JP5725165B2 - フーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態におけるフーリエ変換型分光計の構成を示すブロック図である。図2は、第1実施形態のフーリエ変換型分光計における主に干渉計の構成を示す図である。
Erasable Programmable Read Only Memory)等の不揮発性記憶素子、このCPUのいわゆるワーキングメモリとなるRAM(Random Access Memory)等の揮発性記憶素子およびその周辺回路等を備えたマイクロコンピュータによって構成される。そして、制御演算部41aには、プログラムを実行することによって、機能的に、スペクトル演算部411aが構成される。
第1実施形態におけるフーリエ変換型分光計Daでは、第1および第2光路間における半透鏡112で生じる位相差を位相補償板CPで補償しているので、センターバーストは、比較的明瞭であり、そして、その振幅は、比較的大きい。このセンターバーストでAD変換部23を飽和させないために、AD変換部23のダイナミックレンジ全体をセンターバーストに設定すると、インターフェログラムのゼロレベル付近における微小な信号が高分解能で検出することが難しくなる。そのため、インターフェログラムのセンターバースト付近における比較的大きな信号をAD変換するAD変換部と、インターフェログラムのゼロレベル付近における微小な信号をAD変換するAD変換部とで、インターフェログラムをAD変換する手法が考えられるが、この手法では、2個のAD変換部が必要であり、そして、各出力を合成する手間も必要となる。そこで、第2実施形態におけるフーリエ変換型分光計Dbは、1個のAD変換部でもインターフェログラムのゼロレベル付近における微小な信号もより高分解能で検出することができる装置およびこれに実装されたフーリエ変換型分光方法である。
Claims (7)
- 測定対象の被測定光が入射され、前記被測定光の入射位置から干渉位置までの間に2個の光路を形成する複数の光学素子を備え、前記複数の光学素子には、前記2個の光路間に光路差を生じさせる光路差形成光学素子が含まれる干渉計と、
前記干渉計で生成された前記被測定光のインターフェログラムを複数積算することによって得られた積算インターフェログラムをフーリエ変換することによって前記被測定光のスペクトルを求めるスペクトル演算部と、
レーザ光を放射する位置測定用光源、および、前記位置測定用光源から放射された前記レーザ光を前記干渉計に入射させることよって得られた前記レーザ光の干渉光を受光して前記レーザ光の干渉光における光強度を出力する受光部を備え、前記受光部から出力された前記レーザ光の干渉光における光強度に基づいて前記光路差形成光学素子の位置を検出する位置検出処理部とを備え、
前記光路差形成光学素子は、前記被測定光のインターフェログラムを複数生成するために、前記受光部の出力が正弦波状を繰り返すように共振振動で光軸方向に移動し、
前記スペクトル演算部は、
前記被測定光のインターフェログラムの複数の測定のそれぞれにおいて、前記干渉計の出力から所定範囲の出力を取り出す場合に、前記位置検出処理部で検出された前記光路差形成光学素子の位置に基づくセンターバーストの位置合わせ情報であって、今般の前記被測定光のインターフェログラムの測定よりも以前に測定された前記被測定光のインターフェログラムにおけるセンターバーストの位置合わせ情報に応じて前記取り出す所定範囲を設定し、前記干渉計の出力からこの設定した前記所定範囲の出力を取り出す取出部と、
前記被測定光のインターフェログラムを複数積算するために前記取出部で取り出された各所定範囲の各出力において、同じ光路差の測定データを見つけ出す検索部と、
前記被測定光のインターフェログラムを複数積算するために前記取出部で取り出された各所定範囲の各出力において、前記検索部で見つけ出された同じ光路差の測定データ同士を足し合わせることによって前記積算インターフェログラムを生成する積算部と、
前記積算部で生成された前記積算インターフェログラムをフーリエ変換することによって前記被測定光のスペクトルを求める演算部とを備えること
を特徴とするフーリエ変換型分光計。 - 前記取出部で用いられる前記位置合わせ情報は、前記被測定光のインターフェログラムの複数の測定での1回目の測定におけるインターフェログラムのセンターバースト位置と前回の測定におけるインターフェログラムのセンターバースト位置とのズレ量であること
を特徴とする請求項1に記載のフーリエ変換型分光計。 - 前記検索部は、前記被測定光のインターフェログラムの複数の測定での1回目の測定で前記取出部で取り出された所定範囲の出力とn回目(nは2以上の整数)の測定で前記取出部で取り出された所定範囲の出力とにおいて、相互相関の最大値を求めることによって、同じ光路差の測定データを見つけ出すこと
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のフーリエ変換型分光計。 - 前記検索部は、前記被測定光のインターフェログラムの複数の測定での1回目の測定で前記取出部で取り出された所定範囲の出力とn回目(nは2以上の整数)の測定で前記取出部で取り出された所定範囲の出力とにおいて、測定点についての差の2乗の和における最小値を求めることによって、同じ光路差の測定データを見つけ出すこと
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のフーリエ変換型分光計。 - 前記検索部は、前記被測定光のインターフェログラムの複数の測定での1回目の測定で前記取出部で取り出された所定範囲の出力とn回目(nは2以上の整数)の測定で前記取出部で取り出された所定範囲の出力とにおいて、測定点についての差の絶対値の和における最小値を求めることによって、同じ光路差の測定データを見つけ出すこと
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のフーリエ変換型分光計。 - 前記位置測定用光源の前記レーザ光は、所定の線幅を持つレーザ光であり、
前記受光部の出力に基づいて前記被測定光の各波長成分の初期位相差がゼロである場合のインターフェログラムにおけるセンターバーストの位置を検出するセンターバースト位置検出部をさらに備え、
前記干渉計は、前記2個の光路のそれぞれが仮に同一の媒質で形成されている場合に前記2個の光路間の光路差がゼロとなるように前記複数の光学素子を配置した場合において実際には前記光路間に位相差を持つ有位相差干渉計であり、
前記スペクトル演算部の前記演算部は、前記積算インターフェログラムを、前記センターバースト位置検出部によって検出されたセンターバーストの位置に基づいてフーリエ変換を行うことによって前記被測定光のスペクトルを求めること
を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のフーリエ変換型分光計。 - 測定対象の被測定光が入射され、前記被測定光の入射位置から干渉位置までの間に2個の光路を形成する複数の光学素子を備え、前記複数の光学素子には、前記2個の光路間に光路差を生じさせる光路差形成光学素子が含まれる干渉計と、前記干渉計で生成された前記被測定光のインターフェログラムを複数積算することによって得られた積算インターフェログラムをフーリエ変換することによって前記被測定光のスペクトルを求めるスペクトル演算部と、レーザ光を放射する位置測定用光源、および、前記位置測定用光源から放射された前記レーザ光を前記干渉計に入射させることよって得られた前記レーザ光の干渉光を受光して前記レーザ光の干渉光における光強度を出力する受光部を備え、前記受光部から出力された前記レーザ光の干渉光における光強度に基づいて前記光路差形成光学素子の位置を検出する位置検出処理部とを備え、前記光路差形成光学素子が、前記被測定光のインターフェログラムを複数生成するために、前記受光部の出力が正弦波状を繰り返すように共振振動で光軸方向に移動するフーリエ変換型分光計に用いられるフーリエ変換型分光方法において、
前記被測定光のスペクトルを求める際に、
前記被測定光のインターフェログラムの複数の測定のそれぞれにおいて、前記干渉計の出力から所定範囲の出力を取り出す場合に、前記位置検出処理部で検出された前記光路差形成光学素子の位置に基づくセンターバーストの位置合わせ情報であって、今般の前記被測定光のインターフェログラムの測定よりも以前に測定された前記被測定光のインターフェログラムにおけるセンターバーストの位置合わせ情報に応じて前記取り出す所定範囲を設定し、前記干渉計の出力からこの設定した前記所定範囲の出力を取り出す取出工程と、
前記被測定光のインターフェログラムを複数積算するために前記取出工程で取り出された各所定範囲の各出力において、同じ光路差の測定データを見つけ出す検索工程と、
前記被測定光のインターフェログラムを複数積算するために前記取出工程で取り出された各所定範囲の各出力において、前記検索工程で見つけ出された同じ光路差の測定データ同士を足し合わせることによって前記積算インターフェログラムを生成する積算工程と、
前記積算工程で生成された前記積算インターフェログラムをフーリエ変換することによって前記被測定光のスペクトルを求める演算工程とを備えること
を特徴とするフーリエ変換型分光方法。
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