光路長可変装置およびそれを用いた光干渉計ならびにフーリエ変換分光器
【課題】光路長を可変にするためのメカニズムとして、小型で簡単な装置構成の採用を可能とする光路長可変装置を提供する。
【解決手段】入射光学系２と固定平面鏡Ｍｆと可動平面鏡群Ｍｍを備え、入射光学系２より第１光軸に沿って入射された第１光線Ｌ１が可動平面鏡群で複数回反射されて第２光線Ｌ２となり、第２光線が固定平面鏡で反射されて第３光線Ｌ３となり、第３光線が再度可動平面鏡群で反射されて第４光線Ｌ４となって第１光線とは逆の向きに進んで射出し、可動平面鏡群が固定平面鏡および第１光軸に対して相対運動することにより、入射から射出までの光路長が可変となる光路長可変装置であって、第２光線が固定平面鏡に垂直入射するように第１光軸、可動平面鏡群、固定平面鏡の各々が配置されている。
【解決手段】入射光学系２と固定平面鏡Ｍｆと可動平面鏡群Ｍｍを備え、入射光学系２より第１光軸に沿って入射された第１光線Ｌ１が可動平面鏡群で複数回反射されて第２光線Ｌ２となり、第２光線が固定平面鏡で反射されて第３光線Ｌ３となり、第３光線が再度可動平面鏡群で反射されて第４光線Ｌ４となって第１光線とは逆の向きに進んで射出し、可動平面鏡群が固定平面鏡および第１光軸に対して相対運動することにより、入射から射出までの光路長が可変となる光路長可変装置であって、第２光線が固定平面鏡に垂直入射するように第１光軸、可動平面鏡群、固定平面鏡の各々が配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射から射出までの光路長を可変とする光路長可変装置、およびそれを用いた光干渉計、ならびにフーリエ変換分光器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光の干渉性を利用した測定技術の応用としては、膜厚測定、距離や寸法計測、またフーリエ変換分光器などがある。特にフーリエ変換分光器においては、連続変化する光路差を持つ２光線から得られる干渉信号が、光線のスペクトルをフーリエ変換したものに相当することを利用するものであり、高速・高精度な分光測定、分析が可能である。
【０００３】
一般的に、フーリエ変換分光器は、光源からの入射光線をビームスプリッタで固定光路長光線（参照光線）と可変光路長光線とに分割し、それぞれの光路において、固定光路長光線は一定の光路長を進行させ、一方、可変光路調光線はマイケルソン干渉計によりその光路長を変化させて進行させ、その後それらの光線を合成し、光路差による光線間の位相差により両者を干渉させて干渉パターン（インターフェログラム）を得て、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、入射光線のスペクトルを得る。
【０００４】
従来例でのマイケルソン干渉計の例として、特許文献１に記載されている例を、図７〜図９に示す。
【０００５】
この例では、断面が六角形である透明体を中央で分断した形状をなす上下２個のプリズム１２を対向して配置している。各プリズムの頂角は１２０°に構成される。対向面はハーフミラー等からなるビームスプリッタ（ＢＳ）面となっている。また、各プリズムは頂角に隣接して透過面１４，１６とミラー面Ｍを備えている。さらに、２個のプリズム１２は、ＢＳ面に沿って相互に可動（図７中矢印Ｓで動きを示す）であり、その結果、図８に示す互いに正対する状態に対して、図７および図９に示す左右にずれた状態になることが可能である。
【０００６】
図７〜図９の左下から透過面１４を解して入射する入射光線は、ＢＳ面で第１光線Ｐ１、第２光線Ｐ２に分割される。ＢＳ面を通過した第１光線Ｐ１は上側プリズム１２内を進行してミラー面Ｍで反射してＢＳ面まで戻り、ＢＳ面で一部の光線が反射されて透過面１６を介して射出する。一方、第２光線Ｐ２は、下側プリズム１２のミラー面Ｍで反射されてＢＳ面まで戻り、ＢＳ面を一部の光線が透過して透過面１６を介して射出する。
【０００７】
この結果、２本の光線は射出時には合成された射出光線Ｗとなるが、２個のプリズム１２内で第１、第２光線Ｐ１、Ｐ２間に光路差が発生する。例えば、２個のプリズム１２が正対している図８の場合は、両者の光路差は等しい（Ｐ１＝Ｐ２）が、図７の場合にはＰ１＞Ｐ２、図９の場合にはＰ１＜Ｐ２となる。射出光線Ｗには、この光路差に伴う位相差に対応して干渉パターンが発生し、インターフェログラムを形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許５１７３７４４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来例においては、プリズム１２、１２を相互に精度良く平行移動させる必要があり、そのための複雑な揺動メカニズムと駆動装置が必要である。また、２個のプリズム１２，１２の対向面に高度な平行度が要求されるとともに、ＢＳ面で互いに接触して動作することにより、その表面の摺動による温度上昇に伴う屈折率変動や、長期の稼動による表面劣化が発生する。これらの結果、複雑で精密な構造や駆動機構が必要となり、装置の寸法が大きくなってしまい、また同じ理由により装置の製造や維持のための費用が高価となり、その精度を長期にわたって維持することにも支障があった。
【００１０】
本発明は、上記事情を考慮し、光路長を可変にするためのメカニズムとして、小型で簡単な装置構成の採用を可能とし、また、可動方法としても、回転等、簡便で駆動しやすい方式の採用を可能とし、さらに、使用する部材の精度への要求を緩和でき、また、長期に駆動しても光学面の劣化の少ない可変光路長装置、および、それを用いた安価で小型、且つ、高精度、高信頼性の光干渉計、ならびに、その光干渉計を用いたフーリエ変換分光器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１の発明の光路長可変装置は、入射光線を第１光軸に沿って入射させて第１光線（Ｌ１）とする入射光学系（２）と、互いに所定の角度を持って設定され、前記第１光線を複数回反射させて第２光線（Ｌ２）となす、複数の可動平面鏡（Ｍｍ１、Ｍｍ２）から構成される可動平面鏡群（Ｍｍ）と、前記第１光軸に対して所定の角度で且つ前記第１光線を遮らないように配置され、前記第２光線を反射させて第３光線（Ｌ３）となす固定平面鏡（Ｍｆ）とを備え、前記第３光線が再度前記可動平面鏡群で複数回反射されて第４光線（Ｌ４）となって前記第１光軸を前記第１光線とは逆の向きに進んで射出し、前記可動平面鏡群が前記固定平面鏡および前記第１光軸に対して相対運動することにより、入射から射出までの光路長が可変となるように構成され、前記第２光線が前記固定平面鏡に垂直入射するように、前記第１光軸、可動平面鏡群、固定平面鏡の各々が配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の光路長可変装置であって 前記可動平面鏡群が、２個の平面鏡を互いに垂直に配置してなる２面組み合わせミラーにより構成され、且つ、前記第１光軸が前記固定平面鏡に対して垂直であるように設定され、しかも、前記第１光軸および、前記可動平面鏡群を構成する２個の平面鏡と固定平面鏡の各法線がすべて同一平面上にあることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１に記載の光路長可変装置であって、前記可動平面鏡群が、２個の平面鏡を互いに所定の角度φをなすように配置してなる２面組み合わせミラーにより構成され、且つ、前記第１光軸が前記固定平面鏡に対してなす角度δとφの関係が、φ＝（２７０°−δ）／２となるように、前記第１光軸と前記固定平面鏡の関係が設定され、しかも、前記第１光軸および、前記可動平面鏡群を構成する２個の平面鏡と固定平面鏡の各法線がすべて同一平面上にあることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１に記載の光路長可変装置であって、前記光路長可変装置における可動平面鏡群が、３個の平面鏡を互いに垂直に配置してなるコーナーキューブミラーにより構成され、且つ、前記第１光軸が前記固定平面鏡の表面に対して垂直であるように設定されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１に記載の光路長可変装置であって、第１可動平面鏡、第２可動平面鏡、第３可動平面鏡を互いに所定の角度をなすように配置することで前記可動平面鏡群が構成されており、そのうち前記第１可動平面鏡と第２可動平面鏡のなす角度がφに設定され、また、前記第１可動平面鏡と第３可動平面鏡のなす角度および前記第２可動平面鏡と第３可動平面鏡のなす角度が共に９０°になるよう設定され、且つ、前記第１光軸の前記第３可動平面鏡表面またはその仮想的延長面上への射影と、前記固定平面鏡表面またはその仮想的延長面が前記第３可動平面鏡の表面またはその仮想的延長面によって切られて形成される直線とのなす角度δとφの関係が、φ＝（２７０°−δ）／２であるように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光路長可変装置であって、前記可動平面鏡群が所定の回転軸（Ｐ）のまわりに回転することにより、装置内での光路長を変化させることを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光路長可変装置であって、前記可動平面鏡群が所定の回転軸のまわりに振動することにより、装置内での光路長を変化させることを特徴とする。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光路長可変装置であって、前記固定平面鏡が、前記第１光軸を通過させる細孔を持つ反射構造を備えることにより、前記固定平面鏡が前記第１光線を遮らない構成とされていることを特徴とする。
【００１９】
請求項９の発明の光干渉計（１０）は、被測定光線を分割して固定光路と可変光路に各々入射させる分割光学系（ＢＳ）と、前記可変光路中に配置され、前記可変光路に入射された可変光路長光線に所定の光路差を付加して射出する請求項１〜８のいずれか１項に記載の光路長可変装置（１）と、前記固定光路を経た光線と前記光路長可変装置から射出された光線とを合成する合成光学系（ＢＳ、Ｍ）とを備え、前記両光路の光路差により発生する位相のずれにより前記固定光路を経た光線と前記光路長可変装置から射出された光線を干渉させることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０の発明のフーリエ変換分光器は、請求項９に記載の光干渉計（１０）を用い、その光干渉計の出力波形を逆フーリエ変換することにより、被測定光線のスペクトルを測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の可変光路長装置によれば、光路長を可変にするためのメカニズムとして、小型で簡単な装置構成の採用が可能となり、また、可動方法としても、回転等の簡便で駆動しやすい方式の採用が可能となる。さらに、使用する部材の精度への要求を緩和でき、また、長期にわたって駆動しても、光学面の劣化を防止することができるようになる。従って、その可変光路長装置を用いることにより、ＦＴＩＲ（フーリエ変換赤外分光光度計）等に用いられる光干渉計を、小型・安価・高精度・高信頼性に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態の可変光路長装置の概略構成図である。
【図２】同可変光路長装置の作用説明図である。
【図３】同可変光路長装置を用いた光干渉計の概略構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態の可変光路長装置の概略構成図である。
【図５】同可変光路長装置の作用説明図である。
【図６】本発明の第３実施形態の可変光路長装置の概略構成図で、Ｓｉ結晶１１１面を用いた可変光路長装置の概略構成図である。
【図７】従来例の構成図である。
【図８】従来例の構成図である。
【図９】従来例の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は第１実施形態の可変光路長装置の概略構成図、図２は同可変光路長装置の作用説明図である。
【００２５】
この光路長可変装置１は、入射光学系２、固定平面鏡Ｍｆ、および、可動平面鏡群Ｍｍを備える。この例では、固定平面鏡Ｍｆは紙面に対して垂直に設置されており、また、可動平面鏡群Ｍｍは、紙面に垂直な２枚の平面鏡Ｍｍ１，Ｍｍ２を相互に９０°の角度になるよう組み合わせて構成されている。
【００２６】
所定の光源（図示されない）から入射光学系２を介して光路長可変装置１に入射した光線は、第１光線Ｌ１となる。この例では、固定平面鏡に対して第１光線Ｌ１が９０°の角度を持つように入射光学系２の光軸（第１光軸）が調整されている。即ち、第１光軸（第１光線Ｌ１の進む光路）および、可動平面鏡群Ｍｍを構成する２個の平面鏡Ｍｍ１，Ｍｍ２と固定平面鏡Ｍｆの各法線がすべて同一平面上にある。
【００２７】
第１光線Ｌ１は、光路長可変装置１内を進行して、第１、第２の可動平面鏡Ｍｍ１，Ｍｍ２により順次反射されて第２光線Ｌ２となる。第２光線Ｌ２は、さらに光路長可変装置１内を進行し、固定平面鏡Ｍｆに入射する。この際、第１光線Ｌ１、固定平面鏡Ｍｆ、可動平面鏡群Ｍｍを上記のような相対角度に設置した光学系においては、第２光線Ｌ２は、固定平面鏡Ｍｆに対して垂直に入射することになる。
【００２８】
その結果、第２光線Ｌ２が固定平面鏡Ｍｆで反射されて第３光線Ｌ３となる際に、第３光線Ｌ３は第２光線Ｌ２とまったく同じ光路を逆方向に進行する。第３光線はさらに、第２、第１可動平面鏡Ｍｍ２、Ｍｍ１により順次反射されて、第１光線Ｌ１とまったく同じ光路を逆方向に進む第４光線Ｌ４となり、光路長可変装置１から射出される。
【００２９】
以上の説明からわかるように、この光路長可変装置１は、入射光線に対して所定の付加光路差ΔＳが加えられた射出光線が、入射光線とまったく同じ光軸上を逆方向に進行する光線として射出される。
【００３０】
さらに、可動平面鏡群Ｍｍは、上記の条件を維持したまま可動であるように構成してある。例えば、図２に示すように、紙面に垂直な回転軸Ｐの周りに回転動作が可能なように構成してある。この場合、可動平面鏡群Ｍｍの回転に伴って、第１光線Ｌ１に対する第１可動平面鏡Ｍｍ１の角度θが変化する。この角度θの変化に伴い、付加光路差ΔＳを変化させることができる。したがって、この光路長可変装置１は、「入射光線に対して可変の光路差が印加されて、入射光線と同じ光軸上を逆方向に進行する射出光線」を発生することができる。
【００３１】
このように、第１実施形態の光路長可変装置１によれば、光路長を可変にするためのメカニズムとして、小型で簡単な装置構成の採用が可能となる。また、可動方法として、回転等、簡便で駆動しやすい方式の採用が可能となる。さらに、特許文献１に記載の技術と違って、使用する部材の精度への要求を緩和できる。また、長期にわたって駆動しても光学面の劣化を防止することができる。
【００３２】
図３は、第１実施形態の光路長可変装置１を用いた光干渉計１０の構成例を示す。
【００３３】
この光干渉計１０には、光路長可変装置１に加えて、分割光学系ＢＳが備えられている。この分割光学系ＢＳとしては、例えば、ハーフミラーを用いることができる。光干渉計１０の入射部ＩＮを介して入射した光線Ｌ１１は、分割光学系ＢＳで可変光路長光線Ｌ１２と固定光路長光線Ｌ１５とに分割される。可変光路長光線Ｌ１２は、光路長可変装置１に入射して、その内部で、上で述べたように、可変の光路長が付加されて、光線Ｌ１２と同じ光軸上を逆方向に進行する光線Ｌ１３となって戻される。
【００３４】
一方、固定光路長光線Ｌ１５は、長さが固定された光路上を通過した後、光線Ｌ１４となって戻される。図３の例では、固定光路長光線Ｌ１５は、固定ミラーＭで反射された後に光線Ｌ１４となって戻される。この後、光線Ｌ１３の一部が分割光学系ＢＳを通過し、また光線Ｌ１４の一部が分割光学系ＢＳで反射され、それらが合成されて光線Ｌ１６となり、光干渉計１０の射出部ＯＵＴを介して出力される。ここでは、分割光学系ＢＳの一部機能と固定ミラー（反射光学系）Ｍとにより合成光学系が構成されている。
【００３５】
以上の構成において、光干渉計１０の入射光線Ｌ１１は、光路長可変装置１内の固定平面鏡Ｍｆの表面に平行になるように入射される。また入射光線Ｌ１１に対して、分割光学系ＢＳとして用いるハーフミラーは４５°の姿勢で、また固定ミラーＭは９０°の姿勢で各々設置されている。
【００３６】
射出部ＯＵＴから出力される光線Ｌ１６は、可変光路長装置１を経て所定の光路差ΔＳが付加された光線Ｌ１３と、固定光路長を経た光線Ｌ１４とが合成されたものであるため、両者の位相差により干渉パターンを発生し、インターフェログラムとなる。
【００３７】
したがって、この光干渉計１０をフーリエ変換分光器に組み込み、光干渉計１０の出力波形を逆フーリエ変換することにより、被測定光線のスペクトルを測定することができる。
【００３８】
この光干渉計１０は、上述した光路長可変装置１を用いているので、安価に実現できると共に、小型化、高精度化、高信頼性を図ることができる。
【００３９】
図４は第２実施形態の光路長可変装置の概略構成図、図５は同可変光路長装置の作用説明図である。
【００４０】
この第２実施形態の光路長可変装置は、第１実施形態の光路長可変装置を、より一般化したものである。この第２実施形態の光路長可変装置では、固定平面鏡Ｍｆは、紙面に垂直な姿勢で設置されると共に、紙面に平行な第１光線Ｌ１（第１光軸）に対して所定の角度δを持つように設置され、可動平面鏡群Ｍｍを構成する２枚の可動平面鏡Ｍｍ１、Ｍｍ２は、紙面に垂直な姿勢で設置されると共に、互いに相対角度φをなすように組み合わせられている。即ち、第１光軸（第１光線Ｌ１）および、可動平面鏡群Ｍｍを構成する２個の平面鏡Ｍｍ１、Ｍｍ２と固定平面鏡Ｍｆの各法線がすべて同一平面上にある。さらに、角度δとφの関係が、φ＝（２７０°−δ）／２となるように、これらの配置が調整されている。可動平面鏡群Ｍｍは、少なくともある時間範囲では前記第１光線を遮るように配置される平面鏡を含む複数の平面鏡が互いに所定の角度を持って相互に固定されてなる。
【００４１】
この結果として、第１光線Ｌ１が２枚の可動平面鏡Ｍｍ１，Ｍｍ２で順次反射された後の第２光線Ｌ２は、固定平面鏡Ｍｆに垂直入射する。そのため、図１の場合と同様に、第４光線Ｌ４は、第１光線Ｌ１とまったく同じ光軸上を逆向きに進行する。また、図５のように、可動平面鏡を、例えば、回転軸Ｐの周りに回転させることにより、射出光線の光軸を変えずに、光路長のみを変化させることができる効果も第１実施形態の光路長可変装置の効果と同様である。
【００４２】
この第２実施形態の光路長可変装置のように、可動平面鏡群Ｍｍを構成する２枚の平面鏡Ｍｍ１、Ｍｍ２の組み合わせ角度φを一般化することにより、可動平面鏡群Ｍｍを製造する場合の自由度が増す一般的に、工業的に平面鏡を組み合わせるのであれば、相対角度を９０°に設定する（図１の実施形態）ことが望ましいと考えられる。
【００４３】
しかしながら、例えば、Ｓｉ結晶を特定のアルカリ溶液（ＫＯＨ等）でエッチングする際の結晶面方位によるエッチング速度の差を利用することにより、１１１面を反射面とする精度の高いミラー面を形成できるので、この技術を応用することにより、高精度な相対角度と個々のミラー面を持つミラー構造体を自動的に容易に得ることができる。さらに、この場合はＳｉ加工技術の応用であるために、全体を小型化できて微細で量産性の高い光学部品とすることができるメリットがある。この際の、隣接する１１１面間の相対角度は７０．６°である。この場合、図４における２枚の可動平面鏡Ｍｍ１，Ｍｍ２の相対角度をこの７０．６°に設定することで、容易に、かつ量産性をもって可動平面鏡群Ｍｍを製造できる。なお、この際の、固定平面鏡Ｍｆの第１光線Ｌ１に対する角度δは１２８．８°となる。この場合の光路長可変装置の構成例を図６に示す。図１の光路長可変装置に対して、δが鈍角となっているが、構成及び原理はまったく同様である。
【００４４】
さらに別の実施形態として、可動平面鏡群が３面の場合も可能である。即ち、図１の例で可動平面鏡群Ｍｍが、垂直配置の２枚の可動平面鏡Ｍｍ１，Ｍｍ２から構成されていたのに対して、３枚の平面鏡を互いに垂直になるように組み合わせた、いわゆるコーナーキューブミラーを利用する（請求項４に相当）。この場合も、固定平面鏡は、第１光線Ｌ１に対して垂直に設置することにより、可動平面鏡群であるコーナーキューブミラーから射出される第２光線Ｌ２は、固定平面鏡に垂直入射し、同様の光路長可変装置が構成できる。
【００４５】
さらに別の実施例として、コーナーキューブミラーを、より一般化し、３枚の可動平面鏡間の角度の少なくとも１つが垂直ではない構成例が考えられる。
【００４６】
即ち 第１可動平面鏡、第２可動平面鏡、第３可動平面鏡を互いに所定の角度をなすように配置して可動平面鏡群を構成し、そのうち第１可動平面鏡と第２可動平面鏡のなす角度をδとし、また、第１可動平面鏡と第３可動平面鏡のなす角度、および、第２可動平面鏡と第３可動平面鏡のなす角度を共に９０°になるよう設定し、且つ、第１光軸の第３可動平面鏡表面またはその仮想的延長面上への射影と、固定平面鏡表面またはその仮想的延長面が第３可動平面鏡の表面またはその仮想的な延長面によって切られて形成される直線とのなす角度φが、φ＝（２７０°−δ）／２であるように構成する（請求項５に相当）。この場合でも、射出光線の光軸を変えずに光路長のみを可変できる効果は同様である。
【００４７】
また、図２、図５では、光路長を可変にする手段として、可動平面鏡群Ｍｍを回転軸Ｐに対して回転する例を示したが、例えば、並進運動や揺動（振動）など、より一般的な可動平面鏡の動きでも、同様な効果が得られる。
【００４８】
また、前記実施形態では、図１、図４、図６に示すように、固定平面鏡Ｍｆの位置を、第１光線Ｌ１の進行を遮らない位置にずらして配置した場合を示したが、固定平面鏡Ｍｆに、第１光軸（第１光線Ｌ１）を通過させる細孔を形成することで、固定平面鏡Ｍｆによって第１光線Ｌ１の進行を遮らないようにすることもできる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 可変光路長装置
２ 入射光学系
Ｌ１ 第１光線
Ｌ２ 第２光線
Ｌ３ 第３光線
Ｌ４ 第４光線
Ｍｆ 固定平面鏡
Ｍｍ 可動平面鏡群
Ｍｍ１ 第１可動平面鏡
Ｍｍ２ 第２可動平面鏡
Ｐ 回転軸
φ 第１可動平面鏡Ｍｍ１と第２可動平面鏡Ｍｍ２間の相対角度
δ 第１光線Ｌ１の光軸の固定平面鏡Ｍｆ表面に対する角度
Ｍ 固定ミラー（反射光学系）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射から射出までの光路長を可変とする光路長可変装置、およびそれを用いた光干渉計、ならびにフーリエ変換分光器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光の干渉性を利用した測定技術の応用としては、膜厚測定、距離や寸法計測、またフーリエ変換分光器などがある。特にフーリエ変換分光器においては、連続変化する光路差を持つ２光線から得られる干渉信号が、光線のスペクトルをフーリエ変換したものに相当することを利用するものであり、高速・高精度な分光測定、分析が可能である。
【０００３】
一般的に、フーリエ変換分光器は、光源からの入射光線をビームスプリッタで固定光路長光線（参照光線）と可変光路長光線とに分割し、それぞれの光路において、固定光路長光線は一定の光路長を進行させ、一方、可変光路調光線はマイケルソン干渉計によりその光路長を変化させて進行させ、その後それらの光線を合成し、光路差による光線間の位相差により両者を干渉させて干渉パターン（インターフェログラム）を得て、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、入射光線のスペクトルを得る。
【０００４】
従来例でのマイケルソン干渉計の例として、特許文献１に記載されている例を、図７〜図９に示す。
【０００５】
この例では、断面が六角形である透明体を中央で分断した形状をなす上下２個のプリズム１２を対向して配置している。各プリズムの頂角は１２０°に構成される。対向面はハーフミラー等からなるビームスプリッタ（ＢＳ）面となっている。また、各プリズムは頂角に隣接して透過面１４，１６とミラー面Ｍを備えている。さらに、２個のプリズム１２は、ＢＳ面に沿って相互に可動（図７中矢印Ｓで動きを示す）であり、その結果、図８に示す互いに正対する状態に対して、図７および図９に示す左右にずれた状態になることが可能である。
【０００６】
図７〜図９の左下から透過面１４を解して入射する入射光線は、ＢＳ面で第１光線Ｐ１、第２光線Ｐ２に分割される。ＢＳ面を通過した第１光線Ｐ１は上側プリズム１２内を進行してミラー面Ｍで反射してＢＳ面まで戻り、ＢＳ面で一部の光線が反射されて透過面１６を介して射出する。一方、第２光線Ｐ２は、下側プリズム１２のミラー面Ｍで反射されてＢＳ面まで戻り、ＢＳ面を一部の光線が透過して透過面１６を介して射出する。
【０００７】
この結果、２本の光線は射出時には合成された射出光線Ｗとなるが、２個のプリズム１２内で第１、第２光線Ｐ１、Ｐ２間に光路差が発生する。例えば、２個のプリズム１２が正対している図８の場合は、両者の光路差は等しい（Ｐ１＝Ｐ２）が、図７の場合にはＰ１＞Ｐ２、図９の場合にはＰ１＜Ｐ２となる。射出光線Ｗには、この光路差に伴う位相差に対応して干渉パターンが発生し、インターフェログラムを形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許５１７３７４４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来例においては、プリズム１２、１２を相互に精度良く平行移動させる必要があり、そのための複雑な揺動メカニズムと駆動装置が必要である。また、２個のプリズム１２，１２の対向面に高度な平行度が要求されるとともに、ＢＳ面で互いに接触して動作することにより、その表面の摺動による温度上昇に伴う屈折率変動や、長期の稼動による表面劣化が発生する。これらの結果、複雑で精密な構造や駆動機構が必要となり、装置の寸法が大きくなってしまい、また同じ理由により装置の製造や維持のための費用が高価となり、その精度を長期にわたって維持することにも支障があった。
【００１０】
本発明は、上記事情を考慮し、光路長を可変にするためのメカニズムとして、小型で簡単な装置構成の採用を可能とし、また、可動方法としても、回転等、簡便で駆動しやすい方式の採用を可能とし、さらに、使用する部材の精度への要求を緩和でき、また、長期に駆動しても光学面の劣化の少ない可変光路長装置、および、それを用いた安価で小型、且つ、高精度、高信頼性の光干渉計、ならびに、その光干渉計を用いたフーリエ変換分光器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１の発明の光路長可変装置は、入射光線を第１光軸に沿って入射させて第１光線（Ｌ１）とする入射光学系（２）と、互いに所定の角度を持って設定され、前記第１光線を複数回反射させて第２光線（Ｌ２）となす、複数の可動平面鏡（Ｍｍ１、Ｍｍ２）から構成される可動平面鏡群（Ｍｍ）と、前記第１光軸に対して所定の角度で且つ前記第１光線を遮らないように配置され、前記第２光線を反射させて第３光線（Ｌ３）となす固定平面鏡（Ｍｆ）とを備え、前記第３光線が再度前記可動平面鏡群で複数回反射されて第４光線（Ｌ４）となって前記第１光軸を前記第１光線とは逆の向きに進んで射出し、前記可動平面鏡群が前記固定平面鏡および前記第１光軸に対して相対運動することにより、入射から射出までの光路長が可変となるように構成され、前記第２光線が前記固定平面鏡に垂直入射するように、前記第１光軸、可動平面鏡群、固定平面鏡の各々が配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の光路長可変装置であって 前記可動平面鏡群が、２個の平面鏡を互いに垂直に配置してなる２面組み合わせミラーにより構成され、且つ、前記第１光軸が前記固定平面鏡に対して垂直であるように設定され、しかも、前記第１光軸および、前記可動平面鏡群を構成する２個の平面鏡と固定平面鏡の各法線がすべて同一平面上にあることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１に記載の光路長可変装置であって、前記可動平面鏡群が、２個の平面鏡を互いに所定の角度φをなすように配置してなる２面組み合わせミラーにより構成され、且つ、前記第１光軸が前記固定平面鏡に対してなす角度δとφの関係が、φ＝（２７０°−δ）／２となるように、前記第１光軸と前記固定平面鏡の関係が設定され、しかも、前記第１光軸および、前記可動平面鏡群を構成する２個の平面鏡と固定平面鏡の各法線がすべて同一平面上にあることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１に記載の光路長可変装置であって、前記光路長可変装置における可動平面鏡群が、３個の平面鏡を互いに垂直に配置してなるコーナーキューブミラーにより構成され、且つ、前記第１光軸が前記固定平面鏡の表面に対して垂直であるように設定されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１に記載の光路長可変装置であって、第１可動平面鏡、第２可動平面鏡、第３可動平面鏡を互いに所定の角度をなすように配置することで前記可動平面鏡群が構成されており、そのうち前記第１可動平面鏡と第２可動平面鏡のなす角度がφに設定され、また、前記第１可動平面鏡と第３可動平面鏡のなす角度および前記第２可動平面鏡と第３可動平面鏡のなす角度が共に９０°になるよう設定され、且つ、前記第１光軸の前記第３可動平面鏡表面またはその仮想的延長面上への射影と、前記固定平面鏡表面またはその仮想的延長面が前記第３可動平面鏡の表面またはその仮想的延長面によって切られて形成される直線とのなす角度δとφの関係が、φ＝（２７０°−δ）／２であるように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光路長可変装置であって、前記可動平面鏡群が所定の回転軸（Ｐ）のまわりに回転することにより、装置内での光路長を変化させることを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光路長可変装置であって、前記可動平面鏡群が所定の回転軸のまわりに振動することにより、装置内での光路長を変化させることを特徴とする。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光路長可変装置であって、前記固定平面鏡が、前記第１光軸を通過させる細孔を持つ反射構造を備えることにより、前記固定平面鏡が前記第１光線を遮らない構成とされていることを特徴とする。
【００１９】
請求項９の発明の光干渉計（１０）は、被測定光線を分割して固定光路と可変光路に各々入射させる分割光学系（ＢＳ）と、前記可変光路中に配置され、前記可変光路に入射された可変光路長光線に所定の光路差を付加して射出する請求項１〜８のいずれか１項に記載の光路長可変装置（１）と、前記固定光路を経た光線と前記光路長可変装置から射出された光線とを合成する合成光学系（ＢＳ、Ｍ）とを備え、前記両光路の光路差により発生する位相のずれにより前記固定光路を経た光線と前記光路長可変装置から射出された光線を干渉させることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０の発明のフーリエ変換分光器は、請求項９に記載の光干渉計（１０）を用い、その光干渉計の出力波形を逆フーリエ変換することにより、被測定光線のスペクトルを測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の可変光路長装置によれば、光路長を可変にするためのメカニズムとして、小型で簡単な装置構成の採用が可能となり、また、可動方法としても、回転等の簡便で駆動しやすい方式の採用が可能となる。さらに、使用する部材の精度への要求を緩和でき、また、長期にわたって駆動しても、光学面の劣化を防止することができるようになる。従って、その可変光路長装置を用いることにより、ＦＴＩＲ（フーリエ変換赤外分光光度計）等に用いられる光干渉計を、小型・安価・高精度・高信頼性に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態の可変光路長装置の概略構成図である。
【図２】同可変光路長装置の作用説明図である。
【図３】同可変光路長装置を用いた光干渉計の概略構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態の可変光路長装置の概略構成図である。
【図５】同可変光路長装置の作用説明図である。
【図６】本発明の第３実施形態の可変光路長装置の概略構成図で、Ｓｉ結晶１１１面を用いた可変光路長装置の概略構成図である。
【図７】従来例の構成図である。
【図８】従来例の構成図である。
【図９】従来例の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は第１実施形態の可変光路長装置の概略構成図、図２は同可変光路長装置の作用説明図である。
【００２５】
この光路長可変装置１は、入射光学系２、固定平面鏡Ｍｆ、および、可動平面鏡群Ｍｍを備える。この例では、固定平面鏡Ｍｆは紙面に対して垂直に設置されており、また、可動平面鏡群Ｍｍは、紙面に垂直な２枚の平面鏡Ｍｍ１，Ｍｍ２を相互に９０°の角度になるよう組み合わせて構成されている。
【００２６】
所定の光源（図示されない）から入射光学系２を介して光路長可変装置１に入射した光線は、第１光線Ｌ１となる。この例では、固定平面鏡に対して第１光線Ｌ１が９０°の角度を持つように入射光学系２の光軸（第１光軸）が調整されている。即ち、第１光軸（第１光線Ｌ１の進む光路）および、可動平面鏡群Ｍｍを構成する２個の平面鏡Ｍｍ１，Ｍｍ２と固定平面鏡Ｍｆの各法線がすべて同一平面上にある。
【００２７】
第１光線Ｌ１は、光路長可変装置１内を進行して、第１、第２の可動平面鏡Ｍｍ１，Ｍｍ２により順次反射されて第２光線Ｌ２となる。第２光線Ｌ２は、さらに光路長可変装置１内を進行し、固定平面鏡Ｍｆに入射する。この際、第１光線Ｌ１、固定平面鏡Ｍｆ、可動平面鏡群Ｍｍを上記のような相対角度に設置した光学系においては、第２光線Ｌ２は、固定平面鏡Ｍｆに対して垂直に入射することになる。
【００２８】
その結果、第２光線Ｌ２が固定平面鏡Ｍｆで反射されて第３光線Ｌ３となる際に、第３光線Ｌ３は第２光線Ｌ２とまったく同じ光路を逆方向に進行する。第３光線はさらに、第２、第１可動平面鏡Ｍｍ２、Ｍｍ１により順次反射されて、第１光線Ｌ１とまったく同じ光路を逆方向に進む第４光線Ｌ４となり、光路長可変装置１から射出される。
【００２９】
以上の説明からわかるように、この光路長可変装置１は、入射光線に対して所定の付加光路差ΔＳが加えられた射出光線が、入射光線とまったく同じ光軸上を逆方向に進行する光線として射出される。
【００３０】
さらに、可動平面鏡群Ｍｍは、上記の条件を維持したまま可動であるように構成してある。例えば、図２に示すように、紙面に垂直な回転軸Ｐの周りに回転動作が可能なように構成してある。この場合、可動平面鏡群Ｍｍの回転に伴って、第１光線Ｌ１に対する第１可動平面鏡Ｍｍ１の角度θが変化する。この角度θの変化に伴い、付加光路差ΔＳを変化させることができる。したがって、この光路長可変装置１は、「入射光線に対して可変の光路差が印加されて、入射光線と同じ光軸上を逆方向に進行する射出光線」を発生することができる。
【００３１】
このように、第１実施形態の光路長可変装置１によれば、光路長を可変にするためのメカニズムとして、小型で簡単な装置構成の採用が可能となる。また、可動方法として、回転等、簡便で駆動しやすい方式の採用が可能となる。さらに、特許文献１に記載の技術と違って、使用する部材の精度への要求を緩和できる。また、長期にわたって駆動しても光学面の劣化を防止することができる。
【００３２】
図３は、第１実施形態の光路長可変装置１を用いた光干渉計１０の構成例を示す。
【００３３】
この光干渉計１０には、光路長可変装置１に加えて、分割光学系ＢＳが備えられている。この分割光学系ＢＳとしては、例えば、ハーフミラーを用いることができる。光干渉計１０の入射部ＩＮを介して入射した光線Ｌ１１は、分割光学系ＢＳで可変光路長光線Ｌ１２と固定光路長光線Ｌ１５とに分割される。可変光路長光線Ｌ１２は、光路長可変装置１に入射して、その内部で、上で述べたように、可変の光路長が付加されて、光線Ｌ１２と同じ光軸上を逆方向に進行する光線Ｌ１３となって戻される。
【００３４】
一方、固定光路長光線Ｌ１５は、長さが固定された光路上を通過した後、光線Ｌ１４となって戻される。図３の例では、固定光路長光線Ｌ１５は、固定ミラーＭで反射された後に光線Ｌ１４となって戻される。この後、光線Ｌ１３の一部が分割光学系ＢＳを通過し、また光線Ｌ１４の一部が分割光学系ＢＳで反射され、それらが合成されて光線Ｌ１６となり、光干渉計１０の射出部ＯＵＴを介して出力される。ここでは、分割光学系ＢＳの一部機能と固定ミラー（反射光学系）Ｍとにより合成光学系が構成されている。
【００３５】
以上の構成において、光干渉計１０の入射光線Ｌ１１は、光路長可変装置１内の固定平面鏡Ｍｆの表面に平行になるように入射される。また入射光線Ｌ１１に対して、分割光学系ＢＳとして用いるハーフミラーは４５°の姿勢で、また固定ミラーＭは９０°の姿勢で各々設置されている。
【００３６】
射出部ＯＵＴから出力される光線Ｌ１６は、可変光路長装置１を経て所定の光路差ΔＳが付加された光線Ｌ１３と、固定光路長を経た光線Ｌ１４とが合成されたものであるため、両者の位相差により干渉パターンを発生し、インターフェログラムとなる。
【００３７】
したがって、この光干渉計１０をフーリエ変換分光器に組み込み、光干渉計１０の出力波形を逆フーリエ変換することにより、被測定光線のスペクトルを測定することができる。
【００３８】
この光干渉計１０は、上述した光路長可変装置１を用いているので、安価に実現できると共に、小型化、高精度化、高信頼性を図ることができる。
【００３９】
図４は第２実施形態の光路長可変装置の概略構成図、図５は同可変光路長装置の作用説明図である。
【００４０】
この第２実施形態の光路長可変装置は、第１実施形態の光路長可変装置を、より一般化したものである。この第２実施形態の光路長可変装置では、固定平面鏡Ｍｆは、紙面に垂直な姿勢で設置されると共に、紙面に平行な第１光線Ｌ１（第１光軸）に対して所定の角度δを持つように設置され、可動平面鏡群Ｍｍを構成する２枚の可動平面鏡Ｍｍ１、Ｍｍ２は、紙面に垂直な姿勢で設置されると共に、互いに相対角度φをなすように組み合わせられている。即ち、第１光軸（第１光線Ｌ１）および、可動平面鏡群Ｍｍを構成する２個の平面鏡Ｍｍ１、Ｍｍ２と固定平面鏡Ｍｆの各法線がすべて同一平面上にある。さらに、角度δとφの関係が、φ＝（２７０°−δ）／２となるように、これらの配置が調整されている。可動平面鏡群Ｍｍは、少なくともある時間範囲では前記第１光線を遮るように配置される平面鏡を含む複数の平面鏡が互いに所定の角度を持って相互に固定されてなる。
【００４１】
この結果として、第１光線Ｌ１が２枚の可動平面鏡Ｍｍ１，Ｍｍ２で順次反射された後の第２光線Ｌ２は、固定平面鏡Ｍｆに垂直入射する。そのため、図１の場合と同様に、第４光線Ｌ４は、第１光線Ｌ１とまったく同じ光軸上を逆向きに進行する。また、図５のように、可動平面鏡を、例えば、回転軸Ｐの周りに回転させることにより、射出光線の光軸を変えずに、光路長のみを変化させることができる効果も第１実施形態の光路長可変装置の効果と同様である。
【００４２】
この第２実施形態の光路長可変装置のように、可動平面鏡群Ｍｍを構成する２枚の平面鏡Ｍｍ１、Ｍｍ２の組み合わせ角度φを一般化することにより、可動平面鏡群Ｍｍを製造する場合の自由度が増す一般的に、工業的に平面鏡を組み合わせるのであれば、相対角度を９０°に設定する（図１の実施形態）ことが望ましいと考えられる。
【００４３】
しかしながら、例えば、Ｓｉ結晶を特定のアルカリ溶液（ＫＯＨ等）でエッチングする際の結晶面方位によるエッチング速度の差を利用することにより、１１１面を反射面とする精度の高いミラー面を形成できるので、この技術を応用することにより、高精度な相対角度と個々のミラー面を持つミラー構造体を自動的に容易に得ることができる。さらに、この場合はＳｉ加工技術の応用であるために、全体を小型化できて微細で量産性の高い光学部品とすることができるメリットがある。この際の、隣接する１１１面間の相対角度は７０．６°である。この場合、図４における２枚の可動平面鏡Ｍｍ１，Ｍｍ２の相対角度をこの７０．６°に設定することで、容易に、かつ量産性をもって可動平面鏡群Ｍｍを製造できる。なお、この際の、固定平面鏡Ｍｆの第１光線Ｌ１に対する角度δは１２８．８°となる。この場合の光路長可変装置の構成例を図６に示す。図１の光路長可変装置に対して、δが鈍角となっているが、構成及び原理はまったく同様である。
【００４４】
さらに別の実施形態として、可動平面鏡群が３面の場合も可能である。即ち、図１の例で可動平面鏡群Ｍｍが、垂直配置の２枚の可動平面鏡Ｍｍ１，Ｍｍ２から構成されていたのに対して、３枚の平面鏡を互いに垂直になるように組み合わせた、いわゆるコーナーキューブミラーを利用する（請求項４に相当）。この場合も、固定平面鏡は、第１光線Ｌ１に対して垂直に設置することにより、可動平面鏡群であるコーナーキューブミラーから射出される第２光線Ｌ２は、固定平面鏡に垂直入射し、同様の光路長可変装置が構成できる。
【００４５】
さらに別の実施例として、コーナーキューブミラーを、より一般化し、３枚の可動平面鏡間の角度の少なくとも１つが垂直ではない構成例が考えられる。
【００４６】
即ち 第１可動平面鏡、第２可動平面鏡、第３可動平面鏡を互いに所定の角度をなすように配置して可動平面鏡群を構成し、そのうち第１可動平面鏡と第２可動平面鏡のなす角度をδとし、また、第１可動平面鏡と第３可動平面鏡のなす角度、および、第２可動平面鏡と第３可動平面鏡のなす角度を共に９０°になるよう設定し、且つ、第１光軸の第３可動平面鏡表面またはその仮想的延長面上への射影と、固定平面鏡表面またはその仮想的延長面が第３可動平面鏡の表面またはその仮想的な延長面によって切られて形成される直線とのなす角度φが、φ＝（２７０°−δ）／２であるように構成する（請求項５に相当）。この場合でも、射出光線の光軸を変えずに光路長のみを可変できる効果は同様である。
【００４７】
また、図２、図５では、光路長を可変にする手段として、可動平面鏡群Ｍｍを回転軸Ｐに対して回転する例を示したが、例えば、並進運動や揺動（振動）など、より一般的な可動平面鏡の動きでも、同様な効果が得られる。
【００４８】
また、前記実施形態では、図１、図４、図６に示すように、固定平面鏡Ｍｆの位置を、第１光線Ｌ１の進行を遮らない位置にずらして配置した場合を示したが、固定平面鏡Ｍｆに、第１光軸（第１光線Ｌ１）を通過させる細孔を形成することで、固定平面鏡Ｍｆによって第１光線Ｌ１の進行を遮らないようにすることもできる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 可変光路長装置
２ 入射光学系
Ｌ１ 第１光線
Ｌ２ 第２光線
Ｌ３ 第３光線
Ｌ４ 第４光線
Ｍｆ 固定平面鏡
Ｍｍ 可動平面鏡群
Ｍｍ１ 第１可動平面鏡
Ｍｍ２ 第２可動平面鏡
Ｐ 回転軸
φ 第１可動平面鏡Ｍｍ１と第２可動平面鏡Ｍｍ２間の相対角度
δ 第１光線Ｌ１の光軸の固定平面鏡Ｍｆ表面に対する角度
Ｍ 固定ミラー（反射光学系）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光線を第１光軸に沿って入射させて第１光線とする入射光学系と、
互いに所定の角度を持って設定され、前記第１光線を複数回反射させて第２光線となす、複数の可動平面鏡から構成される可動平面鏡群と、
前記第１光軸に対して所定の角度で且つ前記第１光線を遮らないように配置され、前記第２光線を反射させて第３光線となす固定平面鏡とを備え、
前記第３光線が再度前記可動平面鏡群で複数回反射されて第４光線となって前記第１光軸を前記第１光線とは逆の向きに進んで射出し、前記可動平面鏡群が前記固定平面鏡および前記第１光軸に対して相対運動することにより、入射から射出までの光路長が可変となるように構成され、
前記第２光線が前記固定平面鏡に垂直入射するように、前記第１光軸、可動平面鏡群、固定平面鏡の各々が配置されていることを特徴とする光路長可変装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光路長可変装置であって
前記可動平面鏡群が、２個の平面鏡を互いに垂直に配置してなる２面組み合わせミラーにより構成され、且つ、前記第１光軸が前記固定平面鏡に対して垂直であるように設定され、しかも、前記第１光軸および、前記可動平面鏡群を構成する２個の平面鏡と固定平面鏡の各法線がすべて同一平面上にあることを特徴とする光路長可変装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光路長可変装置であって、
前記可動平面鏡群が、２個の平面鏡を互いに所定の角度φをなすように配置してなる２面組み合わせミラーにより構成され、且つ、前記第１光軸が前記固定平面鏡に対してなす角度δとφの関係が、φ＝（２７０°−δ）／２となるように、前記第１光軸と前記固定平面鏡の関係が設定され、しかも、前記第１光軸および、前記可動平面鏡群を構成する２個の平面鏡と固定平面鏡の各法線がすべて同一平面上にあることを特徴とする光路長可変装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光路長可変装置であって、
前記光路長可変装置における可動平面鏡群が、３個の平面鏡を互いに垂直に配置してなるコーナーキューブミラーにより構成され、且つ、前記第１光軸が前記固定平面鏡の表面に対して垂直であるように設定されていることを特徴とする光路長可変装置。
【請求項５】
請求項１に記載の光路長可変装置であって、
第１可動平面鏡、第２可動平面鏡、第３可動平面鏡を互いに所定の角度をなすように配置することで前記可動平面鏡群が構成されており、そのうち前記第１可動平面鏡と第２可動平面鏡のなす角度がφに設定され、また、前記第１可動平面鏡と第３可動平面鏡のなす角度および前記第２可動平面鏡と第３可動平面鏡のなす角度が共に９０°になるよう設定され、且つ、前記第１光軸の前記第３可動平面鏡表面またはその仮想的延長面上への射影と、前記固定平面鏡表面またはその仮想的延長面が前記第３可動平面鏡の表面またはその仮想的延長面によって切られて形成される直線とのなす角度δとφの関係が、φ＝（２７０°−δ）／２であるように構成されていることを特徴とする光路長可変装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光路長可変装置であって、
前記可動平面鏡群が所定の回転軸のまわりに回転することにより、装置内での光路長を変化させることを特徴とする光路長可変装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光路長可変装置であって、
前記可動平面鏡群が所定の回転軸のまわりに振動することにより、装置内での光路長を変化させることを特徴とする光路長可変装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光路長可変装置であって、
前記固定平面鏡が、前記第１光軸を通過させる細孔を持つ反射構造を備えることにより、前記固定平面鏡が前記第１光線を遮らない構成とされていることを特徴とする記載の光路長可変装置。
【請求項９】
被測定光線を分割して固定光路と可変光路に各々入射させる分割光学系と、
前記可変光路中に配置され、前記可変光路に入射された可変光路長光線に所定の光路差を付加して射出する請求項１〜８のいずれか１項に記載の光路長可変装置と、
前記固定光路を経た光線と前記光路長可変装置から射出された光線とを合成する合成光学系とを備え、
前記両光路の光路差により発生する位相のずれにより前記固定光路を経た光線と前記光路長可変装置から射出された光線を干渉させるための光干渉計。
【請求項１０】
請求項９に記載の光干渉計を用い、その光干渉計の出力波形を逆フーリエ変換することにより、被測定光線のスペクトルを測定することを特徴とするフーリエ変換分光器。
【請求項１】
入射光線を第１光軸に沿って入射させて第１光線とする入射光学系と、
互いに所定の角度を持って設定され、前記第１光線を複数回反射させて第２光線となす、複数の可動平面鏡から構成される可動平面鏡群と、
前記第１光軸に対して所定の角度で且つ前記第１光線を遮らないように配置され、前記第２光線を反射させて第３光線となす固定平面鏡とを備え、
前記第３光線が再度前記可動平面鏡群で複数回反射されて第４光線となって前記第１光軸を前記第１光線とは逆の向きに進んで射出し、前記可動平面鏡群が前記固定平面鏡および前記第１光軸に対して相対運動することにより、入射から射出までの光路長が可変となるように構成され、
前記第２光線が前記固定平面鏡に垂直入射するように、前記第１光軸、可動平面鏡群、固定平面鏡の各々が配置されていることを特徴とする光路長可変装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光路長可変装置であって
前記可動平面鏡群が、２個の平面鏡を互いに垂直に配置してなる２面組み合わせミラーにより構成され、且つ、前記第１光軸が前記固定平面鏡に対して垂直であるように設定され、しかも、前記第１光軸および、前記可動平面鏡群を構成する２個の平面鏡と固定平面鏡の各法線がすべて同一平面上にあることを特徴とする光路長可変装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光路長可変装置であって、
前記可動平面鏡群が、２個の平面鏡を互いに所定の角度φをなすように配置してなる２面組み合わせミラーにより構成され、且つ、前記第１光軸が前記固定平面鏡に対してなす角度δとφの関係が、φ＝（２７０°−δ）／２となるように、前記第１光軸と前記固定平面鏡の関係が設定され、しかも、前記第１光軸および、前記可動平面鏡群を構成する２個の平面鏡と固定平面鏡の各法線がすべて同一平面上にあることを特徴とする光路長可変装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光路長可変装置であって、
前記光路長可変装置における可動平面鏡群が、３個の平面鏡を互いに垂直に配置してなるコーナーキューブミラーにより構成され、且つ、前記第１光軸が前記固定平面鏡の表面に対して垂直であるように設定されていることを特徴とする光路長可変装置。
【請求項５】
請求項１に記載の光路長可変装置であって、
第１可動平面鏡、第２可動平面鏡、第３可動平面鏡を互いに所定の角度をなすように配置することで前記可動平面鏡群が構成されており、そのうち前記第１可動平面鏡と第２可動平面鏡のなす角度がφに設定され、また、前記第１可動平面鏡と第３可動平面鏡のなす角度および前記第２可動平面鏡と第３可動平面鏡のなす角度が共に９０°になるよう設定され、且つ、前記第１光軸の前記第３可動平面鏡表面またはその仮想的延長面上への射影と、前記固定平面鏡表面またはその仮想的延長面が前記第３可動平面鏡の表面またはその仮想的延長面によって切られて形成される直線とのなす角度δとφの関係が、φ＝（２７０°−δ）／２であるように構成されていることを特徴とする光路長可変装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光路長可変装置であって、
前記可動平面鏡群が所定の回転軸のまわりに回転することにより、装置内での光路長を変化させることを特徴とする光路長可変装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光路長可変装置であって、
前記可動平面鏡群が所定の回転軸のまわりに振動することにより、装置内での光路長を変化させることを特徴とする光路長可変装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光路長可変装置であって、
前記固定平面鏡が、前記第１光軸を通過させる細孔を持つ反射構造を備えることにより、前記固定平面鏡が前記第１光線を遮らない構成とされていることを特徴とする記載の光路長可変装置。
【請求項９】
被測定光線を分割して固定光路と可変光路に各々入射させる分割光学系と、
前記可変光路中に配置され、前記可変光路に入射された可変光路長光線に所定の光路差を付加して射出する請求項１〜８のいずれか１項に記載の光路長可変装置と、
前記固定光路を経た光線と前記光路長可変装置から射出された光線とを合成する合成光学系とを備え、
前記両光路の光路差により発生する位相のずれにより前記固定光路を経た光線と前記光路長可変装置から射出された光線を干渉させるための光干渉計。
【請求項１０】
請求項９に記載の光干渉計を用い、その光干渉計の出力波形を逆フーリエ変換することにより、被測定光線のスペクトルを測定することを特徴とするフーリエ変換分光器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１６８０３６（Ｐ２０１２−１６８０３６Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２９７７０（Ｐ２０１１−２９７７０）
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【出願人】（３０８０３６４０２）株式会社ＪＶＣケンウッド (1,152)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【出願人】（３０８０３６４０２）株式会社ＪＶＣケンウッド (1,152)
【Ｆターム（参考）】
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