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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024165092
(43)【公開日】2024-11-28
(54)【発明の名称】測定装置、測定方法、及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G01J 3/18 20060101AFI20241121BHJP
【ＦＩ】
G01J3/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023080954
(22)【出願日】2023-05-16
(71)【出願人】
【識別番号】000006507
【氏名又は名称】横河電機株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】596157780
【氏名又は名称】横河計測株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100202326
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 大佑
(72)【発明者】
【氏名】石原 元太郎
(72)【発明者】
【氏名】松川 弘明
【テーマコード（参考）】
2G020
【Ｆターム（参考）】
2G020CB02
2G020CC04
2G020CC42
2G020CC55
2G020CD04
(57)【要約】
【課題】被測定光の測定スペクトルに対してダイナミックレンジを向上させることが可能な測定装置を提供する。
【解決手段】本開示に係る測定装置１は、制御部８０と、被測定光Ｌ１を通過させる開口部１３２ａが形成されている光学素子を有する分光器１０と、を備え、制御部８０は、被測定光Ｌ１のビームスポットＰが開口部１３２ａ内で第１位置ｘ１にあるときの第１スペクトルＳ１（ｉ）及び第２位置ｘ２にあるときの第２スペクトルＳ２（ｉ）を少なくとも合成して狭窄化した被測定光Ｌ１の合成スペクトルＳｒ（ｉ）を生成する第１処理を実行し、第１位置ｘ１は、ビームスポットＰの開口部１３２ａ内での基準位置ｘ０から所定方向Ｄの一方側にずれた位置を含み、第２位置ｘ２は、基準位置ｘ０から他方側にずれた位置を含む。
【選択図】図４
【解決手段】本開示に係る測定装置１は、制御部８０と、被測定光Ｌ１を通過させる開口部１３２ａが形成されている光学素子を有する分光器１０と、を備え、制御部８０は、被測定光Ｌ１のビームスポットＰが開口部１３２ａ内で第１位置ｘ１にあるときの第１スペクトルＳ１（ｉ）及び第２位置ｘ２にあるときの第２スペクトルＳ２（ｉ）を少なくとも合成して狭窄化した被測定光Ｌ１の合成スペクトルＳｒ（ｉ）を生成する第１処理を実行し、第１位置ｘ１は、ビームスポットＰの開口部１３２ａ内での基準位置ｘ０から所定方向Ｄの一方側にずれた位置を含み、第２位置ｘ２は、基準位置ｘ０から他方側にずれた位置を含む。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
制御部と、
被測定光を通過させる開口部が形成されている光学素子を有する分光器と、
を備え、
前記制御部は、前記被測定光のビームスポットが前記開口部内で第１位置にあるときの第１スペクトル及び第２位置にあるときの第２スペクトルを少なくとも合成して狭窄化した前記被測定光の合成スペクトルを生成する第１処理を実行し、
前記第１位置は、前記ビームスポットの前記開口部内での基準位置から所定方向の一方側にずれた位置を含み、
前記第２位置は、前記基準位置から他方側にずれた位置を含む、
測定装置。
被測定光を通過させる開口部が形成されている光学素子を有する分光器と、
を備え、
前記制御部は、前記被測定光のビームスポットが前記開口部内で第１位置にあるときの第１スペクトル及び第２位置にあるときの第２スペクトルを少なくとも合成して狭窄化した前記被測定光の合成スペクトルを生成する第１処理を実行し、
前記第１位置は、前記ビームスポットの前記開口部内での基準位置から所定方向の一方側にずれた位置を含み、
前記第２位置は、前記基準位置から他方側にずれた位置を含む、
測定装置。
【請求項2】
請求項１に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記第１スペクトル及び前記第２スペクトルのうち各測定点でより低い強度を有するスペクトルを用いて前記合成スペクトルを生成する、
測定装置。
前記制御部は、前記第１スペクトル及び前記第２スペクトルのうち各測定点でより低い強度を有するスペクトルを用いて前記合成スペクトルを生成する、
測定装置。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記第１位置及び前記第２位置の少なくとも一方を、前記第１処理の実行前に測定により予め決定する前処理を実行する、
測定装置。
前記制御部は、前記第１位置及び前記第２位置の少なくとも一方を、前記第１処理の実行前に測定により予め決定する前処理を実行する、
測定装置。
【請求項4】
請求項３に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記前処理において、前記ビームスポットの位置を前記基準位置から前記一方側に所定距離ごとにずらして光スペクトルの強度が維持される第１距離範囲を算出し、前記第１距離範囲に基づいて前記第１位置を決定する、
測定装置。
前記制御部は、前記前処理において、前記ビームスポットの位置を前記基準位置から前記一方側に所定距離ごとにずらして光スペクトルの強度が維持される第１距離範囲を算出し、前記第１距離範囲に基づいて前記第１位置を決定する、
測定装置。
【請求項5】
請求項３に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記前処理において、前記ビームスポットの位置を前記基準位置から前記他方側に所定距離ごとにずらして光スペクトルの強度が維持される第２距離範囲を算出し、前記第２距離範囲に基づいて前記第２位置を決定する、
測定装置。
前記制御部は、前記前処理において、前記ビームスポットの位置を前記基準位置から前記他方側に所定距離ごとにずらして光スペクトルの強度が維持される第２距離範囲を算出し、前記第２距離範囲に基づいて前記第２位置を決定する、
測定装置。
【請求項6】
請求項１又は２に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記第１処理において、前記第１スペクトル及び前記第２スペクトルを合成したときに前記合成スペクトルにおいて互いに隣接する一対のピークの間に局所ピークが発生しているか否かを判定する、
測定装置。
前記制御部は、前記第１処理において、前記第１スペクトル及び前記第２スペクトルを合成したときに前記合成スペクトルにおいて互いに隣接する一対のピークの間に局所ピークが発生しているか否かを判定する、
測定装置。
【請求項7】
請求項６に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記第１スペクトル及び前記第２スペクトルに加え、前記ビームスポットが前記基準位置にあるときの第３スペクトルも合成して前記合成スペクトルを生成する、
測定装置。
前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記第１スペクトル及び前記第２スペクトルに加え、前記ビームスポットが前記基準位置にあるときの第３スペクトルも合成して前記合成スペクトルを生成する、
測定装置。
【請求項8】
請求項７に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記第１スペクトル、前記第２スペクトル、及び前記第３スペクトルのうち各測定点で最低となる強度を有するスペクトルを用いて前記合成スペクトルを生成する、
測定装置。
前記制御部は、前記第１スペクトル、前記第２スペクトル、及び前記第３スペクトルのうち各測定点で最低となる強度を有するスペクトルを用いて前記合成スペクトルを生成する、
測定装置。
【請求項9】
請求項６に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記局所ピークを他の部分と異なる態様で表示させる、
測定装置。
前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記局所ピークを他の部分と異なる態様で表示させる、
測定装置。
【請求項10】
請求項６に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記局所ピークの両側のデータに基づいて補間処理を実行し、前記局所ピークでの光スペクトルデータを更新する、
測定装置。
前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記局所ピークの両側のデータに基づいて補間処理を実行し、前記局所ピークでの光スペクトルデータを更新する、
測定装置。
【請求項11】
請求項１０に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記合成スペクトルにおいてデータが更新された部分を他の部分と異なる態様で表示させる、
測定装置。
前記制御部は、前記合成スペクトルにおいてデータが更新された部分を他の部分と異なる態様で表示させる、
測定装置。
【請求項12】
請求項６に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記基準位置で前記被測定光の基準スペクトルを測定する第２処理に切り替える、
測定装置。
前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記基準位置で前記被測定光の基準スペクトルを測定する第２処理に切り替える、
測定装置。
【請求項13】
請求項１又は２に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記基準位置で前記被測定光の基準スペクトルを測定する第２処理及び前記第１処理のいずれかを、ユーザの選択入力に応じて切り替えて実行する、
測定装置。
前記制御部は、前記基準位置で前記被測定光の基準スペクトルを測定する第２処理及び前記第１処理のいずれかを、ユーザの選択入力に応じて切り替えて実行する、
測定装置。
【請求項14】
請求項１又は２に記載の測定装置であって、
前記基準位置は、前記開口部における前記所定方向の中心位置を含む、
測定装置。
前記基準位置は、前記開口部における前記所定方向の中心位置を含む、
測定装置。
【請求項15】
請求項１又は２に記載の測定装置であって、
前記所定方向は、前記開口部の短手方向を含む、
測定装置。
前記所定方向は、前記開口部の短手方向を含む、
測定装置。
【請求項16】
請求項１又は２に記載の測定装置であって、
前記基準位置から前記第１位置までの第１距離と前記基準位置から前記第２位置までの第２距離とは、互いに同一である、
測定装置。
前記基準位置から前記第１位置までの第１距離と前記基準位置から前記第２位置までの第２距離とは、互いに同一である、
測定装置。
【請求項17】
請求項１又は２に記載の測定装置であって、
前記第１位置は、前記ビームスポットの前記一方側の第１端部が前記開口部の第１縁に当たるときの前記ビームスポットの中心位置を含む、
測定装置。
前記第１位置は、前記ビームスポットの前記一方側の第１端部が前記開口部の第１縁に当たるときの前記ビームスポットの中心位置を含む、
測定装置。
【請求項18】
請求項１又は２に記載の測定装置であって、
前記第２位置は、前記ビームスポットの前記他方側の第２端部が前記開口部の第２縁に当たるときの前記ビームスポットの中心位置を含む、
測定装置。
前記第２位置は、前記ビームスポットの前記他方側の第２端部が前記開口部の第２縁に当たるときの前記ビームスポットの中心位置を含む、
測定装置。
【請求項19】
被測定光を通過させる開口部が形成されている光学素子を有する分光器を備える測定装置により実行される測定方法であって、
前記被測定光のビームスポットが前記開口部内で第１位置にあるときの第１スペクトル及び第２位置にあるときの第２スペクトルを少なくとも合成して狭窄化した前記被測定光の合成スペクトルを生成する第１処理を実行するステップを含み、
前記第１位置は、前記ビームスポットの前記開口部内での基準位置から所定方向の一方側にずれた位置を含み、
前記第２位置は、前記基準位置から他方側にずれた位置を含む、
測定方法。
前記被測定光のビームスポットが前記開口部内で第１位置にあるときの第１スペクトル及び第２位置にあるときの第２スペクトルを少なくとも合成して狭窄化した前記被測定光の合成スペクトルを生成する第１処理を実行するステップを含み、
前記第１位置は、前記ビームスポットの前記開口部内での基準位置から所定方向の一方側にずれた位置を含み、
前記第２位置は、前記基準位置から他方側にずれた位置を含む、
測定方法。
【請求項20】
被測定光を通過させる開口部が形成されている光学素子を有する分光器を備える測定装置に、
前記被測定光のビームスポットが前記開口部内で第１位置にあるときの第１スペクトル及び第２位置にあるときの第２スペクトルを少なくとも合成して狭窄化した前記被測定光の合成スペクトルを生成する第１処理を実行するステップを含む動作を実行させ、
前記第１位置は、前記ビームスポットの前記開口部内での基準位置から所定方向の一方側にずれた位置を含み、
前記第２位置は、前記基準位置から他方側にずれた位置を含む、
プログラム。
前記被測定光のビームスポットが前記開口部内で第１位置にあるときの第１スペクトル及び第２位置にあるときの第２スペクトルを少なくとも合成して狭窄化した前記被測定光の合成スペクトルを生成する第１処理を実行するステップを含む動作を実行させ、
前記第１位置は、前記ビームスポットの前記開口部内での基準位置から所定方向の一方側にずれた位置を含み、
前記第２位置は、前記基準位置から他方側にずれた位置を含む、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、測定装置、測定方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば波長領域において高い分解能又はシャープなフィルタ特性を得るために、被測定光を回折格子に複数回入射させると共に複数のスリットを通過させるマルチパス方式の分光器が知られている。
【0003】
例えば、特許文献１には、マルチパス方式の分光器であって、最終の分光経路より前の分光経路にて生じた散乱光の一部が最終の分光経路での回折光と同一光路をたどる場合に生じる、分光特性上の分解能及びダイナミックレンジの悪化を抑制する分光器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００９－１７５０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、より広いダイナミックレンジでシャープな測定スペクトルを被測定光に対し得るという観点でさらなる改善の余地があった。
【0006】
本開示は、被測定光の測定スペクトルに対してダイナミックレンジを向上させることが可能な測定装置、測定方法、及びプログラム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】
【0007】
幾つかの実施形態に係る測定装置は、制御部と、被測定光を通過させる開口部が形成されている光学素子を有する分光器と、を備え、前記制御部は、前記被測定光のビームスポットが前記開口部内で第１位置にあるときの第１スペクトル及び第２位置にあるときの第２スペクトルを少なくとも合成して狭窄化した前記被測定光の合成スペクトルを生成する第１処理を実行し、前記第１位置は、前記ビームスポットの前記開口部内での基準位置から所定方向の一方側にずれた位置を含み、前記第２位置は、前記基準位置から他方側にずれた位置を含む。
【0008】
これにより、測定装置は、被測定光の合成スペクトルに対してダイナミックレンジを向上させることが可能である。測定装置は、第１スペクトル及び第２スペクトルを少なくとも合成して合成スペクトルを生成する第１処理を実行する。これにより、測定装置は、スリット幅が理想的なスポットサイズと同一になるような場合と同様に、広いダイナミックレンジでシャープな合成スペクトルのデータを取得することができる。
【0009】
一実施形態における測定装置では、前記制御部は、前記第１スペクトル及び前記第２スペクトルのうち各測定点でより低い強度を有するスペクトルを用いて前記合成スペクトルを生成してもよい。これにより、測定装置は、第１スペクトル及び第２スペクトルの各々に対して狭窄化された合成スペクトルを生成可能である。
【0010】
一実施形態における測定装置では、前記制御部は、前記第１位置及び前記第２位置の少なくとも一方を、前記第１処理の実行前に測定により予め決定する前処理を実行してもよい。これにより、測定装置は、第１処理における第１スペクトル及び第２スペクトルの測定を精度良く実行することができる。
【0011】
一実施形態における測定装置では、前記制御部は、前記前処理において、前記ビームスポットの位置を前記基準位置から前記一方側に所定距離ごとにずらして光スペクトルの強度が維持される第１距離範囲を算出し、前記第１距離範囲に基づいて前記第１位置を決定してもよい。これにより、測定装置は、第１位置を精度良く決定することができる。
【0012】
一実施形態における測定装置では、前記制御部は、前記前処理において、前記ビームスポットの位置を前記基準位置から前記他方側に所定距離ごとにずらして光スペクトルの強度が維持される第２距離範囲を算出し、前記第２距離範囲に基づいて前記第２位置を決定してもよい。これにより、測定装置は、第２位置を精度良く決定することができる。
【0013】
一実施形態における測定装置では、前記制御部は、前記第１処理において、前記第１スペクトル及び前記第２スペクトルを合成したときに前記合成スペクトルにおいて互いに隣接する一対のピークの間に局所ピークが発生しているか否かを判定してもよい。これにより、測定装置は、測定対象となるレーザー光には本来含まれていないような、測定データとして望ましくない局所ピークに対処することも可能になる。例えば、測定装置は、このような局所ピークを軽減するような演算処理を実行することも可能である。
【0014】
一実施形態における測定装置では、前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記第１スペクトル及び前記第２スペクトルに加え、前記ビームスポットが前記基準位置にあるときの第３スペクトルも合成して前記合成スペクトルを生成してもよい。これにより、測定装置は、局所ピークの発生を抑制しつつ、ダイナミックレンジが広いシャープな合成スペクトルを生成することが可能である。
【0015】
一実施形態における測定装置では、前記制御部は、前記第１スペクトル、前記第２スペクトル、及び前記第３スペクトルのうち各測定点で最低となる強度を有するスペクトルを用いて前記合成スペクトルを生成してもよい。これにより、測定装置は、局所ピークの発生を抑制しつつ、第１スペクトル、第２スペクトル、及び第３スペクトルの各々に対して狭窄化された合成スペクトルを生成可能である。
【0016】
一実施形態における測定装置では、前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記局所ピークを他の部分と異なる態様で表示させてもよい。これにより、測定装置は、合成スペクトルにおける局所ピークの位置を、ユーザに明瞭に示すことができる。ユーザは、測定された合成スペクトルにおいてどの部分が局所ピークであるのかを容易に判別することができる。
【0017】
一実施形態における測定装置では、前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記局所ピークの両側のデータに基づいて補間処理を実行し、前記局所ピークでの光スペクトルデータを更新してもよい。これにより、測定装置は、第３スペクトルに関連する処理を実行したときと同様に、合成スペクトルにおける局所ピークを軽減可能である。
【0018】
一実施形態における測定装置では、前記制御部は、前記合成スペクトルにおいてデータが更新された部分を他の部分と異なる態様で表示させてもよい。これにより、測定装置は、合成スペクトルにおいてデータが更新された部分の位置を、ユーザに明瞭に示すことができる。ユーザは、測定された合成スペクトルにおいてどの部分がデータ更新されているのかを容易に判別することができる。
【0019】
一実施形態における測定装置では、前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記基準位置で前記被測定光の基準スペクトルを測定する第２処理に切り替えてもよい。これにより、測定装置は、局所ピークを示さない基準スペクトルに基づいて被測定光の光スペクトルデータを取得可能である。
【0020】
一実施形態における測定装置では、前記制御部は、前記基準位置で前記被測定光の基準スペクトルを測定する第２処理及び前記第１処理のいずれかを、ユーザの選択入力に応じて切り替えて実行してもよい。これにより、測定装置は、合成スペクトルによりダイナミックレンジを向上させるか、又は基準スペクトルによりダイナミックレンジが低下しても測定時間を短縮させるかをユーザに選択可能にさせる。ユーザは、ダイナミックレンジよりも測定時間の短縮を目的とする場合には、測定装置に基準スペクトルのデータを取得させ、ダイナミックレンジの向上を目的とする場合には、測定装置に合成スペクトルのデータを取得させることも可能となる。したがって、測定装置の利便性が向上する。
【0021】
一実施形態における測定装置では、前記基準位置は、前記開口部における前記所定方向の中心位置を含んでもよい。これにより、測定装置は、合成スペクトルについて波形の左右対称性を向上させることが可能である。
【0022】
一実施形態における測定装置では、前記所定方向は、前記開口部の短手方向を含んでもよい。これにより、測定装置は、当該短手方向に沿ってビームスポットの周辺に混在する迷光を光学素子により除去可能である。測定装置は、このような短手方向に混在する迷光による合成スペクトルへの影響を抑制可能である。
【0023】
一実施形態における測定装置では、前記基準位置から前記第１位置までの第１距離と前記基準位置から前記第２位置までの第２距離とは、互いに同一であってもよい。これにより、測定装置は、合成スペクトルについて波形の左右対称性を向上させることが可能である。
【0024】
一実施形態における測定装置では、前記第１位置は、前記ビームスポットの前記一方側の第１端部が前記開口部の第１縁に当たるときの前記ビームスポットの中心位置を含んでもよい。これにより、測定装置は、ビームスポットに対して所定方向の一方側に混在する迷光を、開口部を有する光学素子により最も多く除去することが可能となる。
【0025】
一実施形態における測定装置では、前記第２位置は、前記ビームスポットの前記他方側の第２端部が前記開口部の第２縁に当たるときの前記ビームスポットの中心位置を含んでもよい。これにより、測定装置は、ビームスポットに対して所定方向の他方側に混在する迷光を、開口部を有する光学素子により最も多く除去することが可能となる。
【0026】
幾つかの実施形態に係る測定方法は、被測定光を通過させる開口部が形成されている光学素子を有する分光器を備える測定装置により実行される測定方法であって、前記被測定光のビームスポットが前記開口部内で第１位置にあるときの第１スペクトル及び第２位置にあるときの第２スペクトルを少なくとも合成して狭窄化した前記被測定光の合成スペクトルを生成する第１処理を実行するステップを含み、前記第１位置は、前記ビームスポットの前記開口部内での基準位置から所定方向の一方側にずれた位置を含み、前記第２位置は、前記基準位置から他方側にずれた位置を含む。
【0027】
これにより、測定装置は、被測定光の合成スペクトルに対してダイナミックレンジを向上させることが可能である。測定装置は、第１スペクトル及び第２スペクトルを少なくとも合成して合成スペクトルを生成する第１処理を実行する。これにより、測定装置は、スリット幅が理想的なスポットサイズと同一になるような場合と同様に、広いダイナミックレンジでシャープな合成スペクトルのデータを取得することができる。
【0028】
幾つかの実施形態に係るプログラムは、被測定光を通過させる開口部が形成されている光学素子を有する分光器を備える測定装置に、前記被測定光のビームスポットが前記開口部内で第１位置にあるときの第１スペクトル及び第２位置にあるときの第２スペクトルを少なくとも合成して狭窄化した前記被測定光の合成スペクトルを生成する第１処理を実行するステップを含む動作を実行させ、前記第１位置は、前記ビームスポットの前記開口部内での基準位置から所定方向の一方側にずれた位置を含み、前記第２位置は、前記基準位置から他方側にずれた位置を含む。
【0029】
これにより、測定装置は、被測定光の合成スペクトルに対してダイナミックレンジを向上させることが可能である。測定装置は、第１スペクトル及び第２スペクトルを少なくとも合成して合成スペクトルを生成する第１処理を実行する。これにより、測定装置は、スリット幅が理想的なスポットサイズと同一になるような場合と同様に、広いダイナミックレンジでシャープな合成スペクトルのデータを取得することができる。
【発明の効果】
【0030】
本開示によれば、被測定光の測定スペクトルに対してダイナミックレンジを向上させることが可能な測定装置、測定方法、及びプログラムを提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本開示の一実施形態に係る測定装置が有する分光器の構成の一例を示す模式図である。
【図2】本開示の一実施形態に係る測定装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図11】従来技術の問題点を説明するための第１図である。
【図12】従来技術の問題点を説明するための第２図である。
【図13】従来技術の問題点を説明するための第３図である。
【図14】従来技術の問題点を説明するための第４図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
従来技術の背景及び問題点についてより詳細に説明する。
【0033】
特許文献１にも一例として開示されているように、モノクロメータなどの分光器の性能を表す分解能及びダイナミックレンジについて、高い分解能及び広いダイナミックレンジを得るために、マルチパス方式の分光器が知られている。マルチパス方式の分光器は、被測定光を回折格子に複数回入射させると共に複数のスリットを通過させる。
【0034】
特許文献１に記載のマルチパス方式の分光器は、差分散方式に基づく。差分散方式の分光器は、光入射手段から第1スリットまでの第１分光経路と、第１スリットから第２スリットまでの第２分光経路とを有する。当該分光器では、被測定光は、第１分光経路及び第２分光経路の順に通過する。
【0035】
このような構成を有するマルチパス方式の分光器によれば、第１分光経路により被測定光が分散分光され、第１分光経路により分散分光された被測定光が第２分光経路にて第２スリット上に結像し第２スリットを通過する。このとき、第２スリットの開口部に結像した被測定光のビームスポットの周辺には、分光器内部で発生した被測定光の散乱光及びその他の迷光が混在する。このような迷光は、被測定光の測定スペクトルにおいてシャープさを低減させ、ダイナミックレンジの低下を招く。
【0036】
一例として、第２スリットは、このような迷光を遮って除去し、迷光が光検出器へ入射しないようにする。したがって、被測定光の光路に２段の光学フィルタを直列に配置した場合と同様の効果が得られ、高い分解能及び広いダイナミックレンジが得られる。以上のように、第２スリットは、被測定光の測定スペクトルをシャープにしてダイナミックレンジを向上させる機能を有する。
【0037】
図１１は、従来技術の問題点を説明するための第１図である。図１１は、第２スリットにおける被測定光のビームスポットのスポットサイズと開口部として形成されているスリットのスリット幅との関係性を説明するための図である。
【0038】
第２スリットは、開口部の周辺部を構成するスリット板１０１と、スリット板１０１において開口部として形成されているスリット１０２と、を有する。スリット１０２は、ビームスポットとして構成される被測定光を通過させる。スリット板１０１のスリット１０２に結像したビームスポット１０３に関連して、スリット１０２のスリット幅をｗと表記し、ビームスポット１０３のスポットサイズをｓと表記する。
【0039】
従来の分光器を用いて被測定光の光スペクトルを測定するときの処理の流れについて説明する。分光器を用いて測定が開始されると、ビームスポット１０３に対しスリット１０２の位置を調整するためにモータが制御され、ビームスポット１０３がスリット１０２の中心位置に配置されるように、第２スリットの位置が調整される。例えば、分光器を有する測定装置が持ち運びされると、分光器が有するミラー及びレンズなどの光学素子のアライメントがずれて、ビームスポット１０３の位置が若干ずれたりする。このようなずれを解消して、ビームスポット１０３をスリット１０２の中心位置に配置するために、第２スリットにモータが取り付けられている。
【0040】
分光器の回折格子を回転させて被測定光に対し波長掃引が行われることで、被測定光の測定スペクトルＳ（ｉ）のデータが取得される。これにより、分光器を用いた測定が終了する。上述した処理に基づき第２スリットの位置が中心に調整されることで、被測定光の測定スペクトルについて波形の左右対称性が向上する。
【0041】
図１２は、従来技術の問題点を説明するための第２図である。図１２は、従来技術を用いて測定した被測定光の光スペクトルの一例を示す。被測定光として、単一縦モードのレーザー光である波長１５２３ｎｍのＨｅＮｅレーザー光が用いられている。図１２のグラフにおいて、横軸が波長、縦軸が光の強度、すなわち被測定光の測定スペクトルの強度を表す。
【0042】
図１３は、従来技術の問題点を説明するための第３図である。図１３は、スリット幅ｗが互いに異なる複数の第２スリットを用意したときの、スリット幅ｗとスポットサイズｓとの関係性を表す。図１３に示される例では、スポットサイズｓは１０μｍである。スリット幅ｗは、（ａ）１２μｍ、（ｂ）１０μｍ、（ｃ）８μｍである。
【0043】
【0044】
図１３の（ａ）に示される例のようにスリット幅ｗがスポットサイズｓよりも広い場合、図１４において実線のグラフで示されるように、迷光が混在して測定スペクトルが幅広となっている。被測定光の測定スペクトルにおいてシャープさが低減し、ダイナミックレンジが低下している。図１３の（ｂ）に示される例を参照すると、スリット幅ｗがスポットサイズｓと同一である場合、図１４において点線のグラフで示されるように、実線のグラフと比較して、ダイナミックレンジが広くシャープな測定スペクトルが得られている。これは、スリット幅ｗが狭いことで、ビームスポット１０３の周辺に混在する迷光が除去されるためである。
【0045】
一方で、図１３の（ｃ）に示される例のようにスリット幅ｗがスポットサイズｓよりも狭い場合、スリット１０２が狭すぎるため、本来であればスリット１０２を通過すべき分散分光された被測定光の一部が第２スリットにより遮られてしまう。その結果、図１４において破線のグラフで示されるように、測定した光スペクトルのデータにおいて光の強度が低下し、そのピーク強度が低下する。
【0046】
以上のように、第２スリットなどのスリットにより迷光を除去する場合、スリット幅ｗが狭い方が広い場合に比べて迷光をより除去し、ダイナミックレンジがより広いシャープな測定スペクトルが得られる。したがって、シャープな測定スペクトルを得るという観点では、スリット幅ｗは狭く設定するのが望ましい。しかしながら、スリット幅ｗがスポットサイズｓよりも狭くなると、スリットを通過すべき被測定光の一部が遮られてしまい、測定スペクトルの強度が低下する。
【0047】
したがって、スリット幅ｗをスポットサイズｓと同一とすることが、強度低下がなく、かつ、ダイナミックレンジが広いシャープな測定スペクトルを得られる条件となる。
【0048】
一般的に、分光器を構成する光学部品の性能ばらつきなどにより光学的な収差が発生し、実際の光学系ではスポットサイズｓは理想的なサイズよりも若干大きくなる。分光器の量産時には、個々の分光器でスポットサイズｓが若干ばらつく。したがって、スポットサイズｓのばらつきの発生に対処するために、スリット幅ｗは、理想的なスポットサイズｓに対して設定される値よりも若干大きな値に設定する必要がある。このようにスリット幅ｗを多少広くする必要があるため、結果的に、被測定光の測定スペクトルのシャープさが低減するという問題があった。
【0049】
本開示は、以上のような問題点を解決するために、被測定光の測定スペクトルに対してダイナミックレンジを向上させることが可能な測定装置、測定方法、及びプログラムを提供することを目的とする。例えば、本開示は、スリット幅ｗを理想的なスポットサイズｓに比べて多少広くする必要がある場合でも、スリット幅ｗが理想的なスポットサイズｓと同一になるような場合と同様に、広いダイナミックレンジでシャープな測定スペクトルを得られるようにすることを目的とする。
【0050】
以下では、添付図面を参照しながら本開示の一実施形態について主に説明する。
【0051】
【0052】
一実施形態に係る分光器１０は、例えば光ファイバなどの導光部品２から出射して分光器１０に入射した被測定光Ｌ１を分光する。分光器１０は、回折格子１１と、複数の分光系Ｓと、少なくとも１つの折り返し光学系Ｔと、を有する。一実施形態に係る分光器１０は、２つの分光系Ｓと、１つの折り返し光学系Ｔと、を有する。以下では、２つの分光系Ｓを互いに区別する場合には、第１分光系Ｓ１及び第２分光系Ｓ２と表記する。
【0053】
回折格子１１は、一定間隔で平行に延在している複数の刻線Ｃを有する反射板である。回折格子１１は、回折格子１１に入射する光を分散分光してその回折光を戻り光として出射させる。回折格子１１は、任意の駆動機構により、刻線Ｃの延在方向Ｙと平行に延在する回折格子１１の中央部の回転軸Ｒを中心にして回動可能である。回折格子１１は、入射する光に対する刻線Ｃの見かけ上の間隔を任意に変更可能である。
【0054】
複数の分光系Ｓは、分光系Ｓに入射した光を平行光化するコリメータ１２をそれぞれ有する。コリメータ１２は、コリメータ１２によって平行光化されて回折格子１１に入射した光の回折格子１１からの戻り光を集光する。コリメータ１２は、分光系Ｓの入射側と回折格子１１との間に配置されている。コリメータ１２は、例えばコリメーションレンズを含む。
【0055】
複数の分光系Ｓは、コリメータ１２によって平行光化されて回折格子１１に入射した光の回折格子１１からの戻り光が焦点を結ぶ位置に配置され、戻り光の少なくとも一部を通過させる光学素子１３をそれぞれ有する。例えば、光学素子１３は、回折格子１１からの戻り光がコリメータ１２によって焦点を結ぶ位置に配置されている。光学素子１３は、例えばスリット、ピンホール、及びアパーチャなどの任意の光学素子を含む。
【0056】
第１分光系Ｓ１は、刻線Ｃの延在方向Ｙにおいて最も導光部品２側に配置されている。すなわち、第１分光系Ｓ１は、導光部品２から出射して分光器１０に入射した被測定光Ｌ１を、複数の分光系Ｓの中で最初に通過させる。第１分光系Ｓ１は、第１コリメータ１２１と、第１光学素子１３１と、を有する。加えて、第１分光系Ｓ１は、導光部品２を出射した直後の被測定光Ｌ１の光路部分から、第１光学素子１３１までの光路を含む。
【0057】
導光部品２から出射して拡散しながら第１分光系Ｓ１に入射した被測定光Ｌ１は、第１コリメータ１２１によって平行光となる。第１コリメータ１２１によって平行光となった被測定光Ｌ１は、回折格子１１に入射する。このとき、回折格子１１からの戻り光として、回折光Ｌ２が、回折格子１１に入射した被測定光Ｌ１に基づき発生する。回折光Ｌ２は、第１コリメータ１２１を通過して、第１光学素子１３１が配置されている位置において焦点を結ぶ。回折光Ｌ２の少なくとも一部は、第１光学素子１３１を通過する。
【0058】
第２分光系Ｓ２は、刻線Ｃの延在方向Ｙにおいて第１分光系Ｓ１よりも導光部品２の反対側に配置されている。第２分光系Ｓ２は、第１分光系Ｓ１及び折り返し光学系Ｔから出射した光Ｌ３を通過させる。第２分光系Ｓ２は、第２コリメータ１２２と、第２光学素子１３２と、を有する。加えて、第２分光系Ｓ２は、折り返し光学系Ｔを出射した直後の光Ｌ３の光路部分から、第２光学素子１３２までの光路を含む。
【0059】
第２分光系Ｓ２に入射した光Ｌ３は、第２コリメータ１２２によって平行光となる。第２コリメータ１２２によって平行光となった光Ｌ３は、回折格子１１に入射する。このとき、回折格子１１からの戻り光として、回折光Ｌ４が、回折格子１１に入射した光Ｌ３に基づき発生する。回折光Ｌ４は、第２コリメータ１２２を通過して、第２光学素子１３２が配置されている位置において焦点を結ぶ。回折光Ｌ４の少なくとも一部は、第２光学素子１３２を通過する。
【0060】
折り返し光学系Ｔは、隣り合う２つの分光系Ｓのうちの一の分光系Ｓにおいて発生した戻り光を、他の分光系Ｓに向けて折り返すように導く。折り返し光学系Ｔは、一の分光系Ｓにおいて発生した戻り光を平行光化する第１レンズ１４と、第１レンズ１４によって平行光化された戻り光を他の分光系Ｓのコリメータ１２との間で集光する第２レンズ１５と、を有する。
【0061】
例えば、折り返し光学系Ｔは、隣り合う第１分光系Ｓ１及び第２分光系Ｓ２のうちの第１分光系Ｓ１において発生した回折光Ｌ２を、第２分光系Ｓ２に向けて折り返すように導く。折り返し光学系Ｔでは、例えば、第１レンズ１４、第１ミラー１６、第２ミラー１７、及び第２レンズ１５が回折光Ｌ２の入射側から出射側に向けて順番に配置されている。
【0062】
第１レンズ１４は、第１分光系Ｓ１において発生した回折光Ｌ２を平行光化する。第１レンズ１４は、第１分光系Ｓ１が有する第１光学素子１３１を、第１分光系Ｓ１が有する第１コリメータ１２１と共に挟むように配置されている。第１ミラー１６は、第１レンズ１４によって平行光化された回折光Ｌ２を回折格子１１の刻線Ｃの延在方向Ｙに向けて反射させる。第２ミラー１７は、第１ミラー１６で反射した回折光Ｌ２を回折格子１１に向けて反射させ、第２レンズ１５まで導く。第２レンズ１５は、第１レンズ１４によって平行光化された回折光Ｌ２を第２分光系Ｓ２の第２コリメータ１２２と第２レンズ１５との間で集光する。
【0063】
回折光Ｌ２は、第１分光系Ｓ１の第１光学素子１３１が配置されている位置において一度焦点を結んだ後、拡散しながら第１レンズ１４に入射する。回折光Ｌ２は、第１レンズ１４によって平行光となり、平行光のまま第１ミラー１６及び第２ミラー１７で反射する。回折光Ｌ２は、第２レンズ１５に入射して、第２分光系Ｓ２の第２コリメータ１２２と第２レンズ１５との間で焦点を結ぶ。
【0064】
以上のような分光器１０において、第１光学素子１３１は、回折格子１１により分散分光された被測定光Ｌ１の少なくとも一部を通過させて波長選択の機能を実現する。一方で、第２光学素子１３２は、第２光学素子１３２に形成されている開口部に結像した回折光Ｌ４のビームスポットの周辺に混在する迷光を遮って除去し、迷光が光検出器へ入射しないようにする。第２光学素子１３２は、迷光を遮って、被測定光Ｌ１の測定スペクトルをシャープにし、ダイナミックレンジを向上させる機能を有する。
【0065】
以下では、例えば、第２光学素子１３２のように、最終的に回折光Ｌ４となった被測定光Ｌ１を通過させる開口部が形成されている光学素子を有する分光器１０に対し、当該光学素子を用いて測定装置１による演算処理により被測定光Ｌ１の測定スペクトルのダイナミックレンジをさらに向上させる方法について主に説明する。
【0066】
【0067】
測定装置１は、光スペクトラムアナライザなどを含む。測定装置１は、レーザー発振器などから出射したレーザー光を被測定光Ｌ１として分析する装置である。より具体的には、測定装置１は、被測定光Ｌ１の波長を分析する。
【0068】
測定装置１は、図１に示されるような分光器１０に加えて、光検出器２０と、増幅器３０と、Ａ／Ｄ変換器４０と、記憶部５０と、入力部６０と、出力部７０と、制御部８０と、を有する。分光器１０は、例えば、光ファイバなどを介して入射してくる、レーザー光などの被測定光Ｌ１を受け入れて被測定光Ｌ１を分散分光する。分光器１０は、被測定光Ｌ１に含まれる所望の波長成分の光を取り出して出力する。
【0069】
光検出器２０は、フォトダイオードなどの受光素子を含む任意の検出器を含む。光検出器２０は、受光面が分光器１０と対向するように配置され、分光器１０により受け入れられた被測定光Ｌ１を受光する。光検出器２０は、分光器１０から出射した光を受光して電気信号に変換し出力する。光検出器２０によって受光可能な波長帯域は、被測定光Ｌ１が有する波長帯域を含む。光検出器２０は、被測定光Ｌ１の波長で検出感度を有する。
【0070】
増幅器３０は、光検出器２０から出力された受光信号を増幅するアンプなどを含む。増幅器３０は、光検出器２０から出力された電気信号としての受光信号を増幅してＡ／Ｄ変換器４０に出力する。
【0071】
Ａ／Ｄ変換器４０は、増幅器３０によって増幅された、光検出器２０からの受光信号を取得して、アナログ信号からデジタル信号へと変換する。Ａ／Ｄ変換器４０は、変換されたデジタル信号を、制御部８０が接続されたバスに測定データとして出力する。
【0072】
記憶部５０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置を含む。記憶部５０は、測定装置１の動作を実現するために必要な情報を記憶する。記憶部５０は、測定装置１の動作によって得られた情報を記憶する。例えば、記憶部５０は、システムプログラム、アプリケーションプログラム、及び通信などの任意の手段で取得される各種データなどを記憶する。
【0073】
記憶部５０は、主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してもよい。記憶部５０は、測定装置１に内蔵されているものに限定されず、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などのデジタル入出力ポートなどによって接続されている外付け型の記憶装置を含んでもよい。
【0074】
入力部６０は、ユーザ入力を検出して、ユーザの操作に基づく入力情報を取得する１つ以上の入力インタフェースを含む。当該入力インタフェースは、物理キー、静電容量キー、出力部７０のディスプレイと一体的に設けられたタッチスクリーン、カメラなどの撮像モジュール、及び音声入力を受け付けるマイクロフォンなどを含む。
【0075】
出力部７０は、情報を出力してユーザに通知する１つ以上の出力インタフェースを含む。当該出力インタフェースは、情報を画像で出力するディスプレイ、情報を音で出力するスピーカ、及び情報を振動で出力するバイブレータなどを含む。ディスプレイは、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）及び有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどを含む。
【0076】
制御部８０は、１つ以上のプロセッサを含む。本開示において、「プロセッサ」は、汎用のプロセッサ、又は特定の処理に特化した専用のプロセッサであるが、これらに限定されない。制御部８０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを含む。制御部８０は、測定装置１を構成する各構成部と通信可能に接続され、測定装置１全体の動作を制御する。制御部８０は、取得された測定データに対して所定の演算処理を実行することで光スペクトルデータを取得し、出力部７０に表示させる。
【0077】
図３は、図２の測定装置１の動作の第１例を説明するフローチャートである。図３を参照しながら、図２の測定装置１により実行される測定方法の第１例について主に説明する。測定装置１は、被測定光Ｌ１を通過させる開口部が形成されている、第２光学素子１３２のような光学素子を有する分光器１０を有する。以下では、一例として、分光器１０の第２光学素子１３２を特許請求の範囲に記載の「光学素子」に対応させて測定方法の説明を行う。
【0078】
ステップＳ１０１では、測定装置１の制御部８０は、前処理を実行する。本開示において、「前処理」は、例えば、ステップＳ１０２の処理に必要となる第１位置及びステップＳ１０４の処理に必要となる第２位置の少なくとも一方を、第１処理の実行前に測定により予め決定する処理を含む。図３に示す例では、第１処理は、例えば、ステップＳ１０２からステップＳ１０６までの一連の処理を含む。
【0079】
ステップＳ１０２では、測定装置１の制御部８０は、被測定光Ｌ１のビームスポットが光学素子に形成されている開口部内で第１位置に配置されるように光学素子の位置を調整する。例えば、制御部８０は、光学素子に取り付けられているモータなどの駆動機構を制御して被測定光Ｌ１のビームスポットに対し光学素子を移動させることで、ビームスポットの位置を開口部内での第１位置に調整する。
【0080】
本開示において、「第１位置」は、例えば、ビームスポットの開口部内での基準位置から所定方向の一方側にずれた位置を含む。「基準位置」は、例えば、光学素子に形成されている開口部における所定方向の中心位置を含む。「所定方向」は、例えば、光学素子に形成されている開口部の短手方向を含む。
【0081】
ステップＳ１０３では、測定装置１の制御部８０は、被測定光Ｌ１のビームスポットが光学素子に形成されている開口部内で第１位置にあるときの第１スペクトルを測定する。制御部８０は、分光器１０が有する回折格子１１を回転軸Ｒ周りに回転させて波長掃引することで第１スペクトルのデータを取得する。
【0082】
ステップＳ１０４では、測定装置１の制御部８０は、被測定光Ｌ１のビームスポットが光学素子に形成されている開口部内で第２位置に配置されるように光学素子の位置を調整する。例えば、制御部８０は、光学素子に取り付けられているモータなどの駆動機構を制御して被測定光Ｌ１のビームスポットに対し光学素子を移動させることで、ビームスポットの位置を開口部内での第２位置に調整する。
【0083】
本開示において、「第２位置」は、例えば、ビームスポットの開口部内での基準位置から所定方向の他方側にずれた位置を含む。
【0084】
ステップＳ１０５では、測定装置１の制御部８０は、被測定光Ｌ１のビームスポットが光学素子に形成されている開口部内で第２位置にあるときの第２スペクトルを測定する。制御部８０は、分光器１０が有する回折格子１１を回転軸Ｒ周りに回転させて波長掃引することで第２スペクトルのデータを取得する。
【0085】
ステップＳ１０６では、測定装置１の制御部８０は、ステップＳ１０３において測定された第１スペクトル及びステップＳ１０５において測定された第２スペクトルを合成して狭窄化した被測定光Ｌ１の合成スペクトルを生成する。合成スペクトルは、第１スペクトル及び第２スペクトルの各々に対して狭窄化されたものである。制御部８０は、第１スペクトル及び第２スペクトルを合成して狭窄化した合成スペクトルのデータを取得する。
【0086】
図４は、図２の測定装置１の動作の一例を説明するための第１図である。図４は、光学素子に形成されている開口部１３２ａ内の被測定光Ｌ１のビームスポットＰの位置と、開口部１３２ａの位置との間の相対関係を示す。図４の（ａ）は、図３のフローチャートのステップＳ１０２における第１位置ｘ１を示す図である。図４の（ｂ）は、図３のフローチャートのステップＳ１０４における第２位置ｘ２を示す図である。図４において、Δｘは、光学素子の位置をずらした量を示す。
【0087】
例えば、図４の（ａ）に示されるように、制御部８０は、被測定光Ｌ１のビームスポットＰに対し光学素子を所定方向Ｄの他方側、すなわち左側に移動させて、開口部１３２ａの位置をΔｘだけずらす。その結果、開口部１３２ａ内でのビームスポットＰの位置は、所定方向Ｄの中心位置である基準位置ｘ０から、所定方向Ｄの一方側、すなわち右側にずれた第１位置ｘ１へと相対的に変位する。第１位置ｘ１は、一例として、ビームスポットＰにおける所定方向Ｄの一方側の第１端部Ｅ１が開口部１３２ａの第１縁Ｍ１に当たるときのビームスポットＰの中心位置を含む。
【0088】
例えば、図４の（ｂ）に示されるように、制御部８０は、被測定光Ｌ１のビームスポットＰに対し光学素子を所定方向Ｄの一方側、すなわち右側に移動させて、開口部１３２ａの位置をΔｘだけずらす。その結果、開口部１３２ａ内でのビームスポットＰの位置は、所定方向Ｄの中心位置である基準位置ｘ０から、所定方向Ｄの他方側、すなわち左側にずれた第２位置ｘ２へと相対的に変位する。第２位置ｘ２は、一例として、ビームスポットＰにおける所定方向Ｄの他方側の第２端部Ｅ２が開口部１３２ａの第２縁Ｍ２に当たるときのビームスポットＰの中心位置を含む。
【0089】
図４に示されるように、制御部８０は、被測定光Ｌ１のビームスポットＰに対し光学素子を所定方向Ｄに沿って一方側及び他方側の両側にそれぞれ同一の移動量Δｘだけずらす。したがって、基準位置ｘ０から第１位置ｘ１までの第１距離と基準位置ｘ０から第２位置ｘ２までの第２距離とは、いずれも移動量Δｘに相当し、互いに同一である。
【0090】
制御部８０は、例えば、第１位置ｘ１及び第２位置ｘ２を、第１処理の実行前に測定により予め決定する。制御部８０は、開口部１３２ａの位置をずらすための移動量Δｘを、光学素子を動かしても開口部１３２ａの周辺部がビームスポットＰに重ならない位置に配置されるように予め算出する。
【0091】
例えば、所定方向Ｄに沿った開口部１３２ａの幅が１４μｍであり、ビームスポットＰのサイズが円の直径で１０μｍである場合、ビームスポットＰのサイズよりも開口部１３２ａの幅が４μｍ大きい。したがって、開口部１３２ａの位置を所定方向Ｄの一方側及び他方側にそれぞれ±２μｍ移動させても、ビームスポットＰが光学素子により遮られない。したがって、被測定光Ｌ１の通過が阻まれず、被測定光Ｌ１の合成スペクトルデータのピーク強度も低下しない。この場合、制御部８０は、Δｘ＝２μｍと設定することも可能である。
【0092】
制御部８０は、例えば、第１処理の実行を開始する前に、最適なΔｘを算出する処理を光スペクトルの強度を測定しながら実行する。制御部８０は、図３のフローチャートのステップＳ１０１における前処理で、ビームスポットＰの開口部１３２ａ内での位置を基準位置ｘ０から所定方向Ｄの一方側に所定距離ごとにずらして光スペクトルの強度が維持される第１距離範囲を算出する。制御部８０は、算出された第１距離範囲に基づいて第１位置ｘ１を決定する。
【0093】
Δｘは、開口部１３２ａを移動させても被測定光Ｌ１の光スペクトルの強度が低下しない範囲内で決定される必要がある。したがって、制御部８０は、例えば、Δｘを０μｍ、１μｍ、２μｍ・・・のように、所定方向Ｄの一方側に所定距離１μｍずつ徐々に変化させながら、任意の光の光スペクトルを測定し、ピーク強度が低下しないΔｘの範囲を第１距離範囲として算出する。一例として、制御部８０は、０μｍ＜Δｘ≦２μｍを第１距離範囲として算出する。制御部８０は、算出された第１距離範囲のうち最も大きい値である２μｍをΔｘとして算出し、第１位置ｘ１を決定する。
【0094】
同様に、制御部８０は、前処理において、ビームスポットＰの開口部１３２ａ内での位置を基準位置ｘ０から所定方向Ｄの他方側に所定距離ごとにずらして光スペクトルの強度が維持される第２距離範囲を算出する。制御部８０は、算出された第２距離範囲に基づいて第２位置ｘ２を決定する。
【0095】
制御部８０は、例えば、Δｘを０μｍ、１μｍ、２μｍ・・・のように、所定方向Ｄの他方側に所定距離１μｍずつ徐々に変化させながら、任意の光の光スペクトルを測定し、ピーク強度が低下しないΔｘの範囲を第２距離範囲として算出する。一例として、制御部８０は、０μｍ＜Δｘ≦２μｍを第２距離範囲として算出する。制御部８０は、算出された第２距離範囲のうち最も大きい値である２μｍをΔｘとして算出し、第２位置ｘ２を決定する。
【0096】
【0097】
図５Ａは、図２の測定装置１の動作の一例を説明するための第２図である。図５Ａは、図３のフローチャートのステップＳ１０３において測定された被測定光Ｌ１の第１スペクトルＳ１（ｉ）の一例を示す。ｉは、サンプリングされた測定点の番号を示す。図５Ａにおいて、横軸は、各測定点ｉにおける波長を示す。縦軸は、各測定点ｉにおける光強度を示す。以下の各図におけるグラフについても同様である。
【0098】
制御部８０は、分光器１０が有する回折格子１１を回転させて波長掃引し、第１スペクトルＳ１（ｉ）のデータを取得する。第１スペクトルＳ１(ｉ)は、図５Ａに示されるように、波形が左右非対称となる。図１２に示される、従来技術に基づき測定された被測定光の測定スペクトルＳ（ｉ）と比較すると、第１スペクトルＳ１(ｉ)は、ピークの短波長側ではダイナミックレンジが広くシャープになるが、長波長側ではダイナミックレンジが低下して幅広になる。
【0099】
これは、開口部１３２ａの位置を他方側に移動量Δｘでずらしたことに起因する。ビームスポットＰの一方側では、スリット幅ｗを狭くしたときと同様の効果が得られ、ダイナミックレンジが向上する。一方で、ビームスポットＰの他方側では、スリット幅ｗを広くしたときと同様の効果が得られ、ダイナミックレンジが低下する。
【0100】
【0101】
制御部８０は、分光器１０が有する回折格子１１を回転させて波長掃引し、第２スペクトルＳ２（ｉ）のデータを取得する。第２スペクトルＳ２(ｉ)は、図５Ｂに示されるように、波形が左右非対称となる。図１２に示される、従来技術に基づき測定された被測定光の測定スペクトルＳ（ｉ）と比較すると、第２スペクトルＳ２(ｉ)は、ピークの短波長側ではダイナミックレンジが低下して幅広になるが、長波長側ではダイナミックレンジが広くシャープになる。
【0102】
これは、開口部１３２ａの位置を一方側に移動量Δｘでずらしたことに起因する。ビームスポットＰの他方側では、スリット幅ｗを狭くしたときと同様の効果が得られ、ダイナミックレンジが向上する。一方で、ビームスポットＰの一方側では、スリット幅ｗを広くしたときと同様の効果が得られ、ダイナミックレンジが低下する。
【0103】
【0104】
制御部８０は、第１スペクトルＳ１(ｉ)及び第２スペクトルＳ２（ｉ）を合成し、被測定光Ｌ１の合成スペクトルを測定結果として生成する。このとき、制御部８０は、第１スペクトルＳ１（ｉ）及び第２スペクトルＳ２（ｉ）のうち各測定点ｉでより低い強度を有するスペクトルを用いて合成スペクトルを生成する。
【0105】
例えば、光スペクトルのピークの短波長側では、第１スペクトルＳ１（ｉ）の強度が第２スペクトルＳ２（ｉ）の強度よりも低くなり、第１スペクトルＳ１（ｉ）が用いられる傾向にある。逆に、光スペクトルのピークの長波長側では、第２スペクトルＳ２（ｉ）の強度が第１スペクトルＳ１（ｉ）の強度よりも低くなり、第２スペクトルＳ２（ｉ）が用いられる傾向にある。
【0106】
図５Ｄは、図２の測定装置１の動作の一例を説明するための第５図である。図５Ｄは、図３のフローチャートのステップＳ１０６における合成処理に基づき得られた被測定光Ｌ１の合成スペクトルＳｒ（ｉ）と従来技術に基づく測定スペクトルＳ（ｉ）とを比較して示す。
【0107】
図３のフローチャートに示す第１処理に基づいて、第１スペクトルＳ１（ｉ）と第２スペクトルＳ２（ｉ）とを合成した結果、合成スペクトルＳｒ（ｉ）が得られる。図５Ｄに示されるように、合成スペクトルＳｒ（ｉ）は、従来技術に基づく測定スペクトルＳ（ｉ）と比較すると、ピーク近傍においてシャープになり、広いダイナミックレンジを示す。測定装置１の制御部８０は、第１スペクトルＳ１（ｉ）及び第２スペクトルＳ２（ｉ）に基づいて、ダイナミックレンジが広い合成スペクトルＳｒ（ｉ）のデータを取得する。
【0108】
以下では、図６を参照しながら、図５Ａ乃至図５Ｄに示す例で用いられたレーザー光と異なる、外部共振器型の波長可変光源（ＴＬＳ：Tunable Laser Source）から出射したレーザー光が被測定光Ｌ１として用いられたときの例について説明する。
【0109】
図６は、図２の測定装置１の動作の一例を説明するための第６図である。図６は、図３のフローチャートのステップＳ１０６における合成処理に基づき得られた被測定光Ｌ１の合成スペクトルＳｒ（ｉ）と従来技術に基づく測定スペクトルＳ（ｉ）とを比較して示す。
【0110】
ＴＬＳから出射したレーザー光の光スペクトルは、強度の高い主モードのピークに加えて、その波長領域での両側に強度の低い複数のサイドモードのピークを有する。第１処理に基づき得られた合成スペクトルＳｒ（ｉ）は、従来技術に基づく測定スペクトルＳ（ｉ）と比較すると、主モードのピーク近傍においてシャープになり、広いダイナミックレンジを示す。加えて、合成スペクトルＳｒ（ｉ）は、主モードのピークに対し短波長側に位置するサイドモードのピークに着目すると、従来技術に基づく測定スペクトルＳ（ｉ）に比べて、サイドモードの山谷の形状をより鮮明に示す。
【0111】
図６に示す例からも理解されるように、一実施形態に係る測定方法に基づいて、従来技術による測定スペクトルＳ（ｉ）よりもダイナミックレンジが広いシャープな合成スペクトルＳｒ（ｉ）のデータが得られている。
【0112】
制御部８０は、図３のフローチャートに基づく以上のような処理に加えて、基準位置ｘ０で被測定光Ｌ１の基準スペクトルを測定する第２処理及び上記の第１処理のいずれかを、入力部６０を用いたユーザの選択入力に応じて切り替えて実行してもよい。被測定光Ｌ１の基準スペクトルは、例えば、ビームスポット１０３がスリット１０２の中心位置に配置されたときに測定された従来技術に基づく測定スペクトルＳ（ｉ）に対応する。
【0113】
制御部８０は、１回の波長掃引で測定される基準スペクトル及び２回の波長掃引で測定される合成スペクトルのいずれのデータを取得するかの切り替えを、入力部６０を用いたユーザの入力操作に基づいて、ユーザが所望する測定時間に合わせて切り替え可能にしてもよい。制御部８０は、従来技術に基づく測定処理及び一実施形態に係る測定方法に従った測定処理のいずれかをユーザの選択により実行するようにしてもよい。
【0114】
以下では、図７乃至図８Ｄを参照しながら、ＬＤ励起固体(ＤＰＳＳ：Diode Pumped Solid State)レーザーから出射したレーザー光が被測定光Ｌ１として用いられたときの例について説明する。
【0115】
図７は、図２の測定装置１の動作の一例を説明するための第７図である。図７は、ＤＰＳＳレーザーからの被測定光Ｌ１の測定スペクトルＳ（ｉ）を、従来技術に基づいて取得したときの測定例を示す。当該測定例では、測定スペクトルＳ（ｉ）は、波長が異なる３つの大きなピークを示す。各ピークは、その裾において、隣接する他のピークとつながっており他のピークに近接する。
【0116】
図８Ａは、図２の測定装置１の動作の一例を説明するための第８図である。図８Ａは、図５Ａに対応し、図３のフローチャートのステップＳ１０３において測定された被測定光Ｌ１の第１スペクトルＳ１（ｉ）の一例を示す。図８Ａに示される第１スペクトルＳ１（ｉ）についても、図５Ａを用いて説明した上記の内容と同様の内容が当てはまる。
【0117】
図８Ｂは、図２の測定装置１の動作の一例を説明するための第９図である。図８Ｂは、図５Ｂに対応し、図３のフローチャートのステップＳ１０５において測定された被測定光Ｌ１の第２スペクトルＳ２（ｉ）の一例を示す。図８Ｂに示される第２スペクトルＳ２（ｉ）についても、図５Ｂを用いて説明した上記の内容と同様の内容が当てはまる。
【0118】
図８Ｃは、図２の測定装置１の動作の一例を説明するための第１０図である。図８Ｃは、図５Ｃに対応し、図３のフローチャートのステップＳ１０６における合成処理の様子を概念的に示す。図８Ｃの例における合成処理についても、図５Ｃを用いて説明した上記の内容と同様の内容が当てはまる。
【0119】
図８Ｄは、図２の測定装置１の動作の一例を説明するための第１１図である。図８Ｄは、図５Ｄに対応し、図３のフローチャートのステップＳ１０６における合成処理に基づき得られた被測定光Ｌ１の合成スペクトルＳｒ（ｉ）と従来技術に基づく測定スペクトルＳ（ｉ）とを比較して示す。
【0120】
図３のフローチャートに示す第１処理に基づいて、第１スペクトルＳ１（ｉ）と第２スペクトルＳ２（ｉ）とを合成した結果、合成スペクトルＳｒ（ｉ）が得られる。図８Ｄに示されるように、合成スペクトルＳｒ（ｉ）は、従来技術に基づく測定スペクトルＳ（ｉ）と比較すると、ピーク近傍においてシャープになり、広いダイナミックレンジを示す。しかしながら、合成スペクトルＳｒ（ｉ）は、３つのピークそれぞれの谷間において、従来技術で測定された測定スペクトルＳ（ｉ）には見られない局所ピークを示す。
【0121】
以上のように、ピークを１つのみ有する光スペクトルの測定時には、合成スペクトルＳｒ（ｉ）に局所ピークは発生しない。しかしながら、複数のピークが互いに隣接する光スペクトルの測定時には、合成スペクトルＳｒ（ｉ）に局所ピークが発生する場合もある。局所ピークは、測定対象となるＤＰＳＳレーザーからのレーザー光には本来含まれていないものである。したがって、局所ピークの発生は、測定データとして望ましくない。
【0122】
以下では、合成スペクトルＳｒ（ｉ）において発生する局所ピークに対処するための測定装置１の処理について主に説明する。
【0123】
図９は、図２の測定装置１の動作の第２例を説明するフローチャートである。図９を参照しながら、図２の測定装置１により実行される測定方法の第２例について主に説明する。図９のステップＳ２０１乃至ステップＳ２０６における処理内容は、図３のステップＳ１０１乃至ステップＳ１０６における処理内容とそれぞれ同一である。図９に示す例では、第１処理は、例えば、ステップＳ２０２からステップＳ２１０までの一連の処理を含む。
【0124】
ステップＳ２０７では、測定装置１の制御部８０は、ステップＳ２０６において第１スペクトルＳ１（ｉ）及び第２スペクトルＳ２（ｉ）を合成したときに合成スペクトルＳｒ（ｉ）において互いに隣接する一対のピークの間に局所ピークが発生しているか否かを判定する。制御部８０は、局所ピークが発生していると判定するとステップＳ２０８の処理を実行する。制御部８０は、局所ピークが発生していないと判定すると処理を終了する。
【0125】
ステップＳ２０８では、測定装置１の制御部８０は、ステップＳ２０７において局所ピークが発生していると判定すると、被測定光Ｌ１のビームスポットＰが光学素子に形成されている開口部１３２ａ内で基準位置ｘ０に配置されるように光学素子の位置を調整する。例えば、制御部８０は、光学素子に取り付けられているモータなどの駆動機構を制御して被測定光Ｌ１のビームスポットＰに対し光学素子を移動させることで、ビームスポットＰの開口部１３２ａ内での位置を基準位置ｘ０に調整する。
【0126】
ステップＳ２０９では、測定装置１の制御部８０は、被測定光Ｌ１のビームスポットＰが光学素子に形成されている開口部１３２ａ内で基準位置ｘ０にあるときの第３スペクトルを測定する。制御部８０は、分光器１０が有する回折格子１１を回転軸Ｒ周りに回転させて波長掃引することで第３スペクトルのデータを取得する。
【0127】
ステップＳ２１０では、測定装置１の制御部８０は、第１スペクトルＳ１（ｉ）及び第２スペクトルＳ２（ｉ）に加え、ステップＳ２０９において測定された第３スペクトルも合成して被測定光Ｌ１の合成スペクトルＳｒ（ｉ）を生成する。制御部８０は、第１スペクトルＳ１（ｉ）及び第２スペクトルＳ２（ｉ）に加え、第３スペクトルも合成した被測定光Ｌ１の合成スペクトルＳｒ（ｉ）のデータを取得する。
【0128】
【0129】
制御部８０は、第１スペクトルＳ１(ｉ)及び第２スペクトルＳ２（ｉ）に加えて、第３スペクトルＳ３（ｉ）を合成し、被測定光Ｌ１の合成スペクトルＳｒ（ｉ）を測定結果として生成する。このとき、制御部８０は、第１スペクトルＳ１（ｉ）、第２スペクトルＳ２（ｉ）、及び第３スペクトルＳ３（ｉ）のうち各測定点ｉで最低となる強度を有するスペクトルを用いて合成スペクトルＳｒ（ｉ）を生成する。
【0130】
例えば、光スペクトルのピークの短波長側では、第１スペクトルＳ１（ｉ）の強度が最も低くなり、第１スペクトルＳ１（ｉ）が用いられる傾向にある。逆に、光スペクトルのピークの長波長側では、第２スペクトルＳ２（ｉ）の強度が最も低くなり、第２スペクトルＳ２（ｉ）が用いられる傾向にある。局所ピークに対応する波長領域では、第３スペクトルＳ３（ｉ）の強度が最も低くなり、第３スペクトルＳ３（ｉ）が用いられる傾向にある。
【0131】
図１０Ｂは、図２の測定装置１の動作の一例を説明するための第１３図である。図１０Ｂは、図９のフローチャートのステップＳ２１０における合成処理に基づき得られた被測定光Ｌ１の合成スペクトルＳｒ（ｉ）と従来技術に基づく測定スペクトルＳ（ｉ）とを比較して示す。
【0132】
図９のフローチャートに示す第１処理に基づいて、第１スペクトルＳ１（ｉ）、第２スペクトルＳ２（ｉ）、及び第３スペクトルＳ３（ｉ）を合成した結果、合成スペクトルＳｒ（ｉ）が得られる。図１０Ｂに示されるように、合成スペクトルＳｒ（ｉ）は、従来技術に基づく測定スペクトルＳ（ｉ）と比較すると、ピーク近傍においてシャープになり、広いダイナミックレンジを示す。加えて、合成スペクトルＳｒ（ｉ）では、図８Ｄに示されるような局所ピークが軽減されている。
【0133】
以上のような一実施形態に係る測定装置１によれば、被測定光Ｌ１の合成スペクトルＳｒ（ｉ）に対してダイナミックレンジを向上させることが可能である。測定装置１は、第１スペクトルＳ１（ｉ）及び第２スペクトルＳ２（ｉ）を少なくとも合成して合成スペクトルＳｒ（ｉ）を生成する第１処理を実行する。これにより、測定装置１は、スリット幅ｗが理想的なスポットサイズｓと同一になるような場合と同様に、広いダイナミックレンジでシャープな合成スペクトルＳｒ（ｉ）のデータを取得することができる。
【0134】
加えて、測定装置１は、光学素子に形成されている開口部１３２ａのサイズを変更しなくても、測定処理を工夫することで、ダイナミックレンジを向上させることが可能である。これにより、既に市場に出荷済みの光スペクトラムアナライザに対しても、ハードウェアを変更することなく、ファームウェアの更新によりダイナミックレンジを向上させることも可能である。
【0135】
測定装置１は、第１スペクトルＳ１（ｉ）及び第２スペクトルＳ２（ｉ）のうち各測定点ｉでより低い強度を有するスペクトルを用いて合成スペクトルＳｒ（ｉ）を生成する。これにより、測定装置１は、第１スペクトルＳ１（ｉ）及び第２スペクトルＳ２（ｉ）の各々に対して狭窄化された合成スペクトルＳｒ（ｉ）を生成可能である。
【0136】
測定装置１は、第１位置ｘ１及び第２位置ｘ２の少なくとも一方を、第１処理の実行前に測定により予め決定する前処理を実行する。これにより、測定装置１は、第１処理における第１スペクトルＳ１（ｉ）及び第２スペクトルＳ２（ｉ）の測定を精度良く実行することができる。
【0137】
測定装置１は、前処理において、ビームスポットＰの位置を基準位置ｘ０から一方側に所定距離ごとにずらして光スペクトルの強度が維持される第１距離範囲を算出し、第１距離範囲に基づいて第１位置ｘ１を決定する。これにより、測定装置１は、第１位置ｘ１を精度良く決定することができる。
【0138】
測定装置１は、前処理において、ビームスポットＰの位置を基準位置ｘ０から他方側に所定距離ごとにずらして光スペクトルの強度が維持される第２距離範囲を算出し、第２距離範囲に基づいて第２位置ｘ２を決定する。これにより、測定装置１は、第２位置ｘ２を精度良く決定することができる。
【0139】
測定装置１は、第１処理において、第１スペクトルＳ１（ｉ）及び第２スペクトルＳ２（ｉ）を合成したときに合成スペクトルＳｒ（ｉ）において互いに隣接する一対のピークの間に局所ピークが発生しているか否かを判定する。これにより、測定装置１は、測定対象となるレーザー光には本来含まれていないような、測定データとして望ましくない局所ピークに対処することも可能になる。例えば、測定装置１は、このような局所ピークを軽減するような演算処理を実行することも可能である。
【0140】
測定装置１は、局所ピークが発生していると判定すると、第１スペクトルＳ１（ｉ）及び第２スペクトルＳ２（ｉ）に加え、ビームスポットＰが基準位置ｘ０にあるときの第３スペクトルＳ３（ｉ）も合成して合成スペクトルＳｒ（ｉ）を生成する。これにより、測定装置１は、局所ピークの発生を抑制しつつ、ダイナミックレンジが広いシャープな合成スペクトルＳｒ（ｉ）を生成することが可能である。
【0141】
測定装置１は、局所ピークが発生していないと判定すると、第３スペクトルＳ３（ｉ）に関連する処理を省略することで、局所ピークが発生しないケースでは２回の波長掃引で合成スペクトルＳｒ（ｉ）を測定可能である。したがって、測定装置１は、測定時間を短縮することができる。
【0142】
測定装置１は、第１スペクトルＳ１（ｉ）、第２スペクトルＳ２（ｉ）、及び第３スペクトルＳ３（ｉ）のうち各測定点ｉで最低となる強度を有するスペクトルを用いて合成スペクトルＳｒ（ｉ）を生成する。これにより、測定装置１は、局所ピークの発生を抑制しつつ、第１スペクトルＳ１（ｉ）、第２スペクトルＳ２（ｉ）、及び第３スペクトルＳ３（ｉ）の各々に対して狭窄化された合成スペクトルＳｒ（ｉ）を生成可能である。
【0143】
測定装置１は、基準位置ｘ０で被測定光Ｌ１の基準スペクトルを測定する第２処理及び第１処理のいずれかを、ユーザの選択入力に応じて切り替えて実行する。これにより、測定装置１は、合成スペクトルＳｒ（ｉ）によりダイナミックレンジを向上させるか、又は基準スペクトルによりダイナミックレンジが低下しても測定時間を短縮させるかをユーザに選択可能にさせる。ユーザは、ダイナミックレンジよりも測定時間の短縮を目的とする場合には、測定装置１に基準スペクトルのデータを取得させ、ダイナミックレンジの向上を目的とする場合には、測定装置１に合成スペクトルＳｒ（ｉ）のデータを取得させることも可能となる。したがって、測定装置１の利便性が向上する。
【0144】
測定装置１は、基準位置ｘ０が開口部１３２ａにおける所定方向Ｄの中心位置を含むことで、合成スペクトルＳｒ（ｉ）について波形の左右対称性を向上させることが可能である。
【0145】
測定装置１は、所定方向Ｄが開口部１３２ａの短手方向を含むことで、当該短手方向に沿ってビームスポットＰの周辺に混在する迷光を光学素子により除去可能である。測定装置１は、このような短手方向に混在する迷光による合成スペクトルＳｒ（ｉ）への影響を抑制可能である。
【0146】
測定装置１は、基準位置ｘ０から第１位置ｘ１までの第１距離と基準位置ｘ０から第２位置ｘ２までの第２距離とが互いに同一であることで、合成スペクトルＳｒ（ｉ）について波形の左右対称性を向上させることが可能である。
【0147】
第１位置ｘ１は、第１端部Ｅ１が開口部１３２ａの第１縁Ｍ１に当たるときのビームスポットＰの中心位置を含む。これにより、測定装置１は、ビームスポットＰに対して所定方向Ｄの一方側に混在する迷光を、開口部１３２ａを有する光学素子により最も多く除去することが可能となる。
【0148】
第２位置ｘ２は、第２端部Ｅ２が開口部１３２ａの第２縁Ｍ２に当たるときのビームスポットＰの中心位置を含む。これにより、測定装置１は、ビームスポットＰに対して所定方向Ｄの他方側に混在する迷光を、開口部１３２ａを有する光学素子により最も多く除去することが可能となる。
【0149】
本開示は、その精神又はその本質的な特徴から離れることなく、上述した実施形態以外の他の所定の形態で実現できることは当業者にとって明白である。したがって、先の記述は例示的であり、これに限定されない。開示の範囲は、先の記述によってではなく、付加した請求項によって定義される。あらゆる変更のうちその均等の範囲内にあるいくつかの変更は、その中に包含されるとする。
【0150】
例えば、上述した各構成部の形状、パターン、大きさ、配置、向き、種類、及び個数などは、上記の説明及び図面における図示の内容に限定されない。各構成部の形状、パターン、大きさ、配置、向き、種類、及び個数などは、その機能を実現できるのであれば、任意に構成されてもよい。図示した測定装置１の各構成要素は機能概念的なものであり、各構成要素の具体的形態は図示のものに限定されない。
【0151】
上述した各構成部又は各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部又はステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【0152】
例えば、スマートフォン又はコンピュータなどの汎用の電子機器を、上述した一実施形態に係る測定装置１として機能させることも可能である。具体的には、一実施形態に係る測定装置１の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを、電子機器のメモリに格納し、電子機器のプロセッサにより当該プログラムを読み出して実行させる。したがって、本開示は、プロセッサが実行可能なプログラムとしても実現可能である。
【0153】
又は、本開示は、一実施形態に係る測定装置１などに各機能を実行させるために１つ又は複数のプロセッサにより実行可能なプログラムを記憶した非一時的なコンピュータ読取可能な媒体としても実現し得る。本開示の範囲には、これらも包含されると理解されたい。
【0154】
上記実施形態では、測定装置１は、２つ又は３つのスペクトルを合成して狭窄化した被測定光Ｌ１の合成スペクトルＳｒ（ｉ）を生成すると説明したが、これに限定されない。測定装置１は、第１位置ｘ１にあるときの第１スペクトルＳ１（ｉ）及び第２位置ｘ２にあるときの第２スペクトルＳ２（ｉ）を少なくとも合成しているのであれば、４つ以上のスペクトルを合成して狭窄化した被測定光Ｌ１の合成スペクトルＳｒ（ｉ）を生成してもよい。
【0155】
上記実施形態では、測定装置１は、第１スペクトルＳ１（ｉ）及び第２スペクトルＳ２（ｉ）のうち各測定点ｉでより低い強度を有するスペクトルを用いて合成スペクトルＳｒ（ｉ）を生成すると説明したが、これに限定されない。測定装置１は、第１スペクトルＳ１（ｉ）及び第２スペクトルＳ２（ｉ）を少なくとも合成して狭窄化した合成スペクトルＳｒ（ｉ）を生成可能な、任意の他の演算処理を実行してもよい。
【0156】
上記実施形態では、測定装置１は、第１位置ｘ１及び第２位置ｘ２の少なくとも一方を、第１処理の実行前に測定により予め決定する前処理を実行すると説明したが、これに限定されない。測定装置１は、ビームスポットＰのサイズと開口部１３２ａの幅とについてユーザが正確な数値を予め把握しているのであれば、入力部６０を用いたユーザからの入力情報に基づいて、第１位置ｘ１及び第２位置ｘ２の少なくとも一方を予め決定してもよい。
【0157】
上記実施形態では、測定装置１は、算出された第１距離範囲のうち最も大きい値をΔｘとして算出し、第１位置ｘ１を決定すると説明したが、これに限定されない。測定装置１は、算出された第１距離範囲における任意の他の値をΔｘとして算出し、第１位置ｘ１を決定してもよい。
【0158】
上記実施形態では、測定装置１は、算出された第２距離範囲のうち最も大きい値をΔｘとして算出し、第２位置ｘ２を決定すると説明したが、これに限定されない。測定装置１は、算出された第２距離範囲における任意の他の値をΔｘとして算出し、第２位置ｘ２を決定してもよい。
【0159】
上記実施形態では、測定装置１は、第１処理において、第１スペクトルＳ１（ｉ）及び第２スペクトルＳ２（ｉ）を合成したときに合成スペクトルＳｒ（ｉ）において互いに隣接する一対のピークの間に局所ピークが発生しているか否かを判定すると説明したが、これに限定されない。測定装置１は、このような判定処理を実行しなくてもよい。例えば、測定装置１は、局所ピークの発生の有無に関わらず、第３スペクトルＳ３（ｉ）に関連する処理を実行してもよいし、実行しなくてもよい。
【0160】
上記実施形態では、測定装置１は、局所ピークが発生していると判定すると、第１スペクトルＳ１（ｉ）及び第２スペクトルＳ２（ｉ）に加え、第３スペクトルＳ３（ｉ）も合成して合成スペクトルＳｒ（ｉ）を生成すると説明したが、これに限定されない。測定装置１は、合成スペクトルＳｒ（ｉ）において発生する局所ピークへの対処に関して上記のような第３スペクトルＳ３（ｉ）も合成するような処理に代えて、又は加えて、任意の他の処理を実行してもよい。
【0161】
例えば、測定装置１の制御部８０は、局所ピークが発生していると判定すると、局所ピークを他の部分と異なる態様で表示させてもよい。例えば、制御部８０は、合成スペクトルＳｒ（ｉ）のデータを出力部７０に表示させるときに、合成スペクトルＳｒ（ｉ）における局所ピークを他の部分と異なる色、太さ、及び線種などで出力部７０に表示させてもよい。これにより、測定装置１は、合成スペクトルＳｒ（ｉ）における局所ピークの位置を、ユーザに明瞭に示すことができる。ユーザは、測定された合成スペクトルＳｒ（ｉ）においてどの部分が局所ピークであるのかを容易に判別することができる。
【0162】
例えば、測定装置１の制御部８０は、局所ピークが発生していると判定すると、局所ピークの両側のデータに基づいて補間処理を実行し、局所ピークでの光スペクトルデータを更新してもよい。補間処理は、スプライン補間及び２点間を単純に直線で結ぶ補間などを含んでもよい。これにより、測定装置１は、第３スペクトルＳ３（ｉ）に関連する処理を実行したときと同様に、合成スペクトルＳｒ（ｉ）における局所ピークを軽減可能である。
【0163】
このとき、測定装置１の制御部８０は、合成スペクトルＳｒ（ｉ）においてデータが更新された部分を他の部分と異なる態様で表示させてもよい。例えば、制御部８０は、合成スペクトルＳｒ（ｉ）のデータを出力部７０に表示させるときに、合成スペクトルＳｒ（ｉ）においてデータが更新された部分を他の部分と異なる色、太さ、及び線種などで出力部７０に表示させてもよい。これにより、測定装置１は、合成スペクトルＳｒ（ｉ）においてデータが更新された部分の位置を、ユーザに明瞭に示すことができる。ユーザは、測定された合成スペクトルＳｒ（ｉ）においてどの部分がデータ更新されているのかを容易に判別することができる。
【0164】
例えば、測定装置１の制御部８０は、局所ピークが発生していると判定すると、基準位置ｘ０で被測定光Ｌ１の基準スペクトルを測定する第２処理に切り替えてもよい。制御部８０は、局所ピークが発生していると判定すると、第１処理から第２処理に自動的に切り替えてもよい。これにより、測定装置１は、局所ピークを示さない基準スペクトルに基づいて被測定光Ｌ１の光スペクトルデータを取得可能である。
【0165】
上記実施形態では、測定装置１は、第１スペクトルＳ１（ｉ）、第２スペクトルＳ２（ｉ）、及び第３スペクトルＳ３（ｉ）のうち各測定点ｉで最低となる強度を有するスペクトルを用いて合成スペクトルＳｒ（ｉ）を生成すると説明したが、これに限定されない。測定装置１は、第１スペクトルＳ１（ｉ）、第２スペクトルＳ２（ｉ）、及び第３スペクトルＳ３（ｉ）を合成して狭窄化した合成スペクトルＳｒ（ｉ）を生成可能な、任意の他の演算処理を実行してもよい。
【0166】
上記実施形態では、測定装置１は、基準位置ｘ０で被測定光Ｌ１の基準スペクトルを測定する第２処理及び第１処理のいずれかを、ユーザの選択入力に応じて切り替えて実行すると説明したが、これに限定されない。測定装置１は、第２処理を実行せず第１処理のみを実行し、このような選択を可能にしなくてもよい。
【0167】
上記実施形態では、基準位置ｘ０は、開口部１３２ａにおける所定方向Ｄの中心位置を含むと説明したが、これに限定されない。基準位置ｘ０は、開口部１３２ａにおける所定方向Ｄの任意の他の位置を含んでもよい。
【0168】
上記実施形態では、所定方向Ｄは、開口部１３２ａの短手方向を含むと説明したが、これに限定されない。所定方向Ｄは、開口部１３２ａの長手方向及び斜め方向など、任意の他の方向を含んでもよい。
【0169】
上記実施形態では、基準位置ｘ０から第１位置ｘ１までの第１距離と基準位置ｘ０から第２位置ｘ２までの第２距離とは、互いに同一であると説明したが、これに限定されない。第１距離と第２距離とは、互いに異なっていてもよい。
【0170】
上記実施形態では、第１位置ｘ１は、ビームスポットＰの一方側の第１端部Ｅ１が開口部１３２ａの第１縁Ｍ１に当たるときのビームスポットＰの中心位置を含むと説明したが、これに限定されない。第１位置ｘ１は、第１端部Ｅ１が第１縁Ｍ１と離間しているときのビームスポットＰの中心位置を含んでもよい。
【0171】
上記実施形態では、第２位置ｘ２は、ビームスポットＰの他方側の第２端部Ｅ２が開口部１３２ａの第２縁Ｍ２に当たるときのビームスポットＰの中心位置を含むと説明したが、これに限定されない。第２位置ｘ２は、第２端部Ｅ２が第２縁Ｍ２と離間しているときのビームスポットＰの中心位置を含んでもよい。
【0172】
上記実施形態では、分光器１０は、２段のマルチパス方式に基づいて構成されているが、これに限定されない。分光器１０は、３段以上のマルチパス方式に基づいて構成されてもよい。これに伴い、特許請求の範囲に記載の「光学素子」は、第２光学素子１３２に限定されず、迷光を遮蔽するために分光器１０内で任意の位置に配置されている他の光学素子に対応してもよい。
【0173】
上記実施形態では、測定装置１は、開口部１３２ａ内でのビームスポットＰの位置を示す基準位置ｘ０、第１位置ｘ１、及び第２位置ｘ２への位置調整を実行するにあたり、光学素子を移動させると説明したが、これに限定されない。測定装置１は、光学素子を固定した状態でビームスポットＰを移動させて位置調整を実行してもよいし、光学素子及びビームスポットＰの両方を移動させて位置調整を実行してもよい。
【0174】
以下に本開示の実施形態の一部について例示する。しかしながら、本開示の実施形態はこれらに限定されない点に留意されたい。
［付記１］
制御部と、
被測定光を通過させる開口部が形成されている光学素子を有する分光器と、
を備え、
前記制御部は、前記被測定光のビームスポットが前記開口部内で第１位置にあるときの第１スペクトル及び第２位置にあるときの第２スペクトルを少なくとも合成して狭窄化した前記被測定光の合成スペクトルを生成する第１処理を実行し、
前記第１位置は、前記ビームスポットの前記開口部内での基準位置から所定方向の一方側にずれた位置を含み、
前記第２位置は、前記基準位置から他方側にずれた位置を含む、
測定装置。
［付記２］
付記１に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記第１スペクトル及び前記第２スペクトルのうち各測定点でより低い強度を有するスペクトルを用いて前記合成スペクトルを生成する、
測定装置。
［付記３］
付記１又は２に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記第１位置及び前記第２位置の少なくとも一方を、前記第１処理の実行前に測定により予め決定する前処理を実行する、
測定装置。
［付記４］
付記３に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記前処理において、前記ビームスポットの位置を前記基準位置から前記一方側に所定距離ごとにずらして光スペクトルの強度が維持される第１距離範囲を算出し、前記第１距離範囲に基づいて前記第１位置を決定する、
測定装置。
［付記５］
付記３又は４に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記前処理において、前記ビームスポットの位置を前記基準位置から前記他方側に所定距離ごとにずらして光スペクトルの強度が維持される第２距離範囲を算出し、前記第２距離範囲に基づいて前記第２位置を決定する、
測定装置。
［付記６］
付記１乃至５のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記第１処理において、前記第１スペクトル及び前記第２スペクトルを合成したときに前記合成スペクトルにおいて互いに隣接する一対のピークの間に局所ピークが発生しているか否かを判定する、
測定装置。
［付記７］
付記６に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記第１スペクトル及び前記第２スペクトルに加え、前記ビームスポットが前記基準位置にあるときの第３スペクトルも合成して前記合成スペクトルを生成する、
測定装置。
［付記８］
付記７に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記第１スペクトル、前記第２スペクトル、及び前記第３スペクトルのうち各測定点で最低となる強度を有するスペクトルを用いて前記合成スペクトルを生成する、
測定装置。
［付記９］
付記６乃至８のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記局所ピークを他の部分と異なる態様で表示させる、
測定装置。
［付記１０］
付記６乃至９のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記局所ピークの両側のデータに基づいて補間処理を実行し、前記局所ピークでの光スペクトルデータを更新する、
測定装置。
［付記１１］
付記１０に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記合成スペクトルにおいてデータが更新された部分を他の部分と異なる態様で表示させる、
測定装置。
［付記１２］
付記６乃至１１のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記基準位置で前記被測定光の基準スペクトルを測定する第２処理に切り替える、
測定装置。
［付記１３］
付記１乃至１２のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記基準位置で前記被測定光の基準スペクトルを測定する第２処理及び前記第１処理のいずれかを、ユーザの選択入力に応じて切り替えて実行する、
測定装置。
［付記１４］
付記１乃至１３のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記基準位置は、前記開口部における前記所定方向の中心位置を含む、
測定装置。
［付記１５］
付記１乃至１４のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記所定方向は、前記開口部の短手方向を含む、
測定装置。
［付記１６］
付記１乃至１５のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記基準位置から前記第１位置までの第１距離と前記基準位置から前記第２位置までの第２距離とは、互いに同一である、
測定装置。
［付記１７］
付記１乃至１６のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記第１位置は、前記ビームスポットの前記一方側の第１端部が前記開口部の第１縁に当たるときの前記ビームスポットの中心位置を含む、
測定装置。
［付記１８］
付記１乃至１７のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記第２位置は、前記ビームスポットの前記他方側の第２端部が前記開口部の第２縁に当たるときの前記ビームスポットの中心位置を含む、
測定装置。
［付記１９］
被測定光を通過させる開口部が形成されている光学素子を有する分光器を備える測定装置により実行される測定方法であって、
前記被測定光のビームスポットが前記開口部内で第１位置にあるときの第１スペクトル及び第２位置にあるときの第２スペクトルを少なくとも合成して狭窄化した前記被測定光の合成スペクトルを生成する第１処理を実行するステップを含み、
前記第１位置は、前記ビームスポットの前記開口部内での基準位置から所定方向の一方側にずれた位置を含み、
前記第２位置は、前記基準位置から他方側にずれた位置を含む、
測定方法。
［付記２０］
被測定光を通過させる開口部が形成されている光学素子を有する分光器を備える測定装置に、
前記被測定光のビームスポットが前記開口部内で第１位置にあるときの第１スペクトル及び第２位置にあるときの第２スペクトルを少なくとも合成して狭窄化した前記被測定光の合成スペクトルを生成する第１処理を実行するステップを含む動作を実行させ、
前記第１位置は、前記ビームスポットの前記開口部内での基準位置から所定方向の一方側にずれた位置を含み、
前記第２位置は、前記基準位置から他方側にずれた位置を含む、
プログラム。
［付記１］
制御部と、
被測定光を通過させる開口部が形成されている光学素子を有する分光器と、
を備え、
前記制御部は、前記被測定光のビームスポットが前記開口部内で第１位置にあるときの第１スペクトル及び第２位置にあるときの第２スペクトルを少なくとも合成して狭窄化した前記被測定光の合成スペクトルを生成する第１処理を実行し、
前記第１位置は、前記ビームスポットの前記開口部内での基準位置から所定方向の一方側にずれた位置を含み、
前記第２位置は、前記基準位置から他方側にずれた位置を含む、
測定装置。
［付記２］
付記１に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記第１スペクトル及び前記第２スペクトルのうち各測定点でより低い強度を有するスペクトルを用いて前記合成スペクトルを生成する、
測定装置。
［付記３］
付記１又は２に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記第１位置及び前記第２位置の少なくとも一方を、前記第１処理の実行前に測定により予め決定する前処理を実行する、
測定装置。
［付記４］
付記３に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記前処理において、前記ビームスポットの位置を前記基準位置から前記一方側に所定距離ごとにずらして光スペクトルの強度が維持される第１距離範囲を算出し、前記第１距離範囲に基づいて前記第１位置を決定する、
測定装置。
［付記５］
付記３又は４に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記前処理において、前記ビームスポットの位置を前記基準位置から前記他方側に所定距離ごとにずらして光スペクトルの強度が維持される第２距離範囲を算出し、前記第２距離範囲に基づいて前記第２位置を決定する、
測定装置。
［付記６］
付記１乃至５のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記第１処理において、前記第１スペクトル及び前記第２スペクトルを合成したときに前記合成スペクトルにおいて互いに隣接する一対のピークの間に局所ピークが発生しているか否かを判定する、
測定装置。
［付記７］
付記６に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記第１スペクトル及び前記第２スペクトルに加え、前記ビームスポットが前記基準位置にあるときの第３スペクトルも合成して前記合成スペクトルを生成する、
測定装置。
［付記８］
付記７に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記第１スペクトル、前記第２スペクトル、及び前記第３スペクトルのうち各測定点で最低となる強度を有するスペクトルを用いて前記合成スペクトルを生成する、
測定装置。
［付記９］
付記６乃至８のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記局所ピークを他の部分と異なる態様で表示させる、
測定装置。
［付記１０］
付記６乃至９のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記局所ピークの両側のデータに基づいて補間処理を実行し、前記局所ピークでの光スペクトルデータを更新する、
測定装置。
［付記１１］
付記１０に記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記合成スペクトルにおいてデータが更新された部分を他の部分と異なる態様で表示させる、
測定装置。
［付記１２］
付記６乃至１１のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記局所ピークが発生していると判定すると、前記基準位置で前記被測定光の基準スペクトルを測定する第２処理に切り替える、
測定装置。
［付記１３］
付記１乃至１２のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記制御部は、前記基準位置で前記被測定光の基準スペクトルを測定する第２処理及び前記第１処理のいずれかを、ユーザの選択入力に応じて切り替えて実行する、
測定装置。
［付記１４］
付記１乃至１３のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記基準位置は、前記開口部における前記所定方向の中心位置を含む、
測定装置。
［付記１５］
付記１乃至１４のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記所定方向は、前記開口部の短手方向を含む、
測定装置。
［付記１６］
付記１乃至１５のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記基準位置から前記第１位置までの第１距離と前記基準位置から前記第２位置までの第２距離とは、互いに同一である、
測定装置。
［付記１７］
付記１乃至１６のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記第１位置は、前記ビームスポットの前記一方側の第１端部が前記開口部の第１縁に当たるときの前記ビームスポットの中心位置を含む、
測定装置。
［付記１８］
付記１乃至１７のいずれか１つに記載の測定装置であって、
前記第２位置は、前記ビームスポットの前記他方側の第２端部が前記開口部の第２縁に当たるときの前記ビームスポットの中心位置を含む、
測定装置。
［付記１９］
被測定光を通過させる開口部が形成されている光学素子を有する分光器を備える測定装置により実行される測定方法であって、
前記被測定光のビームスポットが前記開口部内で第１位置にあるときの第１スペクトル及び第２位置にあるときの第２スペクトルを少なくとも合成して狭窄化した前記被測定光の合成スペクトルを生成する第１処理を実行するステップを含み、
前記第１位置は、前記ビームスポットの前記開口部内での基準位置から所定方向の一方側にずれた位置を含み、
前記第２位置は、前記基準位置から他方側にずれた位置を含む、
測定方法。
［付記２０］
被測定光を通過させる開口部が形成されている光学素子を有する分光器を備える測定装置に、
前記被測定光のビームスポットが前記開口部内で第１位置にあるときの第１スペクトル及び第２位置にあるときの第２スペクトルを少なくとも合成して狭窄化した前記被測定光の合成スペクトルを生成する第１処理を実行するステップを含む動作を実行させ、
前記第１位置は、前記ビームスポットの前記開口部内での基準位置から所定方向の一方側にずれた位置を含み、
前記第２位置は、前記基準位置から他方側にずれた位置を含む、
プログラム。
【符号の説明】
【0175】
１ 測定装置
１０ 分光器
１１ 回折格子
１２ コリメータ
１２１ 第１コリメータ
１２２ 第２コリメータ
１３ 光学素子
１３１ 第１光学素子
１３２ 第２光学素子
１３２ａ 開口部
１４ 第１レンズ
１５ 第２レンズ
１６ 第１ミラー
１７ 第２ミラー
２ 導光部品
２０ 光検出器
３０ 増幅器
４０ Ａ／Ｄ変換器
５０ 記憶部
６０ 入力部
７０ 出力部
８０ 制御部
Ｃ 刻線
Ｄ 所定方向
Ｅ１ 第１端部
Ｅ２ 第２端部
Ｌ１ 被測定光
Ｌ２ 回折光
Ｌ３ 光
Ｌ４ 回折光
Ｍ１ 第１縁
Ｍ２ 第２縁
Ｐ ビームスポット
Ｒ 回転軸
Ｓ 分光系
Ｓ１ 第１分光系
Ｓ２ 第２分光系
Ｔ 折り返し光学系
ｘ０ 基準位置
ｘ１ 第１位置
ｘ２ 第２位置
Ｙ 延在方向
Ｓ１（ｉ） 第１スペクトル
Ｓ２（ｉ） 第２スペクトル
Ｓ３（ｉ） 第３スペクトル
Ｓｒ（ｉ） 合成スペクトル
Ｓ（ｉ） 測定スペクトル
ｓ スポットサイズ
ｗ スリット幅
１０１ スリット板
１０２ スリット
１０３ ビームスポット
１０ 分光器
１１ 回折格子
１２ コリメータ
１２１ 第１コリメータ
１２２ 第２コリメータ
１３ 光学素子
１３１ 第１光学素子
１３２ 第２光学素子
１３２ａ 開口部
１４ 第１レンズ
１５ 第２レンズ
１６ 第１ミラー
１７ 第２ミラー
２ 導光部品
２０ 光検出器
３０ 増幅器
４０ Ａ／Ｄ変換器
５０ 記憶部
６０ 入力部
７０ 出力部
８０ 制御部
Ｃ 刻線
Ｄ 所定方向
Ｅ１ 第１端部
Ｅ２ 第２端部
Ｌ１ 被測定光
Ｌ２ 回折光
Ｌ３ 光
Ｌ４ 回折光
Ｍ１ 第１縁
Ｍ２ 第２縁
Ｐ ビームスポット
Ｒ 回転軸
Ｓ 分光系
Ｓ１ 第１分光系
Ｓ２ 第２分光系
Ｔ 折り返し光学系
ｘ０ 基準位置
ｘ１ 第１位置
ｘ２ 第２位置
Ｙ 延在方向
Ｓ１（ｉ） 第１スペクトル
Ｓ２（ｉ） 第２スペクトル
Ｓ３（ｉ） 第３スペクトル
Ｓｒ（ｉ） 合成スペクトル
Ｓ（ｉ） 測定スペクトル
ｓ スポットサイズ
ｗ スリット幅
１０１ スリット板
１０２ スリット
１０３ ビームスポット
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】