特許 6804841 分光装置及び分光方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6804841

(24)【登録日】2020年12月7日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】分光装置及び分光方法

(51)【国際特許分類】

   G01J 3/45 20060101AFI20201214BHJP

【ＦＩ】

   G01J3/45

【請求項の数】9

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-67(P2016-67)

(22)【出願日】2016年1月4日

(65)【公開番号】特開2017-122583(P2017-122583A)

(43)【公開日】2017年7月13日

【審査請求日】2018年12月14日

【審判番号】不服2020-2361(P2020-2361/J1)

【審判請求日】2020年2月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(72)【発明者】

【氏名】大登 正敬

【合議体】

【審判長】 三崎 仁

【審判官】 渡戸 正義

【審判官】 伊藤 幸仙

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−１７７４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１９４３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭５２−３４２３５（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開昭６３−１００６４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

G01J3/00-4/04

G01J7/00-9/04

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光を第１直線偏光、及び前記第１直線偏光の振動方向に直交する振動方向を有する第２直線偏光に分離する第１ビームスプリッタと、
前記第１ビームスプリッタから前記第１直線偏光として出射された直線偏光を第１透過光、及び前記第１透過光の振動方向と同じ振動方向を有する第１反射光に分離し、前記第１ビームスプリッタから前記第２直線偏光として出射された直線偏光を第２透過光、及び前記第２透過光の振動方向と同じ振動方向を有する第２反射光に分離する第２ビームスプリッタと、
前記第１透過光及び前記第２透過光によって生成される第１干渉縞を検出する第１検出部と、
前記第１反射光及び前記第２反射光によって生成される第２干渉縞を検出する第２検出部と、
前記第１透過光及び前記第２透過光が入射する第１偏光子と、
前記第１反射光及び前記第２反射光が入射する第２偏光子と、
を備え、
前記第１偏光子及び前記第２偏光子は、前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光の一方の振動方向に対する前記第１偏光子の透過軸の方向と、前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光の前記一方の振動方向に対する前記第２偏光子の透過軸の方向とが互いに直交するように配置されている分光装置。

【請求項2】

請求項１に記載の分光装置において、
前記第１干渉縞と前記第２干渉縞との差を算出し、前記差を示すデータをフーリエ変換する信号処理部を備える分光装置。

【請求項3】

光を第１直線偏光、及び前記第１直線偏光の振動方向に直交する振動方向を有する第２直線偏光に分離する第１ビームスプリッタと、
前記第１ビームスプリッタから前記第１直線偏光として出射された直線偏光を第１透過光、及び前記第１透過光の振動方向と同じ振動方向を有する第１反射光に分離し、前記第１ビームスプリッタから前記第２直線偏光として出射された直線偏光を第２透過光、及び前記第２透過光の振動方向と同じ振動方向を有する第２反射光に分離する第２ビームスプリッタと、
前記第１透過光及び前記第２透過光によって生成される第１干渉縞を検出する第１検出部と、
前記第１反射光及び前記第２反射光によって生成される第２干渉縞を検出する第２検出部と、
前記第１透過光及び前記第２透過光が入射する第１偏光子と、
前記第１反射光及び前記第２反射光が入射する第２偏光子と、
を備え、
前記第１偏光子及び前記第２偏光子は、前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光の一方の振動方向に対する前記第１偏光子の透過軸の方向と、前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光の前記一方の振動方向に対する前記第２偏光子の透過軸の方向とが互いに同じ方向にな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、
前記第１干渉縞と前記第２干渉縞との平均を算出し、前記平均を示すデータをフーリエ変換する信号処理部を備える分光装置。

【請求項5】

光を第１直線偏光、及び前記第１直線偏光の振動方向に直交する振動方向を有する第２直線偏光に分離する第１ビームスプリッタと、
前記第１ビームスプリッタから前記第１直線偏光として出射された直線偏光を第１透過光、及び前記第１透過光の振動方向と同じ振動方向を有する第１反射光に分離し、前記第１ビームスプリッタから前記第２直線偏光として出射された直線偏光を第２透過光、及び前記第２透過光の振動方向と同じ振動方向を有する第２反射光に分離する第２ビームスプリッタと、
前記第１透過光及び前記第２透過光によって生成される第１干渉縞を検出する第１検出部と、
前記第１反射光及び前記第２反射光によって生成される第２干渉縞を検出する第２検出部と、
偏光子と、
を備え、
前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光は、前記偏光子に入射し、その後、前記第２ビームスプリッタに入射し、
前記第１干渉縞と前記第２干渉縞との平均を算出し、前記平均を示すデータをフーリエ変換する信号処理部を備える分光装置。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか一項に記載の分光装置において、
前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光を集光するレンズを備え、
前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光は、前記レンズに入射し、その後、前記第２ビームスプリッタに入射する分光装置。

【請求項7】

第１ビームスプリッタにより、光を第１直線偏光、及び前記第１直線偏光の振動方向に直交する振動方向を有する第２直線偏光に分離し、
第２ビームスプリッタにより、前記第１ビームスプリッタから前記第１直線偏光として出射された直線偏光を第１透過光、及び前記第１透過光の振動方向と同じ振動方向を有する第１反射光に分離し、前記第２ビームスプリッタにより、前記第１ビームスプリッタから前記第２直線偏光として出射された直線偏光を第２透過光、及び前記第２透過光の振動方向と同じ振動方向を有する第２反射光に分離し、
前記第１透過光及び前記第２透過光を第１偏光子に入射させ、
前記第１反射光及び前記第２反射光を第２偏光子に入射させ、
前記第１透過光及び前記第２透過光によって生成される第１干渉縞を第１検出部により検出し、
前記第１反射光及び前記第２反射光によって生成される第２干渉縞を第２検出部により検出し、
前記第１偏光子及び前記第２偏光子は、前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光の一方の振動方向に対する前記第１偏光子の透過軸の方向と、前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光の前記一方の振動方向に対する前記第２偏光子の透過軸の方向とが互いに直交するように配置されている、分光方法。

【請求項8】

第１ビームスプリッタにより、光を第１直線偏光、及び前記第１直線偏光の振動方向に直交する振動方向を有する第２直線偏光に分離し、
第２ビームスプリッタにより、前記第１ビームスプリッタから前記第１直線偏光として出射された直線偏光を第１透過光、及び前記第１透過光の振動方向と同じ振動方向を有する第１反射光に分離し、前記第２ビームスプリッタにより、前記第１ビームスプリッタから前記第２直線偏光として出射された直線偏光を第２透過光、及び前記第２透過光の振動方向と同じ振動方向を有する第２反射光に分離し、
前記第１透過光及び前記第２透過光を第１偏光子に入射させ、
前記第１反射光及び前記第２反射光を第２偏光子に入射させ、
前記第１透過光及び前記第２透過光によって生成される第１干渉縞を第１検出部により検出し、
前記第１反射光及び前記第２反射光によって生成される第２干渉縞を第２検出部により検出し、
前記第１偏光子及び前記第２偏光子は、前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光の一方の振動方向に対する前記第１偏光子の透過軸の方向と、前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光の前記一方の振動方向に対する前記第２偏光子の透過軸の方向とが互いに同じ方向になるように配置されている、分光方法。

【請求項9】

第１ビームスプリッタにより、光を第１直線偏光、及び前記第１直線偏光の振動方向に直交する振動方向を有する第２直線偏光に分離し、
前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光を偏光子に入射させ、その後、第２ビームスプリッタに入射させ、
前記第２ビームスプリッタにより、前記第１ビームスプリッタから前記第１直線偏光として出射された直線偏光を第１透過光、及び前記第１透過光の振動方向と同じ振動方向を有する第１反射光に分離し、前記第２ビームスプリッタにより、前記第１ビームスプリッタから前記第２直線偏光として出射された直線偏光を第２透過光、及び前記第２透過光の振動方向と同じ振動方向を有する第２反射光に分離し、
前記第１透過光及び前記第２透過光によって生成される第１干渉縞を第１検出部により検出し、
前記第１反射光及び前記第２反射光によって生成される第２干渉縞を第２検出部により検出し、
信号処理部により、前記第１干渉縞と前記第２干渉縞との平均を算出し、前記平均を示すデータをフーリエ変換する、分光方法。

【発明の詳細な説明】

【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、ビームスプリッタにより、光を２つの直線偏光に分離する。特許文献１では、ビームスプリッタとしてサバール板を用いている。特許文献２では、ビームスプリッタとしてウォラストンプリズムを用いている。フーリエ変換分光では、レンズにより２つの直線偏光を集光することにより、干渉縞を生成する。干渉縞は、検出部により検出される。

【0003】

特許文献３では、ビームスプリッタとレンズとの間に偏光子を配置させている。検出部は、偏光子を透過した光線によって生成された干渉縞（第１干渉縞）を検出する。特許文献３では、この干渉縞を検出した後、偏光子の透過軸の向きを変える。その後、検出部は、偏光子を透過した光線によって生成された干渉縞（第２干渉縞）を検出する。特許文献３では、第１干渉縞と第２干渉縞との差を算出する。特許文献２には、この差ではバックグラウンドノイズが取り除かれていると記載されている。

【0004】

特許文献４では、ビームスプリッタ（具体的には、サバール板）から出射された光を偏光ビームスプリッタに入射させている。これにより、サバール板からの光は、互いに直交した振動方向を有する２つの直線偏光に分離される。これにより、一方の直線偏光に基づく第１干渉縞、及び他方の直線偏光に基づく第２干渉縞が同時に生成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平８−１０５７９６号公報

【特許文献2】特開２００２−１６８６９６号公報

【特許文献3】特開平２−２６８２３４号公報

【特許文献4】特開２０１５−１９４３５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献４に記載されているように、フーリエ変換分光では、複数の干渉縞を同時に生成することがある。本発明者は、フーリエ変換分光において、複数の干渉縞を同時に生成するための方法を検討した。

【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、フーリエ変換分光において、新規な方法により、複数の干渉縞を同時に生成することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

分光装置は、第１ビームスプリッタ、第２ビームスプリッタ、第１検出部、及び第２検出部を備えている。第１ビームスプリッタは、光を第１直線偏光及び第２直線偏光に分離する。第１直線偏光の振動方向と第２直線偏光の振動方向とは、互いに直交している。第１直線偏光は、第２ビームスプリッタにより第１透過光及び第１反射光に分離される。第１透過光の振動方向と第１反射光の振動方向とは、互いに同じ方向である。第２直線偏光は、第２ビームスプリッタにより第２透過光及び第２反射光に分離される。第２透過光の振動方向と第２反射光の振動方向とは、互いに同じ方向である。第１検出部は、第１透過光及び第２透過光によって生成される第１干渉縞を検出する。第２検出部は、第１反射光及び第２反射光によって生成される第２干渉縞を検出する。

【0009】

本発明に係る分光方法では、第１ビームスプリッタにより、光を第１直線偏光及び第２直線偏光に分離する。第１直線偏光の振動方向と第２直線偏光の振動方向とは、互いに直交している。第２ビームスプリッタにより、第１直線偏光を第１透過光及び第１反射光に分離する。第１透過光の振動方向と第１反射光の振動方向とは、互いに同じ方向である。第２ビームスプリッタにより、第２直線偏光を第２透過光及び第２反射光に分離する。第２透過光の振動方向と第２反射光の振動方向とは、互いに同じ方向である。第１透過光及び第２透過光によって生成される第１干渉縞を第１検出部により検出する。第１反射光及び第２反射光によって生成される第２干渉縞を第２検出部により検出する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、フーリエ変換分光において、新規な方法により、複数の干渉縞を同時に生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】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2】図１に示した第１ビームスプリッタの詳細を説明するための図である。

【図3】図１の変形例を示す図である。

【図4】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】図４の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【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】

なお、以下に示す説明において、信号処理部９０は、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。信号処理部９０は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされた本図の構成要素を実現するプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶メディア、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置には様々な変形例がある。

【0014】

（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、第１ビームスプリッタ４０、第２ビームスプリッタ６０、第１検出部８２、及び第２検出部８４を備えている。第１ビームスプリッタ４０は、光を第１直線偏光ｏｅ及び第２直線偏光ｅｏに分離する。第１直線偏光ｏｅの振動方向と第２直線偏光ｅｏの振動方向とは、互いに直交している。第１直線偏光ｏｅは、第２ビームスプリッタ６０により第１透過光及び第１反射光に分離される。第１透過光の振動方向と第１反射光の振動方向とは、互いに同じ方向である。第２直線偏光ｅｏは、第２ビームスプリッタ６０により第２透過光及び第２反射光に分離される。第２透過光の振動方向と第２反射光の振動方向とは、互いに同じ方向である。第１検出部８２は、第１透過光及び第２透過光によって生成される第１干渉縞を検出する。第２検出部８４は、第１反射光及び第２反射光によって生成される第２干渉縞を検出する。以下、詳細に説明する。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

レンズ２０からの光は、偏光子３０に入射する。本図に示す例において、偏光子３０に入射する光の光軸から見た場合、偏光子３０の透過軸は、分光装置の高さ方向（図中、Ｙ方向）から４５°傾いている。これにより、偏光子３０を透過した光は、偏光子３０の透過軸と同じ方向に振動する直線偏光となる。

【0018】

偏光子３０からの直線偏光は、第１ビームスプリッタ４０を透過し、２つの直線偏光（第１直線偏光ｏｅ及び第２直線偏光ｅｏ）に分離される。第１直線偏光ｏｅは、分光装置の高さ方向（図中、Ｙ方向）に振動している。第２直線偏光ｅｏは、第１直線偏光ｏｅの振動方向に垂直な方向（図中、Ｘ方向）に振動している。図２を用いて後述するように、第１直線偏光ｏｅとして出射される光が第１ビームスプリッタ４０に入射してから第１ビームスプリッタ４０から出射されるまでに通過する光路長と、第２直線偏光ｅｏとして出射される光が第１ビームスプリッタ４０に入射してから第１ビームスプリッタ４０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。

【0019】

図２は、図１に示した第１ビームスプリッタ４０の詳細を説明するための図である。本図に示す例において、第１ビームスプリッタ４０は、サバール板である。第１ビームスプリッタ４０は、第１結晶板４２及び第２結晶板４４を有している。第１結晶板４２及び第２結晶板４４は、互いに接合している。

【0020】

第１結晶板４２及び第２結晶板４４は、いずれも一軸性結晶により形成されている。第１結晶板４２の材料及び第２結晶板４４の材料は同一である。なお、第１結晶板４２の厚さと第２結晶板４４の厚さとは互いに等しい。本図に示す例では、第１結晶板４２及び第２結晶板４４は、イットリウムバナデート（ＹＶＯ_４）により形成されている。ただし、第１結晶板４２及び第２結晶板４４は、例えば、方解石（ＣａＣＯ_３）、石英（ＳｉＯ_２）、又は酸化チタン（ＴｉＯ_２）により形成されていてもよいし、又は例えば、液晶、複屈折ポリマー、又はポーリングにより光学異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結晶板４２は、第１結晶板４２の光学軸が第１結晶板４２の厚さ方向（図中、Ｚ方向）から４５°傾くように形成されている。同様にして、第２結晶板４４は、第２結晶板４４の光学軸が第２結晶板４４の厚さ方向（図中、Ｚ方向）から４５°傾くように形成されている。第１結晶板４２及び第２結晶板４４は、第１ビームスプリッタ４０（第１結晶板４２及び第２結晶板４４）の厚さ方向（図中、Ｚ方向）から見た場合、第１結晶板４２の光学軸と第２結晶板４４の光学軸が互いに直交するように接合されている。本図に示す例では、第１結晶板４２の光学軸は、第２結晶板４４側に向かうにつれて上側に傾いている。第２結晶板４４の光学軸は、第１結晶板４２の反対側に向かうにつれて右側に傾いている。

【0022】

第１結晶板４２に入射した光は、第１結晶板４２の入射面において常光線ｏ（第１常光線ｏ）と異常光線ｅ（第１常光線ｅ）とに分離する。第１常光線ｏは、第１結晶板４２の入射面で屈折することなく、第１結晶板４２の厚さ方向（図中、Ｚ方向）に沿って直進する。第１常光線ｏは直線偏光である。第１常光線ｏは、第１結晶板４２の光学軸と直交する方向に振動する。これに対して、第１異常光線ｅは、第１結晶板４２の入射面で屈折する。第１異常光線ｅの光軸は、第１結晶板４２の厚さ方向（図中、Ｚ方向）から第１結晶板４２の光学軸と同じ方向に傾く。第１異常光線ｅは直線偏光である。第１異常光線ｅは、第１結晶板４２の光学軸と平行な方向に振動する。

【0023】

第１結晶板４２の常光線ｏは、第２結晶板４４に入射すると、異常光線ｅ（第２異常光線ｅ）となる。第２異常光線ｅは、第１結晶板４２と第２結晶板４４の界面で屈折する。第２異常光線ｅの光軸は、第２結晶板４４の厚さ方向（図中、Ｚ方向）から第２結晶板４４の光学軸と同じ方向に傾く。第２異常光線ｅは直線偏光である。第２異常光線ｅは、第２結晶板４４の光学軸と平行な方向に振動する。これに対して、第１結晶板４２の異常光線ｅは、第２結晶板４４に入射すると、常光線ｏ（第２常光線ｏ）となる。第２常光線ｏは、第２結晶板４４の厚さ方向（図中、Ｚ方向）に沿って直進する。第２常光線ｏは直線偏光である。第２常光線ｏは、第２結晶板４４の光学軸と直交する方向に振動する。

【0024】

第２結晶板４４の異常光線ｅは、第２結晶板４４の出射面で屈折する。これにより、第２結晶板４４の異常光線ｅは、第１直線偏光ｏｅとして第２結晶板４４から出射される。第１直線偏光ｏｅは、第１ビームスプリッタ４０の厚さ方向（図中、Ｚ方向）に沿って直進する。これに対して、第２結晶板４４の常光線ｏは、第２結晶板４４の出射面で屈折することなく、第２直線偏光ｅｏとして第２結晶板４４から出射される。第２直線偏光ｅｏは、第１ビームスプリッタ４０の厚さ方向（図中、Ｚ方向）に沿って直進する。

【0025】

なお、第１ビームスプリッタ４０は、ウォラストンプリズムであってもよい。以下、第１ビームスプリッタ４０はサバール板として説明を行う。

【0026】

図１に戻る。第１直線偏光ｏｅ及び第２直線偏光ｅｏは、第１ビームスプリッタ４０から出射され、レンズ５０を透過する。第１直線偏光ｏｅ及び第２直線偏光ｅｏは、レンズ５０によって第１検出部８２及び第２検出部８４に集光される。

【0027】

レンズ５０を透過した後、第１直線偏光ｏｅ及び第２直線偏光ｅｏは、第２ビームスプリッタ６０に入射する。第２ビームスプリッタ６０は、無偏光ビームスプリッタ、より具体的には本図に示す例においてプレート型無偏光ビームスプリッタである。なお、第２ビームスプリッタ６０は、キューブ型無偏光ビームスプリッタであってもよい。第１直線偏光ｏｅの一部及び第２直線偏光ｅｏの一部は、第２ビームスプリッタ６０を透過し、第１直線偏光ｏｅの他の一部及び第２直線偏光ｅｏの他の一部は、第２ビームスプリッタ６０により反射される。

【0028】

第１直線偏光ｏｅは、第２ビームスプリッタ６０により、第１透過光及び第１反射光に分離される。第２直線偏光ｅｏは、第２ビームスプリッタ６０により、第２透過光及び第２反射光に分離される。上記したように、第２ビームスプリッタ６０は、無偏光ビームスプリッタであり、偏光ビームスプリッタではない。このため、第１透過光の振動方向及び第１反射光の振動方向は、互いに同じ方向となり、具体的には第１直線偏光ｏｅの振動方向と同じ方向になる。同様に、第２透過光の振動方向及び第２反射光の振動方向は、互いに同じ方向となり、具体的には第２直線偏光ｅｏの振動方向と同じ方向になる。さらに、本図に示す例では、第１直線偏光ｏｅは、第１透過光の強度と第１反射光の強度とがほぼ等しくなるように分離され、第２直線偏光ｅｏは、第２透過光の強度と第２反射光の強度とがほぼ等しくなるように分離される。

【0029】

第２ビームスプリッタ６０を透過した光（第１透過光及び第２透過光）は、第１偏光子７２を透過し、第１検出部８２に集光される。この場合、第１直線偏光ｏｅの成分及び第２直線偏光ｅｏの成分によって干渉縞（第１干渉縞）が生成される。第１検出部８２は第１干渉縞を検出する。これに対して、第２ビームスプリッタ６０により反射された光（第１反射光及び第２反射光）は、第２偏光子７４を透過し、第２検出部８４に集光される。この場合、第１直線偏光ｏｅの成分及び第２直線偏光ｅｏの成分によって干渉縞（第２干渉縞）が生成される。第２検出部８４は第２干渉縞を検出する。第１検出部８２及び第２検出部８４は、いずれも、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。

【0030】

本図に示す例において、第１偏光子７２及び第２偏光子７４は、第１直線偏光ｏｅ及び第２直線偏光ｅｏの一方の振動方向（基準方向）に対する第１偏光子７２の透過軸の方向と、上記した基準方向に対する第２偏光子７４の透過軸の方向とが互いに直交するように配置されている。さらに、本図に示す例では、第１偏光子７２は、上記した基準方向に対する第１偏光子７２の透過軸の方向と、上記した基準方向に対する偏光子３０の透過軸の方向とが互いに同じ方向になるように配置されている。

【0031】

第１干渉縞の強度分布Ｉ_１は、

【数1】

によって示すことができる。ただし、Ｉ（σ）は光源１０の光の強度分布であり、σは波数であり、Δは第１直線偏光ｏｅの成分と第２直線偏光ｅｏの成分との光路差である。これに対して、第２干渉縞の強度分布Ｉ_２は、

【数2】

によって示すことができる。第１干渉縞の強度分布Ｉ_１と第２干渉縞の強度分布Ｉ_２との差は、

【数3】

となる。

【0032】

第１検出部８２の検出結果を示す信号及び第２検出部８４の検出結果を示す信号は、信号処理部９０に送信される。信号処理部９０は、これらの信号に基づいて、強度分布Ｉ_１と強度分布Ｉ_２との差を算出する。さらに、信号処理部９０は、この差を示すデータをフーリエ変換する。式（３）から明らかなように、強度分布Ｉ_１と強度分布Ｉ_２との差においては、強度分布のバックグラウンドノイズ（式（１）及び式（２）における第１項）が除去されるとともに、光路差Δに依存する信号成分（式（１）及び式（２）における第２項）を２倍にすることができる。

【0033】

以上、本実施形態によれば、第１ビームスプリッタ４０によって光を第１直線偏光ｏｅ及び第２直線偏光ｅｏに分離する。第１直線偏光ｏｅは、第２ビームスプリッタ６０によって第１透過光及び第１反射光に分離され、第２直線偏光ｅｏは、第２ビームスプリッタ６０によって第２透過光及び第２反射光に分離される。第１透過光及び第２透過光によって第１干渉縞が生成される。第１反射光及び第２反射光によって第２干渉縞が生成される。このようにして、本実施形態では、複数の干渉縞を同時に生成することができる。

【0034】

さらに、本実施形態においては、第１ビームスプリッタ４０と第２ビームスプリッタ６０の間にレンズ５０が配置されている。言い換えると、第２ビームスプリッタ６０からの透過光（第１透過光及び第２透過光）が入射するレンズ、及び第２ビームスプリッタ６０からの反射光（第１反射光及び第２反射光）が入射するレンズを別々に設ける必要がない。このため、分光装置の光学系を簡素にすることができる。

【0035】

図３は、図１の変形例を示す図である。本図に示すように、レンズ５０は、第２ビームスプリッタ６０と第１検出部８２との間、及び第２ビームスプリッタ６０と第２検出部８４との間それぞれに設けられていてもよい。本図に示す例では、第２ビームスプリッタ６０を透過した光（第１透過光及び第２透過光）は、レンズ５０（レンズ５２）を透過し、その後、第１偏光子７２を透過する。第１透過光及び第２透過光は、レンズ５２により集光される。第２ビームスプリッタ６０により反射された光（第１反射光及び第２反射光）は、レンズ５０（レンズ５４）を透過し、第２偏光子７４を透過する。第１反射光及び第２反射光は、レンズ５４により集光される。

【0036】

なお、レンズ５２は、第２ビームスプリッタ６０と第１偏光子７２の間に代えて、第１偏光子７２と第１検出部８２の間に配置してもよい。この場合、第１透過光及び第２透過光は、第１偏光子７２を透過し、その後、レンズ５２を透過する。同様にして、レンズ５４は、第２ビームスプリッタ６０と第２偏光子７４の間に代えて、第２偏光子７４と第２検出部８４の間に配置してもよい。この場合、第１反射光及び第２反射光は、第２偏光子７４を透過し、その後、レンズ５４を透過する。

【0037】

（第２の実施形態）
図４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。

【0038】

本実施形態においては、第１偏光子７２及び第２偏光子７４は、第１直線偏光ｏｅ及び第２直線偏光ｅｏの一方の振動方向（基準方向）に対する第１偏光子７２の透過軸の方向と、上記した基準方向に対する第２偏光子７４の透過軸の方向とが互いに同じ方向になるように配置されている。さらに、第１偏光子７２及び第２偏光子７４は、上記した基準方向に対する第１偏光子７２の透過軸の方向と、上記した基準方向に対する第２偏光子７４の透過軸の方向と、上記した基準方向に対する偏光子３０の方向とが互いに同じ方向になるように配置されている。

【0039】

本図に示す例においても、第１偏光子７２を透過した光によって第１干渉縞が生成され、第２偏光子７４を透過した光によって第２干渉縞が生成される。本図に示す例では、上記したように、基準方向に対する第１偏光子７２の透過軸の方向と、基準方向に対する第２偏光子７４の透過軸の方向とが互いに同じ方向であるため、第１干渉縞の強度及び第２干渉縞の強度は、いずれも、上記した式（１）に示したようになる。

【0040】

第１検出部８２の検出結果を示す信号及び第２検出部８４の検出結果を示す信号は、信号処理部９０に送信される。信号処理部９０は、これらの信号に基づいて、第１干渉縞（第１検出部８２の検出結果）と第２干渉縞（第２検出部８４の検出結果）との平均を算出する。さらに、信号処理部９０は、この平均を示すデータをフーリエ変換する。本図に示す例では、第１検出部８２及び第２検出部８４において画素欠けが生じていたとしても、その影響を抑制することができる。

【0041】

図５は、図４の変形例を示す図である。本図に示すように、レンズ５０と第２ビームスプリッタ６０の間に偏光子７０を配置してもよい。本図に示す例において、偏光子７０は、第１直線偏光ｏｅ及び第２直線偏光ｅｏの一方の振動方向（基準方向）に対する偏光子７０の透過軸の方向と、上記した基準方向に対する偏光子３０の透過軸の方向とが同じ方向になるように配置されている。これにより、本図に示す例では、図４に示した例と同様にして、第２ビームスプリッタ６０を透過した光（第１透過光及び第２透過光）によって生成される干渉縞（第１干渉縞）と、第２ビームスプリッタ６０により反射された光（第１反射光及び第２反射光）によって生成される干渉縞（第２干渉縞）とは、上記した式（１）に示したようになる。

【0042】

本図に示す例においても、信号処理部９０は、第１干渉縞と第２干渉縞との平均を算出し、この平均を示すデータをフーリエ変換する。このため、第１検出部８２及び第２検出部８４において画素欠けが生じていたとしても、その影響を抑制することができる。

【0043】

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。

【符号の説明】

【0044】

１０ 光源
２０ レンズ
３０ 偏光子
４０ 第１ビームスプリッタ
４２ 第１結晶板
４４ 第２結晶板
５０ レンズ
５２ レンズ
５４ レンズ
６０ 第２ビームスプリッタ
７０ 偏光子
７２ 第１偏光子
７４ 第２偏光子
８２ 第１検出部
８４ 第２検出部
９０ 信号処理部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】