JPH08292098A - 光スペクトラムアナライザ - Google Patents
光スペクトラムアナライザInfo
- Publication number
- JPH08292098A JPH08292098A JP12317295A JP12317295A JPH08292098A JP H08292098 A JPH08292098 A JP H08292098A JP 12317295 A JP12317295 A JP 12317295A JP 12317295 A JP12317295 A JP 12317295A JP H08292098 A JPH08292098 A JP H08292098A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- optical
- slit
- diffraction grating
- movement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、レンズの波長に対する屈折率の変
化率が変わる分だけ光学系を移動制御させる。即ち、ス
リット上で目的波長成分が常に最良の結像状態となる所
望の光学位置関係にレンズを移動して合わせるように制
御することで、広い波長範囲でもレンズを用いて安定し
た高確度のスペクトラム分解能で測定可能とする。 【構成】 測定波長λm毎に、被測定入射光の発光点7
1位置がレンズの焦点位置となる光学移動を与え、回折
格子14で分光した並行光線がスリット17上で焦点位
置となる光学移動を与える光学焦点移動手段を設け、測
定波長λm成分に対応して、回折格子14の回動と連動
して前記レンズを光学移動させるレンズの連動制御手段
を設ける。
化率が変わる分だけ光学系を移動制御させる。即ち、ス
リット上で目的波長成分が常に最良の結像状態となる所
望の光学位置関係にレンズを移動して合わせるように制
御することで、広い波長範囲でもレンズを用いて安定し
た高確度のスペクトラム分解能で測定可能とする。 【構成】 測定波長λm毎に、被測定入射光の発光点7
1位置がレンズの焦点位置となる光学移動を与え、回折
格子14で分光した並行光線がスリット17上で焦点位
置となる光学移動を与える光学焦点移動手段を設け、測
定波長λm成分に対応して、回折格子14の回動と連動
して前記レンズを光学移動させるレンズの連動制御手段
を設ける。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、レンズを使用して回
折格子による光の波長スペクトルを測定する分光装置に
おいて、並行光線あるいは集光するレンズが波長依存性
を無くして測定分解能の向上に関する。
折格子による光の波長スペクトルを測定する分光装置に
おいて、並行光線あるいは集光するレンズが波長依存性
を無くして測定分解能の向上に関する。
【0002】
【従来の技術】図7に従来のレンズを使用した光スペク
トラムアナライザの構成例を示す。レンズを使用して並
行光線や集光する構成では、凹面鏡を使用して並行光線
や集光する構成場合より光路が短く暗箱をコンパクトに
出来るメリットがある。しかし、逆にレンズの波長によ
る収差等が測定光学系に影響する面がある。
トラムアナライザの構成例を示す。レンズを使用して並
行光線や集光する構成では、凹面鏡を使用して並行光線
や集光する構成場合より光路が短く暗箱をコンパクトに
出来るメリットがある。しかし、逆にレンズの波長によ
る収差等が測定光学系に影響する面がある。
【0003】本装置構成は、光コネクタ92と、レンズ
22と、回折格子14と、回折格子回転機構15と、回
折格子回転制御部40と、スリット17と、光検出器1
8とで成る。
22と、回折格子14と、回折格子回転機構15と、回
折格子回転制御部40と、スリット17と、光検出器1
8とで成る。
【0004】光コネクタ92から出射した被測定光はビ
ーム角数度のガウシアンビーム形状の広がりを持つ拡散
光線31である。これをレンズ22により並行光線であ
るコリメート光線32に変換した後、回折格子14に入
射させる。ここでは、レンズ22は並行光線に変換する
作用を持たせている。
ーム角数度のガウシアンビーム形状の広がりを持つ拡散
光線31である。これをレンズ22により並行光線であ
るコリメート光線32に変換した後、回折格子14に入
射させる。ここでは、レンズ22は並行光線に変換する
作用を持たせている。
【0005】回折格子14は、反射光の角度が波長によ
り分光される回折格子である。これを順次回転していく
ことで各波長成分に分光された光線の中で、目的の波長
成分のみをスリット17の隙を通過させるように反射す
る。回折格子回転機構15は、波長軸の掃引を行うもの
であって、回折格子14と接合され、モータ等の駆動手
段により、入射光軸と直交する軸を中心に回動角度を精
密駆動する。回折格子回転制御部40は、所望の波長範
囲に対応する回転角度領域を回動制御する信号を回折格
子回転機構15に供給している。
り分光される回折格子である。これを順次回転していく
ことで各波長成分に分光された光線の中で、目的の波長
成分のみをスリット17の隙を通過させるように反射す
る。回折格子回転機構15は、波長軸の掃引を行うもの
であって、回折格子14と接合され、モータ等の駆動手
段により、入射光軸と直交する軸を中心に回動角度を精
密駆動する。回折格子回転制御部40は、所望の波長範
囲に対応する回転角度領域を回動制御する信号を回折格
子回転機構15に供給している。
【0006】レンズ22は、回折格子14で分光された
目的波長λmのコリメート光線33を集光した集束光線
34にしてスリット17面上で焦点を結ぶような光学配
置としている。ここでは、レンズ22を集光用として使
用している。この様に、1つのレンズで、入射光を並行
光線に変換し、反射光を集光に変換する2つの働きを持
たせている。
目的波長λmのコリメート光線33を集光した集束光線
34にしてスリット17面上で焦点を結ぶような光学配
置としている。ここでは、レンズ22を集光用として使
用している。この様に、1つのレンズで、入射光を並行
光線に変換し、反射光を集光に変換する2つの働きを持
たせている。
【0007】スリット17は、両スリット先端部は数十
um厚み程度に薄くしてあって、通過光の妨げにならに
ないようにしている。この両スリットの幅で決まる波長
成分のみが通過して、光検出器18で光の強さに応じた
電流信号に変換された後、光パワーの表示に供される。
ところで、このスリット17のスリット幅を変えること
でスペクトル分解能が決められるので、スリット幅の可
動機構を設けて波長分解能を可変にしたスリット構造と
するものもある。
um厚み程度に薄くしてあって、通過光の妨げにならに
ないようにしている。この両スリットの幅で決まる波長
成分のみが通過して、光検出器18で光の強さに応じた
電流信号に変換された後、光パワーの表示に供される。
ところで、このスリット17のスリット幅を変えること
でスペクトル分解能が決められるので、スリット幅の可
動機構を設けて波長分解能を可変にしたスリット構造と
するものもある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記光学構成で光スペ
クトラムを測定すると、スリット上で目的波長λm成分
に対してスリット上で常に正しく結像しない為、測定波
長によって焦点ぼけを生じる。即ち、図6(a)に示す
光学図のようにある波長λ0で発光点71と受光点72
位置で焦点f(λ0)を結ぶ光学配置としても、別の波
長λ1では、図6(b)に示す光学図のように受光点7
2での焦点位置がずれてくる。また、発光点71も焦点
位置からずれてくる為に非並行光線として回折格子14
に入射し分光する。これら焦点位置のずれの影響の為、
スリット17上での結像がぼけてくる。この結果、測定
分解能が悪化する不具合を生じる。
クトラムを測定すると、スリット上で目的波長λm成分
に対してスリット上で常に正しく結像しない為、測定波
長によって焦点ぼけを生じる。即ち、図6(a)に示す
光学図のようにある波長λ0で発光点71と受光点72
位置で焦点f(λ0)を結ぶ光学配置としても、別の波
長λ1では、図6(b)に示す光学図のように受光点7
2での焦点位置がずれてくる。また、発光点71も焦点
位置からずれてくる為に非並行光線として回折格子14
に入射し分光する。これら焦点位置のずれの影響の為、
スリット17上での結像がぼけてくる。この結果、測定
分解能が悪化する不具合を生じる。
【0009】一般にどのような光学ガラス材を使用して
も、波長に対する屈折率の変化率が変わる分散特性を有
している。この為、レンズを形成しても波長に対する屈
折率の変化が生じ、いわゆる色収差として現れる。レン
ズの色収差を低減するには分散の異なる複数のレンズを
組み合わせる方法があるが、広い波長範囲を測定する光
スペクトラムアナライザでは、完全に無くすることが出
来ず、スペクトラム分解能が悪化する難点があった。
も、波長に対する屈折率の変化率が変わる分散特性を有
している。この為、レンズを形成しても波長に対する屈
折率の変化が生じ、いわゆる色収差として現れる。レン
ズの色収差を低減するには分散の異なる複数のレンズを
組み合わせる方法があるが、広い波長範囲を測定する光
スペクトラムアナライザでは、完全に無くすることが出
来ず、スペクトラム分解能が悪化する難点があった。
【0010】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、レンズの波長に対する屈折率の変化率が変わる分だ
け光学系を移動制御させる。即ち、スリット上で目的波
長成分が常に最良の結像状態となる所望の光学位置関係
にレンズを移動して合わせるように制御することで、広
い波長範囲でもレンズを用いて安定した高確度のスペク
トラム分解能で測定可能とすることを目的とする。
は、レンズの波長に対する屈折率の変化率が変わる分だ
け光学系を移動制御させる。即ち、スリット上で目的波
長成分が常に最良の結像状態となる所望の光学位置関係
にレンズを移動して合わせるように制御することで、広
い波長範囲でもレンズを用いて安定した高確度のスペク
トラム分解能で測定可能とすることを目的とする。
【0011】
【課題を解決する為の手段】上記課題を解決するため
に、本発明の構成では、測定波長λm毎に、被測定入射
光の発光点71位置がレンズの焦点位置となる光学移動
を与え、回折格子14で分光した並行光線がスリット1
7上で焦点位置となる光学移動を与える光学焦点移動手
段を設け、測定波長λm成分に対応して、回折格子14
の回動と連動して前記レンズを光学移動させるレンズの
連動制御手段を設ける構成手段にする。これにより、レ
ンズと回折格子14と回折格子回転機構15とスリット
17と、光検出器18を有して、入射光を受けてレンズ
により並行光線にして回折格子14に与え、回折格子1
4で分光した並行光線をレンズでスリット17上に結像
するように集光して、広い波長範囲でもレンズを用いて
安定した高確度のスペクトラム分解能で測定可能なスペ
クトラム測定装置を実現する。
に、本発明の構成では、測定波長λm毎に、被測定入射
光の発光点71位置がレンズの焦点位置となる光学移動
を与え、回折格子14で分光した並行光線がスリット1
7上で焦点位置となる光学移動を与える光学焦点移動手
段を設け、測定波長λm成分に対応して、回折格子14
の回動と連動して前記レンズを光学移動させるレンズの
連動制御手段を設ける構成手段にする。これにより、レ
ンズと回折格子14と回折格子回転機構15とスリット
17と、光検出器18を有して、入射光を受けてレンズ
により並行光線にして回折格子14に与え、回折格子1
4で分光した並行光線をレンズでスリット17上に結像
するように集光して、広い波長範囲でもレンズを用いて
安定した高確度のスペクトラム分解能で測定可能なスペ
クトラム測定装置を実現する。
【0012】上記のレンズとしては、単一のレンズ22
で構成し、あるいは複数のレンズ群構成で単一レンズ機
能を構成し、あるいは、発光点71からの入射光を並行
光線にする入射レンズ22aと並行光線をスリット17
上の受光点72へ集光する出射レンズ22bの2つの独
立したレンズ構成がある。
で構成し、あるいは複数のレンズ群構成で単一レンズ機
能を構成し、あるいは、発光点71からの入射光を並行
光線にする入射レンズ22aと並行光線をスリット17
上の受光点72へ集光する出射レンズ22bの2つの独
立したレンズ構成がある。
【0013】上記の光学焦点移動手段としては、第1手
段として、レンズ22を光軸方向に移動させる光学焦点
移動手段としたレンズ移動手段26、あるいは、第2手
段として、複数のレンズ群の一部分のレンズ22cを光
軸方向に移動させレンズ間距離を変えて光学焦点移動手
段とした一部分レンズ移動手段26b、あるいは、第3
手段として、発光点71である入射光源を光軸方向に移
動制御する光コネクタ移動手段28と、受光点72であ
るスリット17を光軸方向に移動制御する光検出器移動
手段27の光学焦点移動手段がある。
段として、レンズ22を光軸方向に移動させる光学焦点
移動手段としたレンズ移動手段26、あるいは、第2手
段として、複数のレンズ群の一部分のレンズ22cを光
軸方向に移動させレンズ間距離を変えて光学焦点移動手
段とした一部分レンズ移動手段26b、あるいは、第3
手段として、発光点71である入射光源を光軸方向に移
動制御する光コネクタ移動手段28と、受光点72であ
るスリット17を光軸方向に移動制御する光検出器移動
手段27の光学焦点移動手段がある。
【0014】上記のレンズ連動制御手段としては、検出
すべき波長λm成分に対応して、第1手段として可動す
るレンズ22を回折格子14の回動と連動してレンズの
有する屈折率の波長依存性を補正解消する位置にレンズ
の光学位置を移動制御するレンズ移動制御部45、ある
いは、第2手段として、複数のレンズ群の一部分のレン
ズ22cの光学位置を移動制御してレンズ群の有する屈
折率の波長依存性を補正解消する光学位置に移動制御す
る一部分レンズ移動制御部46、あるいは、第3手段と
して、発光点71である被測定入射光源自体の移動制御
手段と受光点72であるスリット17を移動制御する光
検出器移動手段27による光学焦点移動手段47を設け
て実現する。
すべき波長λm成分に対応して、第1手段として可動す
るレンズ22を回折格子14の回動と連動してレンズの
有する屈折率の波長依存性を補正解消する位置にレンズ
の光学位置を移動制御するレンズ移動制御部45、ある
いは、第2手段として、複数のレンズ群の一部分のレン
ズ22cの光学位置を移動制御してレンズ群の有する屈
折率の波長依存性を補正解消する光学位置に移動制御す
る一部分レンズ移動制御部46、あるいは、第3手段と
して、発光点71である被測定入射光源自体の移動制御
手段と受光点72であるスリット17を移動制御する光
検出器移動手段27による光学焦点移動手段47を設け
て実現する。
【0015】代表的な具体的構成としては、レンズ22
を光軸方向に移動して、発光点71である被測定入射光
の焦点位置を移動させ、回折格子14で分光した並行光
線を受光点72であるスリット17上に焦点位置を移動
させるレンズ移動手段26を設け、測定波長λmに対し
て、回折格子回転機構15の回動制御と連動して、検出
すべき波長λm成分が、レンズ移動手段26を制御し
て、発光点71が入射光に合わせ、受光点72をスリッ
ト17上に合わせる光学焦点位置の制御をするレンズ移
動制御部45を設け、測定波長λm成分に対応して、回
折格子14の回動と連動してレンズ22を光学移動させ
て前記光学焦点位置への移動を制御するレンズ移動制御
部45を設ける構成手段がある。
を光軸方向に移動して、発光点71である被測定入射光
の焦点位置を移動させ、回折格子14で分光した並行光
線を受光点72であるスリット17上に焦点位置を移動
させるレンズ移動手段26を設け、測定波長λmに対し
て、回折格子回転機構15の回動制御と連動して、検出
すべき波長λm成分が、レンズ移動手段26を制御し
て、発光点71が入射光に合わせ、受光点72をスリッ
ト17上に合わせる光学焦点位置の制御をするレンズ移
動制御部45を設け、測定波長λm成分に対応して、回
折格子14の回動と連動してレンズ22を光学移動させ
て前記光学焦点位置への移動を制御するレンズ移動制御
部45を設ける構成手段がある。
【0016】
【作用】レンズ移動手段26は、レンズ22を光軸方向
に移動させて、焦点位置を移動させる作用があり、これ
により拡散光線31の被測定光源の焦点位置を調整可能
にでき、また、回折格子14からの並行光線の集光位置
を調整可能にする作用を持つ。レンズ移動制御部45
は、回折格子14の回動角度位置、即ち測定波長λmと
連動して動くように制御していて、測定目的の波長λm
に対して収差を補正する方向にレンズ22を移動制御す
る働きがある。これにより、発光点71の焦点位置が光
コネクタ92の出射端と一致してコリメート光線32は
常に正しい並行光線として回折格子14に入射でき、ま
たスリット17面上が常に焦点位置と一致するように制
御されて、焦点ぼけの殆どない安定した結像を与える光
学系に制御する役割がある。これらによって、レンズが
有する屈折率の波長依存性を解消して、広い波長範囲に
おいてもレンズが有する屈折率の波長依存性を解消して
安定した高確度のスペクトラム分解能の測定機能を実現
できる。
に移動させて、焦点位置を移動させる作用があり、これ
により拡散光線31の被測定光源の焦点位置を調整可能
にでき、また、回折格子14からの並行光線の集光位置
を調整可能にする作用を持つ。レンズ移動制御部45
は、回折格子14の回動角度位置、即ち測定波長λmと
連動して動くように制御していて、測定目的の波長λm
に対して収差を補正する方向にレンズ22を移動制御す
る働きがある。これにより、発光点71の焦点位置が光
コネクタ92の出射端と一致してコリメート光線32は
常に正しい並行光線として回折格子14に入射でき、ま
たスリット17面上が常に焦点位置と一致するように制
御されて、焦点ぼけの殆どない安定した結像を与える光
学系に制御する役割がある。これらによって、レンズが
有する屈折率の波長依存性を解消して、広い波長範囲に
おいてもレンズが有する屈折率の波長依存性を解消して
安定した高確度のスペクトラム分解能の測定機能を実現
できる。
【0017】また、図3に示す2つのレンズを使用した
構成例の場合でも2つの入射レンズ22a、出射レンズ
22bの固定台を移動することで、同様にレンズが有す
る屈折率の波長依存性を解消して安定した高確度のスペ
クトラム分解能の測定機能を実現できる。また、図4に
示すように、被測定光源側を光軸方向に移動制御する光
コネクタ移動手段28と、スリット17と光検出器18
側を光軸方向に移動制御する光検出器移動手段27の光
学構成を設け、この両者の移動制御部を設ける場合で
も、同様にレンズが有する屈折率の波長依存性を解消し
て安定した高確度のスペクトラム分解能の測定機能を実
現できる。また、図5に示す複数個のレンズ22c、2
2dの一部のレンズ22cを移動手段29で光軸方向に
移動させてレンズ間距離を変えて焦点位置を可変にする
手段としても良く、同様にレンズが有する屈折率の波長
依存性を解消して安定した高確度のスペクトラム分解能
の測定機能を実現できる。
構成例の場合でも2つの入射レンズ22a、出射レンズ
22bの固定台を移動することで、同様にレンズが有す
る屈折率の波長依存性を解消して安定した高確度のスペ
クトラム分解能の測定機能を実現できる。また、図4に
示すように、被測定光源側を光軸方向に移動制御する光
コネクタ移動手段28と、スリット17と光検出器18
側を光軸方向に移動制御する光検出器移動手段27の光
学構成を設け、この両者の移動制御部を設ける場合で
も、同様にレンズが有する屈折率の波長依存性を解消し
て安定した高確度のスペクトラム分解能の測定機能を実
現できる。また、図5に示す複数個のレンズ22c、2
2dの一部のレンズ22cを移動手段29で光軸方向に
移動させてレンズ間距離を変えて焦点位置を可変にする
手段としても良く、同様にレンズが有する屈折率の波長
依存性を解消して安定した高確度のスペクトラム分解能
の測定機能を実現できる。
【0018】
【実施例】図1に本発明による1つのレンズを使用した
リトロー型の光スペクトラムアナライザの構成例を示
す。本発明では、測定波長に連動してレンズ22を光軸
方向に移動制御することでレンズが有する屈折率の波長
依存性を補正するようにしている。
リトロー型の光スペクトラムアナライザの構成例を示
す。本発明では、測定波長に連動してレンズ22を光軸
方向に移動制御することでレンズが有する屈折率の波長
依存性を補正するようにしている。
【0019】本装置構成は、光コネクタ92と、レンズ
22と、レンズ移動手段26と、回折格子14と、回折
格子回転機構15と、レンズ移動制御部45と、スリッ
ト17と、光検出器18とで成る。ここで、光コネクタ
92とレンズ22と回折格子14と回折格子回転機構1
5とスリット17と光検出器18は従来と同様である。
22と、レンズ移動手段26と、回折格子14と、回折
格子回転機構15と、レンズ移動制御部45と、スリッ
ト17と、光検出器18とで成る。ここで、光コネクタ
92とレンズ22と回折格子14と回折格子回転機構1
5とスリット17と光検出器18は従来と同様である。
【0020】レンズ移動手段26は、レンズ台24上に
固定されたレンズ22をレンズ台24と共に光軸方向に
並行微動可能な直進移動手段であって、例えば積層圧電
アクチエータを用いてレンズ移動制御部45からのレン
ズ移動量信号26aを受けて、マイクロメートルレベル
で精密に移動可能なレンズ移動機構である。また、圧電
モータ等の回転運動を直進運動にする変換機構による組
み合わせで実現する例もある。
固定されたレンズ22をレンズ台24と共に光軸方向に
並行微動可能な直進移動手段であって、例えば積層圧電
アクチエータを用いてレンズ移動制御部45からのレン
ズ移動量信号26aを受けて、マイクロメートルレベル
で精密に移動可能なレンズ移動機構である。また、圧電
モータ等の回転運動を直進運動にする変換機構による組
み合わせで実現する例もある。
【0021】レンズ移動制御部45は、従来の回折格子
回転機構15の回動制御機能に加えて、この回動と連動
するレンズ移動手段26の移動制御を有している。レン
ズの移動は、回折格子14の回動角度位置、即ち測定波
長λmと連動して動くように制御していて、測定目的の
波長λmに対して収差を補正する方向にレンズ22を移
動する。この移動により、発光点71の焦点位置が光コ
ネクタ92の出射端と一致してコリメート光線32は正
しい並行光線として回折格子14に入射される。また回
折格子14から分光された並行光線はレンズ22を通過
後受光点72の焦点位置がスリット17面上に一致させ
る。両条件を極力実現させる為に、レンズ22と発光点
71間距離を接近させ、またレンズ22と受光点72間
距離の両光学距離は一致させやすい位置関係に光学配置
する。この結果、スリット17面上では広い波長範囲を
掃引しても焦点ぼけの殆どない安定した結像が得られる
こととなる。
回転機構15の回動制御機能に加えて、この回動と連動
するレンズ移動手段26の移動制御を有している。レン
ズの移動は、回折格子14の回動角度位置、即ち測定波
長λmと連動して動くように制御していて、測定目的の
波長λmに対して収差を補正する方向にレンズ22を移
動する。この移動により、発光点71の焦点位置が光コ
ネクタ92の出射端と一致してコリメート光線32は正
しい並行光線として回折格子14に入射される。また回
折格子14から分光された並行光線はレンズ22を通過
後受光点72の焦点位置がスリット17面上に一致させ
る。両条件を極力実現させる為に、レンズ22と発光点
71間距離を接近させ、またレンズ22と受光点72間
距離の両光学距離は一致させやすい位置関係に光学配置
する。この結果、スリット17面上では広い波長範囲を
掃引しても焦点ぼけの殆どない安定した結像が得られる
こととなる。
【0022】このように測定波長λmの掃引に連動して
レンズの焦点位置の移動制御を同期回動制御部43が行
っている。この結果、波長による屈折率による収差の影
響を無くすることとなり、図2の単一波長の波長軸掃引
に対する検出レベル特性図に示すように、固定レンズの
場合ではぼけたスペクトラム分解能特性101曲線であ
ったのが、本発明ではシヤープなスペクトラム分解能特
性102曲線が得られ、検出レベル112の向上、バン
ド幅110の大幅なる特性改善が得られる。
レンズの焦点位置の移動制御を同期回動制御部43が行
っている。この結果、波長による屈折率による収差の影
響を無くすることとなり、図2の単一波長の波長軸掃引
に対する検出レベル特性図に示すように、固定レンズの
場合ではぼけたスペクトラム分解能特性101曲線であ
ったのが、本発明ではシヤープなスペクトラム分解能特
性102曲線が得られ、検出レベル112の向上、バン
ド幅110の大幅なる特性改善が得られる。
【0023】ところで、レンズ移動手段26のレンズ移
動量信号26aの値は、当初に校正して求めておく。即
ち、各波長に対するレンズ移動量パラメータ値をパラメ
ータメモリ44に予め格納しておき、測定時に同期回動
制御部43がこれを読みだして波長連動するレンズ移動
量信号26aを算出してレンズ移動量手段26に供給す
る。
動量信号26aの値は、当初に校正して求めておく。即
ち、各波長に対するレンズ移動量パラメータ値をパラメ
ータメモリ44に予め格納しておき、測定時に同期回動
制御部43がこれを読みだして波長連動するレンズ移動
量信号26aを算出してレンズ移動量手段26に供給す
る。
【0024】上記説明のように、回折格子14とレンズ
22を測定波長に連動して掃引動作させることで、測定
すべき目的波長λm成分は、常にスリット上で正しく結
像されるように光学系を制御することが可能となる。こ
の結果、広い波長範囲においてもレンズの収差の影響を
なくした高確度の測定分解能の光スペクトラムアナライ
ザを実現できる。つまり上記説明から、検出すべき目的
波長λm成分に対応して、回折格子14の回動と連動し
てレンズ22の焦点位置を発光点71と受光点72とな
るようにレンズ22を移動制御することにより、レンズ
22自身が有する屈折率の波長依存性を解消できること
を意味している。
22を測定波長に連動して掃引動作させることで、測定
すべき目的波長λm成分は、常にスリット上で正しく結
像されるように光学系を制御することが可能となる。こ
の結果、広い波長範囲においてもレンズの収差の影響を
なくした高確度の測定分解能の光スペクトラムアナライ
ザを実現できる。つまり上記説明から、検出すべき目的
波長λm成分に対応して、回折格子14の回動と連動し
てレンズ22の焦点位置を発光点71と受光点72とな
るようにレンズ22を移動制御することにより、レンズ
22自身が有する屈折率の波長依存性を解消できること
を意味している。
【0025】上記実施例の説明では、レンズ22が単一
レンズの場合での説明であったが、このレンズを複数個
のレンズによるレンズ群に置き換えたレンズ構成として
も良い。
レンズの場合での説明であったが、このレンズを複数個
のレンズによるレンズ群に置き換えたレンズ構成として
も良い。
【0026】また実施例の説明では、1つのレンズを使
用したリトロー型の光スペクトラムアナライザの構成例
の場合で説明していたが、図3に示す2つのレンズを使
用したツェルニターナー型の光スペクトラムアナライザ
の構成例がある。この場合でも2つの入射レンズ22
a、出射レンズ22bを設けてレンズ台24上に固定
し、レンズ移動手段26で測定波長λm対応して同様の
移動制御手段を実施することで、同様にして実施でき
る。また、前記入射レンズ22aと出射レンズ22bを
個別の移動台として各々を独立した移動手段の構成とし
ても良い。
用したリトロー型の光スペクトラムアナライザの構成例
の場合で説明していたが、図3に示す2つのレンズを使
用したツェルニターナー型の光スペクトラムアナライザ
の構成例がある。この場合でも2つの入射レンズ22
a、出射レンズ22bを設けてレンズ台24上に固定
し、レンズ移動手段26で測定波長λm対応して同様の
移動制御手段を実施することで、同様にして実施でき
る。また、前記入射レンズ22aと出射レンズ22bを
個別の移動台として各々を独立した移動手段の構成とし
ても良い。
【0027】また実施例の説明では、レンズ移動手段2
6でレンズ台24を移動させる構成例で説明していた
が、図4に示すように、レンズ22の移動では無く、逆
に発光点71である被測定光源を光軸方向に移動制御す
る光コネクタ移動手段28と、受光点であるスリット1
7と光検出器18を光軸方向に移動制御する光検出器移
動手段27の光学構成を設け、この両者の移動制御によ
り、スリット上で最良の結像となるような光学構成とし
ても良く、同様に実施可能である。
6でレンズ台24を移動させる構成例で説明していた
が、図4に示すように、レンズ22の移動では無く、逆
に発光点71である被測定光源を光軸方向に移動制御す
る光コネクタ移動手段28と、受光点であるスリット1
7と光検出器18を光軸方向に移動制御する光検出器移
動手段27の光学構成を設け、この両者の移動制御によ
り、スリット上で最良の結像となるような光学構成とし
ても良く、同様に実施可能である。
【0028】また実施例の説明では、レンズ22が単一
レンズの例として説明していたが、図5に示すように、
複数個のレンズ22c、22dで構成し、その一部分の
レンズ22cを移動手段29で光軸方向に移動させてレ
ンズ間距離を変えて等価的に焦点位置を可変にするよう
に光学構成としても良く、同様に実施可能である。
レンズの例として説明していたが、図5に示すように、
複数個のレンズ22c、22dで構成し、その一部分の
レンズ22cを移動手段29で光軸方向に移動させてレ
ンズ間距離を変えて等価的に焦点位置を可変にするよう
に光学構成としても良く、同様に実施可能である。
【0029】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、下記に記載されるような効果を奏する。レ
ンズ移動手段26は、レンズ22を光軸方向に移動させ
て、焦点位置を移動させる効果が得られ、これにより拡
散光線31の被測定光源の焦点位置を調整可能にでき、
また、回折格子14からの並行光線の集光位置を調整可
能にできる。
ているので、下記に記載されるような効果を奏する。レ
ンズ移動手段26は、レンズ22を光軸方向に移動させ
て、焦点位置を移動させる効果が得られ、これにより拡
散光線31の被測定光源の焦点位置を調整可能にでき、
また、回折格子14からの並行光線の集光位置を調整可
能にできる。
【0030】レンズ移動制御部45は、回折格子14の
回動角度位置、即ち測定波長λmと連動して動くように
制御していて、測定目的の波長λmに対して収差を補正
する方向にレンズ22を移動する。これにより、発光点
71の焦点位置が光コネクタ92の出射端と一致してコ
リメート光線32は常に正しい並行光線として回折格子
14に入射でき、またスリット17面上が常に焦点位置
と一致するように制御する。これにより焦点ぼけの殆ど
ない安定した結像が得られる効果がある。これらによっ
て、レンズが有する屈折率の波長依存性を解消して、広
い波長範囲においてもレンズの屈折率の収差の影響をな
くして安定した高確度のスペクトラム分解能で測定可能
な光スペクトラムアナライザを実現できる。
回動角度位置、即ち測定波長λmと連動して動くように
制御していて、測定目的の波長λmに対して収差を補正
する方向にレンズ22を移動する。これにより、発光点
71の焦点位置が光コネクタ92の出射端と一致してコ
リメート光線32は常に正しい並行光線として回折格子
14に入射でき、またスリット17面上が常に焦点位置
と一致するように制御する。これにより焦点ぼけの殆ど
ない安定した結像が得られる効果がある。これらによっ
て、レンズが有する屈折率の波長依存性を解消して、広
い波長範囲においてもレンズの屈折率の収差の影響をな
くして安定した高確度のスペクトラム分解能で測定可能
な光スペクトラムアナライザを実現できる。
【0031】また、図3に示す2つのレンズを使用した
構成例の場合でも2つの入射レンズ22a、出射レンズ
22bの固定台を移動することで、同様の効果が得られ
る。
構成例の場合でも2つの入射レンズ22a、出射レンズ
22bの固定台を移動することで、同様の効果が得られ
る。
【0032】また、図4に示すように、被測定光源側を
光軸方向に移動制御する光コネクタ移動手段28と、ス
リット17と光検出器18側を光軸方向に移動制御する
光検出器移動手段27の光学構成を設け、この両者の移
動制御部を設ける場合でも、同様にレンズが有する屈折
率の波長依存性を解消できる効果が得られる。
光軸方向に移動制御する光コネクタ移動手段28と、ス
リット17と光検出器18側を光軸方向に移動制御する
光検出器移動手段27の光学構成を設け、この両者の移
動制御部を設ける場合でも、同様にレンズが有する屈折
率の波長依存性を解消できる効果が得られる。
【0033】また、図5に示す複数個のレンズ22c、
22dの一部のレンズ22cを移動手段29で光軸方向
に移動させてレンズ間距離を変えて焦点位置を可変にす
るように構成しても良く、同様にレンズ群が有する屈折
率の波長依存性を解消できる効果が得られる。
22dの一部のレンズ22cを移動手段29で光軸方向
に移動させてレンズ間距離を変えて焦点位置を可変にす
るように構成しても良く、同様にレンズ群が有する屈折
率の波長依存性を解消できる効果が得られる。
【図1】本発明の、レンズを使用した光スペクトラムア
ナライザの構成例である。
ナライザの構成例である。
【図2】本発明の、単一波長の波長軸掃引に対する検出
レベル特性図である。
レベル特性図である。
【図3】本発明の、2つのレンズを使用したツェルニタ
ーナー型の光スペクトラムアナライザの構成例である。
ーナー型の光スペクトラムアナライザの構成例である。
【図4】本発明の、被測定光源を光軸方向に移動制御す
る移動手段と、スリット17と光検出器18を光軸方向
に移動制御する移動手段の光学構成とした光スペクトラ
ムアナライザの構成例である。
る移動手段と、スリット17と光検出器18を光軸方向
に移動制御する移動手段の光学構成とした光スペクトラ
ムアナライザの構成例である。
【図5】本発明の、複数個構成のレンズの一部のレンズ
22cを移動させる手段とした光スペクトラムアナライ
ザの構成例である。
22cを移動させる手段とした光スペクトラムアナライ
ザの構成例である。
【図6】(a)波長λ0のときに発光点71と受光点7
2位置でレンズ22により焦点を結ぶ光学配置としたと
きの光学図と。(b)波長λ1のときの受光点72での
焦点位置のずれを説明する光学図である。
2位置でレンズ22により焦点を結ぶ光学配置としたと
きの光学図と。(b)波長λ1のときの受光点72での
焦点位置のずれを説明する光学図である。
【図7】従来の、レンズを使用した光スペクトラムアナ
ライザの構成例である。
ライザの構成例である。
Claims (5)
- 【請求項1】 レンズと回折格子(14)とスリット
(17)と、光検出器(18)を有して、被測定入射光
をレンズにより並行光線にして回折格子(14)に与
え、回折格子(14)で分光した並行光線をレンズでス
リット(17)上に結像集光して被測定入射光を分光測
定する光学装置において、 測定波長λm毎に、被測定入射光の発光点(71)位置
がレンズの焦点位置となる光学移動を与え、回折格子
(14)で分光した並行光線がスリット(17)上で焦
点位置となる光学移動を与える光学焦点移動手段を設
け、 測定波長λm成分に対応して、回折格子(14)の回動
と連動して前記レンズを光学移動させるレンズの連動制
御手段を設け、 以上を具備していることを特徴とした光スペクトラムア
ナライザ。 - 【請求項2】 レンズは、 単一のレンズ(22)で構成し、あるいは複数のレンズ
群構成で単一レンズ機能を構成し、あるいは、発光点
(71)からの被測定入射光を並行光線にする入射レン
ズ(22a)と並行光線をスリット(17)上の受光点
(72)へ集光する出射レンズ(22b)の2つの独立
したレンズで構成する手段を設け、 以上を具備していることを特徴とした請求項1記載の光
スペクトラムアナライザ。 - 【請求項3】 光学焦点移動手段は、 第1手段として、レンズ(22)を光軸方向に移動させ
る光学焦点移動手段としたレンズ移動手段(26)、あ
るいは、第2手段として、複数のレンズ群の一部分のレ
ンズを光軸方向に移動させレンズ間距離を変えて光学焦
点移動手段とした一部分レンズ移動手段(26b)、あ
るいは、第3手段として、発光点(71)である被測定
入射光源を光軸方向に移動制御する光コネクタ移動手段
(28)と、受光点(72)であるスリット(17)を
光軸方向に移動制御する光検出器移動手段(27)の光
学焦点移動手段を設け、 以上を具備していることを特徴とした請求項1記載の光
スペクトラムアナライザ。 - 【請求項4】 連動制御手段は、 検出すべき波長λm成分に対応して、第1手段として可
動するレンズ(22)を回折格子(14)の回動と連動
してレンズの有する屈折率の波長依存性を補正解消する
位置にレンズの光学位置を移動制御するレンズ移動制御
部(45)、あるいは、第2手段として、複数のレンズ
群の一部分のレンズ(22c)の光学位置を移動制御し
てレンズ群の有する屈折率の波長依存性を補正解消する
光学位置に移動制御する一部分レンズ移動制御部(4
6)、あるいは、第3手段として、発光点(71)であ
る被測定入射光源自体の移動制御手段と受光点(72)
であるスリット(17)を移動制御する光検出器移動手
段(27)による光学焦点移動手段(47)を設け、 以上を具備していることを特徴とした請求項1記載の光
スペクトラムアナライザ。 - 【請求項5】 レンズと回折格子(14)とスリット
(17)と、光検出器(18)を有して、被測定入射光
をレンズにより並行光線にして回折格子(14)に与
え、回折格子(14)で分光した並行光線をレンズでス
リット(17)上に結像集光する入射光を分光測定する
光学装置において、 レンズを光軸方向に移動させるレンズ移動手段(26)
を設け、 測定波長λmに対して、回折格子回転機構(15)の回
動制御と連動して、検出すべき波長λm成分が、レンズ
移動手段(26)を制御して、光学焦点位置である発光
点(71)を被測定入射点位置に焦点合わせをし、受光
点(72)をスリット(17)上に焦点合わせする光学
焦点位置制御を行うレンズ移動制御部(45)を設け、 以上を具備していることを特徴とした光スペクトラムア
ナライザ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12317295A JPH08292098A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 光スペクトラムアナライザ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12317295A JPH08292098A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 光スペクトラムアナライザ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08292098A true JPH08292098A (ja) | 1996-11-05 |
Family
ID=14853974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12317295A Withdrawn JPH08292098A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 光スペクトラムアナライザ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08292098A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003532102A (ja) * | 2000-05-01 | 2003-10-28 | ネイダーランゼ、オルガニザティー、ボー、トゥーゲパストナトゥールウェテンシャッペルーク、オンダーツォーク、ティーエヌオー | 波長変化の測定 |
CN103175677A (zh) * | 2013-03-04 | 2013-06-26 | 北京振兴计量测试研究所 | 一种紫外多参数校准装置 |
CN106838718A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-06-13 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种光谱定标照明装置 |
CN112683817A (zh) * | 2020-06-23 | 2021-04-20 | 长庚大学 | 光谱分析装置 |
KR20220036531A (ko) * | 2020-09-16 | 2022-03-23 | 한국생산기술연구원 | 면적 스캔 기능을 구비한 복합 영상 분광기 |
-
1995
- 1995-04-24 JP JP12317295A patent/JPH08292098A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003532102A (ja) * | 2000-05-01 | 2003-10-28 | ネイダーランゼ、オルガニザティー、ボー、トゥーゲパストナトゥールウェテンシャッペルーク、オンダーツォーク、ティーエヌオー | 波長変化の測定 |
CN103175677A (zh) * | 2013-03-04 | 2013-06-26 | 北京振兴计量测试研究所 | 一种紫外多参数校准装置 |
CN106838718A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-06-13 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种光谱定标照明装置 |
CN106838718B (zh) * | 2016-12-29 | 2019-03-08 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种光谱定标照明装置 |
CN112683817A (zh) * | 2020-06-23 | 2021-04-20 | 长庚大学 | 光谱分析装置 |
KR20220036531A (ko) * | 2020-09-16 | 2022-03-23 | 한국생산기술연구원 | 면적 스캔 기능을 구비한 복합 영상 분광기 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111272094B (zh) | 光学测量设备 | |
KR101819006B1 (ko) | 광학 측정 장치 | |
US7365842B2 (en) | Light scanning type confocal microscope | |
US5400093A (en) | Image projection system with autofocusing | |
WO2010098363A1 (ja) | 光軸調整装置、光軸調整方法及び投射型表示装置 | |
US20070002323A1 (en) | Mark position detection apparatus | |
CN103673887A (zh) | 共聚焦计测装置 | |
JPH08136345A (ja) | 複単色計 | |
WO2012070314A1 (ja) | 顕微鏡用分光分析装置、光軸ズレ補正装置、分光装置とそれを用いた顕微鏡 | |
JP2004212209A (ja) | 角度検出装置、光信号スイッチシステムおよび情報記録再生システム | |
JP4640577B2 (ja) | 光スペクトラムアナライザ | |
US7034270B2 (en) | Scanning laser microscope having a spectrum image positional correction | |
JPH05500120A (ja) | 少なくとも1つの画素用の光学的位置定め装置 | |
US10018508B2 (en) | Optomechanically compensated spectrometer | |
JPH06258587A (ja) | 集光位置検出装置 | |
JPH08292098A (ja) | 光スペクトラムアナライザ | |
CN112345076A (zh) | 一种可调整分辨率的摄谱***和摄谱仪 | |
JPH11183249A (ja) | 分光器 | |
JP4311936B2 (ja) | レーザ走査型顕微鏡 | |
JPH08145795A (ja) | 複単色計 | |
JPH09243747A (ja) | 測距装置 | |
JPH07239216A (ja) | 共焦点型三次元計測装置及び高さ計測方法 | |
JP2008009187A (ja) | 自動合焦装置 | |
JP5787151B2 (ja) | 分光ユニット及び走査型顕微鏡 | |
JP2008107274A (ja) | 焦点位置測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020702 |