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技術 分光装置及び分光方法

出願人 富士電機株式会社
発明者 大登正敬
出願日 2016年1月4日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2016-000066
公開日 2017年7月13日 (3年4ヶ月経過) 公開番号 2017-122582
状態 特許登録済
技術分野 偏光要素 各種分光測定と色の測定
主要キーワード 高速軸 サバール板 オプティカルコンタクト 複屈折ポリマー 一軸性結晶 分光装置 分子間力 ウォラストンプリズム
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

光を2つの直線偏光に分離する場合に、複数の複屈折材料を用いなくても、2つの直線偏光の間に光路差が生じないようにする。

解決手段

分光装置は、複屈折材料50及び光学部材60を備えている。複屈折材料50は、偏光子40からの光を常光線o及び異常光線eに分離する。複屈折材料50は、常光線oの成分を含む第1出射光、及び異常光線eの成分を含む第2出射光を出射する。光学部材60は、第1出射光の振動方向及び第2出射光の振動方向を回転させる。光学部材60は、第1出射光及び第2出射光を複屈折材料50に入射させる。この分光装置では、複屈折材料50から出射してから複屈折材料50に入射するまでに第1出射光が通過する光路長と、複屈折材料50から出射してから複屈折材料50に入射するまでに第2出射光が通過する光路長とが互いに等しい。

概要

背景

フーリエ変換分光では、光を2つの直線偏光に分離することがある。一方の直線偏光の振動方向と他方の直線偏光の振動方向とは、互いに直交する。フーリエ変換分光では、光を2つの直線偏光に分離する場合に、2つの直線偏光の間に光路差が生じないようにする必要がある。

光を2つの直線偏光に分離するために、複屈折材料を用いることがある。光は、複屈折材料の入射面に入射すると、常光線及び異常光線に分離する。常光線は、複屈折材料の入射面で屈折することなく、複屈折材料を透過する。これに対して、異常光線は、複屈折材料の入射面で屈折する。このようにして、複屈折材料からは、2つの直線偏光が出射される。一方、これら2つの直線偏光は、光路差を有する。

このような光路差が生じることを防止するため、フーリエ変換分光では、サバール板(例えば、特許文献1〜3)又はウォラストンプリズム(例えば、特許文献4)を用いることがある。サバール板及びウォラストンプリズムは、いずれも互いに接合した2つの複屈折材料を有している。

概要

光を2つの直線偏光に分離する場合に、複数の複屈折材料を用いなくても、2つの直線偏光の間に光路差が生じないようにする。分光装置は、複屈折材料50及び光学部材60を備えている。複屈折材料50は、偏光子40からの光を常光線o及び異常光線eに分離する。複屈折材料50は、常光線oの成分を含む第1出射光、及び異常光線eの成分を含む第2出射光を出射する。光学部材60は、第1出射光の振動方向及び第2出射光の振動方向を回転させる。光学部材60は、第1出射光及び第2出射光を複屈折材料50に入射させる。この分光装置では、複屈折材料50から出射してから複屈折材料50に入射するまでに第1出射光が通過する光路長と、複屈折材料50から出射してから複屈折材料50に入射するまでに第2出射光が通過する光路長とが互いに等しい。

目的

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光を2つの直線偏光に分離する場合に、複数の複屈折材料を用いなくても、2つの直線偏光の間に光路差が生じないようにすることにある

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

光を常光線及び異常光線に分離し、前記常光線の成分を含む第1出射光、及び前記異常光線の成分を含む第2出射光を出射する複屈折材料と、前記第1出射光の振動方向及び前記第2出射光の振動方向を回転させ、前記第1出射光及び前記第2出射光を前記複屈折材料に入射させる光学部材と、を備え、前記複屈折材料から出射してから前記複屈折材料に入射するまでに前記第1出射光が通過する光路長と、前記複屈折材料から出射してから前記複屈折材料に入射するまでに前記第2出射光が通過する光路長とが互いに等しい分光装置

請求項2

請求項1に記載の分光装置において、前記光学部材は、光を反射可能な反射部材と、第1面、及び前記第1面とは反対側の第2面を有し、前記第1面に入射した直線偏光円偏光に変換し、前記第2面に入射した円偏光を直線偏光に変換する光学素子と、を備え、前記第1出射光及び前記第2出射光は、前記光学素子の前記第1面に入射し、その後、前記反射部材で反射し、その後、前記光学素子の前記第2面に入射し、その後、前記複屈折材料に入射する分光装置。

請求項3

請求項2に記載の分光装置において、前記複屈折材料、前記光学素子、及び前記反射部材は、前記複屈折材料が前記光学素子の前記第1面に対向し、前記反射部材が前記光学素子の前記第2面に対向するように配置されている分光装置。

請求項4

請求項3に記載の分光装置において、前記光学素子の前記第1面は、前記複屈折材料に接合しており、前記光学素子の前記第2面は、前記反射部材に接合している分光装置。

請求項5

請求項3に記載の分光装置において、前記光学素子の前記第1面は、前記複屈折材料に接合しており、前記光学素子の前記第2面は、前記反射部材から離間している分光装置。

請求項6

請求項3に記載の分光装置において、前記光学素子の前記第1面は、前記複屈折材料から離間しており、前記光学素子の前記第2面は、前記反射部材に接合している分光装置。

請求項7

請求項1に記載の分光装置において、前記複屈折材料は、第1面、及び前記第1面とは反対側の第2面を有しており、前記第1出射光及び前記第2出射光は、前記複屈折材料の前記第2面から出射され、前記光学部材は、前記複屈折材料の前記第2面に前記第1出射光及び前記第2出射光を入射させる分光装置。

請求項8

請求項1に記載の分光装置において、前記複屈折材料は、第1面、及び前記第1面とは反対側の第2面を有しており、前記第1出射光及び前記第2出射光は、前記複屈折材料の前記第2面から出射され、前記光学部材は、前記複屈折材料の前記第1面に前記第1出射光及び前記第2出射光を入射させる分光装置。

請求項9

複屈折材料により光を常光線及び異常光線に分離し、前記常光線の成分を含む第1出射光、及び前記異常光線の成分を含む第2出射光を前記複屈折材料から出射し、前記第1出射光の振動方向及び前記第2出射光の振動方向を光学部材により回転させ、前記第1出射光及び前記第2出射光を前記光学部材により前記複屈折材料に入射させ、前記複屈折材料から出射してから前記複屈折材料に入射するまでに前記第1出射光が通過する光路長と、前記複屈折材料から出射してから前記複屈折材料に入射するまでに前記第2出射光が通過する光路長とが互いに等しい、分光方法

技術分野

0001

本発明は、分光装置及び分光方法に関し、とくに、フーリエ変換分光に関する。

背景技術

0002

フーリエ変換分光では、光を2つの直線偏光に分離することがある。一方の直線偏光の振動方向と他方の直線偏光の振動方向とは、互いに直交する。フーリエ変換分光では、光を2つの直線偏光に分離する場合に、2つの直線偏光の間に光路差が生じないようにする必要がある。

0003

光を2つの直線偏光に分離するために、複屈折材料を用いることがある。光は、複屈折材料の入射面に入射すると、常光線及び異常光線に分離する。常光線は、複屈折材料の入射面で屈折することなく、複屈折材料を透過する。これに対して、異常光線は、複屈折材料の入射面で屈折する。このようにして、複屈折材料からは、2つの直線偏光が出射される。一方、これら2つの直線偏光は、光路差を有する。

0004

このような光路差が生じることを防止するため、フーリエ変換分光では、サバール板(例えば、特許文献1〜3)又はウォラストンプリズム(例えば、特許文献4)を用いることがある。サバール板及びウォラストンプリズムは、いずれも互いに接合した2つの複屈折材料を有している。

先行技術

0005

特開平2−268234号公報
特開平8−105796号公報
特開2015−194359号公報
特開2002−168696号公報

発明が解決しようとする課題

0006

上記したように、光を2つの直線偏光に分離する場合に、2つの直線偏光の間に光路差が生じないようにするために、互いに接合した2つの複屈折材料を用いることがある。例えば、サバール板では、2つの複屈折材料は、サバール板に入射する光の光軸に平行な方向から見た場合、一方の複屈折材料の光学軸と他方の複屈折材料光学軸とが互いに直交するように接合されている。一般に、2つの複屈折材料をこのように接合するためには、複雑な技術が必要とされる。

0007

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光を2つの直線偏光に分離する場合に、複数の複屈折材料を用いなくても、2つの直線偏光の間に光路差が生じないようにすることにある。

課題を解決するための手段

0008

本発明に係る分光装置は、複屈折材料及び光学部材を備える。複屈折材料は、光を常光線及び異常光線に分離する。複屈折材料は、常光線の成分を含む第1出射光、及び異常光線の成分を含む第2出射光を出射する。光学部材は、第1出射光の振動方向及び第2出射光の振動方向を回転させる。光学部材は、第1出射光及び第2出射光を複屈折材料に入射させる。この分光装置では、複屈折材料から出射してから複屈折材料に入射するまでに第1出射光が通過する光路長と、複屈折材料から出射してから複屈折材料に入射するまでに第2出射光が通過する光路長とが互いに等しい。

0009

本発明に係る分光方法では、複屈折材料により光を常光線及び異常光線に分離する。常光線の成分を含む第1出射光、及び異常光線の成分を含む第2出射光を複屈折材料から出射する。第1出射光の振動方向及び第2出射光の振動方向を光学部材により回転させる。第1出射光及び第2出射光を光学部材により複屈折材料に入射させる。この分光方法では、複屈折材料から出射してから複屈折材料に入射するまでに第1出射光が通過する光路長と、複屈折材料から出射してから複屈折材料に入射するまでに第2出射光が通過する光路長とが互いに等しい。

発明の効果

0010

本発明によれば、光を2つの直線偏光に分離する場合に、複数の複屈折材料を用いなくても、2つの直線偏光の間に光路差が生じないようにすることができる。

図面の簡単な説明

0011

第1の実施形態に係る分光装置の構成を示す図である。
図1の第1の変形例を示す図である。
図1の第2の変形例を示す図である。
図1の第3の変形例を示す図である。
第2の実施形態に係る分光装置の構成を示す図である。
図5の第1の変形例を示す図である。
図5の第2の変形例を示す図である。

実施例

0012

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

0013

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る分光装置の構成を示す図である。分光装置は、複屈折材料50及び光学部材60を備えている。本図に示す例において、光学部材60は、QWP(Quater−Wave Plate)610及び反射部材620を備えている。複屈折材料50は、偏光子40からの光を常光線o及び異常光線eに分離する。複屈折材料50は、常光線oの成分を含む第1出射光、及び異常光線eの成分を含む第2出射光を出射する。光学部材60は、第1出射光の振動方向及び第2出射光の振動方向を回転させる。光学部材60は、第1出射光及び第2出射光を複屈折材料50に入射させる。この分光装置では、複屈折材料50から出射してから複屈折材料50に入射するまでに第1出射光が通過する光路長と、複屈折材料50から出射してから複屈折材料50に入射するまでに第2出射光が通過する光路長とが互いに等しい。以下、詳細に説明する。

0014

光源10は、分光装置で測定される光を発する。この光は、例えば、試料を透過した光、試料で散乱した光、又は試料の発光である。この光は、例えば赤外線であるが、可視光又は紫外線であってもよい。

0015

光源10からの光は、レンズ20を透過する。レンズ20は、光源10からの光をコリメート光に変換する。言い換えると、レンズ20は、コリメートレンズである。

0016

レンズ20からの光は、ハーフミラー30及び偏光子40をこの順で透過する。本図に示す例において、偏光子40の透過軸は、偏光子40に入射する光の光軸に沿った方向から見た場合、分光装置の高さ方向(図中、XY平面に垂直な方向)から45°傾いている。これにより、偏光子40を透過した光は、偏光子40の透過軸と同じ方向に振動する直線偏光となる。

0017

偏光子40からの直線偏光は、複屈折材料50に入射する。複屈折材料50は、第1面52及び第2面54を有している。第1面52及び第2面54は、互いに平行な平面である。第1面52は、偏光子40に対向している。第2面54は、第1面52とは反対側の面である。偏光子40からの直線偏光は、複屈折材料50の第1面52に入射する。この直線偏光の光軸は、複屈折材料50の第1面52と直交している。偏光子40の内部において、上記した直線偏光は、常光線o及び異常光線eに分離する。複屈折材料50の第2面54からは、常光線oの成分を含む第1出射光、及び異常光線eの成分を含む第2出射光が出射される。

0018

詳細には、複屈折材料50の光学軸は、分光装置の高さ方向(図中、XY平面に垂直な方向)から見た場合、偏光子40からの直線偏光の光軸(図中、X方向)から45°傾いている。具体的には、本図に示す例では、複屈折材料50の光学軸は、第1面52から第2面54に向かう方向から左に45°傾いている。これにより、分光装置の高さ方向(図中、XY平面に垂直な方向)に振動する直線偏光(すなわち、常光線o)は、複屈折材料50の第1面52で屈折することなく、複屈折材料50を透過する。これに対して、常光線oの振動方向に直交する方向(図中、XY平面に平行な方向)に振動する直線偏光(すなわち、異常光線e)は、複屈折材料50の第1面52で屈折する。具体的には、本図に示す例では、複屈折材料50の内部において、常光線oの光軸から見た場合、異常光線eの光軸は、複屈折材料50の光学軸と同じ方向に傾く

0019

複屈折材料50の第2面54からは、互いに平行な第1出射光及び第2出射光が出射される。第1出射光の光軸及び第2出射光の光軸は、複屈折材料50の第2面54と直交している。第1出射光は、常光線oの成分を含んでいる。第1出射光は、複屈折材料50から出射されてからQWP610に入射するまでの間は、分光装置の高さ方向(図中、XY平面に直交する方向)に振動する直線偏光である。第2出射光は、異常光線eの成分を含んでいる。第2出射光は、複屈折材料50から出射されてからQWP610に入射するまでの間は、第1出射光の振動方向に直交する方向(図中、XY平面に平行な方向)に振動する直線偏光である。

0020

複屈折材料50は、一軸性結晶により形成されており、例えば、イットリウムバナデート(YVO4)、方解石(CaCO3)、石英(SiO2)、又は酸化チタン(TiO2)により形成されている。ただし、複屈折材料50は、例えば、液晶複屈折ポリマー、又はポーリングにより光学方性を有するガラスにより形成されていてもよい。

0021

第1出射光及び第2出射光は、複屈折材料50の第2面54から出射され、光学部材60に入射し、光学部材60から出射される。光学部材60は、QWP610(光学素子)及び反射部材620を備えている。本図に示す例において、複屈折材料50、QWP610、及び反射部材620は、一直線に沿って並んでいる。これにより、第1出射光及び第2出射光は、複屈折材料50から出射され、QWP610を透過し、反射部材620によって反射され、QWP610を再び透過し、複屈折材料50に入射される。この場合、光学部材60から出射された後の第1出射光の振動方向は、光学部材60に入射する前の第1出射光の振動方向から90°傾くようになる。同様に、光学部材60から出射された後の第2出射光の振動方向は、光学部材60に入射する前の第2出射光の振動方向から90°傾くようになる。

0022

詳細には、QWP610は、第1面612及び第2面614を有している。第1面612は、複屈折材料50の第2面54と対向している。第2面614は、第1面612とは反対側の面であり、反射部材620と対向している。第1出射光及び第2出射光は、複屈折材料50の第2面54から出射され、QWP610の第1面612に入射する。

0023

第1出射光及び第2出射光は、第1面612から第2面614に向かう方向にQWP610を透過した後は、いずれも円偏光となる。具体的には、第1出射光は、複屈折材料50の第2面54からQWP610の第1面612までの間、分光装置の高さ方向(図中、XY平面に垂直な方向)に振動する直線偏光である。QWP610の高速軸は、第1出射光の振動方向(図中、XY平面に垂直な方向)から45°傾いている。このため、第1出射光は、QWP610を透過した後は、円偏光となる。これに対して、第2出射光は、複屈折材料50の第2面54からQWP610の第1面612までの間、第1出射光の振動方向に直交する方向(図中、XY平面に平行な方向)に振動する直線偏光である。このため、第2出射光は、QWP610を透過した後は、第1出射光とは反対方向に回転する円偏光となる。

0024

QWP610を透過した後、第1出射光及び第2出射光は、反射部材620(例えば、ミラー)によって反射される。この場合、第1出射光の回転方向及び第2出射光の回転方向はいずれも変化しない。反射部材620によって反射された後、第1出射光及び第2出射光は、QWP610の第2面614に入射する。

0025

第1出射光及び第2出射光は、第2面614から第1面612に向かう方向にQWP610を透過した後は、いずれも直線偏光となる。具体的には、第1出射光及び第2出射光は、QWP610を1回目に透過するときはQWP610の第1面612からQWP610に入射し、QWP610を2回目に透過するときはQWP610の第2面614からQWP610に入射している。これにより、QWP610を2回透過した後の第1出射光の振動方向は、QWP610を1回目に透過する前の第1出射光の振動方向から90°傾くようになる。同様にして、QWP610を2回透過した後の第2出射光の振動方向は、QWP610を1回目に透過する前の第2出射光の振動方向から90°傾くようになる。

0026

光学部材60(QWP610の第1面612)から出射された後、第1出射光及び第2出射光は、複屈折材料50の第2面54に入射する。第1出射光は、QWP610の第1面612から出射されてから複屈折材料50の第2面54に入射するまでの間、複屈折材料50の光学軸に平行な方向(図中、XY平面に平行な方向)に振動する直線偏光である。このため、第1出射光は、複屈折材料50の内部において異常光線eとなる。これに対して、第2出射光は、QWP610の第1面612から出射されてから複屈折材料50の第2面54に入射するまでの間、複屈折材料50の光学軸に直交する方向(図中、XY平面に垂直な方向)に振動する直線偏光である。このため、第2出射光は、複屈折材料50の内部において常光線oとなる。

0027

第1出射光(異常光線e)は、光学部材60(QWP610の第1面612)から出射された後、複屈折材料50の第2面54において屈折する。これに対して、第2出射光(常光線o)は、光学部材60(QWP610の第1面612)から出射された後、複屈折材料50の第2面54で屈折することなく、複屈折材料50を透過する。複屈折材料50の内部において、第2出射光(常光線o)の光軸から見た場合、第1出射光(異常光線e)の光軸は、複屈折材料50の光学軸と同じ方向に傾く。これにより、第1出射光と第2出射光の間隔は、第2面54から第1面52に向かうにつれて広がる。

0028

第1出射光(直線偏光oe)及び第2出射光(直線偏光eo)は、複屈折材料50の第1面52から出射される。その後、第1出射光及び第2出射光は、偏光子40を透過する。その後、第1出射光及び第2出射光は、ハーフミラー30によって反射され、レンズ70に入射する。第1出射光の進行方向及び第2出射光の進行方向は、ハーフミラー30により90°変化する。第1出射光及び第2出射光は、レンズ70によって集光される。これにより、干渉縞が生成される。干渉縞は、検出部80によって検出される。検出部80は、行列状に配置された複数の光電変換素子を有するイメージセンサであり、より具体的には、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサである。

0029

以上、本実施形態によれば、偏光子40からの光は、第1面52から第2面54に向けて複屈折材料50を透過し、光学部材60によって複屈折材料50の第2面54に入射し、第2面54から第1面52に向けて複屈折材料50を透過し、2つの直線偏光oe,eoに分離される。直線偏光oeとして出射される光が複屈折材料50の第1面52に入射してから複屈折材料50の第1面52から出射されるまでに通過する光路長と、直線偏光eoとして出射される光が複屈折材料50の第1面52に入射してから複屈折材料50の第1面52から出射されるまでに通過する光路長とは、互いに等しい。これにより、偏光子40からの光を2つの直線偏光oe,eoに分離しても、2つの直線偏光oe,eoの間に光路差が生じないようになる。

0030

図2は、図1の第1の変形例を示す図である。本変形例に係る分光装置は、以下の点を除いて、本実施形態に係る分光装置と同様の構成である。

0031

本図に示す例において、光学部材60は、反射部材622、反射部材624、HWP(Half−Wave Plate)630、及びハーフミラー640を備えている。なお、本図に示す例では、ハーフミラー30(図1)は設けられていない。

0032

本図に示す例では、光源10からの光は、レンズ20、偏光子40、及び複屈折材料50を通過した後、HWP630に入射する。第1出射光は、複屈折材料50の第2面54から出射されてからHWP630に入射するまでの間、分光装置の高さ方向(図中、XY平面に垂直な方向)に振動する直線偏光である。第2出射光は、複屈折材料50の第2面54から出射されてからHWP630に入射するまでの間、第1出射光の振動方向に直交する方向に振動する直線偏光である。HWP630の高速軸は、第1出射光の振動方向(図中、XY平面に垂直な方向)から左に45°傾いている。これにより、HWP630を透過した後の第1出射光の振動方向は、HWP630を透過する前の第1出射光の振動方向から90°傾くようになる。同様にして、HWP630を透過した後の第2出射光の振動方向は、HWP630を透過する前の第2出射光の振動方向とは90°傾くようになる。

0033

第1出射光及び第2出射光は、複屈折材料50の第2面54から出射され、HWP630を透過し、ハーフミラー640を透過し、反射部材622(例えば、ミラー)により反射され、ハーフミラー640により反射され、反射部材624(例えば、ミラー)により反射され、複屈折材料50の第2面54に入射する。第1出射光の進行方向及び第2出射光の進行方向は、反射部材622によって180°変化し、ハーフミラー640によって90°変化し、反射部材624によって90°変化する。これにより、複屈折材料50の第2面54から出射してから複屈折材料50の第2面54に入射するまでに第1出射光が通過する光路長と、複屈折材料50の第2面54から出射してから複屈折材料50の第2面54に入射するまでに第2出射光が通過する光路長とが互いに等しくなっている。

0034

光学部材60は、第1出射光及び第2出射光が第2面54から第1面52に向けて複屈折材料50を透過するときに第1出射光と第2出射光との間隔が広がるように、第1出射光及び第2出射光を複屈折材料50の第2面54に入射する。詳細には、第1出射光は、第2面54の第1位置から出射される。第2出射光は、第2面54の第2位置から出射される。第1出射光は、第2面54の第3位置に入射する。第2出射光は、第2面54の第4位置に入射する。そして光学部材60は、第1位置から第2位置に向かう方向と第3位置から第4位置に向かう方向とが互いに同じ方向になるように、第1出射光及び第2出射光を第2面54に入射している。

0035

第1出射光(直線偏光oe)及び第2出射光(直線偏光eo)は、複屈折材料50の第1面52から出射される。その後、第1出射光及び第2出射光は、偏光子40を透過する。その後、第1出射光及び第2出射光は、レンズ70によって集光される。これにより、干渉縞が生成される。干渉縞は、検出部80によって検出される。

0036

本変形例においても、偏光子40からの光を2つの直線偏光oe,eoに分離しても、2つの直線偏光oe,eoの間に光路差が生じないようになる。

0037

図3は、図1の第2の変形例を示す図である。本変形例に係る分光装置は、以下の点を除いて、図2に示した分光装置と同様の構成である。

0038

本図に示す例において、光学部材60は、QWP(Quater−Wave Plate)632、QWP(Quater−Wave Plate)634を備えている。第1出射光及び第2出射光は、複屈折材料50の第2面54から出射され、QWP632を透過し、ハーフミラー640を透過し、反射部材622により反射され、ハーフミラー640により反射され、反射部材624により反射され、QWP634を透過する。第1出射光及び第2出射光は、QWP632を透過した後、いずれも円偏光となり、QWP634を透過した後、いずれも直線偏光となる。QWP634を透過した後の第1出射光の振動方向は、QWP632を透過する前の第1出射光の振動方向から90°傾くようになり、QWP634を透過した後の第2出射光の振動方向は、QWP632を透過する前の第2出射光の振動方向から90°傾くようになっている。

0039

本変形例においても、偏光子40からの光を2つの直線偏光oe,eoに分離しても、2つの直線偏光oe,eoの間に光路差が生じないようになる。

0040

図4は、図1の第3の変形例を示す図である。本変形例に係る分光装置は、以下の点を除いて、図2に示した分光装置と同様の構成である。

0041

本図に示す例において、光学部材60は、反射部材622、反射部材624、反射部材626、反射部材628、HWP630、及びハーフミラー640を備えている。なお、本図に示す例では、ハーフミラー30(図1)は、設けられていない。

0042

第1出射光及び第2出射光は、レンズ20、偏光子42(偏光子40)、及び複屈折材料50を透過する。その後、図2に示した例と同様にして、第1出射光及び第2出射光は、HWP630を透過する。HWP630を透過した後の第1出射光の振動方向は、HWP630を透過する前の第1出射光の振動方向から90°傾くようになる。同様にして、HWP630を透過した後の第2出射光の振動方向は、HWP630を透過する前の第2出射光の振動方向から90°傾くようになる。

0043

第1出射光及び第2出射光は、複屈折材料50の第2面54から出射され、HWP630を透過し、ハーフミラー640を透過し、反射部材622(例えば、ミラー)により反射され、ハーフミラー640により反射され、反射部材624(例えば、ミラー)により反射され、反射部材626(例えば、ミラー)により反射され、反射部材628(例えば、ミラー)により反射され、複屈折材料50の第1面52に入射する。第1出射光の進行方向及び第2出射光の進行方向は、反射部材622によって180°変化し、ハーフミラー640によって90°変化し、反射部材624によって90°変化し、反射部材626によって90°変化し、反射部材628によって90°変化する。これにより、複屈折材料50の第2面54から出射してから複屈折材料50の第1面52に入射するまでに第1出射光が通過する光路長と、複屈折材料50の第2面54から出射してから複屈折材料50の第1面52に入射するまでに第2出射光が通過する光路長とが互いに等しくなっている。

0044

光学部材60は、第1出射光及び第2出射光が第1面52から第2面54に向けて複屈折材料50を透過するときに第1出射光と第2出射光との間隔が広がるように、第1出射光及び第2出射光を複屈折材料50の第1面52に入射する。詳細には、第1出射光は、第2面54の第1位置から出射される。第2出射光は、第2面54の第2位置から出射される。第1出射光は、第2面54の第3位置に入射する。第2出射光は、第2面54の第4位置に入射する。そして光学部材60は、第1位置から第2位置に向かう方向と第3位置から第4位置に向かう方向とが互いに逆方向になるように、第1出射光及び第2出射光を第1面52に入射している。

0045

第1出射光(直線偏光oe)及び第2出射光(直線偏光eo)は、複屈折材料50の第2面54から出射される。その後、第1出射光及び第2出射光は、偏光子44(偏光子40)を透過する。偏光子44は、偏光子44を透過する光の光軸に対する偏光子44の透過軸の方向が偏光子42を透過する光の光軸に対する偏光子42の透過軸の方向と同じになるように配置されている。ただし、偏光子44は、偏光子44を透過する光の光軸に対する偏光子44の透過軸の方向が偏光子42を透過する光の光軸に対する偏光子42の透過軸の方向と直交するように配置されていてもよい。その後、第1出射光及び第2出射光は、レンズ70によって集光される。これにより、干渉縞が生成される。干渉縞は、検出部80によって検出される。

0046

(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態に係る分光装置の構成を示す図であり、第1の実施形態の図1に対応する。本実施形態に係る分光装置は、以下の点を除いて、第1の実施形態に係る分光装置と同様の構成である。

0047

本図に示す例において、QWP610の第1面612は、複屈折材料50の第2面54に接合している。QWP610の第2面614は、反射部材620に接合している。このようにして、複屈折材料50、QWP610、及び反射部材620は、一体となっている。このため、分光装置の大きさを小さくすることができる。さらに、複屈折材料50、QWP610、及び反射部材620の相互間のアライメントの必要がなくなる。

0048

詳細には、複屈折材料50とQWP610は、例えば、オプティカルコンタクトによって互いに接合している。具体的には、複屈折材料50の第2面54及びQWP610の第1面612は、平滑に研磨されており、分子間力によって互いに接合している。この場合、複屈折材料50とQWP610とを互いに接合させる前に、複屈折材料50の第2面54及びQWP610の第1面612にプラズマ照射してもよい。さらに、複屈折材料50とQWP610を互いに接合させる際に、複屈折材料50及びQWP610を加熱してもよいし、又は複屈折材料50とQWP610が接合する方向に圧力を加えてもよい。

0049

なお、複屈折材料50とQWP610を接合させる方法は、上記した例(オプティカルコンタクト)に限定されるものではない。例えば、複屈折材料50の第2面54のQWP610の第1面612を接着剤によって互いに接合させてもよい。

0050

反射部材620は、QWP610の第2面614に積層された反射膜である。反射膜は、例えば、金属膜(より具体的には、例えば、金)である。反射部材620は、例えば、蒸着又はスパッタによってQWP610の第2面614に積層される。なお、反射部材620(例えば、ミラー)を接着剤によりQWP610の第2面614に接合させてもよい。

0051

図6は、図5の第1の変形例を示す図である。本図に示すように、反射部材620は、QWP610の第2面614から離間していてもよい。一方、QWP610の第1面612は、複屈折材料50に接している。このようにして、複屈折材料50及びQWP610は、一体となっている。複屈折材料50とQWP610は、例えば、オプティカルコンタクトによって互いに接合している。なお、複屈折材料50とQWP610は、例えば接着剤によって互いに接合していてもよい。本変形例においても、分光装置の大きさを小さくすることができる。

0052

図7は、図5の第2の変形例を示す図である。本図に示すように、複屈折材料50は、QWP610の第1面612から離間していてもよい。一方、QWP610の第2面614は、反射部材620に接合している。このようにして、QWP610及び反射部材620は、一体となっている。反射部材620は、例えば、QWP610の第2面614に積層された金属膜(例えば、金)である。なお、QWP610と反射部材620は、例えば接着剤によって互いに接合していてもよい。本変形例においても、分光装置の大きさを小さくすることができる。

0053

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

0054

10光源
20レンズ
30ハーフミラー
40偏光子
42 偏光子
44 偏光子
50複屈折材料
52 第1面
54 第2面
60光学部材
70 レンズ
80 検出部
610 QWP
612 第1面
614 第2面
620反射部材
622 反射部材
624 反射部材
626 反射部材
628 反射部材
630 HWP
632 QWP
634 QWP
640 ハーフミラー

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