[發(fā)明專利]分光器、波長測量裝置以及光譜測量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780041393.2
• 申請(qǐng)日: 2017-07-04
• 公開（公告）號(hào): CN109716079B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 小西毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國立大學(xué)法人大阪大學(xué)
• 主分類號(hào): G01J3/45
• 分類號(hào): G01J3/45;G01J3/04;G01J9/02
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 安香子

用于測量輸入光的光譜的分光器(100、200)，具備：條紋形成器，通過分離輸入光，從而形成具有第一間距的第一條紋；衍射光柵(103)，使第一條紋色散；莫列波紋形成器，通過將被色散的第一條紋與具有第二間距的第二條紋重疊，從而形成莫列波紋，第二間距是與第一間距不同的間距；以及攝像元件(107)，通過檢測莫列波紋，從而測量輸入光的光譜，條紋形成器和莫列波紋形成器中的至少一方，包含柱面透鏡陣列(101、205)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測量輸入光的光譜的分光器及光譜測量方法、以及測量輸入光的波長的波長測量裝置。

背景技術(shù)

以往在光的波長或光譜的測量中，使用針對(duì)光的波長具有角度色散特性的色散元件(例如，衍射光柵，棱鏡或標(biāo)準(zhǔn)具等)或者干涉儀等(例如，參考專利文獻(xiàn)1)。

在這樣的測量中，能夠測量的光頻帶(以下稱為測量頻帶)的寬度與分辨率的高度具有權(quán)衡關(guān)系。一般的分辨率，在測量頻帶寬的情況下，達(dá)到幾納米左右，在測量頻帶窄的情況下是幾微微米左右。

(現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn))

(專利文獻(xiàn))

專利文獻(xiàn)1∶日本特開2016-057224號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

為了說明現(xiàn)有技術(shù)的課題，首先說明專利文獻(xiàn)1公開的分光器。圖1是示出專利文獻(xiàn)1公開的分光器10的構(gòu)成的圖。分光器10具備第一狹縫陣列12、衍射光柵14、第二狹縫陣列17。

第一狹縫陣列12，具有以第一間距p1排列的多個(gè)狹縫。衍射光柵14是反射型衍射光柵，具有針對(duì)光的波長衍射角度發(fā)生變化的特性(角度色散特性)。第二狹縫陣列17，具有以與第一間距p1不同的第二間距p2排列的多個(gè)狹縫。在此，通過檢測將第一狹縫陣列12的成像(被色散的第一條紋)與第二狹縫陣列17(第二條紋)重疊而生成的莫列波紋，從而測量輸入光的光譜。

莫列波紋(Moire pattern)是，在重疊了多個(gè)周期的圖樣的情況下，由該多個(gè)周期的圖樣的周期的偏差，作為拍頻而產(chǎn)生的圖樣。莫列波紋的位置(換言之，莫列波紋中的高亮度區(qū)域的位置)，按照多個(gè)周期的圖樣的位置關(guān)系，而發(fā)生很大的變化。換言之，按照輸入光的波長，莫列波紋的位置的變化，比第一狹縫陣列12的成像的位置的變化還大。

因此，通過測量莫列波紋，能夠測量輸入光的光譜。此時(shí)，為了提高輸入光的光譜的分辨率，除了使第一間距p1與第二間距p2的差變小，還需要使莫列波紋的高亮度區(qū)域的寬度變小，從而要求第一狹縫陣列12以及第二狹縫陣列17的各個(gè)狹縫寬度，更加狹窄化。換言之，要求第一條紋以及第二條紋各自的縱橫比高，該縱橫比是低亮度區(qū)域的寬度相對(duì)于高亮度區(qū)域的寬度的比。

然而，狹縫寬度在制造上有界限。此外，狹縫寬度的狹窄化，會(huì)產(chǎn)生光量損失的增加，難以測量微弱光的光譜。因此，在光譜測量中，狹縫陣列的縱橫比的提高(換言之，開口率的減少)被限制，從而光譜分辨率的提高也被限制。

于是，本發(fā)明提供在利用莫列波紋測量光譜時(shí)，能夠提高光譜的分辨率的分光器。

解決課題所采用的手段

本發(fā)明的一個(gè)方案涉及的分光器，用于測量輸入光的光譜，所述分光器具備：條紋形成器，通過分離所述輸入光，從而形成具有第一間距的第一條紋；色散元件，使所述第一條紋色散；莫列波紋形成器，通過將被色散的所述第一條紋與具有第二間距的第二條紋重疊，從而形成莫列波紋，所述第二間距是與所述第一間距不同的間距；以及所述條紋形成器和所述莫列波紋形成器中的至少一方，包含柱面透鏡陣列。