
柱１７ａ，１７ｂとファイバ１６の間に間隙を設けてあ
るが、実際は半円柱の外側に密着してファイバ１６が巻
かれ結合されている（以下の図においても同様であ
る）。
【００１１】電歪素子１８は印加電圧に応じてその厚み
を変化させることができる。電歪素子１８の厚みが変化
するとボビンの径が変化し、それに応じてファイバ１６
が伸縮する。ファイバ１６からの出射光はレンズ１５に
よりハーフミラー１３に入射する。ハーフミラー１３に
よりハーフミラー１２の透過光とレンズ１５からの光と
が合波され、この合波された光が光検出器１９で受光さ
れる。光検出器１９には光路差に対応した干渉信号が得
られる。
を変化させることができる。電歪素子１８の厚みが変化
するとボビンの径が変化し、それに応じてファイバ１６
が伸縮する。ファイバ１６からの出射光はレンズ１５に
よりハーフミラー１３に入射する。ハーフミラー１３に
よりハーフミラー１２の透過光とレンズ１５からの光と
が合波され、この合波された光が光検出器１９で受光さ
れる。光検出器１９には光路差に対応した干渉信号が得
られる。
【００１２】このような構成において、電歪素子８に印
加する電圧を変化させてファイバ１６を伸縮させる。フ
ァイバ１６の伸縮により光路長が変化し、分離された２
つの光束の光路差が変化する。光検出器にはこの光路差
に応じた干渉信号、すなわち図８に示すように被測定光
の波長の半分の光路差変化を周期とした波形が得られ
る。なお、被測定信号が多数の波長を含む場合には、そ
れぞれの波長に対応する波形が重ね合わされた干渉信号
が得られるため、フーリエ解析により干渉信号の周期を
分離すれば、被測定光のスペクトラムが得られる。
加する電圧を変化させてファイバ１６を伸縮させる。フ
ァイバ１６の伸縮により光路長が変化し、分離された２
つの光束の光路差が変化する。光検出器にはこの光路差
に応じた干渉信号、すなわち図８に示すように被測定光
の波長の半分の光路差変化を周期とした波形が得られ
る。なお、被測定信号が多数の波長を含む場合には、そ
れぞれの波長に対応する波形が重ね合わされた干渉信号
が得られるため、フーリエ解析により干渉信号の周期を
分離すれば、被測定光のスペクトラムが得られる。
【００１３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、各種の変形が許される。例えば、電歪素子
１８の代わりに磁場の強さに応じてその厚みが変化する
磁歪素子を用いてもよい。
のではなく、各種の変形が許される。例えば、電歪素子
１８の代わりに磁場の強さに応じてその厚みが変化する
磁歪素子を用いてもよい。
【００１４】また、ファイバ１６の部分を図２のような
構成としてもよい。同図において、２１は一定温度に制
御されたボビンであり、このボビン２１にファイバ１６
とヒータ２２が密着して巻かれている。ヒータ２２の電
流を調節しファイバ１６の温度を変えて光路長を変化さ
せる。
構成としてもよい。同図において、２１は一定温度に制
御されたボビンであり、このボビン２１にファイバ１６
とヒータ２２が密着して巻かれている。ヒータ２２の電
流を調節しファイバ１６の温度を変えて光路長を変化さ
せる。
【００１５】図３は本発明の他の実施例図である。図１
と異なる点は、ハーフミラー１２で２つに分離された被
測定光１１の両方を、レンズ１４とレンズ３１によりほ
ぼ光路差の等しい２つのファイバ１６と３２に入射し、
それぞれの出射光をレンズ１５と３３を通してハーフミ
ラー１３で合波することである。このような構成によれ
ば、干渉する２光束の光路長がほぼ等しくなり、被測定
光の可干渉距離が短い場合でも光検出器１９に干渉信号
が得られるという効果がある。
と異なる点は、ハーフミラー１２で２つに分離された被
測定光１１の両方を、レンズ１４とレンズ３１によりほ
ぼ光路差の等しい２つのファイバ１６と３２に入射し、
それぞれの出射光をレンズ１５と３３を通してハーフミ
ラー１３で合波することである。このような構成によれ
ば、干渉する２光束の光路長がほぼ等しくなり、被測定
光の可干渉距離が短い場合でも光検出器１９に干渉信号
が得られるという効果がある。
【００１６】図４は本発明の更に他の実施例を示す構成
図である。図３と異なる点は、図３中のハーフミラー１
２，１３をファイバカップラー４１，４２に置き換えた
点である。このような構成によれば、装置内の光学的な
アライメントが不要となり、対環境性が更に向上する。
図である。図３と異なる点は、図３中のハーフミラー１
２，１３をファイバカップラー４１，４２に置き換えた
点である。このような構成によれば、装置内の光学的な
アライメントが不要となり、対環境性が更に向上する。
【００１７】図５は更に他の実施例図であり、図３と異
なる点は、ファイバ１６，３２の一方の端面をミラー５
１，５２とし、マイケルソン干渉計を構成した点であ
る。ミラー５１，５２で反射された被測定光はファイバ
１６，３２を逆に戻り、ハーフミラー１２で合波され
る。合波された光は光検出器１９で受光され、光路差に
対応した干渉信号を測定することができる。このような
構造によれば、被測定光１１がファイバ１６を２回通る
ため、同じ変化で２倍の光路長差が得られる効果があ
る。またハーフミラーが１つとなり光学系が簡単になる
という効果もある。
なる点は、ファイバ１６，３２の一方の端面をミラー５
１，５２とし、マイケルソン干渉計を構成した点であ
る。ミラー５１，５２で反射された被測定光はファイバ
１６，３２を逆に戻り、ハーフミラー１２で合波され
る。合波された光は光検出器１９で受光され、光路差に
対応した干渉信号を測定することができる。このような
構造によれば、被測定光１１がファイバ１６を２回通る
ため、同じ変化で２倍の光路長差が得られる効果があ
る。またハーフミラーが１つとなり光学系が簡単になる
という効果もある。
【００１８】図６は図５の変形例である。図５と異なる
ところは、ファイバ１６，３２を、シリコンやニオブ酸
リチウムなどの光学基板６１上に形成された平面光導波
路６２，６３に置き換えたことと、ハーフミラー１２を
ファイバガップラー６７に置き換えたことである。更
に、平面導波路６３上に電気ヒータ６６（図では見やす
くするためにヒータ両端の引き出し電線のみ示してあ
る）が形成してあり、これにより光導波路６３の温度を
変え光導波路６３の光路長を変化させる。光導波路６３
の端面にはミラー６４、６５が形成されている。なお、
ファイバカップラー６７の端面と光導波路の端面の光結
合方式には特に限定はない。また、光路長を変化させる
方式は、温度調節だけでなく、電気光学効果や歪による
屈折率の変化を用いる方式でもよい。
ところは、ファイバ１６，３２を、シリコンやニオブ酸
リチウムなどの光学基板６１上に形成された平面光導波
路６２，６３に置き換えたことと、ハーフミラー１２を
ファイバガップラー６７に置き換えたことである。更
に、平面導波路６３上に電気ヒータ６６（図では見やす
くするためにヒータ両端の引き出し電線のみ示してあ
る）が形成してあり、これにより光導波路６３の温度を
変え光導波路６３の光路長を変化させる。光導波路６３
の端面にはミラー６４、６５が形成されている。なお、
ファイバカップラー６７の端面と光導波路の端面の光結
合方式には特に限定はない。また、光路長を変化させる
方式は、温度調節だけでなく、電気光学効果や歪による
屈折率の変化を用いる方式でもよい。
【００１９】なお、ファイバ中の偏波ゆらぎの影響を除
くため、上記実施例中の光検出器１９に偏波ダイバーシ
ティ方式を採用することも可能である。
くため、上記実施例中の光検出器１９に偏波ダイバーシ
ティ方式を採用することも可能である。
【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。従来の分光器には機械的な駆動部
分が存在するため、ポータブルな装置を開発する上で振
動等の対環境性や、小型化、軽量化に問題があったが、
本発明によれば機械的な駆動部分のない分光器を簡単に
実現でき、実用に供してその効果は大きい。
のような効果がある。従来の分光器には機械的な駆動部
分が存在するため、ポータブルな装置を開発する上で振
動等の対環境性や、小型化、軽量化に問題があったが、
本発明によれば機械的な駆動部分のない分光器を簡単に
実現でき、実用に供してその効果は大きい。
【図１】本発明に係る分光器の一実施例を示す構成図で
ある。
ある。
【図２】ファイバ部分の他の実施例図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図４】本発明の更に他の実施例を示す構成図である。
【図５】本発明の更に他の実施例を示す構成図である。
【図６】本発明の更に他の実施例を示す構成図である。
【図７】従来のマイケルソン干渉計部分の一例を示す構
成図である。
成図である。
【図８】干渉信号に関する波形図である。
１１ 被測定光 １２，１３ ハーフラミー １４，１５ レンズ １６，３２ 光ファイバ １７ａ，１７ｂ 半円柱 １８ 電歪素子 １９ 光検出器 ２１ ボビン ２２，６６ ヒータ ４１，４２，６７ ファイバカップラー ５１，５２，６４，６５ ミラー ６１ 光学基板 ６２，６３ 平面光導波路
Claims (7)
- 【請求項１】被測定光を２光束に分ける手段と、 電歪素子または磁歪素子を有しその素子の駆動により外
径が変化するように形成されたボビンに巻回された光フ
ァイバと、 この光ファイバを通った前記２光束に分ける手段から出
射した一方の被測定光の光束と、前記２光束に分ける手
段から出射した他方の被測定光の光束とを合波する手段
と、 この合波する手段からの光を受ける光検出器を備え、前
記電歪素子または磁歪素子の駆動により光ファイバを伸
縮させ光路長を変化させることによって光検出器より干
渉信号が得られるように構成したことを特徴とする分光
器。 - 【請求項２】被測定光を２光束に分ける手段と、 ボビンに温度調節用のヒータと密着して巻回された光フ
ァイバと、 この光ファイバを通った前記２光束に分ける手段から出
射した一方の被測定光の光束と、前記２光束に分ける手
段から出射した他方の被測定光の光束とを合波する手段
と、 この合波する手段からの光を受ける光検出器を備え、前
記ヒータを駆動して光ファイバの温度を変えることによ
り光路長を変化させ光検出器より干渉信号が得られるよ
うに構成したことを特徴とする分光器。 - 【請求項３】前記ボビンに巻回された光ファイバとほぼ
等しい光路長を有する他の光ファイバを備え、２光束に
分けられた被測定光をその２つの光ファイバにそれぞれ
入射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記載の分光器。 - 【請求項４】前記被測定光を２光束に分ける手段および
２つの光束を合波する手段がそれぞれファイバカップラ
ーであることを特徴とする請求項３記載の分光器。 - 【請求項５】前記ボビンに巻回された光ファイバとほぼ
等しい光路長を有する他の光ファイバを備え、この２つ
の光ファイバの一方の端面をミラーとし、このミラーで
反射された被測定光が再び各光ファイバを逆行し前記被
測定光を２光束に分ける手段で合波され、この合波され
た光が前記光検出器に入射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記載の分光器。 - 【請求項６】被測定光を２光束に分けると共に２つの光
束を合波する機能を有した手段と、 光学基板上に形成され、一方の端面がミラーであって光
路長がほぼ同等であると共に一方の光路長のみ可変に構
成され、前記２光束に分ける手段から受けた被測定光の
光束が端面のミラーで反射し再び前記手段に入射するよ
うに形成された２組の平面光導波路と、 ２つの光束を合波する手段から出射された光を受ける光
検出器を具備し、前記一方の平面光導波路の光路長を変
化させることにより光検出器より干渉信号が得られるよ
うに構成したことを特徴とする分光器。 - 【請求項７】前記光路長が可変に形成された平面光導波
路は、電気ヒータによる温度変化により、または屈折率
の変化により光路長が変化するように形成されたことを
特徴とする請求項６記載の分光器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13407294A JPH085458A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 分光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13407294A JPH085458A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 分光器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH085458A true JPH085458A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15119732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13407294A Pending JPH085458A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 分光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH085458A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009210423A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Sony Corp | テラヘルツ分光装置 |
| JP2010237228A (ja) * | 2010-07-28 | 2010-10-21 | Sony Corp | テラヘルツ分光装置 |
-
1994
- 1994-06-16 JP JP13407294A patent/JPH085458A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009210423A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Sony Corp | テラヘルツ分光装置 |
| US8179527B2 (en) | 2008-03-04 | 2012-05-15 | Sony Corporation | Terahertz spectrometer |
| JP2010237228A (ja) * | 2010-07-28 | 2010-10-21 | Sony Corp | テラヘルツ分光装置 |
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