WO2023181575A1 - 光源装置および光測定装置 - Google Patents

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伸伍 赤井
英之 世良
一雅 植月
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Ushio Denki KK
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    • G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J3/18—Generating the spectrum; Monochromators using diffraction elements, e.g. grating

Definitions

  • the present disclosure relates to a light source device and a light measurement device.
  • Spectroscopic analysis is widely used for component analysis and inspection of objects.
  • an object is irradiated with irradiation light, and the spectrum of the object light obtained as a result of the irradiation is measured.
  • optical properties such as reflection properties (wavelength dependence) or transmission properties can be obtained.
  • Wavelength sweep spectroscopy is known as one of the methods for measuring optical properties.
  • a wavelength-sweeping spectrometer generates wavelength-swept light whose wavelength changes over time, and irradiates the object to be inspected.
  • the wavelength swept light is a pulse or pulse train in which time and wavelength have a one-to-one relationship. Then, the wavelength-swept light is irradiated onto the inspection target, and the temporal waveform of the light obtained is detected by the light receiver.
  • the output waveform of the optical receiver represents a spectrum whose time axis corresponds to wavelength.
  • Patent Document 1 discloses a light source device for a spectroscopic measurement device using wavelength sweep type spectroscopy.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a conventional light source device 200R.
  • This light source device 200R includes a pulsed light source 210, a splitter 220, a plurality of n fibers 230_1 to 230_n (n ⁇ 2), and a coupler 240.
  • the splitter 220 includes an arrayed waveguide grating (AWG) 222, and splits the pulsed light from the pulsed light source 210 into a plurality of n pieces according to the wavelength.
  • the plurality of n fibers 230_1 to 230_n give different delays to the n lights split by the splitter 220.
  • the coupler 240 spatially overlaps the lights emitted from the plurality of n fibers 230_1 to 230_n so that they are irradiated onto the same irradiation area.
  • the divider 220 is configured to include an AWG 222.
  • one including an AWG 242, like the divider 220, is disclosed.
  • FIG. 2 is a diagram showing the transmittance ⁇ of the AWGs 222 and 242.
  • FIG. 2 shows the transmittance ⁇ of one waveguide corresponding to a divided wavelength band whose center wavelength is 1092 nm among the plurality of waveguides formed on the AWGs 222 and 242.
  • the transmittance ⁇ of the AWG corresponding to one waveguide is maximum at the center wavelength (normalized to 1 here), and decreases as it moves away from the center wavelength.
  • the transmittance ⁇ follows a Gaussian distribution.
  • the total passage rate of the two AWGs is expressed as ⁇ 2 . Therefore, the energy, or area, of the light ( ⁇ 2 ) after multiplexing by the coupler is reduced to 72% of the energy (area) of the light ( ⁇ ) before multiplexing.
  • the wavelength width becomes narrower.
  • the light emitted from the pulsed light source 210 has a continuous broadband spectrum, but when the wavelength width of each divided wavelength band of the AWG becomes narrow, the light emitted from the light source device 200R has a discrete spectrum. If the light emitted from the light source device 200R becomes a discrete spectrum, there will be wavelengths that do not irradiate the object, in other words, there will be wavelengths that cannot be measured, and the performance as a spectrometer will deteriorate.
  • the maximum transmittance ⁇ of one divided wavelength band actually becomes smaller than 1 due to the connection loss of the AWG from the fiber to the coupler side and the waveguide loss of the bent waveguide on the AWG. This becomes a factor that reduces the efficiency of the light source device 200R.
  • the present disclosure has been made in view of the above-mentioned problems, and one exemplary objective of a certain aspect thereof is to provide a light source device that can solve at least one of the problems that occur in light source devices that use AWG as a coupler, and to provide a light source device using the same.
  • the aim is to provide optical measurement equipment that has
  • the light source device includes a pulsed light source that generates pulsed light, a splitter that spatially splits the pulsed light according to the wavelength and emits multiple split lights, and multiple fibers that give different delays to the multiple split lights. and a coupler that includes a dispersion element and that combines and outputs light output from a plurality of fibers.
  • At least one of the problems that occur in a light source device using an AWG as a coupler can be solved.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a conventional light source device.
  • FIG. 3 is a diagram showing the transmittance ⁇ of an AWG.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of an optical measurement device according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing wavelength swept light.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram showing the efficiency of a coupler using a diffraction grating (dispersive element).
  • FIG. 2 is a diagram showing the efficiency of a conventional coupler using an AWG.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a specific configuration example of a coupler.
  • FIG. 10A and 10B are diagrams showing beam profiles of wavelength swept light when there is no cylindrical lens and when there is a cylindrical lens.
  • FIG. 2 is a plan view of an optical fiber array.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of an optical fiber array.
  • 7 is a diagram showing a light source device according to a second embodiment.
  • a light source device generates wavelength swept light.
  • the light source device includes a pulsed light source that generates pulsed light, a splitter that spatially splits the pulsed light according to the wavelength and emits multiple split lights, and multiple fibers that give different delays to the multiple split lights. and a coupler that includes a dispersion element and that combines and outputs light output from a plurality of fibers.
  • a dispersive element is an optical element that spatially causes wavelength dispersion.
  • Dispersive elements include diffraction gratings that cause chromatic dispersion due to the coherence of light and prisms that utilize chromatic dispersion due to the wavelength dependence of refractive index, but do not include AWGs.
  • the coupler may further include an optical system that collimates the plurality of lights emitted from the plurality of fibers and makes them enter the dispersion element at different incident angles depending on the wavelength.
  • the chief rays of the plurality of light beams emitted from the output ends of the plurality of fibers may be parallel.
  • the dispersive element may be a diffraction grating.
  • the diffraction grating may be of a transmission type or a reflection type.
  • the dispersive element may be a prism.
  • the optical system may be a Kohler lens system.
  • the coupler may further include a cylindrical lens that receives the light emitted from the dispersive element and has power in the wavelength dispersion direction of the dispersive element. This makes it possible to suppress the beam spread of the wavelength swept light emitted from the coupler.
  • the optical measuring device may include a light source device that generates wavelength swept light on a target object, and a light receiving device that measures object light obtained by irradiating the target object with the wavelength swept light.
  • each member described in the drawings may be scaled up or down as appropriate for ease of understanding. Furthermore, the dimensions of multiple members do not necessarily represent their size relationship, and even if a member A is drawn thicker than another member B on a drawing, member A may be drawn thicker than member B. It may be thinner than that.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the basic configuration of the optical measurement device 100 according to the embodiment.
  • the optical measuring device 100 is a wavelength sweeping spectrometer that measures the spectrum of the object OBJ, and mainly includes a light source device 200, a light receiving device 300, and an arithmetic processing device 400.
  • the light source device 200, the light receiving device 300, etc. may be simplified and shown as a box, but this is because the components constituting each are intended to be housed in a single housing. isn't it.
  • the light source device 200 irradiates the object OBJ with wavelength swept light L1 whose wavelength changes over time.
  • wavelength swept light L1 time and wavelength are associated in a one-to-one relationship. This means that the wavelength swept light L1 "has wavelength uniqueness.”
  • FIG. 4 is a diagram showing the wavelength swept light L1.
  • the upper part of FIG. 4 shows the intensity (time waveform) I WS (t) of the wavelength swept light L1, and the lower part shows the temporal change in the wavelength ⁇ of the wavelength swept light L1.
  • the wavelength swept light L1 is one pulsed light, and the dominant wavelength is ⁇ 1 at the leading edge, and the dominant wavelength is ⁇ n at the trailing edge, and the wavelength changes from ⁇ 1 to ⁇ within one pulse. n changes over time.
  • the wavelength swept light L1 is a positive chirped pulse ( ⁇ 1 > ⁇ n ) whose frequency increases with time, in other words, whose wavelength decreases with time.
  • the wavelength swept light L1 may be a negative chirped pulse whose wavelength becomes longer with time ( ⁇ 1 ⁇ n ).
  • the wavelength swept light L1 may be a pulse train.
  • the light receiving device 300 receives light (object light) L2 obtained as a result of irradiating the object OBJ with the wavelength swept light L1.
  • the object light L2 may be reflected light or transmitted light.
  • the light receiving device 300 includes optical sensors 302 and 304 such as photodiodes, an A/D converter 310, an optical system (not shown), and the like.
  • Object light L2 is detected by optical sensor 302.
  • a portion of the wavelength swept light L1 generated by the light source device 200 is extracted as a reference light L3 to a separate path using an optical element such as a beam splitter, and is detected by the optical sensor 304.
  • A/D converter 310 converts output signals S2 and S3 from optical sensors 302 and 304, respectively, into digital signals D2 and D3.
  • the time waveform I OBJ (t) of the object light L2 indicated by the digital signal D2 and the time waveform I REF (t) of the reference light L3 indicated by the digital signal D3 are taken into the arithmetic processing device 400.
  • the processing unit 400 converts the time waveform I OBJ (t) of the object light L2 into a frequency domain spectrum I OBJ ( ⁇ ).
  • the arithmetic processing unit 400 also calculates the reference spectrum I REF ( ⁇ ) by converting the temporal waveform I REF (t) of the reference light L3 into a spectrum and appropriately scaling the spectrum.
  • the spectrum of the wavelength swept light L1 may be measured in advance and used as the reference spectrum I REF ( ⁇ ).
  • FIG. 5 is a diagram illustrating spectroscopy by the optical measuring device 100 of FIG. 3.
  • the time t and the wavelength ⁇ correspond one to one, so the time waveform I REF (t) can be converted into the frequency domain spectrum I REF ( ⁇ ). I can do it.
  • the time waveform I OBJ (t) of the object light L2 also has a one-to-one correspondence between the time t and the wavelength ⁇ . Therefore, the processing unit 400 can convert the waveform I OBJ (t) of the object light L2 indicated by the output of the light receiving device 300 into the spectrum I OBJ ( ⁇ ) of the object light L2.
  • the arithmetic processing unit 400 calculates the transmission spectrum T( ⁇ ) of the object OBJ based on the ratio I OBJ ( ⁇ )/I REF ( ⁇ ) of the two spectra I OBJ ( ⁇ ) and I REF ( ⁇ ). be able to.
  • the wavelength ⁇ varies linearly with time t according to a linear function.
  • the processing in the arithmetic processing device 400 is not limited to this.
  • the variable t of this time waveform T(t) The transmission spectrum T( ⁇ ) may be calculated by converting ⁇ to ⁇ .
  • the above is the basic configuration and operation of the optical measurement device 100. Next, the configuration of the light source device 200 will be explained.
  • FIG. 6 is a diagram showing a light source device 200A according to the first embodiment.
  • the light source device 200A includes a pulse light source 210, a splitter 220, a plurality of n fibers (n ⁇ 2) 230_1 to 230_n (collectively referred to as fiber group 230), and a coupler 250A.
  • the pulsed light source 210 emits broadband pulsed light L1a having a broadband continuous spectrum.
  • the spectrum of the broadband pulsed light L1a is continuous over a wavelength range of at least 10 nm, preferably 50 nm, and more preferably 100 nm, for example in the range of 900 nm to 1300 nm.
  • the width of the wavelength range of the broadband pulsed light L1a should just cover the wavelength range necessary for spectroscopy.
  • the pulsed light source 210 may include an ultrashort pulse laser and a nonlinear element.
  • ultrashort pulse lasers include gain switch lasers, microchip lasers, fiber lasers, and the like.
  • the nonlinear element further widens the spectral width of the ultrashort pulses generated by the ultrashort pulse laser through nonlinear phenomena.
  • a fiber is suitable as the nonlinear element, and for example, a photonic crystal fiber or other nonlinear fiber can be used. Although it is preferable to use a single mode as the fiber mode, a multimode fiber can also be used as long as it exhibits sufficient nonlinearity.
  • pulsed light source 210 Other broadband pulsed light sources such as an SLD (Superluminescent Diode) light source may be used as the pulsed light source 210.
  • SLD Superluminescent Diode
  • the broadband pulsed light L1a output from the nonlinear element has a pulse width on the order of femtoseconds to nanoseconds.
  • the splitter 220, the fiber group 230, and the coupler 250A receive the broadband pulsed light L1a and convert it into wavelength swept light L1.
  • the splitter 220 includes an arrayed waveguide grating (AWG) 222 and a lens 224.
  • the lens 224 focuses the broadband pulsed light L1a emitted by the pulsed light source 210 onto the incident end of the AWG 222.
  • the AWG 222 spatially divides the broadband pulsed light L1a into a plurality of n lights (referred to as split lights) L1b 1 to L1b n according to the wavelength and outputs the divided lights.
  • the number of divisions (number of channels) n is equal to the number of fibers 230.
  • the number of channels n can be, for example, 4, 8, 16, 32, 64, 128, etc.
  • the wavelength of the i-th (1 ⁇ i ⁇ n) divided light is expressed as ⁇ i . Note that each of the divided lights L1b 1 to L1b n is not a single spectrum but has a certain wavelength width, so ⁇ i conveniently represents not a single wavelength but a wavelength band that L1b i has. In some cases, it is used to represent the center wavelength of a wavelength band.
  • the divided lights L1b 1 to L1b n output from the AWG 222 are guided to fiber groups 230_1 to 230_n. Specifically, the i-th split light L1b i is coupled to the input end of the corresponding fiber 230_i.
  • the broadband pulsed light L1a before division is a positive chirp pulse (up-chirp pulse) whose frequency increases (wavelength decreases) with time. That is, the leading edge of the pulse contains a component with the longest wavelength ⁇ 1 and the trailing edge of the pulse contains a component with the shortest wavelength ⁇ n .
  • the fibers 230_1 to 230_n do not need to have different group delay characteristics for each wavelength, and the same fiber (fiber with the same core/cladding material) can be used.
  • the fiber 230 can be a multimode fiber, which is advantageous in that unintended nonlinear optical effects can be prevented.
  • the coupler 250A spatially overlaps a plurality of split beams L1c 1 to L1c n to which different delays are applied by the fiber group 230, and emits them.
  • the light source device 200R in FIG. 1 uses an AWG for the coupler 240, in this embodiment, a dispersion element 252 is used instead of the AWG.
  • the coupler 250A includes a diffraction grating 254, which is a dispersion element 252, and an optical system 256A.
  • a transmission type diffraction grating 254 is shown, but a reflection type diffraction grating may also be used.
  • the output ends of the fibers 230_1 to 230_n can be regarded as point light sources, and the divided lights L1c 1 to L1c n emitted from each output end are diffused lights (spherical waves).
  • the optical system 256A collimates each of the split beams L1c 1 to L1c n and guides them to the diffraction grating 254, which is the dispersion element 252, at incident angles ⁇ 1 to ⁇ n that satisfy equation (3).
  • the diffraction grating 254 emits the plurality of divided beams L1c 1 to L1c n in the same direction.
  • the plurality of divided lights L1c 1 to L1c n emitted from the diffraction grating 254 spatially overlap, and are irradiated onto the object as wavelength swept light L1.
  • FIG. 7 is a diagram showing the efficiency of the coupler 250A using the diffraction grating 254 (dispersive element 252).
  • the lower part of FIG. 7 is a partial enlargement of the wavelength range from 1090 nm to 1110 nm in the upper part, and the efficiency is flat over 20 nm.
  • FIG. 8 is a diagram showing the efficiency of a conventional coupler 240 using an AWG.
  • the transmittance of the AWG has a Gaussian distribution as shown in FIG. 2, the transmittance of the entire coupler 240 is comb-shaped (discrete).
  • the coupler 250A using the diffraction grating 254 is continuous over a wide wavelength band, as shown in FIG.
  • the coupler 250A since the coupler 250A according to the present embodiment has flat efficiency, there are no restrictions on the AWG 222 used in the divider 220. Therefore, the options for selecting parts are expanded and costs can be reduced.
  • Conventional coupler 240 passes through the AWG twice. As shown in FIG. 2, the spectrum ⁇ before multiplexing that has passed through the AWG of the divider 220 has a Gaussian distribution. The efficiency ⁇ of the Gaussian distribution is further multiplied by the AWG of the coupler 240 in the subsequent stage, and the spectrum ⁇ 2 after multiplexing becomes narrower than the Gaussian distribution ⁇ before multiplexing.
  • the coupler 250A according to this embodiment has flat efficiency without wavelength dependence.
  • the spectrum does not narrow due to passing through the coupler 250A, and the Gaussian distribution ⁇ is maintained. Therefore, the intensity between the peaks is greater than that of the comparative technique, and the light intensity necessary for spectroscopy can be maintained. Thereby, measurement accuracy can be improved compared to conventional techniques.
  • the energy of the light after multiplexing is reduced to about 72% compared to the energy of the light before multiplexing. This is due to factors such as connection loss from the fiber to the AWG, propagation loss and bending loss within the waveguide, in addition to the above-mentioned AWG efficiency factor.
  • the coupler 250A has an efficiency of over 90% in the vicinity of the wavelength of 1100 nm, so it can perform multiplexing with higher efficiency than the coupler 240. It becomes possible.
  • FIG. 9 is a diagram showing a specific example of the configuration of the coupler 250A.
  • each of the divided lights L1c 1 to L1c n emitted from the fiber group 230 is diffused light. It is assumed that the fibers 230_1 to 230_n are parallel at their output ends, and therefore the principal rays of the light beams of the divided lights L1c 1 to L1c n are parallel.
  • the optical system 256A can be configured with a Koehler lens system (Kohler illumination system).
  • optical system 256A includes four lenses.
  • the relative position of the output end of each fiber 230_1 to 230_n with respect to the optical system 256A is designed such that the incident angles ⁇ 1 to ⁇ n with respect to the diffraction grating 254 satisfy equation (3). Note that the configuration of the optical system 256A is not limited to that shown in FIG.
  • the wavelength width of the spectrum of the split lights L1c 1 to L1c n is typically about 3 to 5 nm, or may be wider.
  • the diffracted light extends in a direction perpendicular to the direction of the grating lines (wavelength dispersion direction). That is, the wavelength swept light L1 multiplexed by the diffraction grating 254 expands in diameter in a direction perpendicular to the direction of the grating lines. This beam broadening may be undesirable depending on the application.
  • the coupler 250A in FIG. 9 includes a cylindrical lens 258 that receives the light emitted from the diffraction grating 254. Cylindrical lens 258 is inserted between diffraction grating 254 and the object. The cylindrical lens 258 has power in the wavelength dispersion direction of the diffraction grating 254.
  • FIGS. 10(a) and 10(b) are diagrams showing beam profiles of the wavelength swept light L1 when there is no cylindrical lens and when there is a cylindrical lens.
  • the cylindrical lens 258 By inserting the cylindrical lens 258, it is possible to suppress the spread of the wavelength swept light L1 in the wavelength dispersion direction (Y coordinate direction in FIG. 10).
  • FIG. 11 is a plan view of the optical fiber array 232.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view of the optical fiber array 232.
  • the optical fiber array 232 has a plurality of V-grooves 236 into which the fibers 230 are inserted, formed in a substrate 234 by precision processing technology.
  • the plurality of fibers 230 are arranged and fixed in a horizontal row.
  • the interval between the V-grooves 236 can be formed in ⁇ m units, and the position of each V-groove 236 is designed according to the wavelength ⁇ i of the split light L1c i propagating through the corresponding fiber 230_i.
  • a cover 238 is attached from above to fix the fiber 230.
  • FIG. 13 is a diagram showing a light source device 200B according to the second embodiment.
  • the configuration of coupler 250B is different from coupler 250A in FIG. 6.
  • Coupler 250B includes a prism 260 as dispersion element 252.
  • the optical system 256B collimates each of the divided beams L1c 1 to L1c n emitted from the fibers 230_1 to 230_n, and guides them to an appropriate angle and position with respect to the prism 260.
  • the prism 260 outputs the wavelength swept light L1 in which the plurality of divided lights L1c 1 to L1c n are spatially multiplexed.
  • Light measurement device 300
  • Light receiving device 400
  • Arithmetic processing device 200
  • Light source device 210
  • Pulse light source 220 Splitter 222
  • AWG 224 Lens 230
  • Fiber 232
  • Optical fiber array 240
  • Coupler 242
  • AWG 250
  • Coupler 252
  • Dispersive element 254
  • Diffraction grating 256
  • Cylindrical lens 260
  • Prism L1 Wavelength swept light
  • L2 Object light L3 Reference light L1a Broadband pulsed light

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Abstract

カプラとしてＡＷＧを用いた光源装置で生ずる問題の少なくともひとつを解決する。　光源装置２００Ａは、波長掃引光Ｌ１を発生する。パルス光源２１０は、広帯域パルス光Ｌ１ａを生成する。分割器２２０は、広帯域パルス光Ｌ１ａを、波長に応じて空間的に分割し、複数の分割光Ｌ１ｃを出射する。ファイバ２３０＿１～２３０＿ｎは、複数の分割光Ｌ１ｃに異なる遅延を与える。カプラ２５０Ａは、分散素子２５２を含み、複数のファイバ２３０＿１～２３０＿ｎから出力される光を合波して出射する。

Description

光源装置および光測定装置
　本開示は、光源装置および光測定装置に関する。
　対象物の成分分析や検査に分光解析が広く用いられる。分光解析では、照射光を対象物に照射し、照射の結果得られる物体光のスペクトルが測定される。そして、物体光のスペクトルと照射光のスペクトルの関係にもとづいて、反射特性（波長依存性）あるいは透過特性などの光学的特性を得ることができる。
　光学特性の測定手法のひとつとして、波長掃引型の分光法が知られている。波長掃引型の分光器は、波長が経時的に変化する波長掃引光を生成し、検査対象に照射する。波長掃引光は、時間と波長が１対１の関係にあるパルスあるいはパルス列である。そして波長掃引光を検査対象に照射して得られる光の時間波形を受光器によって検出する。受光器の出力波形は、時間軸が波長に対応するスペクトルを表す。
　特許文献１には、波長掃引型の分光法の分光測定装置用の光源装置が開示される。図１は、従来の光源装置２００Ｒを説明する図である。この光源装置２００Ｒは、パルス光源２１０、分割器２２０、複数ｎ個（ｎ≧２）のファイバ２３０＿１～２３０＿ｎ、カプラ２４０を備える。分割器２２０は、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）２２２を含み、パルス光源２１０からのパルス光を、波長に応じて複数ｎ個に分割する。複数ｎ個のファイバ２３０＿１～２３０＿ｎは、分割器２２０により分割されたｎ個の光に、異なる遅延を与える。カプラ２４０は、複数ｎ本のファイバ２３０＿１～２３０＿ｎから出射する光を、同一の照射領域に照射されるように空間的に重ね合わる。特許文献１において、分割器２２０はＡＷＧ２２２を含んで構成される。また、カプラ２４０の構成例のひとつとして、分割器２２０と同様に、ＡＷＧ２４２を含むものが開示されている。
特開２０２０－１５９９７３号公報
　本発明者らは、図１の光源装置２００Ｒについて検討した結果、以下の課題を認識するに至った。
　図２は、ＡＷＧ２２２，２４２の透過率ηを示す図である。図２には、ＡＷＧ２２２，２４２上に形成される複数の導波路のうち、中心波長が１０９２ｎｍである分割波長帯域に対応するひとつの導波路の透過率ηが示される。一導波路に対応するＡＷＧの透過率ηは、中心波長において最大となり（ここでは規格化して１としている）、中心波長から離れるにしたがって低下する。ここでは透過率ηはガウシアン分布にしたがうものとする。
　図１の光源装置２００Ｒでは、ある分割波長帯域の光は、分割器２２０側のＡＷＧ２２２と、カプラ２４０側のＡＷＧ２４２を通過する。ここで、分割器２２０側のＡＷＧ２２２のピーク波長と、カプラ２４０側のＡＷＧ２４２のピーク波長にずれがあると、トータルの透過率が著しく低下する。そのため、分割器２２０側のＡＷＧ２２２のピーク波長と、カプラ２４０側のＡＷＧ２４２のピーク波長は、高い精度で一致させる必要がある。これは高コスト化の要因となる。
　また、２つのＡＷＧのピークをうまく一致させた場合においても、２つのＡＷＧのトータルの通過率はη２で表される。そのためカプラによる合波後の光（η２）のエネルギー、すなわち面積は、合波前の光（η）のエネルギー（面積）に比べて７２％に低下する。
　また、ある分割波長帯域の光が２度、ＡＷＧを通過することにより、波長幅が狭くなる。パルス光源２１０の出射光は、広帯域な連続スペクトルを有するが、ＡＷＧの分割波長帯域ごとの波長幅が狭くなると、光源装置２００Ｒの出射光が離散スペクトルをもつこととなる。光源装置２００Ｒの出射光が離散スペクトルとなると、対象物に照射されない波長が存在すること、言い換えると測定できない波長が存在することとなり、分光器としての性能が低下する。
　さらに、ファイバからカプラ側のＡＷＧの接続損失や、ＡＷＧ上の折れ曲がった導波路の導波損失によって、ひとつの分割波長帯域の最大透過率ηは実際には１よりも小さくなる。これにより、光源装置２００Ｒの効率を低下させる要因となる。
　なお、この問題を当業者の一般的な認識として捉えてはならず、本発明者らが独自に認識したものである。
　本開示は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、カプラとしてＡＷＧを用いた光源装置で生ずる問題の少なくともひとつを解決可能な光源装置およびそれを用いた光測定装置の提供にある。
　本開示のある態様は、波長掃引光を発生する光源装置に関する。光源装置は、パルス光を生成するパルス光源と、パルス光を、波長に応じて空間的に分割し、複数の分割光を出射する分割器と、複数の分割光に異なる遅延を与える複数のファイバと、分散素子を含み、複数のファイバから出力される光を合波して出射するカプラと、を備える。
　なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、本開示の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本開示の態様として有効である。
　本開示のある態様によれば、カプラとしてＡＷＧを用いた光源装置で生ずる問題の少なくともひとつを解決できる。
従来の光源装置を説明する図である。 ＡＷＧの透過率ηを示す図である。 実施形態に係る光測定装置の基本構成を示すブロック図である。 波長掃引光を示す図である。 図３の光測定装置による分光を説明する図である。 実施形態１に係る光源装置を示す図である。 回折格子（分散素子）を利用したカプラの効率を示す図である。 ＡＷＧを利用した従来のカプラの効率を示す図である。 カプラの具体的な構成例を示す図である。 図１０（ａ）、（ｂ）は、シリンドリカルレンズがない場合とある場合の波長掃引光のビームプロファイルを示す図である。 光ファイバアレイの平面図である。 光ファイバアレイの分解斜視図である。 実施形態２に係る光源装置を示す図である。
（実施形態の概要）
　本開示のいくつかの例示的な実施形態の概要を説明する。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、実施形態の基本的な理解を目的として、１つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化して説明するものであり、発明あるいは開示の広さを限定するものではない。またこの概要は、考えられるすべての実施形態の包括的な概要ではなく、実施形態の欠くべからざる構成要素を限定するものではない。便宜上、「一実施形態」は、本明細書に開示するひとつの実施形態（実施例や変形例）または複数の実施形態（実施例や変形例）を指すものとして用いる場合がある。
　一実施形態に係る光源装置は、波長掃引光を発生する。光源装置は、パルス光を生成するパルス光源と、パルス光を、波長に応じて空間的に分割し、複数の分割光を出射する分割器と、複数の分割光に異なる遅延を与える複数のファイバと、分散素子を含み、複数のファイバから出力される光を合波して出射するカプラと、を備える。
　上記構成によれば以下の効果の少なくともひとつの利点を享受できる。
　・カプラにＡＷＧを使用しないため、分割器のＡＷＧとカプラのＡＷＧで必要であった入念な部品選定が不要となる。
　・カプラにＡＷＧを使用しないため、波長幅の狭小化を防止できる。波長掃引光を分光に利用する場合、測定できない波長域を減らすことができるため、測定精度を改善できる。
　・カプラにＡＷＧを用いる場合、ファイバとＡＷＧの結合損失や、ＡＷＧにおける導波損失が無視できないが、分散素子ではこのような損失が原理的に生じないため、効率を改善できる。
　本明細書において、分散素子とは、空間的に波長分散を起こす光学素子である。分散素子には、光の干渉性により色分散を起こす回折格子や、屈折率の波長依存性による色分散を利用したプリズムが含まれるが、ＡＷＧは含まれない。
　一実施形態において、カプラは、分散素子に加えて、複数のファイバから出射される複数の光をコリメートし、分散素子に、波長に応じた異なる入射角で入射させる光学系をさらに含んでもよい。
　一実施形態において、複数のファイバの出射端から放射される複数の光束の主光線は平行であってもよい。
　一実施形態において、分散素子は、回折格子であってもよい。回折格子は透過型であってもよいし、反射型であってもよい。一実施形態において分散素子は、プリズムであってもよい。
　一実施形態において、光学系は、ケーラーレンズ系であってもよい。
　一実施形態において、カプラは、分散素子の出射光を受け、分散素子の波長分散方向にパワーを有するシリンドリカルレンズをさらに含んでもよい。これにより、カプラから出射される波長掃引光のビームの広がりを抑制できる。
　一実施形態に係る光測定装置は、対象物に波長掃引光を発生する光源装置と、波長掃引光を対象物に照射して得られる物体光を測定する受光装置と、を備えてもよい。
（実施形態）
　以下、本開示を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、開示を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも開示の本質的なものであるとは限らない。
　図面に記載される各部材の寸法（厚み、長さ、幅など）は、理解の容易化のために適宜、拡大縮小されている場合がある。さらには複数の部材の寸法は、必ずしもそれらの大小関係を表しているとは限らず、図面上で、ある部材Ａが、別の部材Ｂよりも厚く描かれていても、部材Ａが部材Ｂよりも薄いこともあり得る。
　図３は、実施形態に係る光測定装置１００の基本構成を示すブロック図である。光測定装置１００は、対象物ＯＢＪのスペクトルを測定する波長掃引型の分光器であり、主として光源装置２００、受光装置３００、演算処理装置４００を備える。いくつかの図において、光源装置２００や受光装置３００などを簡略化して箱で示す場合があるが、これは、それぞれを構成する部材が、単一の筐体に収容されることを意図したものではない。
　光源装置２００は、対象物ＯＢＪに対して、波長が経時的に変化する波長掃引光Ｌ１を照射する。波長掃引光Ｌ１は、時間と波長が一対一の関係で対応付けられる。これを波長掃引光Ｌ１は「波長の一意性を有する」という。
　図４は、波長掃引光Ｌ１を示す図である。図４の上段は、波長掃引光Ｌ１の強度（時間波形）ＩＷＳ（ｔ）を、下段は波長掃引光Ｌ１の波長λの時間変化を示す。この例において、波長掃引光Ｌ１は１個のパルス光であり、その前縁部において主波長がλ１、後縁部において主波長がλｎであり、１パルス内で波長がλ１からλｎの間で経時的に変化する。この例では、波長掃引光Ｌ１は、時間とともに振動数が増加する、言い換えると時間とともに波長が短くなる正のチャープパルス（λ１＞λｎ）である。なお、波長掃引光Ｌ１は、時間とともに波長が長くなる負のチャープパルスであってもよい（λ１＜λｎ）。後述するように、波長掃引光Ｌ１は、パルス列であってもよい。
　図３に戻る。受光装置３００は、波長掃引光Ｌ１を物体ＯＢＪに照射した結果得られる光（物体光）Ｌ２を受光する。物体光Ｌ２は、反射光であってもよいし、透過光であってもよい。受光装置３００は、フォトダイオードなどの光センサ３０２，３０４と、Ａ／Ｄコンバータ３１０、光学系（不図示）などを含む。物体光Ｌ２は、光センサ３０２によって検出される。光源装置２００が生成する波長掃引光Ｌ１の一部分は、ビームスプリッタなどの光学素子を利用して別経路に参照光Ｌ３として取り出され、光センサ３０４によって検出される。
　Ａ／Ｄコンバータ３１０は、光センサ３０２，３０４それぞれの出力信号Ｓ２，Ｓ３をデジタル信号Ｄ２，Ｄ３に変換する。デジタル信号Ｄ２が示す物体光Ｌ２の時間波形ＩＯＢＪ（ｔ）およびデジタル信号Ｄ３が示す参照光Ｌ３の時間波形ＩＲＥＦ（ｔ）は、演算処理装置４００に取り込まれる。
　波長掃引型の分光法では、波長掃引光Ｌ１における時刻と波長は１対１の対応関係を有する。この対応関係は、当然ながら参照光Ｌ３も有しており、また物体光Ｌ２にも引き継がれる。この時間と波長の対応関係を利用して、演算処理装置４００は、物体光Ｌ２の時間波形ＩＯＢＪ（ｔ）を、周波数ドメインのスペクトルＩＯＢＪ（λ）に変換する。また演算処理装置４００は、参照光Ｌ３の時間波形ＩＲＥＦ（ｔ）を、スペクトルに変換し、適切にスケーリングすることで、参照スペクトルＩＲＥＦ（λ）を計算する。
　演算処理装置４００の処理は特に限定されないが、一例として演算処理装置４００は、参照スペクトルＩＲＥＦ（λ）と物体光Ｌ２のスペクトルＩＯＢＪ（λ）にもとづいて、対象物ＯＢＪの透過率Ｔ（λ）を計算することができる。反射率Ｒ（λ）についても同様である。
　Ｔ（λ）＝ＩＯＢＪ（λ）／ＩＲＥＦ（λ）
　Ｒ（λ）＝ＩＯＢＪ（λ）／ＩＲＥＦ（λ）
　なお、波長掃引光Ｌ１の安定性が高い場合には、予め波長掃引光Ｌ１のスペクトルを測定しておき、参照スペクトルＩＲＥＦ（λ）として用いてもよい。
　図５は、図３の光測定装置１００による分光を説明する図である。上述のように、波長掃引光Ｌ１は、時間ｔと波長λが１対１で対応しているから、その時間波形ＩＲＥＦ（ｔ）は、周波数ドメインのスペクトルＩＲＥＦ（λ）に変換することができる。
　物体光Ｌ２の時間波形ＩＯＢＪ（ｔ）も、時間ｔと波長λが１対１で対応したものとなる。したがって演算処理装置４００は、受光装置３００の出力が示す物体光Ｌ２の波形ＩＯＢＪ（ｔ）を、物体光Ｌ２のスペクトルＩＯＢＪ（λ）に変換することができる。
　演算処理装置４００は、２つのスペクトルＩＯＢＪ（λ）とＩＲＥＦ（λ）の比ＩＯＢＪ（λ）／ＩＲＥＦ（λ）にもとづいて、対象物ＯＢＪの透過スペクトルＴ（λ）を計算することができる。
　波長掃引光Ｌ１における時間ｔの波長λの関係が、λ＝ｆ（ｔ）なる関数で表されるとする。最も簡易には、波長λは、時間ｔに対して、一次関数にしたがってリニアに変化する。物体光Ｌ２の時間波形ＩＯＢＪ（ｔ）が、ある時刻ｔｘにおいて低下するとき、透過スペクトルＴ（λ）は、波長λｘ＝ｆ（ｔｘ）に吸収スペクトルを有することを意味する。
　なお、演算処理装置４００における処理はこれに限定されない。時間の２つの時間波形ＩＯＢＪ（ｔ）とＩＲＥＦ（ｔ）の比Ｔ（ｔ）＝ＩＯＢＪ（ｔ）／ＩＲＥＦ（ｔ）を演算した後に、この時間波形Ｔ（ｔ）の変数ｔをλに変換することで、透過スペクトルＴ（λ）を算出してもよい。
　以上が光測定装置１００の基本構成および動作である。続いて、光源装置２００の構成を説明する。
（実施形態１）
　図６は、実施形態１に係る光源装置２００Ａを示す図である。光源装置２００Ａは、パルス光源２１０、分割器２２０、複数ｎ本（ｎ≧２）のファイバ２３０＿１～２３０＿ｎ（ファイバ群２３０と総称する）、カプラ２５０Ａを備える。
　パルス光源２１０は、広帯域な連続スペクトルを有する広帯域パルス光Ｌ１ａを出射する。広帯域パルス光Ｌ１ａのスペクトルは、たとえば９００ｎｍ～１３００ｎｍの範囲において、少なくとも１０ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ、より好ましくは１００ｎｍの波長域にわたって連続している。広帯域パルス光Ｌ１ａの波長域の幅は、分光に必要な波長域をカバーしていればよい。
　たとえばパルス光源２１０は、超短パルスレーザと、非線形素子を含みうる。超短パルスレーザとしては、ゲインスイッチレーザ、マイクロチップレーザ、ファイバレーザ等が例示される。
　非線形素子は、非線形現象によって、超短パルスレーザが生成する超短パルスのスペクトル幅をさらに広げる。非線形素子としてはファイバが好適であり、たとえば、フォトニッククリスタルファイバやその他の非線形ファイバを用いることができる。ファイバのモードとしてはシングルモードの場合が好適であるが、マルチモードであっても十分な非線形性を示すものであれば、使用することができる。
　パルス光源２１０として、ＳＬＤ（Superluminescent Diode）光源のような他の広帯域パルス光源を使用してもよい。
　非線形素子から出力される広帯域パルス光Ｌ１ａは、フェムト秒～ナノ秒オーダーのパルス幅を有する。分割器２２０、ファイバ群２３０およびカプラ２５０Ａは、広帯域パルス光Ｌ１ａを受け、波長掃引光Ｌ１に変換する。
　分割器２２０は、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）２２２およびレンズ２２４を含む。レンズ２２４は、パルス光源２１０が出射する広帯域パルス光Ｌ１ａを、ＡＷＧ２２２の入射端に集光する。
　ＡＷＧ２２２は、広帯域パルス光Ｌ１ａを、波長に応じて、空間的に複数ｎ個の光（分割光と称する）Ｌ１ｂ１～Ｌ１ｂｎに分割して出力する。分割数（チャンネル数）ｎは、ファイバ２３０の本数と等しい。チャンネル数ｎは、たとえば４，８，１６，３２，６４，１２８などでありうる。ｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）の光の分割光の波長λｉと表記する。なお、分割光Ｌ１ｂ１～Ｌ１ｂｎはそれぞれ、単一スペクトルではなく、ある波長幅を有しているから、λｉは、単一波長ではなく、Ｌ１ｂｉが有する波長帯域を便宜的に表すものとして使用し、場合によっては、波長帯域の中心波長を表すものとして使用する。
　ＡＷＧ２２２から出力される分割光Ｌ１ｂ１～Ｌ１ｂｎは、ファイバ群２３０＿１～２３０＿ｎに導く。具体的には、ｉ番目の分割光Ｌ１ｂｉは、対応するファイバ２３０＿ｉの入射端に結合している。
　分割前の広帯域パルス光Ｌ１ａが、時間とともに周波数が上昇する（波長が短くなる）正のチャープパルス（アップチャープパルス）であるとする。つまりパルスの前縁部に最長波長λ１の成分が含まれ、パルスの後縁部に最短波長λｎの成分が含まれている。
　複数のファイバ２３０＿１～２３０＿ｎは、異なる長さｌ１～ｌｎを有している。λ１が最長波長、λｎが最短波長であるとすると、波長掃引光Ｌ１を、広帯域パルス光Ｌ１ａと同じ正のチャープパルスとするためには、１１＜ｌ２＜…＜ｌｎの関係を満たしていればよい。一例として、ｎ＝２０の場合、ファイバ２３０の長さｌ１～ｌｎは、１ｍ～２０ｍまで、１ｍ刻みで増加してもよい。
　ファイバ２３０＿１～２３０＿ｎは、波長毎に異なる群遅延特性を有する必要はなく、同一のファイバ（同一のコア／クラッド材料のファイバ）を使用することができる。この意味で、ファイバ２３０は、マルチモードファイバを使用することが可能であり、この場合、意図しない非線形光学効果を防止することができる点において有利である。
　カプラ２５０Ａは、ファイバ群２３０によって異なる遅延が付与された複数の分割光Ｌ１ｃ１～Ｌ１ｃｎを空間的に重ね合わせて出射する。図１の光源装置２００Ｒでは、カプラ２４０にＡＷＧを用いていたが、本実施形態では、ＡＷＧに代えて、分散素子２５２を利用する。
　カプラ２５０Ａは、分散素子２５２である回折格子２５４と、光学系２５６Ａを備える。本実施形態では、透過型の回折格子２５４として示すが、反射型の回折格子を用いてもよい。
　回折格子２５４に入射する光の波長をλ、入射角をα、回折角をβ、回折次数をｍ、回折格子の周期をｄとするとき、以下の式が成り立つ。
　ｄ（ｓｉｎα－ｓｉｎβ）＝ｍλ　　　　…（１）
　ｉ番目の分割光Ｌ１ｃｉについては、以下の式が成り立つ。
　ｄ（ｓｉｎαｉ－ｓｉｎβｉ）＝ｍλｉ　　　　…（２）
　すべての分割光Ｌ１ｃ１～Ｌ１ｃｎの回折角β１～βｎが等しいとき、空間的に重なって出力される。そのときの回折角をβ０とする。波長λｉの分割光Ｌ１ｃｉの入射角αｉは、以下の式を満たしていればよい。
　αｉ＝ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎβ０＋ｍλｉ／ｄ）　　　　…（３）
　回折次数は、最も回折効率が最も高いものを選べばよく、たとえばｍ＝１である。
　ファイバ２３０＿１～２３０＿ｎそれぞれの出射端は、点光源とみなすことができ、各出射端から放射される分割光Ｌ１ｃ１～Ｌ１ｃｎは、拡散光（球面波）である。光学系２５６Ａは、分割光Ｌ１ｃ１～Ｌ１ｃｎそれぞれをコリメートして、式（３）を満たす入射角α１～αｎで分散素子２５２である回折格子２５４に導く。
　これにより、回折格子２５４は、複数の分割光Ｌ１ｃ１～Ｌ１ｃｎを同じ方向に出射する。回折格子２５４から出射される複数の分割光Ｌ１ｃ１～Ｌ１ｃｎは空間的にオーバーラップしており、波長掃引光Ｌ１として物体に照射される。
　以上が光源装置２００Ａの構成である。続いてその利点を説明する。
　図７は、回折格子２５４（分散素子２５２）を利用したカプラ２５０Ａの効率を示す図である。図７の下段は、上段の波長１０９０ｎｍ～１１１０ｎｍの一部を拡大したものであり、２０ｎｍにわたり効率がフラットである。
　図８は、ＡＷＧを利用した従来のカプラ２４０の効率を示す図である。上述したように、ＡＷＧの透過率は図２に示すようにガウシアン分布を有するため、カプラ２４０全体の透過率は、櫛型（離散的）となる。これに対して、回折格子２５４を利用したカプラ２５０Ａは、図７に示すように、広い波長帯域にわたり連続している。
　従来のカプラ２４０を利用する場合、分割器２２０とカプラ２４０との間で、各波長帯のピーク波長を一致させる必要がある。つまり、分割器２２０のＡＷＧとカプラ２４０のＡＷＧが、同じ特性を持つものとなるように、入念に選定しなければならず、設計が難しくなり、またコストアップの要因となる。これに対して、本実施形態に係るカプラ２５０Ａは、フラットな効率を有するため、分割器２２０で使用するＡＷＧ２２２の制約がなくなる。したがって部品選定の選択肢が広がり、コストを下げることが可能となる。
　従来のカプラ２４０では、ＡＷＧを２回透過する。図２に示したように、分割器２２０のＡＷＧを透過した合波前のスペクトルηはガウシアン分布を有する。後段のカプラ２４０のＡＷＧによって、さらにガウシアン分布の効率ηが乗算され、合波後のスペクトルη２は、合波前のガウシアン分布ηに比べて狭くなる。
　分光測定において、波長幅が狭くなると、波長のピークとピークの間に深い谷間ができる。この深い谷間は、即ち、その波長の光の強度が著しく低いことを示す。そのため、測定対象物には、９００ｎｍ～１３００ｎｍの測定波長範囲の中から、離散的な波長の光しか入射しない（谷間の波長の光は入射しない）ことになる。つまり、谷間の波長の情報を得ることができないので、測定結果として得られる情報が少なくなり、測定精度が低下する。
　これに対して、本実施形態に係るカプラ２５０Ａは、波長依存性をもたないフラットな効率を有している。つまりカプラ２５０Ａを通過することによるスペクトルの狭小化は発生せず、ガウシアン分布ηが維持される。したがって、ピークとピークの中間の強度が比較技術に比べて大きくなり、分光に必要な光強度を維持できる。これにより、従来技術に比べて測定精度を改善できる。
　さらに従来技術では、カプラ２４０において、合波後の光のエネルギーは合波前の光のエネルギーに比べて、約７２％に低下する。これは、上述したＡＷＧの効率の要因のほか、ファイバからＡＷＧへの接続損失、導波路内の伝搬損失と曲げ損失などが要因となっている。これに対して、本実施形態では、図７に示すように、カプラ２５０Ａは、波長１１００ｎｍの近傍では、９０％を超える効率を有しているため、カプラ２４０に比べて高効率な合波が可能となる。
　続いて、光源装置２００Ａの構成要素の具体的な構成について説明する。
　図９は、カプラ２５０Ａの具体的な構成例を示す図である。上述のように、ファイバ群２３０から出射する分割光Ｌ１ｃ１～Ｌ１ｃｎはそれぞれ、拡散光である。ファイバ２３０＿１～２３０＿ｎは、出射端において平行であり、したがって分割光Ｌ１ｃ１～Ｌ１ｃｎの光束の主光線は平行であるとする。この場合、光学系２５６Ａは、ケーラーレンズ系（ケーラー照明系）で構成することができる。たとえば光学系２５６Ａは、４枚のレンズを含む。各ファイバ２３０＿１～２３０＿ｎの出射端の光学系２５６Ａに対する相対的な位置は、回折格子２５４に対する入射角α１～αｎが式（３）を満たすように設計される。なお光学系２５６Ａの構成は、図９のそれに限定されない。
　分割光Ｌ１ｃ１～Ｌ１ｃｎのスペクトルの波長幅は典型的には約３～５ｎｍであり、あるいはそれより広い場合もあり得る。このように波長幅が広い光が回折格子２５４に入射すると、回折した光は格子線の方向に対して垂直な方向（波長分散方向）に伸びる。すなわち回折格子２５４よって合波された波長掃引光Ｌ１は、格子線の方向に対して垂直な方向に光の径が広がる。このビームの広がりは、用途によっては好ましくない場合がある。
　そこで図９のカプラ２５０Ａは、回折格子２５４の出射光を受けるシリンドリカルレンズ２５８を備える。シリンドリカルレンズ２５８は、回折格子２５４と物体の間に挿入される。シリンドリカルレンズ２５８は、回折格子２５４の波長分散方向にパワーを有する。
　図１０（ａ）、（ｂ）は、シリンドリカルレンズがない場合とある場合の波長掃引光Ｌ１のビームプロファイルを示す図である。シリンドリカルレンズ２５８を挿入することにより、波長掃引光Ｌ１の波長分散方向（図１０におけるＹ座標方向）の広がりを抑制できる。
　図９に戻る。複数のファイバ２３０＿１～２３０＿ｎの出射端は高精度に位置決めする必要がある。この位置決めのために、光ファイバアレイ２３２を用いることができる。図１１は、光ファイバアレイ２３２の平面図である。図１２は、光ファイバアレイ２３２の分解斜視図である。
　光ファイバアレイ２３２は、基板２３４に、ファイバ２３０をはめ込む複数のＶ溝２３６を、精密加工技術により形成したものである。Ｖ溝２３６にファイバ２３０を１本ずつはめ込むことで、複数のファイバ２３０が横一列に配列固定される。Ｖ溝２３６どうしの間隔はμｍ単位で形成することができ、各Ｖ溝２３６の位置は、対応するファイバ２３０＿ｉを伝搬する分割光Ｌ１ｃｉの波長λｉに応じて設計される。Ｖ溝２３６にファイバ２３０をはめ込んだあとに、上からカバー２３８が装着され、ファイバ２３０が固定される。
（実施形態２）
　図１３は、実施形態２に係る光源装置２００Ｂを示す図である。光源装置２００Ｂにおいて、カプラ２５０Ｂの構成が、図６のカプラ２５０Ａと異なっている。カプラ２５０Ｂは、分散素子２５２として、プリズム２６０を備える。
　光学系２５６Ｂは、ファイバ２３０＿１～２３０＿ｎから出射される分割光Ｌ１ｃ１～Ｌ１ｃｎそれぞれをコリメートして、プリズム２６０に対して適切な角度および適切な位置に導く。これにより、プリズム２６０からは、複数の分割光Ｌ１ｃ１～Ｌ１ｃｎが空間的に合波された波長掃引光Ｌ１が出力される。
（変形例）
　実施形態では、ファイバ２３０＿１～２３０＿ｎの出射端が平行である場合を説明したがその限りでない。ファイバ２３０＿１～２３０＿ｎの出射端を、α１～αｎに適合する角度で非平行に配置してもよい。この場合、光学系２５６は、コリメートする機能だけを有する。
　本開示に係る実施形態について、具体的な用語を用いて説明したが、この説明は、理解を助けるための例示に過ぎず、本開示あるいは請求の範囲を限定するものではない。本発明の範囲は、請求の範囲によって規定されるものであり、したがって、ここでは説明しない実施形態、実施例、変形例も、本発明の範囲に含まれる。
　１００　光測定装置
　３００　受光装置
　４００　演算処理装置
　２００　光源装置
　２１０　パルス光源
　２２０　分割器
　２２２　ＡＷＧ
　２２４　レンズ
　２３０　ファイバ
　２３２　光ファイバアレイ
　２４０　カプラ
　２４２　ＡＷＧ
　２５０　カプラ
　２５２　分散素子
　２５４　回折格子
　２５６　光学系
　２５８　シリンドリカルレンズ
　２６０　プリズム
　Ｌ１　波長掃引光
　Ｌ２　物体光
　Ｌ３　参照光
　Ｌ１ａ　広帯域パルス光

Claims (7)

  1. 　波長掃引光を発生する光源装置であって、
    　パルス光を生成するパルス光源と、
    　前記パルス光を、波長に応じて空間的に分割し、複数の分割光を出射する分割器と、
    　前記複数の分割光に異なる遅延を与える複数のファイバと、
    　分散素子を含み、前記複数のファイバから出力される光を合波して出射するカプラと、
    　を備えることを特徴とする光源装置。
  2. 　前記カプラは、
    　前記分散素子に加えて、前記複数のファイバから出射される複数の光をコリメートし、前記分散素子に、波長に応じた異なる入射角で入射させる光学系をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
  3. 　前記分散素子は、回折格子であることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
  4. 　前記分散素子は、プリズムであることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
  5. 　前記光学系は、ケーラーレンズ系であることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
  6. 　前記カプラは、前記分散素子の出射光を受け、前記分散素子の波長分散方向にパワーを有するシリンドリカルレンズをさらに含むことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光源装置。
  7. 　波長掃引光を発生する請求項１から６のいずれかに記載の光源装置と、
    　前記波長掃引光を対象物に照射して得られる物体光を測定する受光装置と、
    　を備えることを特徴とする光測定装置。
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