特許 7195189 分光器

(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】

(24)【登録日】2022-12-15

(45)【発行日】2022-12-23

(54)【発明の名称】分光器

(51)【国際特許分類】

   G01J 3/18 20060101AFI20221216BHJP

   G02B 5/18 20060101ALI20221216BHJP

【ＦＩ】

G01J3/18

G02B5/18

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019053558

(22)【出願日】2019-03-20

(65)【公開番号】P2020153863

(43)【公開日】2020-09-24

【審査請求日】2022-01-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(73)【特許権者】

【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】100188307

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 昌宏

(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】小島 学

(72)【発明者】

【氏名】金子 力

【審査官】嶋田 行志

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－２２１９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０６９９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０９８２５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１７５０３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｊ ３／００－Ｇ０１Ｊ ３／５２

Ｇ０２Ｂ ５／００－Ｇ０２Ｂ ５／３２

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０／ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入射した被測定光を分光する分光器であって、
回折格子と、
入射した光を平行光化するコリメータと、前記コリメータによって平行光化されて前記回折格子に入射した前記光の前記回折格子からの戻り光が焦点を結ぶ位置に配置され、前記戻り光の少なくとも一部を通過させる光学素子と、をそれぞれ有する複数の分光系と、
隣り合う２つの前記分光系のうちの一の前記分光系において発生した前記戻り光を、他の前記分光系に向けて折り返すように導く少なくとも１つの折り返し光学系と、
を備え、
前記折り返し光学系は、一の前記分光系において発生した前記戻り光を平行光化する第１レンズと、前記第１レンズによって平行光化された前記戻り光を他の前記分光系の前記コリメータとの間で集光する第２レンズと、前記戻り光を前記回折格子の刻線の延在方向に向けて反射させて前記第１レンズまで導く第１ミラーと、前記第２レンズによって集光された前記戻り光を前記回折格子に向けて反射させる第２ミラーと、を有する、
分光器。

【請求項2】

一の前記分光系が有する前記光学素子は、一の前記分光系が有する前記コリメータと前記第１レンズとの間で、前記回折格子からの戻り光が該コリメータによって焦点を結ぶ位置に配置されている、
請求項１に記載の分光器。

【請求項3】

４つの前記分光系と、２つの前記折り返し光学系と、を備え、
一の前記折り返し光学系は、前記分光器に入射する前記被測定光が最初に通過する第１分光系において発生した前記戻り光を、前記第１分光系と隣り合う第２分光系に向けて折り返すように導き、
他の前記折り返し光学系は、前記第２分光系と隣り合う第３分光系において発生した前記戻り光を、前記第３分光系と隣り合う第４分光系に向けて折り返すように導く、
請求項１又は２に記載の分光器。

【請求項4】

前記回折格子からの前記戻り光が入射するミラー素子を備え、
前記ミラー素子に入射した前記戻り光は、前記ミラー素子で反射して前記回折格子に再度入射し、前記コリメータを介して前記光学素子まで導かれる、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の分光器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、分光器に関する。

【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、最終の分光系より前の分光系において生じた散乱光の一部が最終の分光系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】

【文献】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】

従来の技術を用いたマルチパス方式の分光器のフィルタ特性では、近年のめまぐるしい技術発展により新たに開発されてきた光デバイスの分光特性を測定する上で、性能不足となる恐れがあった。

【0006】

本開示は、マルチパス方式の分光器において、フィルタ特性が向上する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】

【0007】

幾つかの実施形態に係る分光器は、入射した被測定光を分光する分光器であって、回折格子と、入射した光を平行光化するコリメータと、前記コリメータによって平行光化されて前記回折格子に入射した前記光の前記回折格子からの戻り光が焦点を結ぶ位置に配置され、前記戻り光の少なくとも一部を通過させる光学素子と、をそれぞれ有する複数の分光系と、隣り合う２つの前記分光系のうちの一の前記分光系において発生した前記戻り光を、他の前記分光系に向けて折り返すように導く少なくとも１つの折り返し光学系と、を備え、前記折り返し光学系は、一の前記分光系において発生した前記戻り光を平行光化する第１レンズと、前記第１レンズによって平行光化された前記戻り光を他の前記分光系の前記コリメータとの間で集光する第２レンズと、を有する。このような分光器によれば、マルチパス方式の分光器において、フィルタ特性が向上する。したがって、このような分光器は、近年の光デバイスを測定する上で要求されるフィルタ特性を満たすことも可能である。

【0008】

一実施形態において、一の前記分光系が有する前記光学素子は、一の前記分光系が有する前記コリメータと前記第１レンズとの間で、前記回折格子からの戻り光が該コリメータによって焦点を結ぶ位置に配置されていてもよい。これにより、分光系と折り返し光学系とが完全に分離される。折り返し光学系は、一の分光系によって分散分光された光を他の分光系に戻すことができる。

【0009】

一実施形態において、４つの前記分光系と、２つの前記折り返し光学系と、を備え、一の前記折り返し光学系は、前記分光器に入射する前記被測定光が最初に通過する第１分光系において発生した前記戻り光を、前記第１分光系と隣り合う第２分光系に向けて折り返すように導き、他の前記折り返し光学系は、前記第２分光系と隣り合う第３分光系において発生した前記戻り光を、前記第３分光系と隣り合う第４分光系に向けて折り返すように導いてもよい。これにより、分光器のフィルタ特性の帯域幅が広くなるように設定される場合には、４つの分光系と、３つの折り返し光学系と、を備える分光器と比較して、分光器全体によって得られるフィルタ特性の劣化が抑制される。

【0010】

一実施形態において、前記回折格子からの前記戻り光が入射するミラー素子を備え、前記ミラー素子に入射した前記戻り光は、前記ミラー素子で反射して前記回折格子に再度入射し、前記コリメータを介して前記光学素子まで導かれてもよい。これにより、被測定光は、各分光系において、回折格子により２回分散分光されて各光学素子を通過する。したがって、分光器によって得られるフィルタ特性がよりシャープになる。

【0011】

一実施形態において、前記折り返し光学系は、前記第１レンズによって平行光化された前記戻り光を前記回折格子の刻線の延在方向に向けて反射させる第１ミラーと、前記第１ミラーで反射した前記戻り光を前記回折格子に向けて反射させ、前記第２レンズまで導く第２ミラーと、を有してもよい。これにより、折り返し光学系は、一の分光系によって分散分光された光を他の分光系に戻すことができる。

【0012】

一実施形態において、前記折り返し光学系は、前記戻り光を前記回折格子の刻線の延在方向に向けて反射させて前記第１レンズまで導く第１ミラーと、前記第２レンズによって集光された前記戻り光を前記回折格子に向けて反射させる第２ミラーと、を有してもよい。これにより、回折格子の刻線の延在方向と直交する光の伝搬方向における分光器の全長を短くすることができる。

【発明の効果】

【0013】

本開示によれば、マルチパス方式の分光器において、フィルタ特性が向上する分光器を提供可能である。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態に係る分光器の構成を示す模式図である。

【図2】第２実施形態に係る分光器の構成を示す模式図である。

【図3】図２の分光器によって得られるフィルタ特性の一例を示すグラフ図である。

【図4】第３実施形態に係る分光器の構成を示す模式図である。

【図5】図４の分光器によって得られるフィルタ特性の一例を示すグラフ図である。

【図6】第４実施形態に係る分光器の構成を示す模式図である。

【図7】図６の分光器によって得られるフィルタ特性の一例を示す、図５に対応するグラフ図である。

【図8】第４実施形態に係る分光器の変形例を示す、図６に対応する模式図である。

【図9A】折り返し光学系の第１変形例を示す模式図である。

【図9B】折り返し光学系の第２変形例を示す模式図である。

【図10】従来のダブルパス分光器によって得られるフィルタ特性の一例を示すグラフ図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

例えば光スペクトラムアナライザ等に用いられる従来のマルチパス方式の分光器としては、特許文献１に記載のようなリトロー型のダブルパス分光器が知られている。このようなダブルパス分光器は、回折格子と、２つのコリメータと、２つのスリットと、を有している。ダブルパス分光器は、例えば光ファイバ等の導光部品から出射した被測定光を第１コリメータにより平行光化して回折格子に入射させる。ダブルパス分光器は、回折格子による回折光を第１コリメータにより集光して第１スリットを通過させる。ダブルパス分光器は、第１スリットを通過した回折光を第２コリメータにより再度平行光化して回折格子に入射させる。ダブルパス分光器は、その回折光を第２コリメータにより集光して第２スリットを通過させる。

【0016】

このように、従来のダブルパス分光器は、導光部品直後の光路から第１スリットまでを含む第１分光系と、第１スリット後の光路から第２スリットまでを含む第２分光系と、を有し、第１分光系及び第２分光系の順に被測定光を通過させる。このような構成を有する従来のダブルパス分光器では、第１分光系において被測定光が分散分光され、第１分光系により分散分光された被測定光が第２分光系においてさらに分散分光される。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フィルタ特性が得られる。フィルタ特性は、例えば、中心波長、帯域幅、抑圧比、波長傾斜幅、及び阻止域等のフィルタに関する任意の指標に基づいて定められる。

【0017】

図１０は、従来のダブルパス分光器によって得られるフィルタ特性の一例を示すグラフ図である。図１０の縦軸は、光の減衰率（単位：ｄＢ）を示す。図１０の横軸は、被測定光の中心波長からのオフセット（単位：ｎｍ）を示す。図１０において、細い実線は、被測定光が有する光スペクトルを示す。一点鎖線は、第１分光系によって得られるフィルタ特性の一例を示す。破線は、第２分光系によって得られるフィルタ特性の一例を示す。太い実線は、第１分光系によるフィルタ特性と第２分光系によるフィルタ特性とを合成したときの、ダブルパス分光器全体によって得られるフィルタ特性の一例を示す。従来のダブルパス分光器によれば、２段の光学フィルタを直列に配置した場合と同様のフィルタ特性が得られ、図１０に示すようなフィルタ特性が得られる。

【0018】

例えば、従来のダブルパス分光器によって得られるフィルタ特性では、第１分光系によるフィルタ特性と第２分光系によるフィルタ特性とが合成されることで抑圧比が増大する。すなわち、合成後のフィルタ特性では、合成される前の各フィルタ特性と比較して、中心波長からのオフセットが大きくなるに従って、光の減衰量がより顕著に増大する。

【0019】

一方で、従来のダブルパス分光器のフィルタ特性の帯域幅は、第１スリットの幅によって算出される第１分光系のフィルタ特性の帯域幅により決定され、第２分光系の第２スリットの幅には依存しない。すなわち、従来のダブルパス分光器のフィルタ特性の帯域幅は、第２分光系の第２スリットの幅をいくら狭くしたとしても、第１分光系によって得られるフィルタ特性の帯域幅により制限される。なぜなら、第１分光系で分散分光された被測定光が第２分光系で減算的に分散分光され、第２スリットにおいて分散量がキャンセルされるためである。より具体的には、第１スリット上での回折光のビームスポットの位置は、回折格子の回動に応じて変動するが、第２スリット上での回折光のビームスポットの位置は、回折格子が回動しても変動せず、一定であるためである。

【0020】

例えば、近年の光ファイバ通信市場における光デバイスの技術発展はめまぐるしく、発光デバイスの光雑音レベルは極限まで低く抑えられている。例えば、信号対雑音比の特性は、８０ｄＢ以上となっている。また、このような光デバイスの内部構造を解析するために、発光波長近傍の光スペクトルを測定することも重要となっている。しかしながら、従来の技術を用いたマルチパス方式の分光器のフィルタ特性では、近年の光デバイスを測定する上で、性能不足となる恐れがある。例えば、図１０に示すとおり、被測定光の光スペクトルが従来のマルチパス方式の分光器のフィルタ特性に完全に埋もれている。したがって、このような分光器を用いてフィルタの中心波長を掃引しながら被測定光を測定すると、得られる光スペクトルは、従来のマルチパス方式の分光器のフィルタ特性が反映されたものとなる。すなわち、従来のマルチパス方式の分光器では、被測定光が有する光スペクトルの本来の線幅及びサイドバンド構造等を測定することが困難である。

【0021】

本開示は、上記の問題点を解決するために、マルチパス方式の分光器において、フィルタ特性が向上する分光器を提供することを目的とする。

【0022】

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。

【0023】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る分光器１の構成を示す模式図である。図１を参照しながら、第１実施形態に係る分光器１の構成について主に説明する。

【0024】

第１実施形態に係る分光器１は、例えば光ファイバ等の導光部品２から出射して分光器１に入射した被測定光Ｌ１を分光する。分光器１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。第１実施形態に係る分光器１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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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、及びアパーチャ等の任意の光学素子を含む。

【0028】

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１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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

第１実施形態に係る分光器１によれば、被測定光Ｌ１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フィルタ特性が得られる。より具体的には、分光器１全体のフィルタ特性は、第１分光系Ｓ１によるフィルタ特性と第２分光系Ｓ２によるフィルタ特性との合成によって得られる。例えば、第１分光系Ｓ１によるフィルタ特性の帯域幅ＢＷ１及び第２分光系Ｓ２によるフィルタ特性の帯域幅ＢＷ２は、それぞれ以下の式１及び式２により表される。

【0037】

［数１］
BW1 = ε₁・d/(m・f)・cos(β) (式１)
［数２］
BW2 = ε₂・d/(m・2f)・cos(β) (式２)

【0038】

ここで、ε₁、ε₂はそれぞれ、第１光学素子１３１及び第２光学素子１３２において光が通過可能な幅である。例えば、光学素子１３がスリットである場合、ε₁、ε₂はそれぞれ対応するスリットのスリット幅である。ｄは回折格子１１の溝の間隔、ｍは回折次数、ｆはコリメータ１２の焦点距離、βは回折格子１１の法線と回折光の出射方向とがなす角度である。例えば、スリット幅ε₁、ε₂は、各フィルタ特性の帯域幅が帯域幅ＢＷ１＞帯域幅ＢＷ２となるように決定される。

【0039】

以上のような第１実施形態に係る分光器１によれば、従来のダブルパス分光器と比較して、分光器１全体によって得られるフィルタ特性の帯域幅及び波長傾斜幅が狭くなり、よりシャープなフィルタ特性が得られる。分光器１では、第１分光系Ｓ１で分散分光された被測定光Ｌ１が第２分光系Ｓ２でも加算的に分散分光される。したがって、分光器１全体によって得られるフィルタ特性の帯域幅は、第１分光系Ｓ１及び第２分光系Ｓ２によって得られるフィルタ特性の帯域幅のうちより狭い帯域幅によって決定される。例えば、分光器１全体によって得られるフィルタ特性の帯域幅は、上記の帯域幅ＢＷ２によって決定される。上記の式２を参照すると、コリメータ１２の焦点距離ｆが実効的に２倍となって分母に含まれていることで、帯域幅ＢＷ２は、従来のダブルパス分光器の場合と比較してより狭くなる。したがって、分光器１全体によって得られるフィルタ特性の帯域幅が狭くなる。

【0040】

例えば、第１実施形態に係る分光器１によって得られるフィルタ特性では、第１分光系Ｓ１によるフィルタ特性と第２分光系Ｓ２によるフィルタ特性とが合成されることで抑圧比が増大する。すなわち、合成後のフィルタ特性では、合成される前の各フィルタ特性と比較して、中心波長からのオフセットが大きくなるに従って、光の減衰量がより顕著に増大する。

【0041】

（第２実施形態）
図２は、第２実施形態に係る分光器１の構成を示す模式図である。図２を参照しながら、第２実施形態に係る分光器１の構成について主に説明する。

【0042】

第２実施形態に係る分光器１は、３つの分光系Ｓと、２つの折り返し光学系Ｔと、を有する点で第１実施形態と相違する。以下では、３つの分光系Ｓを互いに区別する場合には、第１分光系Ｓ１、第２分光系Ｓ２、及び第３分光系Ｓ３と表記する。同様に、２つの折り返し光学系Ｔを互いに区別する場合には、第１折り返し光学系Ｔ１及び第２折り返し光学系Ｔ２と表記する。その他の構成、機能、効果、及び変形例等については、第１実施形態と同様であり、対応する説明が、第２実施形態に係る分光器１においても当てはまる。以下では、第１実施形態と同様の構成部については同一の符号を付し、その説明を省略する。第１実施形態と異なる点について主に説明する。

【0043】

第１分光系Ｓ１、第１折り返し光学系Ｔ１、及び第２分光系Ｓ２は、第１実施形態における第１分光系Ｓ１、折り返し光学系Ｔ、及び第２分光系Ｓ２とそれぞれ同一である。第１折り返し光学系Ｔ１は、第１実施形態における折り返し光学系Ｔと同様に、第１レンズ１４１、第２レンズ１５１、第１ミラー１６１、及び第２ミラー１７１を有する。第２実施形態に係る分光器１では、第２折り返し光学系Ｔ２及び第３分光系Ｓ３が付加的に配置されている。

【0044】

例えば、第２折り返し光学系Ｔ２は、隣り合う第２分光系Ｓ２及び第３分光系Ｓ３のうちの第２分光系Ｓ２において発生した回折光Ｌ４を、第３分光系Ｓ３に向けて折り返すように導く。第２折り返し光学系Ｔ２では、例えば、第１レンズ１４２、第１ミラー１６２、第２ミラー１７２、及び第２レンズ１５２が回折光Ｌ４の入射側から出射側に向けて順番に配置されている。

【0045】

第１レンズ１４２は、第２分光系Ｓ２において発生した回折光Ｌ４を平行光化する。第１レンズ１４２は、第２分光系Ｓ２が有する第２光学素子１３２を、第２分光系Ｓ２が有する第２コリメータ１２２と共に挟むように配置されている。第１ミラー１６２は、第１レンズ１４２によって平行光化された回折光Ｌ４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１７２は、第１ミラー１６２で反射した回折光Ｌ４を回折格子１１に向けて反射させ、第２レンズ１５２まで導く。第２レンズ１５２は、第１レンズ１４２によって平行光化された回折光Ｌ４を後述する第３分光系Ｓ３の第３コリメータ１２３と第２レンズ１５２との間で集光する。

【0046】

回折光Ｌ４は、第２分光系Ｓ２の第２光学素子１３２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１４２に入射する。回折光Ｌ４は、第１レンズ１４２によって平行光となり、平行光のまま第１ミラー１６２及び第２ミラー１７２で反射する。回折光Ｌ４は、第２レンズ１５２に入射して、後述する第３分光系Ｓ３の第３コリメータ１２３と第２レンズ１５２との間で焦点を結ぶ。

【0047】

第３分光系Ｓ３は、刻線Ｃの延在方向Ｙにおいて第２分光系Ｓ２よりも導光部品２の反対側に配置されている。第３分光系Ｓ３は、第２折り返し光学系Ｔ２から出射した光Ｌ５を通過させる。第３分光系Ｓ３は、第３コリメータ１２３と、第３光学素子１３３と、を有する。加えて、第３分光系Ｓ３は、第２折り返し光学系Ｔ２を出射した直後の光Ｌ５の光路部分から、第３光学素子１３３までの光路を含む。

【0048】

第３分光系Ｓ３に入射した光Ｌ５は、第３コリメータ１２３によって平行光となる。第３コリメータ１２３によって平行光となった光Ｌ５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Ｌ６が、回折格子１１に入射した光Ｌ５に基づき発生する。回折光Ｌ６は、第３コリメータ１２３を通過して、第３光学素子１３３が配置されている位置において焦点を結ぶ。回折光Ｌ６の少なくとも一部は、第３光学素子１３３を通過する。

【0049】

第２実施形態に係る分光器１では、第１分光系Ｓ１にて被測定光Ｌ１が分散分光され、第１分系Ｓ１により分散分光された被測定光Ｌ１が第２分光系Ｓ２にてさらに分散分光される。さらに、第２実施形態に係る分光器１では、第２分光系Ｓ２により分散分光された被測定光Ｌ１が第３分光系Ｓ３にて分散分光される。したがって、被測定光Ｌ１の光路に３段の光学フィルタを直列に配置した場合と同様の良好なフィルタ特性が得られる。

【0050】

図３は、図２の分光器１によって得られるフィルタ特性の一例を示すグラフ図である。図３の縦軸は、光の減衰率（単位：ｄＢ）を示す。図３の横軸は、被測定光Ｌ１の中心波長からのオフセット（単位：ｎｍ）を示す。図３において、細い実線は、被測定光Ｌ１が有する光スペクトルを示す。一点鎖線は、第１分光系Ｓ１によって得られるフィルタ特性の一例を示す。破線は、第２分光系Ｓ２によって得られるフィルタ特性の一例を示す。点線は、第３分光系Ｓ３によって得られるフィルタ特性の一例を示す。太い実線は、第１分光系Ｓ１、第２分光系Ｓ２、及び第３分光系Ｓ３によるフィルタ特性を全て合成したときの、分光器１全体によって得られるフィルタ特性の一例を示す。

【0051】

分光器１全体のフィルタ特性は、第１分光系Ｓ１、第２分光系Ｓ２、及び第３分光系Ｓ３によるフィルタ特性を全て合成することで得られる。例えば、第１分光系Ｓ１によるフィルタ特性の帯域幅ＢＷ１及び第２分光系Ｓ２によるフィルタ特性の帯域幅ＢＷ２は、上述した式１及び式２によりそれぞれ表わされる。第３分光系Ｓ３によるフィルタ特性の帯域幅ＢＷ３は、以下の式３により表される。

【0052】

［数３］
BW3 = ε₃・d/(m・3f)・cos(β) (式３)

【0053】

ここで、ε₃は、第３光学素子１３３において光が通過可能な幅である。例えば、第３光学素子１３３がスリットである場合、ε₃は対応するスリットのスリット幅である。ｄ、ｍ、ｆ、及びβのそれぞれは、式１及び式２において説明したものと同一である。例えば、スリット幅ε₁、ε₂、ε₃は、各フィルタ特性の帯域幅が帯域幅ＢＷ１＞帯域幅ＢＷ２＞帯域幅ＢＷ３となるように決定される。

【0054】

以上のような第２実施形態に係る分光器１によれば、第１実施形態と比較して、分光器１全体によって得られるフィルタ特性の帯域幅及び波長傾斜幅がさらに狭くなり、よりシャープなフィルタ特性が得られる。第２実施形態に係る分光器１では、第１分光系Ｓ１で分散分光された被測定光Ｌ１が第２分光系Ｓ２及び第３分光系Ｓ３でも加算的に分散分光される。したがって、分光器１全体によって得られるフィルタ特性の帯域幅は、第１分光系Ｓ１、第２分光系Ｓ２、及び第３分光系Ｓ３によって得られるフィルタ特性の帯域幅のうち最も狭い帯域幅によって決定される。例えば、分光器１全体によって得られるフィルタ特性の帯域幅は、上記の帯域幅ＢＷ３によって決定される。上記の式３を参照すると、コリメータ１２の焦点距離ｆが実効的に３倍となって分母に含まれていることで、帯域幅ＢＷ３は、第１実施形態の場合と比較してもより狭くなる。したがって、第２実施形態に係る分光器１全体によって得られるフィルタ特性の帯域幅がさらに狭くなる。

【0055】

例えば、図３に示すとおり、分光器１全体によって得られるフィルタ特性の帯域幅は、被測定光Ｌ１の光スペクトルにおける中心ピークと隣接するサイドバンドピークとの間の波長間隔よりも十分に狭い。したがって、第２実施形態に係る分光器１を用いてフィルタの中心波長を掃引しながら被測定光Ｌ１を測定すると、得られる光スペクトルは、分光器１のフィルタ特性の帯域幅を反映しつつも、被測定光Ｌ１の光スペクトルにおけるサイドバンド構造を明確に示す。例えば、光デバイスの内部構造を解析するために、発光波長近傍の光スペクトルを測定することも可能となる。このように、第２実施形態に係る分光器１は、近年の光デバイスを測定する上で要求されるフィルタ特性を満たすことも可能である。

【0056】

（第３実施形態）
図４は、第３実施形態に係る分光器１の構成を示す模式図である。図４を参照しながら、第３実施形態に係る分光器１の構成について主に説明する。

【0057】

第３実施形態に係る分光器１は、４つの分光系Ｓと、３つの折り返し光学系Ｔと、を有する点で第１実施形態及び第２実施形態と相違する。以下では、４つの分光系Ｓを互いに区別する場合には、第１分光系Ｓ１、第２分光系Ｓ２、第３分光系Ｓ３、及び第４分光系Ｓ４と表記する。同様に、３つの折り返し光学系Ｔを互いに区別する場合には、第１折り返し光学系Ｔ１、第２折り返し光学系Ｔ２、及び第３折り返し光学系Ｔ３と表記する。その他の構成、機能、効果、及び変形例等については、第１実施形態及び第２実施形態と同様であり、対応する説明が、第３実施形態に係る分光器１においても当てはまる。以下では、第１実施形態及び第２実施形態と同様の構成部については同一の符号を付し、その説明を省略する。第１実施形態及び第２実施形態と異なる点について主に説明する。

【0058】

第１分光系Ｓ１、第１折り返し光学系Ｔ１、第２分光系Ｓ２、第２折り返し光学系Ｔ２、及び第３分光系Ｓ３は、第２実施形態における構成と全く同一である。第３実施形態に係る分光器１では、第３折り返し光学系Ｔ３及び第４分光系Ｓ４が付加的に配置されている。

【0059】

例えば、第３折り返し光学系Ｔ３は、隣り合う第３分光系Ｓ３及び第４分光系Ｓ４のうちの第３分光系Ｓ３において発生した回折光Ｌ６を、第４分光系Ｓ４に向けて折り返すように導く。第３折り返し光学系Ｔ３では、例えば、第１レンズ１４３、第１ミラー１６３、第２ミラー１７３、及び第２レンズ１５３が回折光Ｌ６の入射側から出射側に向けて順番に配置されている。

【0060】

第１レンズ１４３は、第３分光系Ｓ３において発生した回折光Ｌ６を平行光化する。第１レンズ１４３は、第３分光系Ｓ３が有する第３光学素子１３３を、第３分光系Ｓ３が有する第３コリメータ１２３と共に挟むように配置されている。第１ミラー１６３は、第１レンズ１４３によって平行光化された回折光Ｌ６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１７３は、第１ミラー１６３で反射した回折光Ｌ６を回折格子１１に向けて反射させ、第２レンズ１５３まで導く。第２レンズ１５３は、第１レンズ１４３によって平行光化された回折光Ｌ６を後述する第４分光系Ｓ４の第４コリメータ１２４と第２レンズ１５３との間で集光する。

【0061】

回折光Ｌ６は、第３分光系Ｓ３の第３光学素子１３３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１４３に入射する。回折光Ｌ６は、第１レンズ１４３によって平行光となり、平行光のまま第１ミラー１６３及び第２ミラー１７３で反射する。回折光Ｌ６は、第２レンズ１５３に入射して、後述する第４分光系Ｓ４の第４コリメータ１２４と第２レンズ１５３との間で焦点を結ぶ。

【0062】

第４分光系Ｓ４は、刻線Ｃの延在方向Ｙにおいて第３分光系Ｓ３よりも導光部品２の反対側に配置されている。第４分光系Ｓ４は、第３折り返し光学系Ｔ３から出射した光Ｌ７を通過させる。第４分光系Ｓ４は、第４コリメータ１２４と、第４光学素子１３４と、を有する。加えて、第４分光系Ｓ４は、第３折り返し光学系Ｔ３を出射した直後の光Ｌ７の光路部分から、第４光学素子１３４までの光路を含む。

【0063】

第４分光系Ｓ４に入射した光Ｌ７は、第４コリメータ１２４によって平行光となる。第４コリメータ１２４によって平行光となった光Ｌ７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Ｌ８が、回折格子１１に入射した光Ｌ７に基づき発生する。回折光Ｌ８は、第４コリメータ１２４を通過して、第４光学素子１３４が配置されている位置において焦点を結ぶ。回折光Ｌ８の少なくとも一部は、第４光学素子１３４を通過する。

【0064】

第３実施形態に係る分光器１では、第１分光系Ｓ１にて被測定光Ｌ１が分散分光され、第１分系Ｓ１により分散分光された被測定光Ｌ１が第２分光系Ｓ２にてさらに分散分光される。さらに、第３実施形態に係る分光器１では、第２分光系Ｓ２により分散分光された被測定光Ｌ１が第３分光系Ｓ３にて分散分光され、第３分光系Ｓ３により分散分光された被測定光Ｌ１が第４分光系Ｓ４にて分散分光される。したがって、被測定光Ｌ１の光路に４段の光学フィルタを直列に配置した場合と同様の良好なフィルタ特性が得られる。

【0065】

分光器１全体のフィルタ特性は、第１分光系Ｓ１、第２分光系Ｓ２、第３分光系Ｓ３、及び第４分光系Ｓ４によるフィルタ特性を全て合成することで得られる。例えば、第１分光系Ｓ１によるフィルタ特性の帯域幅ＢＷ１、第２分光系Ｓ２によるフィルタ特性の帯域幅ＢＷ２、及び第３分光系Ｓ３によるフィルタ特性の帯域幅ＢＷ３は、上述した式１、式２、及び式３によりそれぞれ表わされる。第４分光系Ｓ４によるフィルタ特性の帯域幅ＢＷ４は、以下の式４により表される。

【0066】

［数４］
BW4 = ε₄・d/(m・4f)・cos(β) (式４)

【0067】

ここで、ε₄は、第４光学素子１３４において光が通過可能な幅である。例えば、第４光学素子１３４がスリットである場合、ε₄は対応するスリットのスリット幅である。ｄ、ｍ、ｆ、及びβのそれぞれは、式１、式２、及び式３において説明したものと同一である。例えば、スリット幅ε₁、ε₂、ε₃、ε₄は、各フィルタ特性の帯域幅が帯域幅ＢＷ１＞帯域幅ＢＷ２＞帯域幅ＢＷ３＞帯域幅ＢＷ４となるように決定される。

【0068】

以上のような第３実施形態に係る分光器１によれば、第１実施形態及び第２実施形態と比較して、分光器１全体によって得られるフィルタ特性の帯域幅及び波長傾斜幅がさらに狭くなり、よりシャープなフィルタ特性が得られる。第３実施形態に係る分光器１では、第１分光系Ｓ１で分散分光された被測定光Ｌ１が第２分光系Ｓ２、第３分光系Ｓ３、及び第４分光系Ｓ４でも加算的に分散分光される。したがって、分光器１全体によって得られるフィルタ特性の帯域幅は、第１分光系Ｓ１、第２分光系Ｓ２、第３分光系Ｓ３、及び第４分光系Ｓ４によって得られるフィルタ特性の帯域幅のうち最も狭い帯域幅によって決定される。例えば、分光器１全体によって得られるフィルタ特性の帯域幅は、上記の帯域幅ＢＷ４によって決定される。上記の式４を参照すると、コリメータ１２の焦点距離ｆが実効的に４倍となって分母に含まれていることで、帯域幅ＢＷ４は、第１実施形態及び第２実施形態の場合と比較してもより狭くなる。したがって、第３実施形態に係る分光器１全体によって得られるフィルタ特性の帯域幅がさらに狭くなる。

【0069】

このように、分光器１全体によって得られるフィルタ特性の帯域幅がより狭くなるように設定される場合の他に、例えば、光スペクトラムアナライザの用途によっては、分光器１のフィルタ特性の帯域幅が広くなるように設定される場合もある。このような場合に第３実施形態に係る分光器１によって得られるフィルタ特性を図５に示す。

【0070】

図５は、図４の分光器１によって得られるフィルタ特性の一例を示すグラフ図である。図５の縦軸は、光の減衰率（単位：ｄＢ）を示す。図５の横軸は、被測定光Ｌ１の中心波長からのオフセット（単位：ｎｍ）を示す。図５において、一点鎖線は、第１分光系Ｓ１によって得られるフィルタ特性の一例を示す。破線は、第２分光系Ｓ２によって得られるフィルタ特性の一例を示す。点線は、第４分光系Ｓ４によって得られるフィルタ特性の一例を示す。太い実線は、第１分光系Ｓ１、第２分光系Ｓ２、及び第４分光系Ｓ４によるフィルタ特性を全て合成したときの、分光器１全体によって得られるフィルタ特性の一例を示す。

【0071】

なお、第３実施形態に係る分光器１は、良好なフィルタ特性が十分に維持されるのであれば、例えば第２光学素子１３２及び第３光学素子１３３のいずれか一方のみを有してもよい。図５では、第３実施形態に係る分光器１において、例えば第３光学素子１３３が省略された場合のフィルタ特性を例示している。

【0072】

例えば、分光器１のフィルタ特性の帯域幅が広くなるように設定される場合、帯域幅ＢＷ１＞帯域幅ＢＷ２＞帯域幅ＢＷ４の関係を成立させようとすると、図５に示すような各フィルタ特性が得られ、分光器１全体によって得られるフィルタ特性が劣化しやすくなる。より具体的には、分光器１全体によって得られるフィルタ特性において減衰スロープが波打ち、中心波長からのオフセットが大きくなるに従って光の減衰量が滑らかに増大しない。

【0073】

以上のように、第３実施形態に係る分光器１によれば、分光器１全体によって得られるフィルタ特性の帯域幅がより狭くなるように設定される場合、第１実施形態及び第２実施形態と比較しても、よりシャープなフィルタ特性が得られる。しかしながら、分光器１のフィルタ特性の帯域幅が広くなるように設定される場合に、フィルタ特性が劣化しやすくなる。以下の第４実施形態に係る分光器１は、このような新たな問題点を解決する。

【0074】

（第４実施形態）
図６は、第４実施形態に係る分光器１の構成を示す模式図である。図６を参照しながら、第４実施形態に係る分光器１の構成について主に説明する。

【0075】

第４実施形態に係る分光器１は、第２折り返し光学系Ｔ２に代えて、第１折り返しミラー１９１及び第２折り返しミラー１９２を有する点で、第３実施形態と相違する。すなわち、第４実施形態に係る分光器１は、４つの分光系Ｓと、２つの折り返し光学系Ｔと、を有する。その他の構成、機能、効果、及び変形例等については、第３実施形態と同様であり、対応する説明が、第４実施形態に係る分光器１においても当てはまる。以下では、第３実施形態と同様の構成部については同一の符号を付し、その説明を省略する。第３実施形態と異なる点について主に説明する。

【0076】

例えば、第１折り返しミラー１９１は、第２分光系Ｓ２の第２コリメータ１２２と第２光学素子１３２との間に配置されている。第２折り返しミラー１９２は、第２分光系Ｓ２の第２光学素子１３２と第３分光系Ｓ３の第３コリメータ１２３との間に配置されている。

【0077】

第１折り返しミラー１９１は、第２分光系Ｓ２において発生し、かつ第２コリメータ１２２によって集束している回折光Ｌ４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光学素子１３２は、第１折り返しミラー１９１と第２折り返しミラー１９２との間で、回折格子１１からの回折光Ｌ４が第２コリメータ１２２によって焦点を結ぶ位置に配置されている。第２折り返しミラー１９２は、第１折り返しミラー１９１で反射し、第２光学素子１３２の位置で焦点を結んだ後拡散している回折光Ｌ４を回折格子１１に向けて反射させる。

【0078】

第４実施形態に係る分光器１では、第１分光系Ｓ１にて被測定光Ｌ１が分散分光され、第１分系Ｓ１により分散分光された被測定光Ｌ１が第２分光系Ｓ２にて加算的に分散分光される。一方で、第４実施形態に係る分光器１では、第１分光系Ｓ１及び第２分光系Ｓ２により加算的に分散分光された被測定光Ｌ１が、第３分光系Ｓ３及び第４分光系Ｓ４により減算的に分散分光される。したがって、第３光学素子１３３及び第４光学素子１３４において分散量がキャンセルされる。より具体的には、第１光学素子１３１及び第２光学素子１３２上での回折光Ｌ２及び回折光Ｌ４のビームスポットの位置は、回折格子１１の回動に応じてそれぞれ変動するが、第３光学素子１３３及び第４光学素子１３４上での回折光Ｌ６及び回折光Ｌ８のビームスポットの位置は、回折格子１１が回動してもそれぞれ変動せず、一定である。

【0079】

図７は、図６の分光器１によって得られるフィルタ特性の一例を示す、図５に対応するグラフ図である。図７における縦軸、横軸、及び各線が示す内容は、図５と同一である。なお、図７では、第２分光系Ｓ２によって得られるフィルタ特性の一例を示す破線と、第４分光系Ｓ４によって得られるフィルタ特性の一例を示す点線とは、互いに重畳している。

【0080】

図７に示すとおり、第４実施形態に係る分光器１のフィルタ特性の帯域幅は、式２のε₂によって算出される第２分光系Ｓ２のフィルタ特性の帯域幅ＢＷ２により決定され、第４分光系Ｓ４の第４光学素子１３４において光が通過可能な幅ε₄には依存しない。すなわち、第４実施形態に係る分光器１のフィルタ特性の帯域幅は、第４光学素子１３４において光が通過可能な幅ε₄をいくら狭くしたとしても、第２分光系Ｓ２によって得られるフィルタ特性の帯域幅ＢＷ２により制限される。

【0081】

例えば、第４実施形態に係る分光器１のフィルタ特性は、第３実施形態と同様に分光器１のフィルタ特性の帯域幅が広くなるように設定される場合であっても、図５に示すような帯域幅と同一の帯域幅を維持したまま、滑らかな減衰スロープを示す。したがって、分光器１のフィルタ特性の帯域幅が広くなるように設定される場合には、第３実施形態と比較して、分光器１全体によって得られるフィルタ特性の劣化が抑制される。

【0082】

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。

【0083】

例えば、上述した各構成部の形状、配置、向き、及び個数等は、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、配置、向き、及び個数等は、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。

【0084】

図８は、第４実施形態に係る分光器１の変形例を示す、図６に対応する模式図である。図８では、第４実施形態に係る分光器１に対する変形例が示されているが、以下と同様の説明が第１実施形態乃至第３実施形態に対しても当てはまる。

【0085】

例えば、上記の第１実施形態乃至第４実施形態における分光器１は、リトロー型であるとして説明したがこれに限定されない。例えば、分光器１は、回折格子１１からの戻り光が入射するミラー素子１８をさらに有してもよい。ミラー素子１８は、例えば平面ミラーであってもよい。回折格子１１から出射した戻り光は、一度ミラー素子１８に入射し、ミラー素子１８で反射して回折格子１１に再度入射する。回折格子１１に再度入射した戻り光は、コリメータ１２を介して光学素子１３まで導かれる。

【0086】

このような変形例に係る分光器１によれば、被測定光Ｌ１は、各分光系Ｓにおいて、回折格子１１により２回分散分光されて各光学素子１３を通過する。したがって、分光器１によって得られるフィルタ特性がよりシャープになる。

【0087】

図９Ａは、折り返し光学系Ｔの第１変形例を示す模式図である。図９Ａに示す第１変形例は、第１実施形態乃至第４実施形態に係る分光器１の全てに当てはまる。

【0088】

例えば、上記の第１実施形態乃至第４実施形態における分光器１では、分光系Ｓの光学素子１３から出射した光が折り返し光学系Ｔの第１レンズ１４に入射するとして説明したが、これに限定されない。上記の第１実施形態乃至第４実施形態における分光器１のように分光系Ｓと折り返し光学系Ｔとが完全に分離しているような態様に代えて、分光系Ｓの中に折り返し光学系Ｔが含まれるような態様も可能である。より具体的には、図９Ａに示すとおり、折り返し光学系Ｔは、分光系Ｓのコリメータ１２と光学素子１３との間に配置されていてもよい。このとき、光学素子１３は、回折格子１１からの戻り光が折り返し光学系Ｔの第２レンズ１５によって焦点を結ぶ位置に配置されている。

【0089】

コリメータ１２を通過した光は、折り返し光学系Ｔの第１レンズ１４とコリメータ１２との間で焦点を結んだ後、第１レンズ１４に入射する。第１レンズ１４に入射した光は、折り返し光学系Ｔ内を平行光のまま通過し、第２レンズ１５まで導かれる。第２レンズ１５を通過した光は、光学素子１３が配置されている位置において焦点を結ぶ。

【0090】

図９Ｂは、折り返し光学系Ｔの第２変形例を示す模式図である。図９Ｂに示す第２変形例は、第１実施形態乃至第４実施形態に係る分光器１の全てに当てはまる。

【0091】

例えば、上記の第１実施形態乃至第４実施形態における分光器１では、分光系Ｓの光学素子１３から出射した光が折り返し光学系Ｔの第１レンズ１４に入射するとして説明したが、これに限定されない。上記の第１実施形態乃至第４実施形態における分光器１のように分光系Ｓと折り返し光学系Ｔとが完全に分離しているような態様に代えて、分光系Ｓの一部と折り返し光学系Ｔの一部とが互いに重畳するような態様も可能である。より具体的には、図９Ｂに示すとおり、折り返し光学系Ｔの一部は、分光系Ｓのコリメータ１２と光学素子１３との間に配置されていてもよい。このとき、光学素子１３は、回折格子１１からの戻り光が折り返し光学系Ｔの第２レンズ１５によって焦点を結ぶ位置に配置されている。

【0092】

より具体的には、折り返し光学系Ｔの第１レンズ１４及び第２レンズ１５は、第１ミラー１６と第２ミラー１７との間に配置されていてもよい。このとき、第１ミラー１６は、分光系Ｓにおいて発生した戻り光を回折格子１１の刻線Ｃの延在方向Ｙに向けて反射させて第１レンズ１４まで導く。第２ミラー１７は、第２レンズ１５によって集光され、分光系Ｓの光学素子１３を通過した戻り光を回折格子１１に向けて反射させる。

【0093】

コリメータ１２を通過した光は、折り返し光学系Ｔの第１ミラー１６で反射して焦点を結んだ後、第１レンズ１４に入射する。第１レンズ１４に入射した光は、折り返し光学系Ｔ内を平行光のまま通過し、第２レンズ１５まで導かれる。第２レンズ１５を通過した光は、分光系Ｓの光学素子１３が配置されている位置において焦点を結ぶ。光学素子１３を通過した光は、第２ミラー１７で反射して回折格子１１に向けて伝搬する。

【0094】

例えば、上記の第１実施形態乃至第４実施形態における分光器１では、回折格子１１が回動することで波長掃引が行われるとして説明したが、波長掃引の方法はこれに限定されない。例えば、回折格子１１の配置角度は固定され、図８のミラー素子１８が回動することで波長掃引が行われてもよい。

【符号の説明】

【0095】

１ 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
１２３ 第３コリメータ
１２４ 第４コリメータ
１３ 光学素子
１３１ 第１光学素子
１３２ 第２光学素子
１３３ 第３光学素子
１３４ 第４光学素子
１４、１４１、１４２、１４３ 第１レンズ
１５、１５１、１５２、１５３ 第２レンズ
１６、１６１、１６２、１６３ 第１ミラー
１７、１７１、１７２、１７３ 第２ミラー
１８ ミラー素子
１９１ 第１折り返しミラー
１９２ 第２折り返しミラー
２ 導光部品
Ｃ 刻線
Ｌ１ 被測定光
Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６、Ｌ８ 回折光
Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７ 光
Ｒ 回転軸
Ｓ 分光系
Ｓ１ 第１分光系
Ｓ２ 第２分光系
Ｓ３ 第３分光系
Ｓ４ 第４分光系
Ｔ 折り返し光学系
Ｔ１ 第１折り返し光学系
Ｔ２ 第２折り返し光学系
Ｔ３ 第３折り返し光学系
Ｙ 延在方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】