JPS626126A - 光スペクトル分析用センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、光について波長に対応した強度を分析する光
スペクトル分析装置に使用するセンサに関する。

（ロ）従来技術とその問題点 従来のこの種の光スペクトル分析用センサとして第３図
に示すようなものがあった。第３図は概略構成図である
。

第３図において、２１は光ファイバ、２２は入力光を平
行ビーム妃するコリメートレンズ、２３は光を波長に応
じた角度で回折す名回折格子、２４は集光用の球面ミラ
ー、２５はスリット、２６は光検出素子である。

回折格子２３によって回折された平行ビームのうち、球
面ミラー２４およびスリット２５を介して光検出素子２
６に達する回折光は、特定の周波数成分に限られる。平
行ビーム面に対して垂直な軸心まわりに回折格子２３を
回転させて、回折格子２３の角度を変えると、その角度
に応じて、光検出素子２６に達する回折光の周波数成分
が変わる。即ち、回折格子２３の角度変更に基づいて、
波長に対応した光強度を検出することができる。

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合に
は、次のような問題点がある。

〔−〕ココリー−トレン２２２１折格子２３１球面ミラ
ー２４．スリット２５など構成要素の数が多く、しかも
、回折格子２３を回転させるための機構を必要とするた
め、構造が著しく複雑になっている０才た、それらの構
成要素を空間的に離して設けた空間伝搬型のものである
ため、全体が大型である。

〔二〕前記の各構成要素を空間的に離して設けているた
め、相互間の配置関係を調整するのに調整箇所が多い上
に、調整自体がむずかしい、うまく調整できたとしても
、振動や温度、湿度などの環境の変化によって検出結果
が大きな影響を受ける。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、構造の簡素化、コンパクト化を図るとともに、調整
箇所を少なくし、耐環境性を強化することを目的とする
。

（ハ）問題点を解決するための手段 本発明は、前記の問題点を解決するために、次のような
構成をとる。

即ち、本発明の光スペクトル分析用センサは、光導波面
と、この光導波面の端縁の一部分に設けうれた入光部と
、前記光導波面の端縁のうち前記入光部から入射される
光が到達する範囲に形成された回折格子と、前記光導波
面の端縁のうち前記回折格子による回折光が到達する範
囲に設けられた光検出素子列とを備えたものである。

（ニ）作用 本発明の構成による作用は、次の通りである。

（ｉ）基本的に光導波面と回折格子と光検出素子列とか
らなり、構成要素の数が従来例に比べて少なくなってい
る。そして、それらの構成要素がソリッドステート化さ
れており、可動要素がないため、全体として、構造の簡
素化と小型化とが図られる。

（ｉｉ　）前記のように構成要素数が少なく、全体がソ
リッドステート化されているため、構成要素相互間の配
置関係を調整するのに調整箇所が従来例に比べて少なく
なっているし、調整自体も容易である。また、振動や温
度、湿度などの環境の変化の影響を受けに＜＜、耐環境
性が強化される。

（ホ）実施例 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図および第２図は本発明の実施例に係り、第１図は
光スペクトル分析用センサの斜視図、第２図はその平面
図である。

これらの図において、１は光学ガラスなどの透明基体、
２は埋め込みやイオン交換法によって透。

明暮体ｌの内部に形成された高屈折率の光導波面である
。この光導波面２は、透明基体ｌの表面と平行に形成さ
れ、その端縁の全周が透明基体ｌの端縁に露出している
。

光導波面２の端縁の一部分において、光ファイバ３が連
結されており、その連結部分が入光部４となっている。

透明基体１の端縁のうち入光部４から入射される光が到
達する端縁部分が曲面に形成され、この曲面に回折格子
５が形成されている。理解を容易にするため、回折格子
５は模式的に図示している。

回折格子５が光導波面２に臨んでいることはいうまでも
ない。

透明基体１の端縁のうち回折格子５によって回折された
光が到達する端縁部分において、光導波面２に臨む状態
でＣＯＤ　（電荷結合素子）やフォト・ダイオード・ア
レイなどの光検出素子列６が接合されている。

回折格子５の形状、回折格子５と光検出素子列６との距
離は、回折格子５で回折された光が光検出素子列６に焦
点を結ぶように定められている。

光検出素子列６を構成する各素子は、マイクロコンピュ
ータなどのデータ処理装置７に接続されている。

次に、この実施例の動作を説明する。

光ファイバ３を通ってきた光は、入光部４において光導
波面２に入射する。この入射光は、光導波面２を屈折し
ながら伝搬し、回折格子５に達する。そして、回折格子
５によって回折を受ける。

回折の度合は、波長によって異なる。従って、回折光は
、光検出素子列６を構成する各素子に対して波長に応じ
た角度で個別的に入射するが、どの波長の回折光も光検
出素子列６の上にほぼ焦点を結ぶ。

光検出素子列６の各素子は、入射した回折光の強度に比
例した電圧あるいは電流を生じ、これをデータ処理装置
７に入力する。

データ処理装置７は、データとして波長ごとの光強度を
得る。このデータは、ＣＲＴなどのディスプレイ装置に
表示されたり、プリンタによってプリントアウトされる
。

なお、データ処理装置７としては、高次回折による影響
や、光検出素子列６の波長依存性による影響を取り除く
機能をもつものが好ましい。

本発明は、透明基体１を省略し、光導波面２に直接、回
折格子５および光検出素子列６を設けたものも実施例と
して含む、また、光導波面２の入光部４に光ファイバ３
を直結したもののほか、入光部４と光ファイバ３とを分
離し、両者間にコリメートレンズを置いてコリメート光
を入光部４に入射するように構成したものも実施例とし
て含む。

なお、本発明の応用として、光検出素子列６を光導波面
２から離し、両者間にレンズ系を置いて光検出素子列６
に集光するように構成したものが考えられる。

（へ）効果 以上のように、本発明によれば、次の効果が発揮される
。

（ａ）構成要素の数が従来例に比べて少なく、かつ、そ
れらがソリッドステート化されており、可動要素がない
ため、全体として、構造の簡素化とコンパクト化とを図
ることができる。

（ｂ）構成要素相互間の配置関係を調整するのに調整箇
所が従来例に比べて少なく、かつ、調整自体も容易であ
るから、検出精度を向上することができる。また、振動
や温度、湿度などの環境の変化の影響を受けにくり、耐
環境性を強化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例に係り、第１図は
光スペクトル分析用センサの斜視図、第２図はその平面
図、第３図は従来例の概略構成図である。 ２・・・光導波面、４・・・入光部、５・・・回折格子
６・・・光検出素子列

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光導波面と、この光導波面の端縁の一部分に設け
   られた入光部と、前記光導波面の端縁のうち前記入光部
   から入射される光が到達する範囲に形成された回折格子
   と、前記光導波面の端縁のうち前記回折格子による回折
   光が到達する範囲に設けられた光検出素子列とを備えた
   光スペクトル分析用センサ。