TWI728177B - 分光測定裝置 - Google Patents
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Abstract
一種能減少由光纖的彎曲所產生的測定誤差並且提高供給至分光測定部的光的光量的分光測定裝置。分光測定裝置包括：分光測定部，對通過狹縫射入的光進行分光測定；以及光漫射單元，使從多個光纖供給的光漫射，以漫射後的光直接或者經由透鏡或反射鏡射入該狹縫的方式相對於該狹縫進行物理固定。
Description
本發明是有關於一種分光測定裝置。
專利文獻1中公開了如下內容：從光纖射出的光的配光分佈因光纖的彎曲而變動，由此可能產生測定誤差，為了解決該問題而使用積分球來作為使多個光纖光學耦合的光纖耦合器。
〔先前技術文獻〕
專利文獻
專利文獻1：日本專利第5643983號公報
再者，在專利文獻1中，來自光源的光通過入射側光纖被引導至積分球，從積分球射出的光通過出射側光纖被引導至分光測定器。因此，即使能減少由入射側光纖的彎曲所產生的測定誤差，也無法減少由出射側光纖的彎曲所產生的測定誤差。
此外，通過多個入射側光纖而被引導至積分球的光通過一條出射側光纖從積分球被引導至分光測定器，因此，恐怕無法在分光測定器得到足夠的光量。
本發明是鑒於上述問題而完成的，其目的在於提供一種能減少由光纖的彎曲所產生的測定誤差並且提高供給至分光測定部的光量的分光測定裝置。
為了解決上述問題，本發明的分光測定裝置具備：分光測定部，對通過狹縫射入的光進行分光測定；以及光漫射單元，使從多個光纖供給的光漫射，以漫射後的光直接或者經由透鏡或反射鏡射入該狹縫的方式相對於該狹縫進行物理固定。
此外，該分光測定裝置可以還具備限制朝向該狹縫的該漫射後的光的光束的光闌。此外，該分光測定裝置可以還具備將光供給至該光漫射單元的該多個光纖。此外，該光漫射單元可以具備射出該漫射後的光的出射部且該狹縫與該出射部對置。
在本發明的一方案中，可以是：該光漫射單元是漫射板，從該多個光纖供給的光射入該漫射板的一方的面，該漫射後的光從該漫射板的另一方的面射出。
此外，該多個光纖的出射端可以以偏離於穿過該狹縫的光軸的方式配置。此外，該多個光纖的出射端可以從偏離於穿過該狹縫的光軸的位置向朝向該狹縫的方向射出光。此外，該多個光纖的出射端可以配置為圍繞穿過該狹縫的光軸。
在本發明的一方案中，該光漫射單元可以是使從該多個光纖供給的光在球狀的內壁面漫反射並且供該漫射後的光從檢測窗射出的積分球。需要說明的是，在本發明中，將“積分球”
這個詞用於以下含義：廣泛地包含完整球狀、半球狀、1/8球狀等使入射光在球狀的內壁面漫反射的裝置。
在本發明的一方案中，該分光測定裝置還可以具備遮光切換單元，該遮光切換單元將來自從該多個光纖中所選擇的一部分光纖的光供給至該光漫射單元，並遮住來自剩餘的光纖的光。
此外，可以是：該多個光纖的出射端以偏離於穿過該狹縫的光軸的方式配置，該遮光切換單元具備方向變換單元，該方向變換單元以使來自該一部分光纖的光從穿過該狹縫的光軸上射入該光漫射單元的方式，變換來自該一部分光纖的光的方向。
根據本發明，光漫射單元以使漫射後的光直接或者經由透鏡或反射鏡射入狹縫的方式相對於狹縫進行物理固定，因此，能減少由光纖的彎曲所產生的測定誤差並且提高供給至分光測定部的光量。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
1A、1B、1C、10:分光測定裝置
2:殼體
21:第一容納部
23:第二容納部
3:分光測定部
32:衍射光柵
34:線性感測器
4:狹縫板
4a、105:狹縫
5、5A、5B、5C:光纖耦合部
52:漫射板
61、63:聚光透鏡
62:準直透鏡
65:光闌
67:聚光反射鏡
7:積分球
71:半球殼部
711、712:裝配部
714:內壁面
73:圓形平板部
73a:檢測窗
734:內壁面
75:遮光板
8:光纖切換部
8a、8b、8c:開口
8d:通路
82、84:遮光切換板
86、87:反射鏡
91~98、303:光纖
99、104d:光纖素線
101、104:分支光纖
104a、104b:入射端
104c:出射端
102、103、211-1~5、313-1~5:輸出光纖
108:遮光切換板
911、921:入射端
913~983:出射端
100A、100B:雙光束測定系統
200:反射光測定系統
300:透射光測定系統
201、301:光源裝置
205、305:光分配器
207-1~5、307-1~5:輸入光纖
209-1~5:出射/入射部
309-1~5:出射部
311-1~5:入射部
LA:光軸
第1圖是表示本發明的第一實施方式的分光測定裝置的構成例的示意圖。
第2A圖是表示光纖耦合部的構成例的示意圖。
第2B圖是表示光纖耦合部的構成例的示意圖。
第3圖是表示本發明的第二實施方式的分光測定裝置的構成例的示意圖。
第4圖是表示本發明的第三實施方式的分光測定裝置的構成例的示意圖。
第5圖是表示本發明的第四實施方式的分光測定裝置的構成例的示意圖。
第6A圖是表示光纖切換部的構成例的示意圖。
第6B圖是表示光纖切換部的構成例的示意圖。
第7A圖是表示光纖切換部的變形例的示意圖。
第7B圖是表示光纖切換部的變形例的示意圖。
第8圖是表示本發明的實施方式的分光測定裝置的第一應用例的示意圖。
第9圖是表示本發明的實施方式的分光測定裝置的第二應用例的示意圖。
第10圖是表示參考例的示意圖。
第11圖是表示本發明的實施方式的分光測定裝置的第三應用例的示意圖。
第12圖是表示本發明的實施方式的分光測定裝置的第四應用例的示意圖。
參照圖式對本發明的實施方式進行說明。在以下的說明中，有時會對重複的構成標注相同圖式標記並省略詳細的說明。
〔第一實施方式〕
第1圖是表示本發明的第一實施方式的分光測定裝置1A的構成例的示意圖。第2A圖以及第2B圖是表示光纖耦合部5A的構成例的示意圖。分光測定裝置1A具備分光測定部3和光纖耦合部5A。
分光測定部3對通過形成於狹縫板4的狹縫4a射入的光進行分光測定。分光測定部3具備使從狹縫4a射入的光衍射的衍射光柵32和接收通過衍射光柵32而衍射的光的線性感測器(line sensor)34，檢測入射光的光譜。狹縫4a的長度(高度)與衍射光柵32以及線性感測器34的長度對應。
作為分光測定部3，可以應用能進行分光測定的各種公知的構成。雖然如圖繪示的例子中應用了凹面衍射光柵(concave grating)，但是並不限於此，例如既可以應用車爾尼特納型分光器(czerny-turner spectrograph)，也可以應用透射型分光器(transmissive spectrograph)。雖然如圖繪示的例子中應用了線性感測器(複式感測器(Multi sensor))，但是並不限於此，例如也可以應用使用單感測器(Single sensor)並使衍射光柵旋轉來檢測光譜的方式。
能基於由分光測定部3檢測出的光譜來進行：色度、照度、亮度、顯色性這樣的作為光源的特性評價；表面特性、反射特性、透射(吸收)特性這樣的測定物件的光學特性的測定；以及膜厚這樣的測定物件的物理特性的測定等。
光纖耦合部5A使多個光纖91、92光學耦合。光纖耦合部5A具備漫射板52、聚光透鏡61以及光闌65，使從多個光纖91、92供給的光耦合之後引導至狹縫4a。
分光測定裝置1A的殼體2具備容納分光測定部3的第一容納部21和設有光纖耦合部5A的第二容納部23。第二容納部23容納漫射板52、聚光透鏡61以及光闌65。為了防止雜散光，第一容納部21與第二容納部23可以通過狹縫板4分隔開。
光纖91、92對從入射端911、921射入的光進行傳播並使光從出射端913、923射出。光纖91、92例如是捆紮有多個光纖素線的光纖束。出射端913、923被導入至容納光纖耦合部5A的第二容納部23的內部。出射端913、923也可以相對於第二容納部23可拆裝。
漫射板52是光漫射單元的一例，例如是磨砂玻璃等表面具有微小突起的板狀的透光構件。並不限於漫射板52，也可以應用光漫射膜。漫射板52使從多個光纖91、92供給的光漫射。
即使從光纖91、92供給的光發生偏振，也會通過漫射板52使該光漫射來消除偏振。
漫射板52配置於多個光纖91、92的出射端913、923與狹縫4a之間。漫射板52的一方的面與出射端913、923相對，漫射板52的另一方的面與狹縫4a相對。當從出射端913、923射出的光射入漫射板52的一方的面時，漫射後的光從漫射板52的另一方的面射出。
聚光透鏡61配置於漫射板52與狹縫4a之間，使從漫射板52射出的漫射後的光朝向狹縫4a聚光。聚光透鏡61構成為在狹縫4a進行聚焦。光闌(開口)65配置於聚光透鏡61與狹縫4a之間，限制朝向狹縫4a的漫射後的光的光束(光線束)。需要說明的是，不一定要設置聚光透鏡61和光闌65。此外，光闌65也可以設置於第一容納部21的內部。
漫射板52以從漫射板52射出的漫射後的光經由聚光透鏡61射入狹縫4a的方式相對於狹縫4a進行物理固定。即，從漫射板52射出的光直接射入聚光透鏡61，從聚光透鏡61射出的光直接射入狹縫4a。如此，在本實施方式中，從漫射板52射出的光不經由光纖而射入狹縫4a。
並不限於此，也可以省略聚光透鏡61，而構成為從漫射板52射出的漫射後的光直接射入狹縫4a。
如此，來自光纖91、92的光利用漫射板52進行耦合，因此，即使光纖91、92的種類(開口數(NA)、素線徑)相互不同，光的耦合也沒有問題。例如，光纖91可以是SMA光纖(NA=0.21、素線徑=0.5mm)，光纖92可以是FC光纖
(NA=0.11、素線徑=0.2mm)。此外，來自光纖91、92的光在漫射板52漫射後射入狹縫4a，因此，即使光纖91、92的出射端913、923的位置稍微偏移，分光測定部3的波長偏移等的影響也較小。因此，與不具備光漫射單元的分光測定裝置相比，光纖91、92的出射端913、923的位置調整範圍變大。
狹縫板4和漫射板52固定於殼體2。具體而言，狹縫板4固定於殼體2的第一容納部21與第二容納部23的邊界或者其附近。漫射板52以將第二容納部23的內部分隔為光纖91、92側的空間和狹縫4a側的空間的方式固定於第二容納部23的內部。為了防止雜散光，較佳地通過漫射板52和支承其周緣部的構件完全地分隔兩個空間。
漫射板52例如可以通過被插入設於第二容納部23的內壁的引導槽而被固定，也可以利用螺釘或者粘接劑等被固定於設在第二容納部23的內壁的突出部。並不特別限定漫射板52的固定方法。
第2A圖是相對於穿過狹縫4a的光軸LA從側方觀察光纖耦合部5A時的圖，第2B圖是從狹縫4a側觀察漫射板52時的圖。穿過狹縫4a的光軸LA是代表從漫射板52射出並從狹縫4a通過的光束的虛擬的軸，是穿過聚光透鏡61的中心和光闌65的中心的軸。
多個光纖91~95的出射端913~953以偏離於穿過狹縫4a的光軸LA的方式配置。即，出射端913~953不在光軸LA
上，而是從光軸LA向外方向(徑向)遠離。當特定的出射端位於光軸LA上時，來自此出射端的光會比來自剩餘的出射端的光更易於較多地穿過狹縫4a，光的耦合恐怕會不均勻。因此，將所有出射端913~953偏離於光軸LA地進行配置，由此，能謀求光的耦合的均勻化。
此外，多個光纖91~95的出射端913~953配置為圍繞穿過狹縫4a的光軸LA。在此，配置為圍繞光軸LA也包含在出射端為兩個的情況下配置為夾著光軸LA。出射端913~953較佳地配置為距光軸LA的距離相同，較佳地進一步配置為以光軸LA為中心呈旋轉對稱。由此，能謀求光的耦合的進一步的均勻化。
此外，多個光纖91~95的出射端913~953從偏離於穿過狹縫4a的光軸LA的位置向朝向狹縫4a的方向射出光。即，從出射端913~953射出的光不與光軸LA平行，而是向比其更向接近光軸LA的一側傾斜的方向射出光。由此，即使出射端913~953偏離於光軸LA，也能進一步提高穿過狹縫4a的光量。
需要說明的是，作為漫射板52，在以消除偏振為目的的情況下，較佳地使用消除偏振功能強的漫射板。此外，在以提高向分光測定部3的供給光量為目的的情況下，較佳地使用高透射率的漫射板。如此，能與測定的目的、用途相匹配地選擇漫射板52的種類。
在以上所說明的第一實施方式中，以從漫射板52射出的漫射後的光直接或者經由聚光透鏡61射入狹縫4a的方式，
相對於狹縫4a對漫射板52進行物理固定。由此，因為不存在專利文獻1那樣的出射側光纖，所以能謀求由光纖的彎曲所產生的測定誤差的減少。
此外，也能提高供給至分光測定部3的光量。在如專利文獻1那樣通過出射側光纖將光引導至分光測定器的構成中，有時供給至分光測定器的光量不足。例如，在出射側光纖包含多個光纖素線的情況下，多個光纖素線的出射端沿狹縫排列固定。該情況下，光纖素線的素線徑和數量受到狹縫的長度的限制，因此，有時供給至狹縫的光量不足。與此相對，在本實施方式中，如果從光纖91、92向漫射板52供給足夠的光量，則漫射後的光直接或者經由聚光透鏡61射入狹縫4a，因此，即使光量在漫射板52處存在稍許損失，也能將足夠的光量供給至分光測定部3(對此，之後將使用第8圖~第10圖詳細說明)。
〔第二實施方式〕
第3圖是表示本發明的第二實施方式的分光測定裝置1B的構成例的示意圖。分光測定裝置1B所具備的光纖耦合部5B具備積分球7、準直透鏡62、聚光透鏡63以及光闌65。
積分球7是光漫射單元的一例，使從多個光纖91、92供給的光在球狀的內壁面714漫反射，使漫射後的光從檢測窗73a射出。具體而言，積分球7由半球殼部71和圓形平板部73構成，並具有中空半球狀的內部空間。半球殼部71的內壁面714是
由硫酸鋇、PTFE(聚四氟乙烯)燒結品等形成的白色高漫反射面，圓形平板部73的內壁面734是由鋁蒸鍍等形成的反射鏡。
在積分球7的半球殼部71設有供光纖91、92的出射端913、923裝配的多個裝配部711、712。出射端913、923也可以相對於裝配部711、712可拆裝。積分球7通過使從多個光纖91、92供給的光在其內部空間漫射來使從多個光纖91、92供給的光耦合。此外，即使從光纖91、92供給的光發生偏振，也會通過在積分球7的內部空間漫射來消除偏振。
在圓形平板部73的中央設有用於供在積分球7的內部空間漫射後的光輸出至外部的檢測窗73a。檢測窗73a是供漫射後的光射出的出射部，並與狹縫4a對置。此外，在檢測窗73a的周圍設有用於使從出射端913、923射出的光不直接射入檢測窗73a的遮光板75。
需要說明的是，在本實施方式中，積分球7是半球狀，但是並不限於此，既可以是完整球狀，也可以是1/8球狀。
準直透鏡62配置於積分球7與狹縫4a之間，使從積分球7的檢測窗73a射出的光變為平行光。聚光透鏡63配置於準直透鏡62與狹縫4a之間，使從準直透鏡62射出的光朝向狹縫4a聚光。聚光透鏡63構成為在狹縫4a進行聚焦。需要說明的是，不一定要設置準直透鏡62、聚光透鏡63以及光闌65。此外，光闌65也可以設置於第一容納部21的內部。
積分球7以使從檢測窗73a射出的漫射後的光經由準直透鏡62和聚光透鏡63射入狹縫4a的方式相對於狹縫4a進行物理固定。即，從檢測窗73a射出的光直接射入準直透鏡62，從準直透鏡62射出的光直接射入聚光透鏡63，從聚光透鏡63射出的光直接射入狹縫4a。如此，在本實施方式中，從檢測窗73a射出的光也不經由光纖而射入狹縫4a。
並不限於此，也可以省略準直透鏡62和聚光透鏡63，而構成為從檢測窗73a射出的漫射後的光直接射入狹縫4a。
積分球7裝配於殼體2的第二容納部23。具體而言，第二容納部23具有朝向突出方向的開口，積分球7以堵住第二容納部23的開口的方式裝配。為了防止雜散光，積分球7較佳地完全堵住第二容納部23的開口。積分球7例如利用螺栓等緊固件而固定於第二容納部23。並不特別限定積分球7的固定方法。
根據以上所說明的第二實施方式，也與上述第一實施方式相同，能謀求由光纖的彎曲所產生的測定誤差的減少，並且能提高供給至分光測定部3的光量。
〔第三實施方式〕
第4圖是表示本發明的第三實施方式的分光測定裝置1C的構成例的示意圖。分光測定裝置1C所具備的光纖耦合部5C具備漫射板52、聚光反射鏡67以及光闌65。
聚光反射鏡67配置於漫射板52與狹縫4a之間，反射從漫射板52射出的漫射後的光並且朝向狹縫4a進行聚光。聚光
反射鏡67構成為在狹縫4a進行聚焦。光闌(開口(aperture))65配置於聚光反射鏡67與狹縫4a之間，限制朝向狹縫4a的漫射後的光的光束(光線束)。需要說明的是，並不限於聚光反射鏡67，也可以設置平面反射鏡。此外，光闌65也可以設置於第一容納部21的內部。
漫射板52以從漫射板52射出的漫射後的光經由聚光反射鏡67射入狹縫4a的方式相對於狹縫4a進行物理固定。即，從漫射板52射出的光直接射入聚光反射鏡67，從聚光反射鏡67反射的光直接射入狹縫4a。如此，在本實施方式中，從漫射板52射出的光也不經由光纖而射入狹縫4a。
根據以上所說明的第三實施方式，也與上述第一以及第二實施方式相同，能謀求由光纖的彎曲所產生的測定誤差的減少，並且能提高供給至分光測定部3的光量。而且，由於在第三實施方式中使用的是聚光反射鏡67，因此與使用透鏡的情況相比，色像差較小，分光測定部3的波長偏移等的影響較少。
在第三實施方式中，雖然將上述第一實施方式的聚光透鏡61置換為聚光反射鏡67，但也可以與此相同地將上述第二實施方式中的準直透鏡62置換為準直反射鏡，也可以將聚光透鏡63置換為聚光反射鏡。
〔第四實施方式〕
第5圖是表示本發明的第四實施方式的分光測定裝置10的構成例的示意圖。第6A圖以及第6B圖是表示光纖切換部8
的構成例的示意圖。分光測定裝置10具備分光測定部3和光纖切換部8。光纖切換部8將從多個光纖91~95供給的光選擇性地引導至狹縫4a。
光纖切換部8在上述第一實施方式的光纖耦合部5A追加了遮光切換板82。即，光纖切換部8具備遮光切換板82、漫射板52、聚光透鏡61以及光闌65。遮光切換板82配置於多個光纖91~95的出射端913~953與漫射板52之間。需要說明的是，光纖切換部8也可以在上述第三實施方式的光纖耦合部5C追加遮光切換板82。
遮光切換板82是遮光切換單元的一例，將來自從多個光纖91~95中所選擇的一部分(如圖繪示的例子中為一個)光纖的光通過開口8a供給至漫射板52，並遮住來自剩餘的光纖的光。供給至漫射板52的光與上述第一實施方式相同，在漫射板52漫射，漫射後的光經由聚光透鏡61射入狹縫4a。
詳細而言，如第6B圖所示，在遮光切換板82形成有與多個光纖91~95的出射端913~953中的一個對應的開口8a。只有從出射端913~953中的一個出射端射出的光會通過遮光切換板82的開口8a被供給至漫射板52，另一方面，從剩餘的出射端射出的光被遮光切換板82遮住而不會被供給至漫射板52。
此外，遮光切換板82構成為能以多個出射端913~953依次與開口8a相對的方式移動或者旋轉。具體而言，遮光切換板82構成為能以穿過狹縫4a的光軸LA為中心旋轉，開口8a能在
以光軸LA為中心的圓周上移動。由此，開口8a根據遮光切換板82的旋轉角而與出射端913~953中的任一個相對。此外，分光測定裝置10可以具備例如根據切換指令來對遮光切換板82進行旋轉驅動的執行機構(未繪示於圖中)。
此外，遮光切換板82也可以構成為能在位於出射端913~953與漫射板52之間的遮光位置與遠離此處的退避位置之間移動。由此，在分光測定裝置10，能利用光纖耦合部5和光纖切換部8這兩方的功能。
需要說明的是，上述第二實施方式的分光測定裝置1B，也可以設有將來自從多個光纖91、92中所選擇的一部分光纖的光供給至積分球7並遮住來自剩餘的光纖的光的遮光切換單元。
根據以上所說明的第四實施方式，在將從多個光纖91~95供給的光選擇性地引導至狹縫4a的情況下，也與上述第一、第二以及第三實施方式相同，能謀求由光纖的彎曲所產生的測定誤差的減少，並且能提高供給至分光測定部3的光量。
第7A圖以及第7B圖是表示光纖切換部8的變形例的示意圖。第7A圖是以從穿過狹縫4a的光軸LA和開口8b通過的方式剖切遮光切換板84時的剖面圖，第7B圖是從狹縫4a側觀察遮光切換板84時的圖。
遮光切換板84具備反射鏡86、87來作為方向變換單元，該反射鏡86、87以來自從多個光纖91~98中所選擇的一部分(如圖繪示的例子中為一個)光纖的光從穿過狹縫4a的光軸LA
上射入漫射板52的方式對來自該一部分光纖的光的方向進行變換。
詳細而言，在遮光切換板84的出射端913~983側的面形成有與多個光纖91~95的出射端913~953中的一個對應的開口8b。另一方面，在遮光切換板84的狹縫4a側的面，在穿過狹縫4a的光軸LA上形成有開口8c。而且，在遮光切換板84的內部形成有連結開口8b、8c的通路8d，在該通路8d配置有反射鏡86、87。
只有從多個光纖91~98的出射端913~983中與開口8b相對的一個出射端所射出的光會從開口8b進入通路8d，並通過反射鏡86、87被切換方向，從開口8c射出至光軸LA上而被供給至漫射板52。另一方面，從剩餘的出射端所射出的光被遮光切換板84遮住而不會被供給至漫射板52。
此外，遮光切換板84構成為能以穿過狹縫4a的光軸LA為中心旋轉，開口8b在以光軸LA為中心的圓周上移動並與出射端913~983中的任一個相對。另一方面，開口8c形成於光軸LA上，因此，即使光從任意的出射端913~918射入開口8b，開口8c也將光射出至光軸LA上。
多個光纖91~98的出射端913~983以偏離於穿過狹縫4a的光軸LA的方式配置，並與光軸LA平行地射出光。在各出射端913~983的前方配置有準直透鏡89，從出射端913~983
射出的光通過準直透鏡89而變為平行光之後，進入遮光切換板84的開口8b。
根據以上所說明的第四實施方式的變形例，除了上述的效果以外，通過設置有漫射板52，即使反射鏡86、87的位置稍微變動，穿過狹縫4a的光量的變化也會減少。需要說明的是，作為方向變換單元的反射鏡的塊數並不限定於兩塊，既可以是一塊，也可以是三塊。
〔第一應用例〕
第8圖是表示作為本發明的實施方式的分光測定裝置的第一應用例的雙光束測定系統100A的示意圖。在該圖中，一併繪示出各光纖的剖面構造例。雙光束測定系統100A具備上述第一實施方式的分光測定裝置1A，還具備分支光纖101、輸出光纖102、103以及遮光切換板108。
分支光纖101將來自光源(未繪示於圖中)的光分為兩個光束，並照射至測定物件Sam和基準Ref。光源例如包含鎢絲燈和重氫燈。輸出光纖102將從基準Ref透射的透射光供給至分光測定裝置1A的一方的光纖91。輸出光纖103將從測定物件Sam透射的透射光供給至分光測定裝置1A的另一方的光纖92。
遮光切換板108僅將來自輸出光纖102、103中的一方的光通過開口供給至分光測定裝置1A，而遮住來自另一方的光。通過切換遮光切換板108，依次對從測定對象Sam透射的透射
光和從基準Ref透射的透射光進行分光測定。由於在上文對分光測定裝置1A的動作進行了記述，因此不再重複詳細的說明。
在此，如圖繪示的例子所示，當設為連結於光纖耦合部5A的兩個光纖91、92分別包含有四條光纖素線99時，在光纖耦合部5A合計引入八條光纖素線99，即使一方的光纖通過遮光切換板108被遮光，也會通過其一半即四條光纖素線99將光供給至漫射板52。
〔第二應用例〕
第9圖是表示作為本發明的實施方式的分光測定裝置的第二應用例的雙光束測定系統100B的示意圖。在該圖中，一併繪示出各光纖的剖面構造例。雙光束測定系統100B具備上述第四實施方式的分光測定裝置10，還具備分支光纖101。
在雙光束測定系統100B中，分光測定裝置10具備光纖切換部8，因此，與上述第一應用例的雙光束測定系統100A相比，省略了輸出光纖102、103和遮光切換板108。
從基準Ref透射的透射光供給至分光測定裝置10的一方的光纖91，從測定物件Sam透射的透射光供給至分光測定裝置1A的另一方的光纖92。
通過切換光纖切換部8所包含的遮光切換板82，依次對從測定對象Sam透射的透射光和從基準Ref透射的透射光進行分光測定。由於在上文對分光測定裝置10的動作進行了記述，因此不再重複詳細的說明。
在此，如圖繪示的例子所示，當設為連結於光纖切換部8的兩個光纖91、92分別包含有四條光纖素線99時，在光纖切換部8合計引入八條光纖素線99，即使一方的光纖通過遮光切換板82被遮光，也會通過其一半即四條光纖素線99將光供給至漫射板52。
(參考例)
第10圖是表示參考例的雙光束測定系統的示意圖。在該圖中，一併繪示出各光纖的剖面構造例。參考例的雙光束測定系統具備分支光纖101、輸出光纖102、103、遮光切換板108、分支光纖104以及分光測定裝置106。
分支光纖104使從輸出光纖102供給並從基準Ref透射的透射光和從輸出光纖103供給並從測定物件Sam透射的透射光彙集成一個光束，並從出射端104c射出。分支光纖104的出射端104c以接近分光測定裝置106的狹縫105的方式固定，從出射端104c射出的光通過狹縫105射入分光測定裝置106。
分支光纖104的出射端104c包含多個光纖素線104d。其中，一半光纖素線104d屬於一方的入射端104a，剩餘的一半光纖素線104d屬於另一方的入射端104b。出射端104c所包含的多個光纖素線104d以沿狹縫105排成一列的方式固定。因此，光纖素線104d的數量受到狹縫105的長度的限制。
在此，如圖繪示的例子所示，當設為沿狹縫105排成一列的光纖素線104d的最大數量合計為四條時，在分支光纖
104的各入射端104a、104b只存在兩條光纖素線104d。因此，即使進一步增加若干個其上游的輸出光纖102、103的光纖素線，分支光纖104也會成為瓶頸，無法將足夠的光量供給至狹縫105。
與此相對，在第8圖以及第9圖所示的本實施方式的分光測定裝置1A、10中，連結於光纖耦合部5或者光纖切換部8的光纖91、92所包含的光纖素線99的素線徑和數量不會受到狹縫4a的長度的限制，因此，與沿狹縫4a排列的情況相比，能通過更多的光纖素線99來供給光。而且，也能通過素線徑大的光纖素線99來供給光。多數情況下，使用素線徑大的光纖時，作為整個測定系統的光量損失會變少。因此，即使在漫射板52存在光量的稍許損失，也能將足夠的光量供給至分光測定部3。
〔第三應用例〕
第11圖是表示作為本發明的實施方式的分光測定裝置的第三應用例的反射光測定系統200的示意圖。反射光測定系統200具備上述第四實施方式的分光測定裝置10，還具備光源裝置201和光分配器205。
反射光測定系統200預先對分光反射率已知的物質的反射光進行分光測定(Ref)，之後，對在測定物件Sam的表面所產生的反射光進行分光測定，由此評價測定物件Sam的分光反射特性、膜厚。反射光測定系統200例如用於在寬度方向的多個點評價沿長尺寸方向製造的膜等的膜厚這樣的用途。
光源裝置201產生波長帶適於在測定物件Sam所產生的反射光的光。從該光源裝置201所產生的光通過連接光纖203被導向光分配器205。光分配器205將來自光源裝置201的光分配成多路。如圖繪示的例子中，光分配器205將來自光源裝置201的光分割成五路。
在光分配器205的另一端連接有五個Y字形分支光纖，各被分割的光分別向對應的Y字形分支光纖的輸入光纖207-1~5輸出。在輸入光纖207-1~5的頂端分別連接有出射/入射部209-1~5。然後，由光分配器205所分割的各光從各出射/入射部209-1~5朝向測定對象Sam照射。
照射至測定物件Sam的光中與測定物件Sam的表面狀態對應的成分產生為反射光。然後，所產生的反射光分別再次射入出射/入射部209-1~5。
向各出射/入射部209-1~5射入的反射光通過對應的Y字形分支光纖的輸出光纖211-1~5被導向分光測定裝置10的光纖切換部8。由於在上文對分光測定裝置10的動作進行了記述，因此不再重複詳細的說明。
〔第四應用例〕
第12圖是表示作為本發明的實施方式的分光測定裝置的第四應用例的透射光測定系統300的示意圖。透射光測定系統300具備上述第四實施方式的分光測定裝置10，還具備光源裝置301和光分配器305。
透射光測定系統300預先對不存在測定物件Sam的狀態下的透射光進行分光測定(Ref)，之後，對從測定對象Sam透射的光進行測定，由此評價測定物件Sam的分光透射(吸收)特性、色度等。透射光測定系統300例如用於在寬度方向的多個點評價沿長尺寸方向製造的膜等的色度這樣的用途。
光源裝置301產生波長帶適於在測定物件Sam所產生的透射光的光。從該光源裝置301所產生的光通過連接光纖303被導向光分配器305。光分配器305將來自光源裝置301的光分配成多路。如圖繪示的例子中，光分配器305將來自光源裝置301的光分割成五路。
在光分配器305的另一端分別連接有用於分別向排列配置於測定物件Sam的一側的出射部309-1~5引導光的輸入光纖307-1~5。然後，由光分配器305所分割的各光從各出射部309-1~5朝向測定對象Sam照射。
照射至測定物件Sam的光中從測定物件Sam透射的成分產生為透射光。然後，所產生的透射光分別向排列配置於測定物件Sam的另一側的入射部311-1~5射入。
向各入射部311-1~5射入的透射光通過對應的輸出光纖313-1~5被導向分光測定裝置10的光纖切換部8。由於上文對分光測定裝置10的動作進行了記述，因此不再重複詳細的說明。
綜上所述，雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種變形實施之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1A:分光測定裝置
2:殼體
21:第一容納部
23:第二容納部
3:分光測定部
32:衍射光柵
34:線性感測器
4:狹縫板
4a:狹縫
5A:光纖耦合部
52:漫射板
61:聚光透鏡
65:光闌
91、92:光纖
911、921:入射端
913、923:出射端
Claims (4)
- 一種分光測定裝置，包括：一分光測定部，對通過一狹縫射入的光進行分光測定；以及一光漫射單元，使從多個光纖供給的光漫射，以漫射後的光直接或者經由透鏡或反射鏡射入該狹縫的方式相對於該狹縫進行物理固定，其中該光漫射單元是一漫射板，從該多個光纖供給的光射入該漫射板的一方的面，該漫射後的光從該漫射板的另一方的面射出；其中該多個光纖的出射端從穿過該狹縫的光軸偏移、圍繞該光軸且傾斜於該光軸配置，並向朝向該狹縫的方向射出光。
- 如申請專利範圍第1項所述的分光測定裝置，更包括：一光闌，限制朝向該狹縫的該漫射後的光的光束。
- 如申請專利範圍第1項所述的分光測定裝置，更包括：該多個光纖，將光供給至該光漫射單元。
- 如申請專利範圍第1項所述的分光測定裝置，更包括：一遮光切換單元，將來自從該多個光纖中所選擇的一部分光纖的光供給至該光漫射單元，並遮住來自剩餘的光纖的光。
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