JPH0345329B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光学システムに関し、特に間隔をおい
て異なる位置間における光学的エネルギーの移送
装置及び移送方法に関する。

（従来の技術） 一連のレンズとミラーを連結し、組合せた光学
エネルギー移送装置は従来から知られており、こ
のような装置は分析器械に使用されてきた。この
ような器具の例としては、光線を試料セルを通し
て、所定の波長領域にある未知のガス体の吸収ス
ペクトルを測定するための分光計である。

上述の光学システムにおいては、ビーム（光
束）がシステムを通る時のビームのＦ数を変化で
きなければならない、同時に器具の一部から他へ
の広がり（エンテデユー）又は光学的通過にほぼ
均衡して口径食（ヴイグネツト現象）による光学
的エネルギー損失を避ける事が出来なければなら
ない。サイズとコストの制限の結果、器具内の間
隔をおいた異なる位置間における光学的要件が広
く変化する今日の光学器具商品に於ては、この事
は特に重要である。

また、赤外分光計の例においては、出来るだけ
多くの赤外エネルギーをモノクロメーターのスリ
ツトを通してシステムに通過させることにより、
最も高い信号レベルを有効な動力源から得る事が
望ましい。従つて、スペクトル分解を犠牲にしな
いような出来るだけ大きな開き角（立体角）の入
射ビーム（例えば、円形可変フイルター基調分光
計にはｆ／1.5）がスリツトに光源の第１像また
は焦点（beam focus）を形成するのに使用され
る。然しながら、ビームがセルを通る時、ビーム
の発散は収差と吸収セル自身及びその関連光学機
素の実際的なサイズ要件とにより、より厳しく制
限される。通常、セルに出入するビームはｆ／
4.5である。

スリツトの面積と、スリツト部分でのビームの
開き角をなす事により、分光計装置の光学量又は
広がりが決定する。器具の性能を最もよくするの
には、吸収セルのようなシステムの他の部分に於
ける広がりは同じであつて、Ｆ数決定要件が広く
変化しうるとしても、上記エネルギー通過量が最
大化されなければならない。口径食による光学的
エネルギー損失を最小にするのに、個々の部分に
形成されたひとみ（ピユーピル）の大きさはその
まま維持する一方、装置の種々の部分に於ける実
質的に異なるビームの開き角は相互に均衡化若し
くは整合されなければならない。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の光学的エネルギー移送システムは幾つか
の欠点を呈している。特に非常に広い角度又は
“高速（fast）”ビームを伴なう時、従来のレン
ズ／ミラー装置は光学的エネルギー損失を最小に
するには、所望のＦ数の変化を作るのに強い（即
ち、短かい焦点距離の）レンズを必要とする。然
しながら、このようなレンズは収差とフレネル反
射を生じ、従つてそれ自身システムのエネルギー
損失の原因となる。更にこれらのレンズは場所を
とり又焦点合せレンズばかりでなく視野レンズが
所望の結果を得るのに、必要であり、その全てが
器具装置の全体の大きさ及び重さを増加させるこ
とになる。

本発明は、非結像型の光学的エネルギー移送装
置に於て、「中心」エネルギー移送機構として、
テーパ状光導管とそれに関連する視野レンズを備
える事により先行技術の欠点と制約を克服し、コ
ンパクトな移送システムを提供することである。

（問題を解決するための手段） 本発明の装置においては、拡大された光学的エ
ネルギーの光源と、互いに離隔して配置され、そ
の間にて該光学的エネルギーを移送するようにな
つている第１及び第２の領域（セクシヨン）と、
拡大されたビーム焦点とそれに対応するひとみを
画成するために、各領域内に配置され、その中に
Ｆ数を設定する手段と、を備え、第１の領域は小
さなＦ数決定要件を有し、また第２の領域はより
大きなＦ数要件を有しており、また、テーパ状の
光導管が領域間のビーム通路内に位置し、その小
さい方の端部は第１の領域の拡大されたビーム焦
点に位置し、かつその大きい方の端部は第２の領
域の拡大されたビーム焦点に位置しており、さら
に、大きい方の端部と第２の領域のひとみとの中
間に位置する焦点合せ装置を備え、該焦点合せ装
置とテーパ状光導管との結合により、第１の領域
内のひとみが光導管の仮想頂点に設定され、第１
の領域のひとみ上のエネルギーの集中点は、第２
の領域のひとみ上に対称的に位置する点と対応関
係にあり、光導管の各端部にて拡大されたビーム
焦点の面積とビームの開き角との乗積はそれぞれ
等しく、光エネルギーが実質的に口径食損失なく
して両ひとみの間において移送されるように構成
されている。

また、拡大された赤外線エネルギー源と、入口
窓および出口窓を備えた吸収セルとを有し、該セ
ルとエネルギー源は、その間にて光学的エネルギ
ーが移送される異なる領域を形成し、該各領域は
各拡大されたビーム焦点およびそれに対応するひ
とみを形成するための装置を備え、それにより各
領域内にＦ数決定要件を設定し、セル領域内のＦ
数決定要件がエネルギー源領域内のＦ数決定要件
と異なるような型の赤外線分光器と共に使用する
ための、光学的エネルギー移送装置において、テ
ーパ状光導管はエネルギー源領域及びセル領域と
の間の光束通路内に位置し、その小さい方の端部
はエネルギー源領域内の拡大されたビーム焦点に
位置し、かつ、その大きい方の端部はセル領域内
の拡大されたビーム焦点に位置し、また、セル領
域の大きい方の端部とひとみとの間に配置される
焦点合せ装置を備え、さらに、エネルギー源領域
のひとみは、該焦点合せ装置と光導管との連結に
より、光導管の仮想頂点にて設定され、エネルギ
ー源領域のひとみ上でのエネルギーの集中点は、
セル領域のひとみ上に対称的に位置する点と対応
関係にあり、光導管の両端部にて拡大されたビー
ム焦点の面積とビームの開き角との乗積はそれぞ
れ等しく、光学的エネルギーが実質的に口径食損
失なくして両ひとみの間において移送されるよう
に構成されている。

さらに、その方法においては、光学装置の離隔
して配置された第１の及び第２の領域のそれぞれ
がビーム焦点とそれに対応したひとみを備え、該
各領域内にＦ数決定要件と広がりの両方を設定
し、該各領域のＦ数決定要件は異なるが、それら
の広がりは同じである装置の第１の及び第２の領
域間に光学的エネルギーを移送する方法におい
て、領域間のビーム通路内にテーパ状光導管を位
置させ、該光導管の両端を各拡大されたビーム焦
点に位置させ、その投射された頂点が光導管の小
さい方の端部に隣接するひとみと一致させた状態
にて位置させる工程と、光エネルギーが実質的に
口径食損失なくして両ひとみ間で移送されるよう
に、第１の領域に位置するひとみのと対応するひ
とみを第２の領域に形成する工程と、を備えるよ
うに構成されている。

（実施例） 以下に詳細に説明する本発明の好ましい実施例
に於て、赤外分光計は単色赤外エネルギー源と試
料吸収セルの間の光り連結リンクの一部材とし
て、長方形横断面のテーパ状光導管を利用する。
光源のビーム焦点はフイルターを形成するスリツ
トとして役立つ光導管の小さい端孔で高速ビーム
（光束）を通して生成される。導管の大きい端部
を出るビームはその開き角が十分に小さくされ
て、セルの制限ひとみ（対物鏡）の面積、導管の
大きい端部の焦点の面積及びその間の距離で予め
本質的に表わされるセルの光学的要件に適合する
ために、開き角が十分に減少される。これらの量
により吸収セルの広がり（エンテデユー）を確立
する。光源／モノクロメーター領域での広がりが
同じに構成される。

テーパ状光導管は、装置の一部分から他の部分
へ光学的エネルギーが移送される時、その一方の
端部において異なるＦ数を有するビーム（光束）
を整合させるため、光学装置の中心にあると考え
られる。即ち、ビーム焦点を移すと同時に、テー
パ状光導管／レンズ結合体が小さな端領域のひと
みを大きな端部分のひとみに一致させる。

制限ひとみは、導管の大きい端部に隣接する第
２光学素子、即ち視野レンズにより、光導管の他
方の側に同時に移送される。正確に選択したテー
パ状光導管と組合せて使用する時、該レンズはひ
とみ間にエネルギーのほぼ全体を移送し、それに
よりシステム全体の広がり（エンテデユー）を維
持する。更にテーパ状光導管の使用により、比較
レンズ／ミラー構成に於ける二つの相対的に強い
レンズ（又は同等のミラー）の作用を不要にす
る。これにより、より単純化した且つコンパクト
な構造が可能になり、ポータブルな器具の構造を
なす。

本発明の他の様相と利点は添付の図面に従つて
次の詳細な説明から理解される。

本発明の構造と作用のより明確な理解を得るた
めに、分光計と結合して使用される先行技術の光
学エネルギー移送装置について説明する。第１図
を参照して、器具ヘツド１２、試料吸収セル１４
及び焦電検出器１６の三つの主要組立体から形成
された従来の赤外分光計１０を概略的に示してあ
る。

ヘツド１２はその中に光源２０、光源鏡２１及
び円形可変フイルター２２を備え、それらは長方
形出口スリツト２３の位置で適当な赤外波長の光
源の第１像S₁を生じさせる。また連続するビーム
を一連のパルスに分析して、検出器及びそれに関
連する信号処理装置がそれに達するエネルギーの
変化に応答する事を可能にし、同時に装置に於け
る多量の電気的ノイズを排除する、公知の回転チ
ヨツパ２４が示されている。

ヘツドと試料吸収セルの間に、臭化銀焦点レン
ズ２６が位置し、試料吸収セルの入口窓２８に光
源の第２像S₂を生成する。入口窓は実際的にはセ
ルの遠端部に置かれた対物鏡３０の像を焦点レン
ズへ伝播する視野レンズであるが、この場合、対
物鏡は入口窓から放射されるビームによつて完全
に照射される。対物鏡は試料吸収セルの制限ひと
みP₁であり、セルの入口窓における該ビーム焦
点と共に、全体の光学システムの広がりを画定す
る。

次に対物鏡３０はビームをセル出口窓に反射
し、そこに光源の第三像S₃が生じる。セル１４を
通過したビームは最後に検出レンズ３２へ送られ
て、検出器１６に第４原像S₄を生成する。次にこ
の像に生成されたレスポンスが公知技術に従つて
処理されて、セルに含まれたサンプルガスの分光
分析を与える。

セル１４に出入するビームのＦ数はスリツト２
３を通して集中されたビームのＦ数（例えばｆ／
1.5）より若干高い（例えばｆ／4.5）。この場合、
エネルギー移送に必要なビーム角度の調整は焦点
レンズ２６により達成される。図示の如く、レン
ズ２６は非常に短い焦点長さを有し、色収差及び
他の収差ならびに表面反射を受けやすく、その全
てがシステム中のエネルギー損失を起こし、対応
して所定の入力動力に対する信号対ノイズの比率
を低下させる。

制限ひとみP₁（反射面）の像Ｐがセル１４から
視野レンズ２８により焦点レンズ２６に伝播され
るにもかからわず、ひとみ画像は光源鏡に当接し
ない後射極光線３３により証明されるように、装
置の入力部分（即ち器具ヘツド１２）へ伝達され
ない。従つて、多数の光線が移送システムから失
なわれることになる。スリツト２３に位置した他
の視野レンズを設けるか又は光源鏡２１の大きさ
を相当増加しないと、光通過量は失なわれる。光
学構成部品の焦点距離が非常に短いと、他のきび
しい損失が生じるので、このような方法で、この
好ましくない口径食を排除するのは実際的でな
い。

次に第２図において、本発明の光学的エネルギ
ー移送装置のより完全な理解が明らかに得られる
であろう。第２図も又分光器と組合せて使用され
る装置を示し、特に本発明の移送装置の利点を強
調するため、両分光器は同じ長さの試料吸収セル
で構成し、器具の残りの寸法をその長さに縮尺し
てある。特にチヨツパ／フイルターのネツトワー
クからセル入口窓２８までの光線の部分に注意が
向けられる。後で説明する光学検出器を除いて、
装置の残りは上記のものと同じであり、比較を容
易なように、同様な符号が二つの図の間に使用さ
れる。従つて、これらの構成部品には改めて説明
するのは不要と思われる。

第２図に示す如く、テーパ状光導管４０がヘツ
ド１２と吸収セル１４の間の光学ビーム通路に位
置される。種々の形態のテーパ状光導管がこれま
でエネルギーコレクタ又は集合機として使用され
ているが、最も多いのは光源から光線を受ける端
部が大きく、小さい端部に直接位置した検出器に
光学的エネルギーを導管内の内部反射を介して焦
点するものである。このテーパ状光導管の性質と
構造の更に詳しい事は1952年10月の米国光学協会
の機関紙第42巻第10号に公表されたD.E.ウイリア
ムソン著「円錐チヤンネルコンデンサ光学」と題
する記事を参照する事により得られる。従つて、
ウイリアムソン及び他者がテーパ状光導管に関し
て提案した事は光学システムの一つの結論（終極
点）として有用な事であり、エネルギー移送機構
の部分としてではない。然しながら、本実施例に
於ては、光導管は長方形横断面の中空内側チヤン
ネル４６を有し（第３図参照）、光学システムの
中心に閉塞チヤンネルを形成し、その小さい方の
端部４２をヘツド内のビーム焦点に一致させ、大
きい方の端部４４をセルのビーム焦点にあるよう
にする。特に、導管の小さい方の端部はフイルタ
ー２２の方へ突出し、殆どそれに接触し、ビーム
焦点（原像S₁）と一致して位置づける。更に小さ
い方の端部開口の面積はこの光線焦点の横断面に
適合し、即ち、一致し、従つてフイルターを形成
するスリツトとして作用する。一方、大きい方の
端部はセル入口窓／視野レンズ２８に当接し、そ
れは又大きい方の端部開口の横断面積と同じ横断
面積を持つビーム焦点である。

吸収セル１４を通過し、対物鏡３０から反射し
た後、ビーム（光束）はセル出口窓２９に送ら
れ、出口窓はその大きい方の端部５４を出口窓の
上方に位置させた第２のテーパ状光導管５０に光
線を集中させる。この光導管５０は光導管４０と
同様の構造をなしているが、出口窓と検出器１６
の間の距離が短いので、より鋭いテーパをなして
いる。更に検出器が導入管の小さい方の端部５２
に直接位置している。従つてこのテーパ状光導管
は上記した且つ前記ウイリアムソンの記事に相当
詳細に説明されている型のエネルギーコレクタと
して機能する。

第１図と第２図の比較により、強度焦点レンズ
の不使用とは別に、ヘツド１２と試料吸収セル１
４の間の距離を短かくする事が可能な事が示され
る。この小型の寸法はポータブルな器械器具の設
計を促進するだけでなく、吸収セルの外側の光線
通路を短かくする事により大気干渉を減らす事が
できる。同時に直線寸法を減らすと共に、本発明
は後に十分に説明するように、光源２０と吸収セ
ルの間のエネルギー移送を最大にする利点を有す
る。

第３図はテーパ状光導管４０の構造の詳細を示
している。導管は四つの厚さ1/4インチ（0.635セ
ンチ）の透明プラスチツク部材と、二つの同じ上
方及び下方部材４０Ａと、二つの相対して同じに
テーパをなした側壁部材４０Ｂからなる。上方及
び下方部材は中央に位置した舌片４３を有し、舌
片は部材の長さ全体に沿つて延長し、組立ての
時、中空内側チヤンネル４６が形成され、導管の
外側表面が滑らかな外形をなすように、テーパ状
側壁を対向して位置づけるようになつている。チ
ヤンネルを形成する四つの部材の内壁は金メツキ
されて、反射損失を減らし、それによつて導管を
通して効果的なエネルギー移送を促進させる。倍
率Ｍとそれに従つて導管により達成されるＦ数の
変動量を限定する個々の幅に対する両端の開口の
高さの比率は一定に保たれる。この実施例に於
て、大きい方の端部４４での開口は20mm×５mmで
あり、小さい方の端部４２での開口は倍率４で５
mm×1.25mmである。従つて、光導管はｆ／1.5の
ビームを受け入れ、大きい方の端部でのビームを
移送するＦ数を４倍に増加して、ｆ／６にする。

第４図はテーパ状光導管と視野レンズの結合体
を光学的エネルギー移送システムに応用して、光
学ラグランジユ関数とシステムの広がりパラメー
タに適合させる構成技術を図式的に示すものであ
る。これによりシステム全体の光学的エネルギー
移送を最大にし、更に好ましくないビーム拡散を
も避ける。図はテーパ状光導管（TLP）と、視
野レンズとを示し、これらは移送システムの中心
であつて、ビーム焦点S₁と点線Ａ−Ａ（TLPの小
さい方の端部）の右側の光束の焦点S₁とひとみＰ
との間の領域とビーム焦点S₂と点線Ｂ−Ｂ（シス
テムのTLPの大きい方の端部）の左側のひとみ
P₁との間の領域間に位置している。光学的構成
部材間の距離と大きさはダイアグラムに示され
る。ビーム焦点とひとみの両面積（例えばA_S，
A_P等）は装置の広がりを設定するのに使用され
る。ビーム焦点とひとみの間の距離は二つの領域
（端部）で異なるので、各領域のＦ数決定要件も
又異なる。（焦点の像性質はTLPによる光線のス
クランブルのためシステムを通して移送されなく
とも、エネルギーの束集中状態は保持され、所望
のビーム焦点を生ずる）。

装置のための広がりＥはTLPの小さい方の端
部でのビーム焦点の経てシステムに入る光源から
得られるエネルギー量により設定され、次の式で
与えられる。

E_SES＝A_S1・A_P／（ｕ−Ｌ）²＝A_S・A_P／w² ……(1) ここに於て、E_SESは小さい方の端部領域の広が
りを表わし、対応する距離は第４図に示されてい
る。

システムの大きい方の端部領域が幾何学的及
び／又は光学的抑制（例えばP₁はシステムの制
限ひとみである）を有するとすれば、最良の作動
のため、光学装置は小さい方の端部領域に於ける
ひとみＰと一致するひとみを大きい方の端部領域
において形成すべきである。視野レンズのみが図
示の位置にあり、TLPがシステムにない場合を
先ず考慮して、ひとみP₁の像はＰで形成され、
従つて次式で表わされる。

A_S2・A_P／u²＝A_S2・A_P1／v² ……(2) ここに於て、項A_S2・A_P1／v²は大きい方の端部領 域（E_LES）の広がりを表わすものと定義する。

TLPはその頂点（即ち、光導管の両側が延長
すればぶつかる点）がＰの平面に置かれるように
選択されると、次式で示される。

A_S2／A_S1＝u₂／（ｕ−Ｌ）²又は A_S2／u²＝A_S1／（ｕ−Ｌ）² ……(3) 式(2)と(3)を結合して次の式が生ずる。

E_LES＝A_S1／（ｕ−Ｌ）²＝E_SES ……(4) 従つて、光学的エネルギーは殆ど口径食なしに
P₁へ送られ、広がりは移送装置の種々の部分全
体に適合される。

第５図は本実施例の分光計システムにテーパ状
光導管／視野レンズ結合体の応用を示し、対物鏡
３０の下端から三つの光線を後方にたどる。上記
の刊行物に於て、ウイリアムソンの示したポリゴ
ン展開技術を用いて、これらの光線が連続する直
線として再出する事を可能にする。勿論、これは
実際に導管を通る実光線（太実線で示される）と
同様、虚光線（細実線）を含んでいる。光線跡は
明らかに、光導管の頂点に位置した光源鏡２１
で、そのひとみ上のエネルギーの集中が対物鏡上
に対称的に位置した点に接合する事及びそれによ
りほぼ全体のエネルギーが対物鏡と光源鏡の間に
移送される事を示している。スクランブル効果に
より、対物鏡上の一点からの光線は光源鏡上の二
つの共平面点で、この二次元表示で表われるが、
全てのこれらの光線（実及び虚光線）は光導管内
の反射の数に無関係にこれら二つの点で焦点を合
わす。この方法でひとみの大きさを保持する事は
口径食によるシステムへの光線の損失なしに最も
小さいミラー構造の構成を可能にする。一方、少
量の口径食の発生を許すならば（第１図のシステ
ム参照）、これらの光源鏡はテーパ状光導管の小
さい方の端部近くに設置する事が出来、更に器具
の全体の大きさを縮少する。

第５図は又光導管の長さを仮想頂点と大きい方
の端部を変えないで、変える事ができ、従つて小
さい方の端部の焦点の大きさと、大きい方及び小
さい方の端部の両Ｆ数の比率が変る。

第６図に転じて、本発明のエネルギー移送シス
テムを減衰した全体屈折測定に利用された多内屈
折（MIR）結晶６０に結合した応用が示されて
いる。MIR結晶は本結晶の入口面が凸状をなし
ている点を除いて、米国特許第4175864号明細書
に記載されたもとのほぼ同じ構造をなしている。
原像を結晶の一端に、ひとみを他点に設置すれ
ば、結晶を通して最も小型の通路及びそれに従つ
て所定の広がりに最も小さな結晶が達成される。
これはTLPを凸状入口面を有するMIR結晶と結
合して使用する事に達成する事ができる。光源鏡
と出口スリツトは各装置の小さい方の端部領域に
あるひとみＰと原像S₁であり、一方結晶の入口面
６２と出口面６４は大きい方の端部内の原像S₂と
ひとみP₁である。光学的エネルギーは光源から
結晶の出口面へ移送され、上記の原則に従つて、
結晶を出るビームの高さが制限されて、殆ど口径
食なしにエネルギーを移送する事ができる。出口
面を湾曲し、ウイリアムソンの著述に示された型
のエネルギー集積TLPを設置する事により、こ
のTLPの端部に位置した検出器６６に効果的に
光学的エネルギーを移送することを可能にする。

ビーム焦点とひとみ領域を光学システムの異な
る部分間の広がりに適合させる事に関する上記の
説明により、ラグランジユ関数の用語でも定義さ
れる事が明らかである。従つて、非点収差を有す
る光学システムをその直交平面の仮想頂部と一致
しない一平面に仮想頂部を有するテーパ状光導管
を使用することによりそれを持たないシステムに
適合することができる。

本発明の他の様相、利点及び特徴は当該技術に
精通するものならば明らかである。更に多くの他
の変更がこの発明の精神と範囲を逸脱する事なく
可能な事も明らかである。例えば、上記の説明を
通じて、中空チヤンネルを有するテーパ状光導管
についてのみ参照したが、上に説明した原則は中
空でない誘電材料で形成されたテーパ状光導管に
も同様に適用でき、事実急速に発展するフアイバ
ー光学の分野に応用しうる。

（発明の効果） 本発明の装置及び方法は上記のように構成され
るために、下記のような効果を奏する。

ひとみの大きさは保持され、従つて構成部材の
大きさを縮少すると共に、好ましくない口径食を
排除する。またテーパ状光導管／レンズ結合体は
同等の全レンズシステムよりも小型にでき、ポー
タブルな器具の設計を助長する。

【図面の簡単な説明】

第１図は分光器と結合して用いられた従来技術
の光学エネルギー移送装置の光学的図式図、第２
図は同じく分光器に結合して用いられた本発明に
よつて構成された光学的エネルギー移送装置の好
ましい実施例の光学的図式図、第３図は第２図の
実施例のテーパ状光導管の斜視図、第４図は最大
光学的通過を達成するテーパ状光導管／レンズ結
合体の構造技術を示す本発明の光学エネルギー移
送システムの図式図、第５図は第２図の光導管／
レンズを通した光線跡を示す図、第６図は多内屈
折結晶に結合して用いられた第２図のエネルギー
移送装置の光学的図式図である。 １０：赤外分光計、１２：器具ヘツド（第１部
分）、１４：試料吸収セル（第２部分）、２０：光
学的エネルギー源、２１：光源鏡（ひとみ形成）、
２２：円形可変フイルター（光束の焦点形成）、
２８：セルの入口窓（視野レンズ焦点位置）、２
９：セルの出口窓、３０：対物鏡（ひとみ形成）、
４０：テーパ状光導管、４２：光導管の小さい方
の端部、４４：大きい方の端部、４６：光導管内
側中空室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 拡大された光学的エネルギーの光源と、 互いに離隔して配置され、その間にて該光学的
   エネルギーを移送するようになつている第１及び
   第２の領域と、 拡大されたビーム焦点とそれに対応するひとみ
   を画成するために、前記各領域内に配置され、そ
   の中にＦ数を設定する手段と、を備え、 前記第１の領域は小さなＦ数決定要件を有し、
   また前記第２の領域はより大きなＦ数要件を有し
   ており、 また、テーパ状の光導管が前記領域間のビーム
   通路内に位置し、その小さい方の端部は前記第１
   の領域の拡大されたビーム焦点に位置し、かつそ
   の大きい方の端部は前記第２の領域の拡大された
   ビーム焦点に位置しており、 さらに、前記大きい方の端部と前記第２の領域
   のひとみとの中間に位置する焦点合せ装置を備
   え、 該焦点合せ装置と前記テーパ状光導管との結合
   により、前記第１の領域内のひとみが前記光導管
   に仮想頂点に設定され、前記第１の領域のひとみ
   上でのエネルギーの集中点は、前記第２の領域の
   ひとみ上に対称的に位置する点と対応関係にあ
   り、前記光導管の各端部にて前記拡大されたビー
   ム焦点の面積とビームの開き角との乗積はそれぞ
   れ等しく、光学的エネルギーが実質的に口径食損
   失なくして前記両ひとみの間において移送される
   ようになつていることを特徴とする光学的エネル
   ギー移送装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の移送装置にお
   いて、前記第１の領域のビーム焦点とひとみとは
   それぞれ前記第２の領域の各対等物と同形をなす
   が、その横断面の面積と両者間の距離とが異なる
   移送装置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の移送装置にお
   いて、前記テーパ状光導管は、その光導管の全長
   に沿つて延び、かつ、その大きい方および小さい
   方の端部で開放して光学的エネルギーをそこに通
   過させる中空の内側チヤンネルを画成する壁装置
   を備える移送装置。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の移送装置にお
   いて、前記チヤンネルが一定の横断面形状を有し
   ている移送装置。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載の移送装置にお
   いて、前記形状が長方形である移送装置。 ６ 特許請求の範囲第３項に記載の移送装置にお
   いて、前記壁装置は前記光学的エネルギーが前記
   光導管を通過する際に屈折損失を減少させるよう
   に金により被覆されている移送装置。 ７ 特許請求の範囲第１項に記載の移送装置にお
   いて、前記焦点合せ装置は前記大きい方の端部に
   配置された視野レンズである移送装置。 ８ 特許請求の範囲第１項に記載の移送装置にお
   いて、前記光導管は純粋な固体物質により形成さ
   れている移送装置。 ９ 拡大された赤外線エネルギー源と、入口窓及
   び出口窓を備えた吸収セルとを有し、該セルとエ
   ネルギー源は、その間にて光学的エネルギーが移
   送される異なる領域を形成し、該各領域は各拡大
   されたビーム焦点およびそれに対応するひとみを
   形成するための装置を備え、それにより前記各領
   域内にＦ数決定要件を設定し、前記セル領域内の
   Ｆ数決定要件が前記エネルギー源領域内のＦ数決
   定要件と異なるような型の赤外線分光器と共に使
   用するための、光学的エネルギー移送装置におい
   て、 テーパ状光導管は前記エネルギー源領域及びセ
   ル領域との間のビーム通路内に位置し、その小さ
   い方の端部は前記エネルギー源領域内の拡大され
   たビーム焦点に位置し、かつ、その大きい方の端
   部は前記セル領域内の拡大されたビームの焦点に
   位置し、 また、前記セル領域の大きい方の端部とひとみ
   との間に配置される焦点合せ装置を備え、 さらに、前記エネルギー源領域のひとみは、該
   焦点合せ装置と前記光導管との連結により、前記
   光導管の仮想頂点にて設定され、 前記エネルギー源領域のひとみ上でのエネルギ
   ーの集中点は、前記セル領域のひとみ上に対称的
   に位置する点と対応関係にあり、前記光導管の両
   端部にて前記拡大されたビーム焦点の面積とビー
   ムの開き角との乗積はそれぞれ等しく、エネルギ
   ーが実質的に光エネルギーの口径食損失なくして
   前記両ひとみの間において移送されるようになつ
   ていることを特徴とする光学的エネルギー移送装
   置。 １０ 特許請求の範囲第９項に記載の移送装置に
   おいて、前記セル領域のひとみは対物鏡であり、
   また前記エネルギー源領域のひとみは光源鏡であ
   る移送装置。 １１ 特許請求の範囲第１０項に記載の移送装置
   において、前記光源鏡が前記光導管の仮想頂点に
   配置されている移送装置。 １２ 特許請求の範囲第９項に記載の移送装置に
   おいて、前記焦点合せ装置は前記光導管の大きい
   方の端部に位置する視野レンズである移送装置。 １３ 特許請求の範囲第１２項に記載の移送装置
   において、前記視野レンズは前記セルの入口窓で
   あり、かつ前記光導管の大きい方の端部は前記入
   口窓に直接に隣接している移送装置。 １４ 特許請求の範囲第９項に記載の移送装置に
   おいて、前記光導管は、その光導管の全長に沿つ
   て延び、かつ小さい方の端部及び大きい方の端部
   の両方が開放されている中空の内側チヤンバを備
   え、その小さい方の端部は分光器のスリツトを画
   成する、フイルタとしての小さな端部開口を有す
   る移送装置。 １５ 光学装置の離隔して位置された第１の及び
   第２の領域のそれぞれがビーム焦点とそれに対応
   したひとみを備え、該各領域内にＦ数決定要件と
   広がりの両方を設定し、該各領域のＦ数決定要件
   は異なるが、それらの広がりは同じである前記装
   置の第１の及び第２の領域間に光学的エネルギー
   を移送する方法において、 前記領域間のビーム通路内にテーパ状光導管を
   位置させ、該光導管の両端を各拡大されたビーム
   焦点に位置させ、その投射された頂点が前記光導
   管の小さい方の端部に隣接するひとみと一致させ
   た状態で位置させる工程と、 光学的エネルギーが実質的に口径食損失なくし
   て前記両ひとみ間で移送されるように、前記第１
   領域に位置するひとみと対応するひとみを前記第
   ２の領域に形成する工程と、を備える光学的エネ
   ルギー移送方法。