WO2023042668A1 - 分光測定装置 - Google Patents

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WO2023042668A1
WO2023042668A1 PCT/JP2022/032916 JP2022032916W WO2023042668A1 WO 2023042668 A1 WO2023042668 A1 WO 2023042668A1 JP 2022032916 W JP2022032916 W JP 2022032916W WO 2023042668 A1 WO2023042668 A1 WO 2023042668A1
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WO
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light
optical system
silicon
object light
diffraction grating
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PCT/JP2022/032916
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English (en)
French (fr)
Inventor
伊知郎 石丸
Original Assignee
国立大学法人香川大学
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G01J3/45—Interferometric spectrometry
    • G01J3/453—Interferometric spectrometry by correlation of the amplitudes

Definitions

  • the present invention relates to a spectrometer.
  • the components By irradiating the test site of the living body with light and measuring the spectral characteristics of the object light, such as transmitted light, diffused light, and scattered light, which are mid-infrared rays emitted from there, the components ( Methods for qualitatively or quantitatively determining glucose, cholesterol, etc. in blood are known.
  • the object light is collimated by an objective lens and then led to an optical path length difference giving optical system, the object light is split into two light beams, and the optical path difference between the two light beams is determined. are provided to interfere with each other to obtain interference light, and the spectral characteristics are obtained from the intensity change of the interference light with respect to the optical path length difference between the two light beams.
  • an optical system in which a fixed mirror and a movable mirror are arranged side by side is used as an optical path length difference providing optical system.
  • the parallel beams of object light are reflected by these mirrors, and a movable mirror is moved in the direction of the optical axis while causing both beams to interfere with each other.
  • Patent Document 2 proposes a method of measuring intensity changes of interference light at once without using a moving mechanism for a movable mirror.
  • Patent Document 2 uses an optical path length difference providing optical system that is composed of two flat mirrors (a reference mirror and an inclined mirror) that are arranged side by side and have reflecting surfaces with different inclinations.
  • the reference mirror and the reflecting mirror are arranged side by side along an axis perpendicular to a plane containing the traveling direction of the object light incident on the reference mirror and the traveling direction of the object light reflected by the reference mirror.
  • the reflective surface of the tilt mirror is directed in the direction in which the reflective surface of the reference mirror is rotated to.
  • the parallelized object light beams are reflected by the reflecting surfaces of the reference mirror and the inclined mirror, respectively, and condensed in the axial direction by the imaging optical system on the same straight line perpendicular to the axis.
  • An interference image is formed on this straight line (imaging straight line) by the light reflected by the reference mirror (reference reflected light) and the light reflected by the tilt mirror (tilted reflected light). Since the reflective surface of the reference mirror and the reflective surface of the tilt mirror have different tilts, a continuous optical path length difference occurs between the reference reflected light and the tilted reflected light according to the angle formed by the two reflecting surfaces. Therefore, by detecting the light intensity change of the interference image along the imaging straight line, an interferogram representing the intensity change of the interference light with respect to the optical path length difference between the two light beams can be obtained. By Fourier transforming this interferogram, the spectral characteristics of the object light can be measured.
  • Patent Documents 3 to 5 propose using an amplitude diffraction grating in order to improve the definition of the interference image.
  • a conjugate plane imaging optical system is used to form a plane optically conjugate with the surface of the sample (object plane) between the sample and the imaging optical system, where the amplitude Place the type diffraction grating.
  • An amplitude type diffraction grating is obtained by periodically providing openings in a light shielding plate made of, for example, a silicon single crystal. By providing a plurality of apertures at predetermined intervals in the direction parallel to the imaging straight line, it is expected to improve the clarity of the interference image. Further, Japanese Patent Laid-Open No.
  • the problem to be solved by the present invention is to improve the clarity of the interference image of the object light, which is mid-infrared rays emitted from the sample.
  • a spectrometer which has been made to solve the above problems, a collimating optical system for collimating the object beam emitted from the measurement point on the surface of the sample; a photodetector having a light receiving surface in which a plurality of pixels are arranged in a predetermined direction; a conjugate plane imaging optical system provided between the sample and the collimating optical system and forming an optically conjugate plane with respect to the surface of the sample between the collimating optical system and the collimating optical system;
  • a light-shielding member in which a light-incident surface on which the object light is incident or a light-outgoing surface from which the object light is emitted is formed of a material having a higher light-shielding rate than silicon in the wavelength band of the object light, and a plurality of openings are provided in the light-shielding member.
  • an amplitude diffraction grating arranged on the conjugate plane; an optical path length difference providing optical system that divides the object light collimated by the collimating optical system into a first light flux and a second light flux and gives an optical path length difference between the first light flux and the second light flux; an interference optical system for forming an interference image on the light-receiving surface along the predetermined direction by causing interference between the first light flux and the second light flux to which the optical path length difference is given by the optical path length difference providing optical system; It is characterized by having
  • the amplitude diffraction grating may be entirely made of a material having a higher light shielding rate than silicon in the wavelength band of the object light, and only the light incident surface or the light exit surface may be made of silicon in the wavelength band. It may be made of a material having a higher light shielding rate than the above. Furthermore, both the light incident surface and the light emitting surface may be made of a material having a higher light shielding rate than silicon.
  • the light entrance surface into which the object light is incident and/or the light exit surface from which the object light is emitted have higher light absorption and reflectance than silicon in the wavelength band of the object light.
  • An amplitude diffraction grating is used in which an opening is provided in a light shielding member made of an expensive material. Examples of materials having higher light absorptance than silicon include quartz glass and various organic compounds. Materials having a higher light reflectance than silicon include, for example, aluminum and gold. In addition, it is not limited to a pure metal, and a material having free electrons, such as stainless steel (SUS), can also be used.
  • the spectrometer according to the present invention is The light shielding member is arranged on the side of the light incident surface and is arranged on the side of the light exit surface and is arranged on the side of the light exit surface and is arranged on the side of the light exit surface. and an absorbing member made of a material having a higher light absorptivity than silicon in the wavelength band of the object light.
  • the wavelength band of the object light is in the infrared region, it is possible to absorb the object light incident on the light shielding part by using a light shielding member (absorbing member) made of silica glass with a thickness of about 0.1 mm. can.
  • a light shielding member absorbing member
  • the intensity of the object light increases, it may be difficult for the light shielding member made of only silica glass to completely absorb the object light incident on the light shielding portion.
  • the reflecting member is arranged on the light incident surface side of the absorbing member, and object light is reflected by the reflecting member. be able to.
  • the spectrometer according to the present invention is A configuration further comprising a reinforcing member for reinforcing the light shielding member can be adopted.
  • the object light incident on the light shielding portion is usually absorbed by using a light shielding member made of quartz glass with a thickness of about 0.1 mm. can be done. However, since such a thin member does not have sufficient strength, it is easily damaged and difficult to handle.
  • the spectroscopic measurement device described above can have sufficient strength by providing the reinforcing member.
  • the reinforcing member may have any shape as long as it can increase the strength of the light shielding member. Specifically, for example, it may be a member having a plurality of openings like the light shielding member, or may be a frame-shaped member that reinforces the periphery of the light shielding member.
  • the light exit surface of the light shielding member is made of a material having a higher reflectance than silicon in the wavelength band of the object light, It is preferable that the light exit surface is subjected to antireflection processing.
  • the anti-reflection processing includes, for example, providing a large number of structures having wavelengths equal to or less than the wavelength of the object light (sub-wavelength structure), sandblasting to roughen the light exit surface, and tilting the light exit surface.
  • Various types can be used, such as one that is provided to suppress specular reflection by the light exit surface.
  • Photodetectors that measure mid-infrared rays include thermal and quantum types.
  • a thermal photodetector measures the intensity of mid-infrared radiation by irradiating a material with temperature-dependent electrical resistance with mid-infrared radiation and measuring the electrical resistance of the material.
  • a quantum photodetector photoelectrically converts incident infrared rays to generate and detect an electric signal.
  • Quantum-type photodetectors have higher sensitivity than thermal-type photodetectors, but are generally expensive because they require a cooling mechanism to suppress the generation of thermal noise. For this reason, conventional spectrometers often use thermal photodetectors in order to reduce the cost of the device.
  • the incident mid-infrared rays are thermally coupled with the sensor to generate heat, and the heat generates radiant light.
  • the fact that this radiation light is reflected by the amplitude diffraction grating and reenters the photodetector is also a factor in lowering the contrast of the interference image.
  • the light emitting surface is made of a material having a high reflectance such as metal as described above, the light emitted from the photodetector is specularly reflected by the light emitting surface and enters the photodetector again.
  • definition of interference light can be made higher than before.
  • the spectroscopic measurement device By using the spectroscopic measurement device according to the present invention, it is possible to increase the definition of the interference image of the object light.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of a spectroscopic measurement device according to the present invention
  • FIG. FIG. 2 is a top view of the spectroscopic measurement device of Example 1
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of multiple slits of the spectroscopic measurement device of Example 1
  • FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of pixels of the two-dimensional detector of the spectroscopic measurement device of Example 1; The figure which shows the result of the experiment using the conventional spectrometry apparatus. Images acquired in an experiment using a conventional spectrometer.
  • FIG. 10 is a diagram showing the results of measuring the change in the contrast of the interference image with respect to the temperature of the sample by changing the direction of the slit.
  • FIG. 10 is a diagram showing the results of measuring the change in the contrast of the interference image with respect to the temperature of the sample by changing the direction of the slit.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the spectroscopic measurement device according to the present invention
  • FIG. 10 is a top view of the spectroscopic measurement device of Example 2
  • FIG. 2 is a side view of the spectroscopic measurement device of the embodiment
  • FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a two-dimensional slit of the spectroscopic measurement device of Example 2
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a third embodiment of the spectroscopic measurement device according to the present invention
  • FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a phase shifter of the spectroscopic measurement device of Example 2; The figure which shows the structure of the two-dimensional slit of a modification.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment of an amplitude diffraction grating of a spectroscopic measurement device according to the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of a spectrometer 1 of Example 1.
  • FIG. 2 is a plan view of the spectrometer 1.
  • the spectrometer 1 includes an imaging lens 11, a multiple slit 13, an objective lens 15, a phase shifter 16, an imaging lens 17, and a two-dimensional detector 18 in order of proximity to the sample S.
  • FIG. 1 In the spectroscopic measurement apparatus 1 of Example 1, a conjugate plane imaging optical system is configured between the sample S, the imaging lens 11 and the multiple slits 13 .
  • An imaging type two-dimensional Fourier spectroscopic optical system is constructed between the multiple slit 13 , the objective lens 15 , the phase shifter 16 , the imaging lens 17 and the two-dimensional detector 18 .
  • the spectrometer 1 further obtains an interferogram from the detection signal of the two-dimensional detector 18, mathematically Fourier-transforms this interferogram, and obtains a spectral characteristic (spectrum), which is the relative intensity of each wavelength of the radiated light. and a control/processing unit 25 having the function of a processing unit such as imaging the calculation result of the calculation unit.
  • the imaging lens 11 forms a surface optically conjugate with the surface of the sample S at the position of the multiple slit 13 .
  • the imaging lens 11 corresponds to a conjugate plane imaging optical system in the present invention. In FIG. 2, one of the many measurement points is shown as measurement point a1.
  • the phase shifter 16 is installed at an angle of about 45° with respect to the optical axis of the incident object light, and has a fixed mirror section 16a and a movable mirror section 16b vertically arranged above and below.
  • the movable mirror portion 16b is moved in the direction indicated by the arrow by a driving mechanism (not shown).
  • the fixed mirror section 16a and the movable mirror section 16b may be arranged either vertically, but here, the movable mirror section 16b is arranged on the upper side and the fixed mirror section 16a is arranged on the lower side.
  • the phase shifter 16 corresponds to the optical system for providing the optical path length difference in the present invention.
  • the imaging lens 17 causes the object light reflected by the fixed mirror portion 16a and the movable mirror portion 16b to interfere with each other and converge on the light receiving surface of the two-dimensional detector 18.
  • the imaging lens 17 corresponds to the interference optical system in the invention.
  • the multiple slit 13 corresponds to the amplitude diffraction grating in the present invention.
  • the multiple slit 13 has a sub-wavelength structure in which openings 132 are formed by etching a silicon single crystal, and quadrangular pyramid-shaped protrusions 133 are arranged at a period equal to or less than the wavelength of the object light emitted from the sample S. (SWC) is formed and gold is vapor-deposited on its surface.
  • SWC sample S.
  • a plurality of band-shaped openings are formed in one direction (first axis direction) of a rectangular plate-shaped base material 131 that blocks the mid-infrared light to be measured.
  • Portions 132 are arranged periodically.
  • a cooling member 14 see FIG.
  • cooling member 14 for example, a Peltier element or a member having a flow path for circulating a coolant fluid therein can be used.
  • the length W1 of the openings 132 in the first axis direction and the period L1 of the openings 132 adjacent to each other in the first axis direction are given by the following equations: It is designed to satisfy 1) and (2).
  • W1 P1 *2/(m+1) (1)
  • L 1 P 1 ⁇ 2/m (2)
  • P1 is the interval of the pixels 181 in the first axis direction of the two-dimensional detector 18, and m is composed of the multiple slit 13, the objective lens 15, the phase shifter 16, the imaging lens 17, and the two-dimensional detector 18. is the optical magnification of the optical system.
  • the object light is applied to the fixed mirror section 16a and the movable mirror section 16b. is irradiated.
  • the optical path length difference changes with the movement of the movable mirror portion 16b, and the interference intensity changes. do not have. Therefore, in Example 1, the multiple slit 13 having a combination of an opening and a light shielding portion for eliminating phase cancellation between bright points (measurement points) is arranged in the vertical axis direction (first axis direction). .
  • the two-dimensional detector 18 is a thermal photodetector.
  • a thermal photodetector converts the heat generated by thermally coupling an incident mid-infrared ray and a sensor into an electric signal for detection.
  • Thermal detectors include, for example, microbolometer array sensors.
  • the light-receiving surface is cooled by a cooling member 19 (not shown in FIGS. 1 and 4) in order to prevent radiation light due to heat generated inside the two-dimensional detector 18 from escaping to the outside.
  • a cooling member 19 for example, a Peltier element or a member having a flow path for circulating a coolant fluid therein can be used.
  • the processing unit 25 obtains an interferogram from the light intensity distribution of the interference image obtained by the two-dimensional detector 18, and Fourier transforms the interferogram to obtain the spectrum of the measurement point.
  • object light emitted from each of a large number of measurement points located on the surface of the sample S is condensed by the imaging lens 11 at the position of the multiple slit 13 .
  • the object light that has passed through the aperture 132 of the multiple slit 13 is collimated by the objective lens 15 and enters the fixed mirror section 16 a and the movable mirror section 16 b of the phase shifter 16 .
  • an optical path difference is given between the object light reflected by the fixed mirror portion 16a and the object light reflected by the movable mirror portion 16b.
  • An image is formed on the light receiving surface of the dimension detector 18 .
  • the spectroscopic measurement apparatus 1 of Example 1 has, in particular, a configuration of multiple slits 13 (a configuration in which a sub-wavelength structure is formed on the surface facing the detector and gold is vapor-deposited), a cooling member 14 for cooling the multiple slits 13, and It is characterized by a cooling member 19 that cools the light receiving surface of the two-dimensional detector 18 .
  • a configuration having only a part of these three features may be adopted.
  • the present inventor heated or cooled a black body to a plurality of different temperatures under room temperature, and investigated the radiation emitted from the black body at each temperature. An experiment was conducted to measure the light and confirm the change in the brightness amplitude of the interference image. The magnitude of luminance amplitude corresponds to the height of the center burst in the interferogram.
  • a conventional spectroscopic measurement apparatus a spectroscopic measurement apparatus having a configuration other than the spectroscopic measurement apparatus 1 of the above-described embodiment except for the above three features was used.
  • FIG. 5 is a graph showing the results of the above experiment. As shown in this graph, with the conventional spectrometer, the luminance amplitude of the interference light obtained when the black body was heated to approximately 35°C, which is close to room temperature, became minimal. In addition, when a gas cell filled with DME gas was placed on the surface of the cooling agent and a mid-infrared image was taken on the surface of the cooling agent, as shown in Fig. 6, the brightness at the position of the light shielding part was higher than the brightness at the position of the opening. higher than The results shown in Figures 5 and 6 suggest that the same amount of light as the radiation from a black body heated to about 35°C is incident on the two-dimensional detector through the light shielding part of the slit. Part of it is believed to be radiant light from the slit.
  • Fig. 7 shows the results of the above experiment.
  • the contrast becomes minimal when the black body is heated to 35°C.
  • the contrast becomes minimal when the temperature of the black body is 25°C. found to change. Since the emissivity (emissivity) of gold is lower than the emissivity of silicon, in the case of only radiation light from the slit, the configuration in which the gold deposition surface faces the two-dimensional detector side is better. There should be less light incident on the two-dimensional detector and the temperature at which the intensity amplitude minimum should be lower.
  • the temperature at which the luminance amplitude is minimized is higher when the gold-evaporated surface faces the two-dimensional detector as described above.
  • the light reflectance of silicon is smaller than that of gold and that a thermal type detector is used as the two-dimensional detector, the radiation light generated by the heat generated inside the two-dimensional detector is blocked by the slit.
  • Another factor in the light emitted from the slit is thought to be that it is reflected at the edge and re-entering the two-dimensional detector.
  • the factors that cause light to be emitted from the light shielding part of the slit are considered to be the light emitted from the base material of the slit and the light emitted from the two-dimensional detector and reflected by the light shielding part of the slit.
  • the base material 131 of the multi-slit 13 is formed by vapor-depositing gold on the surface on the two-dimensional detector 18 side. rate (suppression of radiation from the slit itself).
  • the reflectance (reflection of the radiant light from the two-dimensional detector 18 ) is reduced.
  • the radiant light from the multiple slit 13 itself is further suppressed.
  • radiation light due to heat generated inside the two-dimensional detector 18 is also suppressed.
  • the reflection of the radiant light from the two-dimensional detector 18 is reduced, and the multiple slit 13 is cooled by the cooling member 14. It is possible to employ a configuration in which the radiant light from the slit itself is suppressed by cooling.
  • Example 2 The spectrometer 100 of Example 2 is also used to acquire the spectrum of mid-infrared light emitted from the sample to be analyzed, as in Example 1.
  • FIG. The spectroscopic measurement apparatus 100 of the second embodiment acquires an interferogram of object light emitted from each measurement point a1 distributed on the surface of the sample S in the first axis direction.
  • FIG. 8 shows a schematic configuration of the spectroscopic measurement device 100 of the second embodiment.
  • 9 and 10 are a plan view and a side view of the spectrometer 100.
  • the spectrometer 100 includes an imaging lens 111 , a two-dimensional slit 113 , an objective lens 115 , a phase shifter 116 , a cylindrical lens 117 and a two-dimensional detector 118 in order of proximity to the sample S.
  • an interferogram is obtained from the detection signal of the two-dimensional detector 118, and the interferogram is mathematically Fourier-transformed to obtain a spectral characteristic (spectrum), which is the relative intensity of each wavelength of the radiated light.
  • a control/processing unit 125 having a function of a processing unit such as imaging the calculation result of the unit is provided.
  • the imaging lens 111 forms a surface optically conjugate with the surface of the sample S at the position of the two-dimensional slit 113 .
  • the imaging lens 111 corresponds to the conjugate plane imaging optical system in the present invention.
  • the two-dimensional slit 113 corresponds to the amplitude diffraction grating of the invention.
  • a plurality of openings 1132 are periodically arranged in the direction of the first axis and the direction of the second axis.
  • the length W1 of the openings 1132 in the first axis direction and the period of the openings 1132 adjacent to each other in the first axis direction L1 is designed to satisfy the following equations (1) and (2), respectively.
  • W1 P1 *2/(m+1) (1)
  • L 1 P 1 ⁇ 2/m (2)
  • P1 is the pixel interval in the first axis direction of the two-dimensional detector 118
  • m is composed of the two-dimensional slit 113, the objective lens 115, the phase shifter 116, the cylindrical lens 117, and the two-dimensional detector 118. It is the optical magnification of the optical system.
  • the aperture 1132 is designed such that the size W2 and the period L2 satisfy the following equation (3).
  • W 2 ⁇ ( ⁇ C ⁇ f)/2 ⁇ h ⁇ P 2
  • L 2 2 ⁇ ( ⁇ C ⁇ f)/2 ⁇ h ⁇ P 2 (4)
  • ⁇ C is the wavelength included in the object light
  • f is the focal length of the objective lens 115
  • ⁇ is the first transmission portion 116a (described later) incident on the pixel adjacent to the second axis direction in the two-dimensional detector 118.
  • the difference in optical path length between the first light beam of the object light that has passed through and the second light beam of the object light that has passed through the second transmitting portion 116b (described later), and h is the distance from the phase shifter 116 to the light receiving surface of the two-dimensional detector 118. Distance.
  • the two-dimensional slit 113 in the second embodiment also forms an opening 1132 by etching a silicon single crystal, and as shown in FIG.
  • a sub-wavelength structure (SWC) is formed by arranging square-pyramidal projections 1133 with a period equal to or less than the wavelength of light, and gold is vapor-deposited on the surface thereof.
  • the surface on which the convex portion 1133 is formed is arranged on the two-dimensional detector 118 side.
  • a cooling member 114 (not shown in FIGS. 9 to 11) for cooling the two-dimensional slit 113 is attached to the periphery of the two-dimensional slit 113 .
  • the cooling member 114 for example, a Peltier element similar to that of the first embodiment, or a member having a channel for circulating a coolant fluid therein can be used.
  • the objective lens 115 collimates light that has passed through the opening 1132 of the two-dimensional slit 113 .
  • the objective lens 115 corresponds to the collimating optical system of the invention.
  • the phase shifter 116 is composed of a first transmitting portion 116a and a second transmitting portion 116b made of a material having transparency to mid-infrared light, and both are arranged side by side in the second axial direction.
  • the first transmitting portion 116a is a rectangular plate-shaped optical member having a constant thickness and having a light incident surface and a light emitting surface parallel to each other.
  • the second transmitting portion 116b is an optical member having a trapezoidal shape in plan view, the thickness of which continuously changes along the second axis. and an exit surface on the same plane as the light exit surface of the first transmitting portion 116a.
  • the phase shifter 116 corresponds to the optical system for providing the optical path length difference in the present invention.
  • the cylindrical lens 117 is a semi-cylindrical member made of a material that is transparent to mid-infrared light.
  • the cylindrical lens 117 is arranged so that the convex side faces the phase shifter 116 side, the flat face faces the two-dimensional detector 118 side, and the semicircular cross section is positioned perpendicular to the second axis. be.
  • the cylindrical lens 117 corresponds to the interference optical system of the invention.
  • the second embodiment also uses a thermal photodetector as the two-dimensional detector 118 .
  • the light-receiving surface is cooled by a cooling member 119 (not shown in FIGS. 9 and 10) in order to prevent radiation light due to heat generated inside the two-dimensional detector 118 from escaping to the outside.
  • a cooling member 119 for example, a Peltier element similar to that of the first embodiment, or a member having a channel for circulating a coolant fluid therein can be used.
  • the control/processing unit 125 obtains an interferogram from the light intensity distribution of the interference image obtained by the two-dimensional detector 118, and Fourier transforms the interferogram to acquire the spectrum of the measurement point.
  • object light which is mid-infrared light emitted from one measurement point a1 located on the surface of the sample S, is condensed by the imaging lens 111 at the position of the two-dimensional slit 113. be.
  • the object light that has passed through the opening 1132 of the two-dimensional slit 113 is collimated by the objective lens 115 and enters the first transmission section 116 a and the second transmission section 116 b of the phase shifter 116 .
  • the light incident surface of the second transmitting portion 116b is inclined with respect to the light incident surface of the first transmitting portion 116a, and the light exiting surfaces of the first transmitting portion 116a and the second transmitting portion 116b are positioned on the same plane. Therefore, there is a continuous line along the second axis between the object light (first light flux) that has passed through the first transmission section 116a and the object light (second light flux) that has passed through the second transmission section 116b. An optical path length difference is given.
  • the object light that has passed through the first transmitting portion 116a and the object light that has passed through the second transmitting portion 116b are condensed in the direction of the first axis by the cylindrical lens 117, and two-dimensionally detected as a linear interference image along the second axis. imaged onto the light-receiving surface of the device 118 .
  • the two-dimensional detector 118 simultaneously detects interference images formed by object light emitted from each of the plurality of measurement points aligned along the first axis on the surface of the sample S. can be detected.
  • the spectroscopic measurement apparatus 100 of the second embodiment also features, as in the first embodiment, the configuration of the two-dimensional slit 113, the cooling member 114 cooling the two-dimensional slit 113, and the cooling member 119 cooling the two-dimensional detector 118. have. Therefore, as in the first embodiment, the definition of the interference image can be enhanced.
  • the spectroscopic measurement device 100 of Example 2 is also provided with all of these three configurations as another preferred specific aspect of the present invention, but a configuration with only a part of these three features is provided. can also be harvested.
  • a pseudo-stealth multi-slit having two-dimensional openings similar to the two-dimensional slit 113 can be used to reduce radiation from the two-dimensional detector 118.
  • the cooling member 114 By cooling the two-dimensional slit 113 with the cooling member 114 and suppressing the radiant light from the slit itself, it is possible to reduce the reflection of light.
  • Example 3 The spectroscopic measurement device 200 of Example 3 acquires an interferogram of object light emitted from the measurement point a1 on the surface of the sample S.
  • FIG. 3 An example of the spectroscopic measurement device 200 of Example 3 acquires an interferogram of object light emitted from the measurement point a1 on the surface of the sample S.
  • FIG. 12 shows a schematic configuration of the spectrometer 200 of Example 3.
  • the spectrometer 200 includes an imaging lens 211, a two-dimensional slit 213, an objective lens 215, a phase shifter 216, and a two-dimensional detector 218 in order of proximity to the sample S.
  • FIG. Also, an interferogram is obtained from the detection signal of the two-dimensional detector 218, and the interferogram is mathematically Fourier-transformed to obtain a spectral characteristic (spectrum), which is the relative intensity of each wavelength of the radiated light.
  • a control/processing unit 225 having a function of a processing unit such as imaging the calculation result of the unit is provided.
  • the imaging lens 211 forms a surface optically conjugate with the surface of the sample S at the position of the two-dimensional slit 213 .
  • the imaging lens 211 corresponds to the conjugate plane imaging optical system in the present invention.
  • the two-dimensional slit 213 corresponds to the amplitude diffraction grating in the present invention.
  • the two-dimensional slit 213 has openings two-dimensionally arranged in the same manner as the two-dimensional slit 113 of the second embodiment, and a cooling member 214 is attached to the side circumference of the two-dimensional slit 213 .
  • the objective lens 215 collimates the light that has passed through the opening 1132 of the two-dimensional slit 213.
  • the objective lens 215 corresponds to the collimating optical system of the invention.
  • phase shifter 29 corresponds to the optical path length difference providing means and the interference optical system in the present invention.
  • Phase shifter 216 has a reference mirror 216a and a tilt mirror 216b.
  • the reference mirror 216a and the tilt mirror 216b are arranged side by side in the vertical direction (x-axis direction).
  • the reflecting surface of the tilting mirror 216b is parallel to a virtual plane obtained by rotating the reflecting surface of the reference mirror 216a about the x-axis by a predetermined angle ⁇ x and then rotating it about a horizontal axis (y-axis) by a predetermined angle ⁇ y. It is installed so that As a result, the reflecting surface of the tilt mirror 216b is tilted in the y-axis direction and the z-axis direction with respect to the reflecting surface of the reference mirror 216a.
  • the tilt in the y-axis direction deviates the traveling direction of the oblique reflected light from the traveling direction of the reference reflected light by 2 ⁇ ° in the y-axis direction.
  • This deviation angle causes an optical path length difference between the reference reflected light and the oblique reflected light.
  • the traveling direction of the tilted reflected light is tilted in the z-axis direction, and the tilted reflected light and the reference reflected light intersect at a position separated from the phase shifter 20 by a predetermined distance. .
  • the third embodiment also uses a thermal photodetector as the two-dimensional detector 218 .
  • the light receiving surface is cooled by a cooling member in order to prevent radiation light due to heat generated inside the two-dimensional detector 218 from radiating to the outside.
  • a cooling member 219 for example, a Peltier element similar to that of Examples 1 and 2, or a member having a channel for circulating a coolant fluid therein can be used.
  • the processing unit 225 obtains an interferogram from the light intensity distribution of the interference image obtained by the two-dimensional detector 218, and Fourier transforms the interferogram to obtain the spectrum of the measurement point.
  • object light which is mid-infrared light emitted from one measurement point a1 located on the surface of the sample S, is condensed by the imaging lens 211 at the position of the two-dimensional slit 213. be.
  • the object light that has passed through the opening of the two-dimensional slit 213 is collimated by the objective lens 215 and enters the reference mirror 216 a and the tilt mirror 216 b of the phase shifter 216 .
  • the object light reflected by the reference mirror 216a and the object light reflected by the tilt mirror 216b are planarly incident on the light receiving surface of the two-dimensional detector 218, and part of each incident area overlaps.
  • the interferogram at the measurement point a1 can be obtained by detecting the light intensity distribution of this interference image, and the spectral characteristics at the measurement point a1 can be obtained by Fourier transforming this interferogram. .
  • the spectroscopic measurement apparatus 200 of the third embodiment also has the structure of the two-dimensional slit 213, the cooling member 214 for cooling the two-dimensional slit 213, and the cooling member 219 for cooling the two-dimensional detector 218. It is characterized by Therefore, as in the first and second embodiments, the definition of the interference image can be enhanced.
  • the spectroscopic measurement device 200 of Example 3 is also provided with all of these three configurations as another preferred specific aspect of the present invention, but a configuration with only a part of these three features is provided. can also be harvested.
  • the two-dimensional slits 113 and 213 in which the openings are arranged in a grid pattern are used, but as shown in FIG. , two-dimensional slits 323 arranged side by side in the first axial direction of the substrate 3231 can also be used.
  • the length and period in the second axis direction were determined for one wavelength ⁇ included in the object light.
  • a slit having openings one-dimensionally arranged only in the second axis direction may be used.
  • a line detector in which a plurality of pixels are arranged only in the direction of the second axis can be used.
  • the multiple slits 13, 113 and the two-dimensional slits 213, 313 used as the amplitude diffraction gratings are formed by etching the base material such as silicon single crystal to form the openings 132, 1132, 2132, 3132.
  • the amplitude type diffraction grating may be one in which light transmitting portions and light shielding portions are alternately arranged one-dimensionally or two-dimensionally, and no physically open portion is provided.
  • a material that does not transmit light in the wavelength band of the object light is applied one-dimensionally or two-dimensionally.
  • Multiple slits and two-dimensional slits can also be constructed by applying masking having openings arranged dimensionally.
  • the surface of a single crystal of silicon was vapor-deposited with gold.
  • a material made only of metal such as gold may be used.
  • SUS stainless steel
  • reflection by the multiple slit 13 or the two-dimensional slits 113, 213 is suppressed by providing the sub-wavelength structure on the surface facing the two-dimensional detectors 18, 118, 218, but other configurations can also be adopted. .
  • the surfaces facing the two-dimensional detectors 18, 118, and 218 of the slit 13 and the two-dimensional slits 113 and 213 are sandblasted to form rough surfaces, or the surfaces are inclined to form a two-dimensional detector 18. , 118 and 218 may reflect light.
  • an appropriate antireflection film may be formed on the surface by changing to a sub-wavelength structure.
  • the antireflection film it is preferable to use a material having an emissivity lower than that of silicon, or to adopt a configuration in which the amplitude diffraction grating on which the antireflection film is formed is cooled.
  • the two-dimensional detectors 18, 118, and 218 are of the thermal type, but quantum two-dimensional detectors may also be used.
  • the quantum two-dimensional detector for example, an MCT detector, an InSb detector, a CCD detector, or a CMOS detector can be used. Since these quantum type detectors photoelectrically convert incident infrared rays to generate electric signals for detection, it is difficult to imagine that radiation light is generated from the detectors.
  • the quantum type detector requires a cooling mechanism to suppress the generation of thermal noise, which makes the device expensive. Therefore, in order to reduce the cost of the apparatus, it is preferable to use the thermal two-dimensional detectors 18, 118, 218 as in the above embodiment.
  • the amplitude-type diffraction grating described below may be a multiple slit (one-dimensionally arranged apertures) as used in the first embodiment, A two-dimensional slit (openings arranged two-dimensionally) may be used.
  • a one-dimensional or two-dimensional opening made of a material that does not transmit light in the wavelength band of the object light is formed on the surface of the substrate made of a material that transmits light in the wavelength band of the object light. It may be masked.
  • the light shielding member is made up only of a member (absorbing member) 471 made of a material having a higher light absorptance than silicon in the wavelength band of the object light. and a plurality of openings are provided in the light shielding member.
  • a member (absorbing member) 471 made of a material having a higher light absorptance than silicon in the wavelength band of the object light.
  • a plurality of openings are provided in the light shielding member.
  • quartz glass and various organic compounds can be used.
  • the amplitude diffraction grating 41 uses the absorption member 411 made of a material having a higher light absorptivity than silicon, the amplitude of the emitted light from the sample is reduced more than the conventional light shielding member made of single crystal silicon. More of the object light incident on the light shielding portion of the diffraction grating 41 can be absorbed (light shielded), and the contrast of the interference image can be increased more than before. Moreover, even when radiation is emitted from the photodetector, the radiation is absorbed by the absorbing member 411 . Therefore, the radiant light from the photodetector is not re-entered into the photodetector and the contrast of the interference light is not degraded.
  • the object light incident on the light shielding portion can be sufficiently absorbed by using an absorption member made of silica glass with a thickness of about 0.1 mm.
  • an absorption member made of silica glass with a thickness of about 0.1 mm.
  • Many of the above materials, which have high light absorption rates, have high emissivity. no.
  • a configuration including a diffraction grating cooling section for cooling the amplitude diffraction grating 41 it is preferable to employ a configuration including a diffraction grating cooling section for cooling the amplitude diffraction grating 41 .
  • a photodetector configured to selectively cool only pixels on which light that has passed through the light shielding portion is incident among a plurality of pixels of the photodetector may be used.
  • the configuration for cooling the photodetector has been described in the above embodiment, it is not realistic to cool the photodetector to absolute zero. In other words, even if the photodetector is cooled, some radiant light will be emitted.
  • the contrast of the interference image of the object light is increased by reducing the amount of light incident on the pixels corresponding to the light shielding portions of the amplitude diffraction grating 41 and increasing the difference from the amount of light incident on the pixels corresponding to the aperture. Attempts have been made to increase it, but if the intensity of the object light is weak, it is also conceivable to reverse this relationship.
  • the amount of light incident on the pixels corresponding to the light shielding portions is increased, and the difference between the amount of light incident on the pixels corresponding to the openings is increased.
  • a temperature control mechanism that heats and/or cools the amplitude diffraction grating 41 and a temperature changing unit that changes the temperature at which the amplitude diffraction grating 41 is heated and/or cooled by the temperature control mechanism are provided. It is also possible to adopt a configuration in which the temperature of the amplitude diffraction grating 41 is adjusted so that the contrast of the image is maximized. In the following embodiments, only the cooling of the amplitude diffraction grating will be individually described. A configuration that can be heated can be adopted.
  • a material having a higher light reflectance than silicon in the wavelength band of the object light is provided on the side of the light incident surface on which the object light is incident.
  • a member (reflection member) 422 made of (for example, a metal such as gold; the same applies to the following embodiments) is arranged, and an absorption member 421 is arranged on the side of the light exit surface from which the object light is emitted.
  • this amplitude type diffraction grating 42 most of the object light incident on the light shielding portion of the amplitude type diffraction grating 41 is reflected by the reflecting member 422.
  • the thickness of the absorption member 421 no. Since a thin absorbing member 421 having a thickness of about 0.1 mm can be used for this amplitude-type diffracted light 42, the amount of radiated light emitted from the absorbing member 421 is sufficiently small. The contrast of interfering light may be increased.
  • An amplitude diffraction grating 43 according to a third embodiment is obtained by combining an absorbing member 431 with a plate-shaped member (silicon member) 433 made of single crystal silicon.
  • the absorbing member 431 having a thickness of about 0.1 mm can absorb the object light incident on the light shielding portion, but is easily damaged and difficult to handle due to its low strength.
  • the absorbing member 431 can be reinforced and have sufficient strength.
  • the material and shape of the reinforcing member can be changed as appropriate.
  • a frame-like member or the like that reinforces the periphery of the absorbing member 431 can be used.
  • the amplitude type diffraction grating 44 of the fourth embodiment is a combination of the second embodiment and the third embodiment. 443, a reflecting member 442, and an absorbing member 441 are arranged. With this amplitude diffraction grating 44, both the effects obtained in the second embodiment and the third embodiment are obtained.
  • the amplitude diffraction grating 45 of the fifth embodiment is also a combination of the second embodiment and the third embodiment. 452, a silicon member 453, and an absorbing member 451 are arranged. This amplitude type diffraction grating 45 can also obtain both the effects obtained in the second embodiment and the third embodiment.
  • a reflecting member 462 is arranged on the side on which the object light is incident, and a silicon member 463 is arranged on the side from which the object light is emitted. be.
  • the object light is reflected with a high reflectance at the light shielding portion of the reflecting member 462, and the object light hardly reaches the light shielding portion of the silicon member 463. It is possible to obtain an interference image with a higher definition than that of a type diffraction grating.
  • the single crystal of silicon is exposed on the side of the output surface of the object light. Since silicon is a material with high thermal radiation (high emissivity), the silicon member 463 radiates more radiant light as the temperature rises. When this radiant light enters the photodetector, the definition of the interference image is lowered. In addition, since silicon is a material with high reflectance, when radiation light is emitted from the photodetector, it may be reflected by the amplitude diffraction grating 46 and re-enter the photodetector. When this reflected light enters the photodetector, the definition of the interference image is reduced. Therefore, when using the amplitude type diffraction grating 46 of this embodiment, it is preferable to employ a configuration provided with a cooling section for cooling the amplitude type diffraction grating 46 and/or the photodetector.
  • a silicon member 473 is arranged on the side on which the object light is incident, and a reflecting member 472 is arranged on the side from which the object light is emitted. be.
  • a reflecting member 472 is arranged on the side from which the object light is emitted. be.
  • this amplitude diffraction grating 47 when light in the same wavelength band (infrared region) as object light is radiated (thermal radiation) from the photodetector like a thermal photodetector, the light is reflected by the reflecting member. can be specularly reflected by and re-enter the photodetector. Therefore, when the amplitude type diffraction grating 47 is used in combination with a thermal photodetector or the like, it is preferable to employ a configuration in which the photodetector is cooled to suppress thermal radiation.
  • the silicon member 483 is arranged on the side on which the object light is incident, and the reflecting member 482 is arranged on the side from which the object light is emitted.
  • An antireflection portion 484 is provided on the surface (light emitting surface) of the reflecting member 482 .
  • the anti-reflection part 484 may be one that suppresses specular reflection of incident light, and various parts can be used.
  • the sub-wavelength structure (SWC) described in the above embodiment is provided on the side of the light exit surface of the antireflection part 484, the light exit surface is sandblasted, or the light exit surface is
  • An antireflection portion 484 can be provided by tilting or the like.
  • the antireflection section 484 can prevent the radiation light from entering the photodetector again.
  • a metal such as gold that is, a material having a low emissivity is positioned on the light exit surface side
  • the amplitude diffraction grating 48 also emits little heat. Therefore, an interference image with sufficiently high definition can be obtained without cooling the amplitude diffraction grating 48 and the photodetector.

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Abstract

試料Ｓの測定点aからの物体光をコリメートするコリメート光学系１５と、複数の画素が所定の方向に配列された受光面を有する光検出器２１と、試料とコリメート光学系の間に設けられ該試料の表面に対して光学的に共役な面を形成する共役面結像光学系１１と、光入射面又は光出射面が、物体光の波長帯域における遮光率がシリコンよりも高い材料で形成された遮光部材に複数の開口を設けたものであって前記共役な面に配置された振幅型回折格子１３と、コリメートされた物体光を第１光束と第２光束に分割して光路長差を与える光路長差付与光学系１６と、光路長差が与えられた第１光束と第２光束を干渉させて前記所定の方向に沿って前記受光面に干渉像を形成する干渉光学系１７とを備える分光測定装置１。

Description

分光測定装置
　本発明は、分光測定装置に関する。
　生体の被検部位に光を照射し、そこから発せられる中赤外線である透過光、拡散光、散乱光等の物体光の分光特性を測定することにより、生体の被検部位に存在する成分（血液中のグルコースやコレステロール等）を定性あるいは定量する方法が知られている。物体光の分光特性を測定する方法として、物体光を対物レンズによって平行光束にした上で光路長差付与光学系に導き、物体光を2つの光束に分割するとともに該2つの光束の間に光路差を設け、それらを干渉させて干渉光を取得し、2つの光束の光路長差に対する干渉光の強度変化から分光特性を求めるものがある。光路長差付与光学系として、従来、固定ミラーと可動ミラーを並べて配置したものが用いられている。平行光束にした物体光をこれらのミラーで反射し、両光束を干渉させつつ可動ミラーを光軸方向に移動させることにより2つの光束に光路長差を付与する（例えば特許文献１）。
　また、特許文献２では、可動ミラーの移動機構を用いることなく干渉光の強度変化を一度に測定する方法が提案されている。
　特許文献２では、並んで配置され反射面の傾きが異なる2つの平板ミラー（基準ミラーと傾斜ミラー）で構成された光路長差付与光学系を用いる。基準ミラーと反射ミラーは、該基準ミラーに入射する物体光の進行方向と該基準ミラーで反射された物体光の進行方向を含む面に垂直な軸に沿って並んで配置され、該軸を中心に該基準ミラーの反射面を回転した方向に傾斜ミラーの反射面が向けられる。平行光束にされた物体光は、基準ミラーと傾斜ミラーのそれぞれの反射面で反射され、結像光学系によって前記軸方向に集光され、該軸に垂直な同一直線上に集光される。この直線（結像直線）上に、基準ミラーで反射された光（基準反射光）と傾斜ミラーで反射された光（傾斜反射光）による干渉像が形成される。基準ミラーの反射面と傾斜ミラーの反射面の傾きが異なることから、基準反射光と傾斜反射光との間には両反射面がなす角度に応じた連続的な光路長差が生じる。従って、結像直線に沿った干渉像の光強度変化を検出することにより、2つの光束の光路長差に対する干渉光の強度変化を表すインターフェログラムが得られる。このインターフェログラムをフーリエ変換することにより物体光の分光特性を測定することができる。
　特許文献３～５では、干渉像の鮮明度を高めるために振幅型回折格子を用いることが提案されている。特許文献３に記載の分光測定装置では、共役面結像光学系を用いて試料と結像光学系の間に試料の表面（物体面）と光学的に共役な面を形成し、そこに振幅型回折格子を配置する。振幅型回折格子は、例えばシリコンの単結晶からなる遮光板に周期的に開口を設けたものである。結像直線に平行な方向に所定の周期で複数の開口を設けることにより、干渉像の鮮明度を高めることが期待されている。また、特許文献４には、上記結像直線と垂直な方向に所定の周期で複数の開口を設けることにより、干渉光の鮮明度を高めることが記載されている。さらに、特許文献５には、特許文献１に記載のように固定ミラーと可動ミラーを用いる分光測定装置において、特許文献４と同様に開口を設けた振幅型回折格子を用いることにより干渉光の鮮明度を高めることが記載されている。
特開２００８－３０９７０６号公報 国際公開第２０１２／０３３０９６号 国際公開第２０２１／０４４９７９号 国際公開第２０１７／００７０２４号 特開２０１６－１４２５２２号公報
　しかし、特許文献３～５に記載のような分光測定装置を用いて試料の物体光から干渉像を形成しても、必ずしも十分に干渉光の鮮明度が高くならないことが分かった。
　本発明が解決しようとする課題は、試料から発せられる中赤外線である物体光の干渉像の鮮明度を高くすることである。
　上記課題を解決するために成された本発明に係る分光測定装置は、
　試料の表面の測定点から発せられる物体光をコリメートするコリメート光学系と、
　複数の画素が所定の方向に配列された受光面を有する光検出器と、
　前記試料と前記コリメート光学系の間に設けられ、該コリメート光学系との間に該試料の表面に対して光学的に共役な面を形成する共役面結像光学系と、
　前記物体光が入射する光入射面又は該物体光が出射する光出射面が、前記物体光の波長帯域における遮光率がシリコンよりも高い材料で形成された遮光部材に複数の開口を設けたものであって、前記共役な面に配置された振幅型回折格子と、
　前記コリメート光学系によりコリメートされた物体光を第１光束と第２光束に分割し、該第１光束と該第２光束の間に光路長差を与える光路長差付与光学系と、
　前記光路長差付与光学系により光路長差が与えられた前記第１光束と前記第２光束を干渉させて、前記所定の方向に沿って前記受光面に干渉像を形成する干渉光学系と
　を備えることを特徴とする。
　前記振幅型回折格子は、その全体が、物体光の波長帯域においてシリコンよりも遮光率が高い材料で構成されたものであってもよく、光入射面又は光出射面のみが該波長帯域においてシリコンよりも遮光率が高い材料で形成されたものであってもよい。さらには、光入射面と光出射面の両方がシリコンよりも遮光率が高い材料で形成されたものであってもよい。
　特許文献３～５に記載の分光測定装置で干渉光の鮮明度が高くならない要因の1つに、振幅格子の遮光部により物体光が完全に遮光されず、一部の物体光が遮光部を通過していたことが考えられる。特に、物体光の波長帯域が赤外線領域である場合に、物体光がより多く遮光部を透過してしまう。
　そこで、本発明に係る分光測定装置では、物体光が入射する光入射面及び／又は該物体光が出射する光出射面が、物体光の波長帯域における光の吸収率や反射率がシリコンよりも高い材料で形成された遮光部材に開口を設けた振幅型回折格子を用いる。シリコンよりも光の吸収率が高い材料としては、例えば、石英ガラスや各種の有機化合物が挙げられる。また、シリコンよりも光の反射率が高い材料としては、例えば、アルミニウムや金が挙げられる。また、純金属に限らず、自由電子を有する、ステンレス鋼（SUS）等からなるものを用いることもできる。
　また、本発明に係る分光測定装置は、
　前記遮光部材が、前記光入射面の側に配置された、前記物体光の波長帯域における光の反射率がシリコンよりも高い材料で構成される反射部材と、前記光出射面の側に配置された、前記物体光の波長帯域における光の吸収率がシリコンよりも高い材料で構成される吸収部材と
　を備えた構成を採ることができる。
　物体光の波長帯域が赤外線領域である場合には、通常、0.1mm程度の厚さの石英ガラスからなる遮光部材（吸収部材）を用いることにより、遮光部に入射する物体光を吸収することができる。しかし、物体光の強度が大きくなると、石英ガラスのみからなる遮光部材では遮光部に入射する物体光を完全に吸収することが難しい場合がある。上記の分光測定装置では、吸収部材の光入射面側に反射部材を配置しており、該反射部材によって物体光が反射されるため、遮光部材の遮光部を透過する物体光をより一層低減することができる。
　また、本発明に係る分光測定装置は、
　前記遮光部材を補強する補強部材
　を、さらに備えた構成を採ることができる。
　上記のように、物体光の波長帯域が赤外線領域である場合には、通常、0.1mm程度の厚さの石英ガラスからなる遮光部材を用いることにより、遮光部に入射する物体光を吸収することができる。しかし、そのように薄い部材では強度が十分でないために損傷しやすく、取り扱いが困難になる。上記の分光測定装置では、補強部材を備えることにより十分な強度を持たせることができる。なお、補強部材は、遮光部材の強度を高めることができるものである限りにおいて任意の形状を採ることができる。具体的には、例えば、遮光部材と同様に複数の開口を設けたものであってもよく、遮光部材の周部を補強するような枠状の部材であってもよい。
　本発明に係る分光測定装置では、
　前記遮光部材の光出射面が、前記物体光の波長帯域における反射率がシリコンよりも高い材料で形成されている場合に、
　前記光出射面に反射防止加工が施されている
　ことが好ましい。
　前記反射防止加工には、例えば、物体光の波長以下の構造体を多数設けたもの（サブ波長構造）や、サンドブラスト加工を施して光出射面を粗面にしたもの、光出射面に傾斜を設けて光出射面による正反射を抑制したものなど、種々のものを用いることができる。
　中赤外線を測定する光検出器には、熱型のものと量子型のものがある。熱型の光検出器では、温度に依存する電気抵抗値を持つ物質に中赤外線を照射し、その物質の電気抵抗値を計測することにより中赤外線の強度を測定する。一方、量子型の光検出器では、入射する赤外線を光電変換して電気信号を発生させて検出する。量子型の光検出器は熱型の光検出器に比べて高感度である反面、熱ノイズの発生を抑えるための冷却機構を用いる必要があることから一般に高価である。そのため、従来の分光測定装置では、装置のコストを抑えるために熱型の光検出器が用いられることが多い。しかし、熱型の光検出器では、入射する中赤外線がセンサと熱結合して熱が発生するため、その熱による輻射光が発生する。この輻射光が振幅型回折格子で反射されて光検出器に再入射することも、干渉像のコントラストを低下させる要因になる。特に、上記のように金属等の反射率が高い材料で光出射面を構成すると、光検出器から出射した光が該光出射面で正反射して再び光検出器に入射してしまう。上記の分光測定装置では、該光出射面に反射防止加工が施された振幅型回折格子を用いることにより、従来よりも干渉光の鮮明度を高くすることができる。
　本発明に係る分光測定装置を用いることにより、物体光の干渉像の鮮明度を高くすることができる。
本発明に係る分光測定装置の実施例１の概略構成図。 実施例１の分光測定装置の上面図。 実施例１の分光測定装置の多重スリットの構成を示す図。 実施例１の分光測定装置の二次元検出器の画素の配列を示す図。 従来の分光測定装置を用いた実験の結果を示す図。 従来の分光測定装置を用いた実験において取得した画像。 スリットの向きを変えて、試料の温度に対する干渉像のコントラストの変化を測定した結果を示す図。 本発明に係る分光測定装置に係る実施例２の概略構成図。 実施例２の分光測定装置の上面図。 実施例の分光測定装置の側面図。 実施例２の分光測定装置の二次元スリットの構成を示す図。 本発明に係る分光測定装置に係る実施例３の概略構成図。 実施例２の分光測定装置の位相シフタの構成を示す図。 変形例の二次元スリットの構成を示す図。 本発明に係る分光測定装置の振幅型回折格子の実施形態を説明する図。
　本発明に係る分光測定装置の好ましいいくつかの実施例について、以下、図面を参照して説明する。
（実施例１）
　図１に、実施例１の分光測定装置１の概略構成を示す。図２は分光測定装置１の平面図である。分光測定装置１は、試料Ｓに近い順に、結像レンズ１１、多重スリット１３、対物レンズ１５、位相シフタ１６、結像レンズ１７、及び二次元検出器１８を備えている。実施例１の分光測定装置１では、試料Ｓ、結像レンズ１１、多重スリット１３の間に共役面結像光学系が構成される。また、多重スリット１３、対物レンズ１５、位相シフタ１６、結像レンズ１７、及び二次元検出器１８の間に結像型二次元フーリエ分光光学系が構成される。分光測定装置１は、さらに、二次元検出器１８の検出信号からインターフェログラムを求め、このインターフェログラムを数学的にフーリエ変換して輻射光の波長毎の相対強度である分光特性（スペクトル）を求める演算部と、該演算部の演算結果を画像化する等の処理部の機能を持つ制御・処理部２５を備えている。
　試料Ｓの表面に並ぶ多数の測定点のそれぞれから様々な方向に出射する光（物体光）は、結像レンズ１１によって多重スリット１３の位置に集光される。結像レンズ１１は、試料Ｓの表面と光学的に共役な面を多重スリット１３の位置に形成する。結像レンズ１１は、本発明における共役面結像光学系に相当する。図２では多数の測定点のうちの１つを測定点a1として示している。
　位相シフタ１６は、入射する物体光の光軸に対して約45°傾けて設置されており、鉛直方向の上下に配置された固定ミラー部１６aと可動ミラー部１６bを有する。可動ミラー部１６bは、図示しない駆動機構により矢印で示す方向に移動される。固定ミラー部１６aと可動ミラー部１６bを上下のどちらに配置しても良いが、ここでは上側に可動ミラー部１６bを、下側に固定ミラー部１６aを配置している。左右に固定ミラー部と可動ミラー部を配置することも可能であるが、その場合、可動ミラー部を大きく移動させた場合に、固定ミラー部が可動ミラー部の影になって二次元検出器に向かう光線が遮られる場合があるため、上下方向に配置することが好ましい。位相シフタ１６は本発明における光路長差付与光学系に相当する。
　結像レンズ１７は、固定ミラー部１６aと可動ミラー部１６bで反射した物体光を干渉させて二次元検出器１８の受光面上に集光する。結像レンズ１７は、本発明における干渉光学系に相当する。
　多重スリット１３は本発明における振幅型回折格子に相当する。多重スリット１３は、シリコンの単結晶にエッチングを行うことにより開口部１３２を形成し、試料Ｓから発せられる物体光の波長以下の周期で四角錐状の凸部１３３を配置してなるサブ波長構造（ＳＷＣ）を形成して、その表面に金を蒸着したものである。多重スリット１３には、図３に示すように、測定対象である中赤外光に対して遮光性を有する矩形板状の基材１３１の一方向（第１軸方向）に複数の帯状の開口部１３２が周期的に配置されている。また、多重スリット１３の側周部には多重スリット１３を冷却するための冷却部材１４（図２参照。図１及び図３では図示略）が配置されている。冷却部材１４としては、例えばペルチェ素子、あるいは内部に冷媒流体を循環させる流路を有する部材を用いることができる。
　特許文献４及び５に記載されている分光測定装置と同様に、開口部１３２の第１軸方向の長さＷ１及び第１軸方向に隣り合う開口部１３２の周期Ｌ１がそれぞれ次式(1)及び(2)を満たすように設計されている。
　Ｗ１＝Ｐ１×２／（ｍ＋１）　…(1)
　Ｌ１＝Ｐ１×２／ｍ　…(2)
　ここで、Ｐ１は二次元検出器１８の第１軸方向の画素１８１の間隔、ｍは多重スリット１３、対物レンズ１５、位相シフタ１６、結像レンズ１７、及び二次元検出器１８で構成される光学系の光学倍率である。
　位相シフタ１６の垂直軸を通る断面では、固定ミラー部１６aと可動ミラー部１６bに物体光が照射されるが、水平軸を通る断面では、固定ミラー部１６a、或いは可動ミラー部１６bのみに物体光が照射される。つまり、垂直軸を通る断面でみると可動ミラー部１６bの移動に伴って光路長差が変化し干渉強度が変化するが、水平軸を通る断面でみると光路長差がなく干渉強度変化は生じない。従って、実施例１では、垂直軸方向（第１軸方向）に、輝点（測定点）間の位相の打ち消し合いを解消するための開口部と遮光部の組み合わせを有する多重スリット１３を配置する。
　二次元検出器１８は、図４に示すように、複数の画素が格子状に（第１軸方向の周期Ｐ１、第２軸方向の周期Ｐ２。本実施例ではＰ１＝Ｐ２。）配置されたものである。二次元検出器１８は熱型の光検出器である。熱型の光検出器は、入射する中赤外線とセンサを熱結合させて発生させた熱を電気信号に変換して検出するものである。熱型の検出器には、具体的には、例えば、マイクロボロメータアレイセンサがある。二次元検出器１８の内部で発生した熱による輻射光が外部に出射するのを防止するために、受光面は冷却部材１９（図１及び図４では図示略）により冷却されている。冷却部材１９としては、例えばペルチェ素子、あるいは内部に冷媒流体を循環させる流路を有する部材を用いることができる。
　処理部２５は、二次元検出器１８により得られた干渉像の光強度分布からインターフェログラムを求め、該インターフェログラムをフーリエ変換することにより測定点のスペクトルを取得する。
　実施例１の分光測定装置１では、試料Ｓの表面に位置する多数の測定点のそれぞれから発せられた物体光が結像レンズ１１により多重スリット１３の位置に集光される。多重スリット１３の開口部１３２を通過した物体光は、対物レンズ１５によりコリメートされ、位相シフタ１６の固定ミラー部１６aと可動ミラー部１６bに入射する。実施例１では、可動ミラー部１６bを移動させることにより、固定ミラー部１６aで反射されると可動ミラー部１６bで反射される物体光の間に光路長差が付与され、結像レンズ１７によって二次元検出器１８の受光面上に結像される。
　図２では物体光の光路を分かりやすく示すために試料Ｓの表面の１測定点a1から発せられる物体光の光路のみを示しているが、実際には、試料Ｓの表面に二次元的に分布する複数の測定点aのそれぞれから発せられる物体光から干渉光が形成され、二次元検出器１８の受光面に二次元的に配列された各受光素子に入射する。
　実施例１の分光測定装置１は、特に、多重スリット１３の構成（検出器を臨む面にサブ波長構造を形成して金を蒸着した構成）、該多重スリット１３を冷却する冷却部材１４、及び二次元検出器１８の受光面を冷却する冷却部材１９に特徴を有している。実施例１の分光測定装置１は、本発明の好ましい具体的な一態様としてこれら3つの構成を全て備えたものとしたが、これら3つの特徴のうちの一部のみを備えた構成を採ることもできる。
　ここで、上記3つの特徴について説明する。
　従来の分光測定装置で干渉像のコントラストが増大しない要因を調べるために、本発明者は、室温下で、複数の異なる温度に黒体を加熱又は冷却して各温度の黒体から発せられる輻射光を測定し、その干渉像の輝度振幅の変化を確認する実験を行った。輝度振幅の大きさは、インターフェログラムにおけるセンターバーストの高さに相当する。従来の分光測定装置として、上述した実施例の分光測定装置１から上記3つの特徴を除いた構成を有するものを使用した。
　図５は、上記実験の結果を示すグラフである。このグラフに示すように、従来の分光測定装置では、室温に近い約35℃に黒体を加熱したときに得られる干渉光の輝度振幅が極小になった。また、保冷剤の表面にDMEガスを封入したガスセルを配置して保冷材の表面の中赤外線画像を撮影したところ、図６に示すように、遮光部の位置の輝度が開口部の位置の輝度よりも高くなった。図５及び図６に示す結果は、約35℃に加熱した黒体からの輻射光と同程度の光がスリットの遮光部から二次元検出器に入射していることを示唆しており、その一部はスリットからの輻射光であると考えられる。
　スリットの遮光部から入射する光をより詳細に確認するために行った実験について説明する。この実験では、シリコン単結晶の表面に金を蒸着して作成したスリットを用い、金蒸着面を二次元検出器側（光出射面）に配置した構成（図７に記載の通常時）と、金蒸着面を試料Ｓ側（光入射面）に配置した構成（図７に記載の疑似ステルス・マルチスリット）のそれぞれにおいて、異なる複数の温度に加熱した黒体から発せられる干渉光の輝度振幅を測定した。
　図７に上記実験の結果を示す。図７に示すように、金蒸着面を二次元検出器側に配置した構成では、黒体の温度を35℃に加熱したときにコントラストが極小になったのに対し、金蒸着面を試料Ｓ側に配置した構成では、黒体の温度が25℃であるときにコントラストが極小になり、スリットの、二次元検出器を臨む面を構成する材料を変更すると、輝度振幅が極小になる温度が変化することが分かった。金の放射率（輻射率）はシリコンの放射率よりも低いため、スリットからの輻射光のみである場合には、金の蒸着面を二次元検出器側に向けて配置した構成の方が、二次元検出器に入射する光は少ないはずであり、輝度振幅が極小になる温度がより低くなるはずである。しかし、実際には上記のように金蒸着面を二次元検出器側に向けたときの方が、輝度振幅が極小になる温度が高くなっている。金に比べてシリコンの光反射率が小さいこと、及び二次元検出器として熱型のものを使用していることを踏まえると、二次元検出器の内部で発生した熱による輻射光がスリットの遮光部で反射し、それが再び二次元検出器に入射していることが、スリットから発せられる光のもう1つの要因であると考えられる。
　上記のように、スリットの遮光部から光が発せられる要因には、スリットの基材から輻射される光と、二次元検出器から出射し、スリットの遮光部で反射した光が考えられる。実施例１の分光測定装置１では、多重スリット１３の基材１３１として、二次元検出器１８側の表面に金を蒸着したものを用いることにより、シリコンの単結晶からなる基材に比べて放射率を低減（スリット自体の輻射光を抑制）している。また、試料Ｓから発せられる物体光の波長以下の周期で凸部１３３を配置してなるサブ波長構造（ＳＷＣ）を表面形成することにより、反射率（二次元検出器１８からの輻射光の反射）を低減している。また、多重スリット１３を冷却部材１４により冷却することで多重スリット１３自体の輻射光をさらに抑制している。さらに、二次元検出器１８の受光面を冷却部材１９で冷却することにより、二次元検出器１８の内部で発生した熱による輻射光も抑制している。これらの特徴の少なくとも一部を用いることにより、従来の分光測定装置に比べて干渉光の鮮明度を高くすることができる。例えば、上記実施例１の多重スリット１３に代えて、上述した疑似ステルス・マルチスリットを用いることにより、二次元検出器１８からの輻射光の反射を低減するとともに、多重スリット１３を冷却部材１４で冷却することによりスリット自体の輻射光を抑制する構成を採ることができる。
（実施例２）
　実施例２の分光測定装置１００も、実施例１と同様に、分析対象の試料から発せられる中赤外光の分光スペクトルを取得するために用いられる。実施例２の分光測定装置１００では、試料Ｓの表面に第１軸方向に分布する各測定点a1から発せられる物体光のインターフェログラムを取得する。
　図８に、実施例２の分光測定装置１００の概略構成を示す。図９及び図１０は、分光測定装置１００の平面図と側面図である。分光測定装置１００は、試料Ｓに近い順に、結像レンズ１１１、二次元スリット１１３、対物レンズ１１５、位相シフタ１１６、シリンドリカルレンズ１１７、及び二次元検出器１１８を備えている。また、二次元検出器１１８の検出信号からインターフェログラムを求め、このインターフェログラムを数学的にフーリエ変換して輻射光の波長毎の相対強度である分光特性（スペクトル）を求める演算部、演算部の演算結果を画像化する等の処理部の機能を持つ制御・処理部１２５を備えている。
　試料Ｓの表面に並ぶ各測定点から様々な方向に出射する物体光は、結像レンズ１１１によって二次元スリット１１３の位置に集光される。結像レンズ１１１は、試料Ｓの表面と光学的に共役な面を二次元スリット１１３の位置に形成する。結像レンズ１１１は、本発明における共役面結像光学系に相当する。
　二次元スリット１１３は本発明における振幅型回折格子に相当する。二次元スリット１１３には、図１１に正面図と側面図で示すように、測定対象である中赤外光に対して遮光性を有する矩形板状の基材１１３１の、直交する2方向（第１軸方向と第２軸方向）に複数の開口部１１３２を周期的に配置したものである。第１軸方向においては、特許文献４及び５に記載されている分光測定装置と同様に、開口部１１３２の第１軸方向の長さＷ１及び第１軸方向に隣り合う開口部１１３２の周期Ｌ１がそれぞれ次式(1)及び(2)を満たすように設計されている。
　Ｗ１＝Ｐ１×２／（ｍ＋１）　…(1)
　Ｌ１＝Ｐ１×２／ｍ　…(2)
　ここで、Ｐ１は二次元検出器１１８の第１軸方向の画素の間隔、ｍは二次元スリット１１３、対物レンズ１１５、位相シフタ１１６、シリンドリカルレンズ１１７、及び二次元検出器１１８で構成される光学系の光学倍率である。
　第２軸方向においては、特許文献３に記載されている分光測定装置と同様に、開口部１１３２の大きさＷ２及び周期Ｌ２が次式(3)を満たすように設計されている。
　Ｗ２＝｛（λＣ×ｆ）／２×Δλ×ｈ｝×Ｐ２  …(3)
　Ｌ２＝２×｛（λＣ×ｆ）／２×Δλ×ｈ｝×Ｐ２  …(4)
　ここで、λＣは物体光に含まれる波長、ｆは対物レンズ１１５の焦点距離、Δλは二次元検出器１１８において第２軸方向に隣接する画素に入射する、第１透過部１１６a（後記）を通過した物体光の第１光束と第２透過部１１６b（後記）を通過した物体光の第２光束の光路長差の差分、ｈは位相シフタ１１６から二次元検出器１１８の受光面までの距離である。上記の式(3)及び(4)を満たすような開口部１１３２を設けることにより、隣接する開口部１１３２を通過する物体光の位相が揃えられる。
　実施例２における二次元スリット１１３も、実施例１のスリット１３と同様に、シリコンの単結晶にエッチングを行うことにより開口部１１３２を形成し、図１１に示すように、試料Ｓから発せられる物体光の波長以下の周期で四角錐状の凸部１１３３を配置してなるサブ波長構造（ＳＷＣ）を形成して、その表面に金を蒸着したものである。凸部１１３３を形成した側の面が二次元検出器１１８側に配置されている。また、二次元スリット１１３の周縁部には、該二次元スリット１１３を冷却するための冷却部材１１４（図９～図１１では図示略）が取り付けられている。冷却部材１１４としては、例えば実施例１と同様のペルチェ素子、あるいは内部に冷媒流体を循環させる流路を有する部材を用いることができる。
　対物レンズ１１５は、二次元スリット１１３の開口部１１３２を通過した光をコリメートする。対物レンズ１１５は、本発明におけるコリメート光学系に相当する。
　位相シフタ１１６は、中赤外光に対して透過性を有する材料からなる第１透過部１１６aと第２透過部１１６bで構成されており、両者は第２軸方向に並んで配置される。第１透過部１１６aは、光入射面と光出射面が平行である、厚さが一定の矩形板状の光学部材である。第２透過部１１６bは、第２軸に沿って厚さが連続的に変化する、平面視して台形状の光学部材であり、第１透過部１１６aの光入射面に対して傾斜した光入射面と、第１透過部１１６aの光出射面と同一面上にある出射面を有する。位相シフタ１１６は、本発明における光路長差付与光学系に相当する。
　シリンドリカルレンズ１１７は、中赤外光に対して透過性を有する材料からなる半円柱状の部材である。シリンドリカルレンズ１１７は、凸側が位相シフタ１１６の側に、平坦面が二次元検出器１１８の側を向くように、また、第２軸に直交して半円状の断面が位置するように配置される。シリンドリカルレンズ１１７は、本発明における干渉光学系に相当する。
　二次元検出器１１８は、実施例１と同様に、複数の画素が格子状に（第１軸方向の周期Ｐ１、第２軸方向の周期Ｐ２。本実施例ではＰ１＝Ｐ２。）配置されたものである。実施例２でも実施例１と同様に、二次元検出器１１８として熱型の光検出器を用いている。二次元検出器１１８の内部で発生した熱による輻射光が外部に出射するのを防止するために、受光面は冷却部材１１９（図９及び図１０では図示略）により冷却されている。冷却部材１１９としては、例えば実施例１と同様のペルチェ素子、あるいは内部に冷媒流体を循環させる流路を有する部材を用いることができる。
　制御・処理部１２５は、二次元検出器１１８により得られた干渉像の光強度分布からインターフェログラムを求め、該インターフェログラムをフーリエ変換することにより測定点のスペクトルを取得する。
　実施例２の分光測定装置１００では、試料Ｓの表面に位置する1つの測定点a1から発せられた中赤外光である物体光が結像レンズ１１１により二次元スリット１１３の位置に集光される。二次元スリット１１３の開口部１１３２を通過した物体光は、対物レンズ１１５によりコリメートされ、位相シフタ１１６の第１透過部１１６aと第２透過部１１６bに入射する。上述の通り、第２透過部１１６bの光入射面が第１透過部１１６aの光入射面に対して傾斜し、第１透過部１１６aと第２透過部１１６bの光出射面は同一面上に位置しているため、第１透過部１１６aを通過した物体光（第１光束）と第２透過部１１６bを通過した物体光（第２光束）の間には、第２軸に沿って連続的な光路長差が付与される。第１透過部１１６aを通過した物体光と第２透過部１１６bを通過した物体光はシリンドリカルレンズ１１７によって第１軸方向に集光され、第２軸に沿った線状の干渉像として二次元検出器１１８の受光面上に結像される。
　図８～図１０では物体光の光路を分かりやすく示すために試料Ｓの表面の１測定点a1から発せられる物体光の光路のみを示しているが、実際には、第１軸方向に測定点a1と並ぶ複数の測定点のそれぞれから発せられる物体光から線状の干渉像が、二次元検出器１１８の受光面上に、第１軸方向に並んで形成される。従って、実施例２の分光測定装置１００では、試料Ｓの表面に第１軸に沿って並ぶ複数の測定点のそれぞれから発せられた物体光により形成される干渉像を同時に二次元検出器１１８で検出することができる。
　実施例２の分光測定装置１００も、実施例１と同様に、二次元スリット１１３の構成、該二次元スリット１１３を冷却する冷却部材１１４、及び二次元検出器１１８を冷却する冷却部材１１９に特徴を有している。従って、実施例１と同様に干渉像の鮮明度を高めることができる。実施例２の分光測定装置１００も、本発明の好ましい別の具体的な一態様としてこれら3つの構成を全て備えたものとしたが、これら3つの特徴のうちの一部のみを備えた構成を採ることもできる。例えば、上記実施例２の二次元スリット１１３に代えて、該二次元スリット１１３と同様に二次元的に開口部を設けた疑似ステルス・マルチスリットを用いることにより、二次元検出器１１８からの輻射光の反射を低減するとともに、二次元スリット１１３を冷却部材１１４で冷却することによりスリット自体の輻射光を抑制する構成を採ることができる。
（実施例３）
　実施例３の分光測定装置２００は、試料Ｓの表面の測定点a1から発せられる物体光のインターフェログラムを取得するものである。
　図１２に、実施例３の分光測定装置２００の概略構成を示す。分光測定装置２００は、試料Ｓに近い順に、結像レンズ２１１、二次元スリット２１３、対物レンズ２１５、位相シフタ２１６、及び二次元検出器２１８を備えている。また、二次元検出器２１８の検出信号からインターフェログラムを求め、このインターフェログラムを数学的にフーリエ変換して輻射光の波長毎の相対強度である分光特性（スペクトル）を求める演算部、演算部の演算結果を画像化する等の処理部の機能を持つ制御・処理部２２５を備えている。
　試料Ｓの表面に並ぶ各測定点から様々な方向に出射する物体光は、結像レンズ２１１によって二次元スリット２１３の位置に集光される。結像レンズ２１１は、試料Ｓの表面と光学的に共役な面を二次元スリット２１３の位置に形成する。結像レンズ２１１は、本発明における共役面結像光学系に相当する。
　二次元スリット２１３は本発明における振幅型回折格子に相当する。二次元スリット２１３は、実施例２の二次元スリット１１３と同様に開口部を二次元的に配置したものであり、その側周部には冷却部材２１４が取り付けられている。
　対物レンズ２１５は、二次元スリット２１３の開口部１１３２を通過した光をコリメートする。対物レンズ２１５は、本発明におけるコリメート光学系に相当する。
　位相シフタ２９は、本発明における光路長差付与手段及び干渉光学系に相当する。位相シフタ２１６は、基準ミラー２１６aと傾斜ミラー２１６bを有する。基準ミラー２１６aと傾斜ミラー２１６bは鉛直方向（x軸方向）に並んで配置されている。傾斜ミラー２１６bは、その反射面が、基準ミラー２１６aの反射面をｘ軸周りに所定角度θx回転させ、さらに、水平方向の一軸（y軸）周りに所定角度θy回転させた仮想面と平行になるように設置されている。この結果、基準ミラー２１６aの反射面に対して傾斜ミラー２１６bの反射面はy軸方向及びz軸方向に傾斜する。
　θx＝α°、θy＝β°とするとき、y軸方向の傾斜（x軸周りの回転）によって、基準反射光の進行方向に対して傾斜反射光の進行方向がy軸方向に２α°ずれ、このずれ角度によって基準反射光と傾斜反射光の間に光路長差が生じる。また、z軸方向の傾斜（y軸周りの回転）によって、傾斜反射光の進行方向がz軸方向に傾き、位相シフタ２０から所定の距離だけ離れた位置で傾斜反射光と基準反射光が交わる。位相シフタ２０から両反射光が交わる箇所までの距離は、θy＝β°の角度に応じて決まり、そのような箇所に検出器２１８の受光面が配置されている。
　二次元検出器２１８は、実施例１及び２と同様に、複数の画素が格子状に（第１軸方向の周期Ｐ１、第２軸方向の周期Ｐ２。本実施例ではＰ１＝Ｐ２。）配置されたものである。実施例３でも実施例１及び２と同様に、二次元検出器２１８として熱型の光検出器を用いている。二次元検出器２１８の内部で発生した熱による輻射光が外部に出射するのを防止するために、受光面は冷却部材により冷却されている。冷却部材２１９としては、例えば実施例１及び２と同様のペルチェ素子、あるいは内部に冷媒流体を循環させる流路を有する部材を用いることができる。
　処理部２２５は、二次元検出器２１８により得られた干渉像の光強度分布からインターフェログラムを求め、該インターフェログラムをフーリエ変換することにより測定点のスペクトルを取得する。
　実施例３の分光測定装置２００では、試料Ｓの表面に位置する1つの測定点a1から発せられた中赤外光である物体光が結像レンズ２１１により二次元スリット２１３の位置に集光される。二次元スリット２１３の開口部を通過した物体光は、対物レンズ２１５によりコリメートされ、位相シフタ２１６の基準ミラー２１６aと傾斜ミラー２１６bに入射する。基準ミラー２１６aで反射された物体光及び傾斜ミラー２１６bで反射された物体光は、二次元検出器２１８の受光面に面状に入射し、各入射領域の一部が重複する。上述したように、基準反射光と傾斜反射光の間には光路長差が生じているため、両ミラーで反射された光が重複して入射する領域（重複領域ＤＡ）では干渉像が形成される。従って、この干渉像の光強度分布を検出することにより測定点a1のインターフェログラムを取得することができ、このインターフェログラムをフーリエ変換することにより測定点a1の分光特性を取得することができる。
　実施例３の分光測定装置２００も、実施例１及び２と同様に、二次元スリット２１３の構成、該二次元スリット２１３を冷却する冷却部材２１４、及び二次元検出器２１８を冷却する冷却部材２１９に特徴を有している。従って、実施例１及び２と同様に干渉像の鮮明度を高めることができる。実施例３の分光測定装置２００も、本発明の好ましい別の具体的な一態様としてこれら3つの構成を全て備えたものとしたが、これら3つの特徴のうちの一部のみを備えた構成を採ることもできる。例えば、上記実施例３の二次元スリット２１３に代えて、該二次元スリット２１３と同様に二次元的に開口部を設けた疑似ステルス・マルチスリットを用いることにより、二次元検出器２１８からの輻射光の反射を低減するとともに、二次元スリット２１３を冷却部材２１４で冷却することによりスリット自体の輻射光を抑制する構成を採ることができる。
　上記実施例１～３はいずれも本発明の好ましい一例であって、本発明の趣旨に沿って適宜に変更することができる。
　上記実施例２及び３では、開口部を格子状に配置した二次元スリット１１３、２１３を用いたが、図１４に示すように、第２軸方向の長さと周期が異なる開口部３２３２の組を、基材３２３１の第１軸方向に並べて配置した二次元スリット３２３を用いることもできる。上記実施例２及び３における二次元スリット１１３、２１３では、第２軸方向の長さと周期を、物体光に含まれる1つの波長λに対して決定した。これらの二次元スリット１１３、２１３を用いると第１軸方向に並ぶ複数の測定点から得られる線状の干渉像の全てにおいて、主に波長λの光が相互に強め合うことになる。一方、図１４に示す二次元スリット３１３では、第１軸方向に並んで配置された開口部３２３２の組が、それぞれ、物体光に含まれるk個の波長λn（n=1, 2, …）の光を個別に強めあうように設計されているため、第１軸方向に並ぶ複数の測定点から得られる線状の干渉像のそれぞれにおいて異なる波長の干渉度を高めた干渉像を検出することができる。
　また、試料Ｓの表面の1点の測定点のみから干渉像を得る場合には、第２軸方向にのみ一次元的に開口部を並べたスリットを用いてもよい。また、その場合には、第２軸方向にのみ複数の画素を並べたライン検出器を用いることができる。
　さらに、上記実施例では、振幅型回折格子として用いる多重スリット１３、１１３や二次元スリット２１３、３１３として、シリコン単結晶等の基材にエッチングを行うことにより開口部１３２、１１３２、２１３２、３１３２を形成したものを用いたが、振幅型回折格子は、一次元的に又は二次元的に透光部と遮光部が交互に配列されたものであればよく、物理的に開口した部分を設けなくてもよい。例えば、試料の表面の測定点から発せられる物体光の波長帯域の光を透過する材料からなる基材の表面に、該物体光の波長帯域の光を透過しない材料からなり一次元的に又は二次元的に配列された開口を有するマスキングを施すことにより多重スリットや二次元スリットを構成することもできる。
　上記実施例では、シリコンの単結晶の表面に金を蒸着したものを用いたが、金以外の金属（例えばアルミニウム）を蒸着したものを用いることもできる。あるいは、金等の金属のみからなるものを用いてもよい。また、純金属に限らず、自由電子を有するステンレス鋼（SUS）等の物質を蒸着したもの、あるいはステンレス鋼等からなるものを用いることもできる。上記実施例では、二次元検出器１８、１１８、２１８を臨む面にサブ波長構造を設けることにより多重スリット１３又は二次元スリット１１３、２１３による反射を抑制したが、他の構成を採ることもできる。例えば、スリット１３や二次元スリット１１３、２１３の、二次元検出器１８、１１８、２１８を臨む面にサンドブラスト加工を施して粗面を形成したり、該面に傾斜を設けて二次元検出器１８、１１８、２１８と異なる方向に光を反射させたりしてもよい。あるいは、該面にサブ波長構造に変えて適宜の反射防止膜を形成してもよい。反射防止膜を形成する場合には、放射率がシリコンよりも小さい材料からなるものを用いるか、あるいは該反射防止膜を形成した振幅型回折格子を冷却する構成を採ることが好ましい。
　上記実施例では、二次元検出器１８、１１８、２１８として熱型のものを用いたが、量子型の二次元検出器を用いてもよい。量子型の二次元検出器としては、例えばＭＣＴ検出器、ＩｎＳｂ型検出器、ＣＣＤ検出器、あるいはＣＭＯＳ検出器を用いることができる。これらの量子型の検出器では、入射する赤外線を光電変換して電気信号を発生させて検出するため、検出器から輻射光が発生することは考えにくい。しかし、量子型の検出器では熱ノイズの発生を抑えるための冷却機構を用いる必要があり、装置が高価になる。従って、装置のコストを抑える場合には、上記実施例のように熱型の二次元検出器１８、１１８、２１８を用いることが好ましい。
（振幅型回折格子の実施形態）
　本発明に係る分光測定装置において採り得る７つの実施形態の振幅型回折格子４１～４７について、図１５を参照して説明する。以下で説明する振幅型回折格子は、第１実施例で用いたような多重スリット（開口を一次元的に配置したもの）であってもよく、第２実施例及び第３実施例で用いたような二次元スリット（開口を二次元的に配置したもの）であってもよい。あるいは、上記のとおり、物体光の波長帯域の光を透過する材料からなる基材の表面に、該物体光の波長帯域の光を透過しない材料からなり一次元的に又は二次元的に開口を有するマスキングを施したものであってもよい。
（１）第１の実施形態
　第１の実施形態の振幅型回折格子４１は、物体光の波長帯域における光の吸収率がシリコンよりも大きい材料からなる部材（吸収部材）４７１のみで遮光部材を構成し、その遮光部材に複数の開口を設けたものである。そのような材料としては、例えば石英ガラスや各種の有機化合物を用いることができる。
　この振幅型回折格子４１では、シリコンよりも光の吸収率が高い材料からなる吸収部材４１１を用いるため、従来のようにシリコンの単結晶で構成した遮光部材を用いるよりも、試料から発せられ振幅型回折格子４１の遮光部に入射する物体光をより多く吸収（遮光）し、従来よりも干渉像のコントラストを高めることができる。また、光検出器から輻射光が発せられる場合でも、その輻射光は吸収部材４１１により吸収される。そのため光検出器からの輻射光が光検出器に再入射して干渉光のコントラストが悪くなることもない。
　物体光の波長帯域が赤外線領域である場合には、通常、0.1mm程度の厚さの石英ガラスからなる吸収部材を用いれば、遮光部に入射する物体光を十分に吸収することができる。光の吸収率が高い上記のような材料には、放射率が高いものが多いが、0.1mm程度の厚さであれば輻射光の光量は少ないため、干渉像のコントラストに大きな影響を及ぼすことはない。しかし、物体光の強度が大きい場合には、振幅型回折格子４１の遮光部に入射する物体光を吸収するために吸収部材４１１を厚くする必要があり、その場合には、吸収部材４１１から放射される輻射光の光量が大きくなり、干渉像のコントラストを低減させる可能性がある。こうした場合には、振幅型回折格子４１を冷却する回折格子冷却部を備えた構成を採るとよい。あるいは、光検出器が有する複数の画素のうち、遮光部を通過した光が入射する画素のみを選択的に冷却するように構成した光検出器を用いてもよい。
　上記実施例では光検出器を冷却する構成を説明したが、光検出器を絶対零度まで冷却することは現実的でない。つまり、光検出器を冷却したとしても多少の輻射光は放射されることになる。一般的には、振幅型回折格子４１の遮光部に対応する画素に入射する光量を減らし、開口部に対応する画素に入射する光量との差を大きくすることにより物体光の干渉像のコントラストを高めることが試みられるが、物体光の強度が微弱である場合には、この関係を逆にすることも考えられる。即ち、振幅型回折格子４１を加熱して積極的に輻射光を放射させることにより、遮光部に対応する画素に入射する光量を増大させて、開口部に対応する画素に入射する光量との差を大きくすることが考えられる。あるいは、振幅型回折格子４１を加熱及び／又は冷却する温調機構と、該温調機構により振幅型回折格子４１を加熱及び／又は冷却する温度を変更する温度変更部を備え、物体光の干渉像のコントラストが最も高くなるように振幅型回折格子４１の温度を調整するような構成を採ることもできる。以降の実施形態では、振幅型回折格子の冷却についてのみ個別に説明するが、以降の実施形態においてもこの実施形態と同様に、適宜、温調機構や温度変更部を備え、振幅型回折格子を加熱することが可能な構成を採ることができる。
（２）第２の実施形態
　第２の実施形態の振幅型回折格子４２は、物体光が入射する光入射面の側に、該物体光の波長帯域における光の反射率がシリコンよりも高い材料（例えば金などの金属。以下の実施形態においても同様）からなる部材（反射部材）４２２を配置し、該物体光が出射する光出射面の側に吸収部材４２１を配置したものである。この振幅型回折格子４２では、振幅型回折格子４１の遮光部に入射した物体光の大半が該反射部材４２２で反射されるため、物体光の強度が大きい場合でも、吸収部材４２１を厚くする必要はない。この振幅型回折光４２では、0.1mm程度の薄い吸収部材４２１を用いることができるため、該吸収部材４２１から放射される輻射光の光量は十分に小さいが、さらに回折格子冷却部を備えることにより干渉光のコントラストを高めてもよい。
（３）第３の実施形態
　第３の実施形態の振幅型回折格子４３は、吸収部材４３１に、シリコンの単結晶からなる板状の部材（シリコン部材）４３３を組み合わせたものである。上記のように、多くの場合、0.1mm程度の厚さの吸収部材４３１により、遮光部に入射する物体光を吸収することができるものの、強度が低いため破損しやすく取り扱いが困難である。第３の実施形態では、シリコン部材４３３を組み合わることにより吸収部材４３１を補強して十分な強度を持たせることができる。ここでは、従来の振幅型回折格子において遮光部材として用いられているシリコン部材をそのまま補強用の部材として用いる場合の一例を図示したが、補強用の部材の材質や形状は適宜に変更可能である。例えば、吸収部材４３１の周部を補強するような枠状の部材などを用いることもできる。
（４）第４の実施形態
　第４の実施形態の振幅型回折格子４４は、第２の実施形態と第３の実施形態を組み合わせたものであり、物体光が入射する側から順に、シリコン部材４４３、反射部材４４２、及び吸収部材４４１を配置したものである。この振幅型回折格子４４では、第２の実施形態及び第３の実施形態で得られる効果の両方が得られる。
（５）第５の実施形態
　第５の実施形態の振幅型回折格子４５も、第２の実施形態と第３の実施形態を組み合わせたものであり、物体光が入射する側から順に、反射部材４５２、シリコン部材４５３を、及び吸収部材４５１を配置したものである。この振幅型回折格子４５でも、第２の実施形態及び第３の実施形態で得られる効果の両方が得られる。
（６）第６の実施形態
　第６の実施形態の振幅型回折格子４６は、物体光が入射する側に反射部材４６２を配置し、物体光が出射する側にシリコン部材４６３を配置したものである。この振幅型回折格子４６では、反射部材４６２の遮光部において高い反射率で物体光が反射され、シリコン部材４６３の遮光部には物体光がほとんど到達しないため、シリコン部材のみで構成した従来の振幅型回折格子よりも鮮明度が高い干渉像を得ることができる。
　この振幅型回折格子４６では、物体光の出射面の側にシリコンの単結晶が露出した状態となる。シリコンは熱輻射が大きい（放射率が高い）材料であるため、高温になるほどシリコン部材４６３から多くの輻射光が放射される。この輻射光が光検出器に入射すると干渉像の鮮明度が低下してしまう。また、シリコンは反射率も高い材料であるため、光検出器から輻射光が発せられると振幅型回折格子４６で反射され光検出器に再入射する可能性がある。この反射光が光検出器に入射すると干渉像の鮮明度が低下してしまう。従って、この実施形態の振幅型回折格子４６を用いる場合には、振幅型回折格子４６及び／又は光検出器を冷却する冷却部を備えた構成を採ることが好ましい。
（７）第７の実施形態
　第７の実施形態の振幅型回折格子４７は、物体光が入射する側にシリコン部材４７３を配置し、物体光が出射する側に反射部材４７２を配置したものである。この振幅型回折格子４７では、仮に物体光がシリコン部材４７３の遮光部（開口部以外の部分）を透過したとしても反射部材４７２の遮光部で反射されるため、シリコン部材のみで構成した従来の振幅型回折格子よりも鮮明度が高い干渉像を得ることができる。
　この振幅型回折格子４７では、熱型の光検出器のように、物体光と同じ波長帯域（赤外領域）の光が光検出器から放射（熱輻射）されると、その光が反射部材により正反射されて光検出器に再入射する可能性がある。従って、この振幅型回折格子４７を、熱型の光検出器等と組み合わせて用いる場合には、該光検出器を冷却して熱輻射を抑制する構成を採ることが好ましい。
（８）第８の実施形態
　第８の実施形態の振幅型回折格子４８は、物体光が入射する側にシリコン部材４８３を配置し、物体光が出射する側に反射部材４８２を配置するとともに、該反射部材４８２の表面（光出射面）に反射防止部４８４を設けたものである。反射防止部４８４は入射する光の正反射を抑制するものであればよく、様々なものを用いることができる。具体的には、例えば、反射防止部４８４の光出射面の側に上記実施例で説明したサブ波長構造（ＳＷＣ）を設けたり、該光出射面にサンドブラスト加工を施したり、該光出射面を傾斜させたりするなどにより反射防止部４８４を設けることができる。
　第８の実施形態の振幅型回折格子４８では、光検出器から輻射光が発せられる場合でも反射防止部４８４によりその輻射光が光検出器に再入射するのを防止することができる。また、光出射面の側には金等の金属、即ち放射率が小さい材料が位置しているため、振幅型回折格子４８からの熱輻射も小さい。そのため、振幅型回折格子４８や光検出器を冷却することなく、十分に高い鮮明度の干渉像を得ることができる。もちろん、振幅型回折格子４８及び／又は光検出器を冷却する構成をさらに備え、物体光の干渉像のコントラストをさらに高めた構成を採ることもできる。
１…分光測定装置
１１…結像レンズ
１３…多重スリット
　１３１、１３１…基材
　１３２、１３２…開口部
　１３３…凸部
１４…冷却部材
１５…対物レンズ
１６…位相シフタ
　１６a…固定ミラー部
　１６b…可動ミラー部
１８…二次元検出器
　１８１…画素
１９…冷却部材
２５…制御・処理部
１００…分光測定装置
１１１…結像レンズ
１１３…多重スリット
　１１３１…基材
　１１３２…開口部
　１１３３…凸部
１１４…冷却部材
１１５…対物レンズ
１１７…シリンドリカルレンズ
１１６…位相シフタ
　１１６a…第１透過部
　１１６b…第２透過部
１１８…二次元検出器
１１９…冷却部材
１２５…制御・処理部
２００…分光測定装置
２１１…結像レンズ
２１３…二次元スリット
　２１３１…基材
　２１３２…開口部
２１４…冷却部材
２１５…対物レンズ
２１６…位相シフタ
　２１６a…基準ミラー
　２１６b…傾斜ミラー
２１８…二次元検出器
２１９…冷却部材
２２５…制御・処理部
３１３…二次元スリット
　３１３１…基材
　３１３２…開口部
　３１３３…凸部
４１～４８…振幅型回折格子
　４１１、４２１、４３１、４４１、４５１…吸収部材
　４２２、４３２、４４２、４５２、４６２、４７２、４８２…反射部材
　４４３、４５３、４６３、４７３、４８３…シリコン部材
　４８４…反射防止部
Ｓ…試料

Claims (10)

  1. 　試料の表面の測定点から発せられる物体光をコリメートするコリメート光学系と、
    　複数の画素が所定の方向に配列された受光面を有する光検出器と、
    　前記試料と前記コリメート光学系の間に設けられ、該コリメート光学系との間に該試料の表面に対して光学的に共役な面を形成する共役面結像光学系と、
    　前記物体光が入射する光入射面又は該物体光が出射する光出射面が、前記物体光の波長帯域における遮光率がシリコンよりも高い材料で形成された遮光部材に、前記所定の方向に対応する方向に複数の開口を設けたものであって、前記共役な面に配置された振幅型回折格子と、
    　前記コリメート光学系によりコリメートされた物体光を第１光束と第２光束に分割し、該第１光束と該第２光束の間に光路長差を与える光路長差付与光学系と、
    　前記光路長差付与光学系により光路長差が与えられた前記第１光束と前記第２光束を干渉させて、前記所定の方向に沿って前記受光面に干渉像を形成する干渉光学系と
    　を備えることを特徴とする分光測定装置。
  2. 　前記遮光部材が、前記光入射面の側に配置された、前記物体光の波長帯域における光の反射率がシリコンよりも高い材料で構成される反射部材と、前記光出射面の側に配置された、前記物体光の波長帯域における光の吸収率がシリコンよりも高い材料で構成される吸収部材と
    　を備えることを特徴とする請求項１に記載の分光測定装置。
  3. 　前記遮光部材を補強する補強部材を、さらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の分光測定装置。
  4. 　前記物体光の波長帯域における遮光率がシリコンよりも高い材料が、該波長帯域における光の反射率がシリコンよりも高い材料である
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の分光測定装置。
  5. 　前記反射率がシリコンよりも高い材料が金である
    　ことを特徴とする請求項４に記載の分光測定装置。
  6. 　前記遮光部材の光出射面が、前記波長帯域の光の反射率がシリコンよりも高い材料で形成されており、該光出射面に反射防止加工が施されている
    　ことを特徴とする請求項５に記載の分光測定装置。
  7. 　前記物体光の波長帯域以下の周期で前記光出射面に凸部を配置することにより前記反射防止加工が施されている
    　ことを特徴とする請求項６に記載の分光測定装置。
  8. 　前記振幅型回折格子を加熱又は冷却する回折格子温調部
    　を、さらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の分光測定装置。
  9. 　前記光検出器の光入射面を冷却する検出器冷却部
    　を、さらに備えることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の分光測定装置。
  10. 　前記物体光が中赤外光であり、
    　前記光検出器が、入射する中赤外線とセンサを熱結合させて発生させた熱を電気信号に変換して検出するものである
    　ことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の分光測定装置。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007067123A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 National Institute Of Advanced Industrial & Technology レーザーパルス圧縮装置
JP2008102488A (ja) * 2006-09-21 2008-05-01 Nippon Sheet Glass Co Ltd 透過型回折格子、並びに、それを用いた分光素子及び分光器
JP2008309706A (ja) 2007-06-15 2008-12-25 Kagawa Univ 分光計測装置及び分光計測方法
JP2009282322A (ja) * 2008-05-22 2009-12-03 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 振幅型回折格子の製造方法
WO2012033096A1 (ja) 2010-09-08 2012-03-15 国立大学法人 香川大学 分光計測装置及び分光計測方法
JP2016142522A (ja) 2015-01-29 2016-08-08 国立大学法人 香川大学 分光特性測定装置
WO2017007024A1 (ja) 2015-07-08 2017-01-12 国立大学法人香川大学 分光測定装置
WO2021044979A1 (ja) 2019-09-03 2021-03-11 国立大学法人香川大学 分光測定装置
JP2021081362A (ja) * 2019-11-21 2021-05-27 国立大学法人 香川大学 輻射光検出装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007067123A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 National Institute Of Advanced Industrial & Technology レーザーパルス圧縮装置
JP2008102488A (ja) * 2006-09-21 2008-05-01 Nippon Sheet Glass Co Ltd 透過型回折格子、並びに、それを用いた分光素子及び分光器
JP2008309706A (ja) 2007-06-15 2008-12-25 Kagawa Univ 分光計測装置及び分光計測方法
JP2009282322A (ja) * 2008-05-22 2009-12-03 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 振幅型回折格子の製造方法
WO2012033096A1 (ja) 2010-09-08 2012-03-15 国立大学法人 香川大学 分光計測装置及び分光計測方法
JP2016142522A (ja) 2015-01-29 2016-08-08 国立大学法人 香川大学 分光特性測定装置
WO2017007024A1 (ja) 2015-07-08 2017-01-12 国立大学法人香川大学 分光測定装置
WO2021044979A1 (ja) 2019-09-03 2021-03-11 国立大学法人香川大学 分光測定装置
JP2021081362A (ja) * 2019-11-21 2021-05-27 国立大学法人 香川大学 輻射光検出装置

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