JPH10122959A - 音響光学素子を用いた分光光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 音響光学素子での分光波長の純度を高め、取
り出した１次回折光への０次光の混入を抑える。 【解決手段】 ミラー及びレンズを含む光源光学系によ
り、光源光が音響光学素子４の入射面に対し平行光とな
って入射する。音響光学素子４からの０次光２６、＋１
次回折光２２及び−１次回折光２４はレンズ２０の焦点
面上に集光し、＋１次回折光２２と−１次回折光２４は
レンズ２０の焦点面上に配置された分岐光ファイバの端
部３２，３４にそれぞれ入射する。＋１次回折光２２と
−１次回折光２４の光路は、空間的な位置を互いに離す
ためにそれぞれプリズム２８，３０により曲げられてお
り、分岐光ファイバの端部３２，３４はそれぞれの曲げ
られた光路上に配置されている。分岐光ファイバの端部
３２，３４に入射した＋１次回折光２２と−１次回折光
２４は、その分岐光ファイバの他端で同一光軸上に合成
された後に測定対象に照射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液体、食品、人体な
どの試料中の特定物質を分析する測定装置で特定波長の
照射光を発生するために用いられる分光光源装置に関す
るものである。特定物質としては、たとえば血液や尿中
のグルコ−ス、ヘモグロビン、果物中の糖分などがあ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、透過光や散乱光、反射光を用いた
さまざまな光学測定が行なわれている。それらの測定
で、測定対象物に特定波長の光を照射し、その透過光や
散乱光、反射光の強度を波長ごとに測定して測定対象物
内の情報を得ている。

【０００３】そのような測定装置の光源としては、発光
波長の異なるレ−ザ−ダイオ−ド（ＬＤ）のような単波
長光源を複数種類組み合わせたものや、連続波長の光を
発生する光源からの光をバンドパスフィルタ−で分光し
て用いる方法が一般的である。しかし、ＬＤのような単
波長光源では得られる波長が限られてくるため、測定で
きない波長域が出てくる。連続波長光からフィルタ−に
より波長を選択する分光方式では、フィルタ−を機械的
に切り換える必要がある。

【０００４】他の方法としては、連続波長をもつランプ
光源とフーリエ分光式又はグレーティングの回折原理を
利用するような走査型分光装置とを組み合わせたものも
用いられている。しかし、機械走査が必要となり、測定
時間が長くかかる問題が生じる。また環境の影響、たと
えば温度の影響を受けてドリフトが大きくなる問題もあ
る。

【０００５】連続光源と分光装置との組合わせとして、
分光装置に音響光学素子（ＡＯＴＦ）を用いたものがあ
る。音響光学素子は、音響光学結晶に音響波トランスデ
ューサが貼り付られたものであり、トランスデューサか
ら音響光学結晶に与えられる音響波（ＲＦ）周波数によ
ってその結晶を透過する波長が選択される。音響光学素
子では機械的可動部がなく、また高速で波長走査するこ
ともできる。音響光学素子を用いた分光光度計は市販さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】音響光学素子での分光
波長の純度を向上させるためには、音響光学素子に入射
する光は一定の光学条件を満足する必要がある。しか
し、従来の分光光度計では、光源から音響光学素子に入
射する光束の調整が十分ではなく、＋１次回折光又は−
１次回折光に含まれる０次光の割合が大きく、分光波長
の純度が十分に大きいとはいえない。

【０００７】また、音響光学素子から出射する＋１次回
折光と−１次回折光は０次光とは方向が異なっている
が、接近しているため、取り出した＋１次回折光又は−
１次回折光中に０次光が混入しやすい。そこで、本発明
の目的は、音響光学素子での分光波長の純度を高め、し
かも０次光の混入を抑えて純度の高い１次回折光を取り
出すことができるようにすることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の分光光源装置
は、ランプ光源と、音響光学結晶に音響波トランスデュ
ーサを備え音響光学結晶に与える音響波周波数を変化さ
せて分光を行なう分光素子としての音響光学素子と、光
源からの光を音響光学素子の窓口のサイズより小さい光
束で、かつ音響光学素子の許容角度よりも小さい伝播角
度（平行度）をもった光線として音響光学素子に入射さ
せる光源光学系と、音響光学素子から出射した０次光、
＋１次回折光及び−１次回折光をそれぞれ互いに空間的
に異なる位置に集光する集光光学系と、集光光学系によ
り集光された＋１次回折光と−１次回折光のうちの少な
くとも一方を測定対象に照射する照射光学系とを備えて
いる。

【０００９】「伝播角度」は、光束の光軸と、その光束
中の光線が空間を伝播する方向とのなす角度であり、光
束の光軸を音響光学素子に垂直に入射させたとき、伝播
角度が音響光学素子の許容角度より小さい光線のみが１
次回折光に寄与する。したがって、音響光学素子に垂直
に入射する光束中で伝播角度が音響光学素子の許容角度
より小さい光線が多いほど１次回折光の強度が大きくな
る。好ましくは、音響光学素子に入射する全ての光線の
伝播角度が音響光学素子の許容角度より小さくなってい
ることである。

【００１０】音響光学素子に入射する光束の光軸は音響
光学素子の入射面に対し垂直であることが望ましいが、
その光束に含まれる光線が音響光学素子の入射面に対す
る垂直方向となす角度が音響光学素子の許容角度より小
さくなっている条件が満たされるならば、音響光学素子
に入射する光束の光軸の方向は、音響光学素子の入射面
に対し厳密に垂直であることは要求されない。

【００１１】光源光学系が光源からの光を音響光学素子
の窓口のサイズより小さい光束で、かつ音響光学素子の
許容角度よりも小さい伝播角度をもった光線として音響
光学素子に入射させるように調整されていることによ
り、＋１次回折光及び−１次回折光の純度が高まる。ま
た、音響光学素子から出射した０次光、＋１次回折光及
び−１次回折光をそれぞれ互いに空間的に異なる位置に
集光させることにより、１次回折光への０次光の混入を
抑えることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】光源からの光を音響光学素子の窓
口のサイズより小さい光束で、かつ音響光学素子の許容
角度よりも小さい伝播角度をもった光線として音響光学
素子に入射させるように調整する光学系の一例は、光源
の光軸上の前方に配置され光源からの光を音響光学素子
方向に反射する前置ミラーと、前置ミラーの鏡面を音響
光学素子の入射面と共役の関係にする光学系である。音
響光学素子の窓口のサイズが小さい場合は、マスクを設
けて光束を小さくする。

【００１３】光源の光軸上の後方に配置され光源からの
光を前置ミラー方向に反射する後置ミラーをさらに設け
ることができる。これにより、光源から音響光学素子に
入射するまでの光源エネルギ−の利用効率が高まる。照
射光学系の好ましい一例は、集光光学系により集光され
た＋１次回折光と−１次回折光を同一光軸上に合成して
測定対象に照射する光学系である。このように、＋１次
回折光と−１次回折光をともに利用することにより、光
源エネルギ−の利用効率が高まる。

【００１４】＋１次回折光と−１次回折光を同一光軸上
に合成させる照射光学系の好ましい例は、一端部が少な
くとも２つに分岐し、他端部が１つに合流した分岐光フ
ァイバであり、集光光学系により集光された＋１次回折
光と−１次回折光を分岐光ファイバの分岐したそれぞれ
の端部に入射させ、合流した他端部から出射した光を測
定対象に照射させるものである。このとき、照射光学系
で＋１次回折光又は−１次回折光が入射する端部は集光
光学系の焦点面に設置されていることが好ましい。

【００１５】＋１次回折光と−１次回折光を同一光軸上
に合成させる照射光学系のさらに好ましい例は、一端部
が３つに分岐し、他端部が１つに合流した分岐光ファイ
バであり、集光光学系により集光された＋１次回折光と
−１次回折光を分岐光ファイバの分岐した３つの端部の
うちの２つの端部にそれぞれ入射させ、合流した他端部
からの出射光の測定対象による透過散乱光を出射光の出
射した端部に再び入射させ、分岐した３つの端部のうち
の残りの１つの端部により光検出器に導くものである。
このような分岐光ファイバを使用することにより、構成
が簡単になる。

【００１６】ここで、「透過散乱」の語は、光が光散乱
性の目的物質中に入ってからその目的物質から出てくる
現象の意味で使用されており、したがって「透過散乱
光」は光の入射方向に出ていく所謂透過光も、入射方向
とは反対方向に出ていく所謂反射光も全て含んだ意味で
使用される。光源光学系の光路上に分光波長領域の異な
る複数の音響光学素子を直列に配置し、いずれかの音響
光学素子を選択して駆動するようにしてもよい。この場
合、利用できる波長域が広がる。

【００１７】音響波トランスデューサの駆動信号の強度
変調により、又は音響光学素子に入射する光の機械的チ
ョッピングにより、音響光学素子からの出力光を変調さ
せることができる。強度変調することにより光信号の検
出に変調同期検知（検波）が可能となり、ロックインア
ンプを利用して高精度の測定が可能になる。より安定し
た出力結果を得るために、音響光学素子からの出力光の
うちの０次光又はランプ光源からの光源光を受光し、光
源強度の変動を補正するのが好ましい。

【００１８】

【実施例】図１は一実施例における光源室２とその光源
室２からの連続波長光を分光する音響光学素子４を示し
たものである。光源室２には光源６としてハロゲンラン
プが設けられ、光源６からの光を集め、かつ音響光学素
子４に対しほぼ平行光として入射させる光源光学系が設
けられている。光源６の光軸８の前方には前置ミラー１
０、後方には後置ミラ−１２が配置されている。ミラー
１０，１２で集められた光源６からの光を平行光とする
ために、ミラー１０と音響光学素子４の間の光路上にレ
ンズ１４、ミラ−１６，１８が配置され、これらの光学
系を経て光源光が音響光学素子４に入射させられる。

【００１９】図２は光源室２内の光学系を詳細に表わし
たものである。前置ミラー１０と後置ミラ−１２は、同
じ焦点距離を持つ球面ミラーであり、光源６のフィラメ
ント６から後置ミラー１２までの距離が焦点距離のほぼ
２倍になるように設定されており、さらに、後置ミラー
１２で形成される光源のフィラメント像がフィラメント
自身からわずかにずれるように後置ミラー１２の光軸方
向が設定されている。このような設計は、光源エネルギ
−の利用効率を高めるためのものである。

【００２０】光源６からの光は前置ミラー１０と凸レン
ズ１４により、凸レンズ１４の後ろに一次結像される。
その位置には必要に応じて、光束を制限するマスク１５
が配置される。その一次結像された光の像は球面ミラー
１８により音響光学素子４の入射面に二次結像する。ミ
ラー１６は光路を曲げるだけの平面鏡である。ミラー１
０，１２、レンズ１４、ミラ−１６，１８を含む光学系
により、光源光が音響光学素子４の入射面に対し平行光
となって垂直に入射する。音響光学素子４へ二次結像し
て入射する光束の伝播角度とそのスポット径の許容値
は、音響光学素子４の音響光学結晶で決まる。例えば、
伝播角度の許容度は約６°であり、スポット径は１０ｍ
ｍ以下である。音響光学素子４に入射する光束の伝播角
度とそのスポット径が音響光学素子４により決まる許容
度の範囲内に収まるように、各ミラー１０，１２，１８
の曲率、レンズ１４の焦点距離、それらの大きさ、位置
や角度が設定されている。例えば、伝播角度の許容度が
６°であれば、光軸が音響光学素子４の入射面に垂直入
射する光束中の全ての光線の伝播角度が０〜±６°の範
囲に入るように、光学系が調整されている。また、音響
光学素子４への入射光のスポット径が許容値より大きく
なる場合には、マスク１５を設けてスポット径を制限す
る。

【００２１】前置ミラー１０と後置ミラ−１２は、球面
ミラ−に限られるものではなく、例えば放物面鏡であっ
てもよい。ミラー１０，１２は音響光学素子４への入射
光の平行度やスポット径の許容幅に応じて設計すること
ができる。音響光学素子４は二酸化テルル（ＴｅＯ₂）
結晶を音響光学結晶として用いたものであり、その一辺
に音響波トランスデューサが貼り付けられている。音響
波トランスデューサから結晶に与えられる周波数によ
り、８００〜２４００ｎｍの範囲で波長を選択し、走査
することができる。

【００２２】音響光学素子４のトランスデューサから所
定の音響波周波数が与えられたとき、その周波数に応じ
た回折光が＋１次回折光と−１次回折光として分かれて
出射し、それ以外の波長光が０次光として透過する。＋
１次回折光と−１次回折光は照射光学系により同一光軸
上に合成されて測定対象に照射される。０次光は測定対
称には照射されず、光源強度を表わすものとして測定光
強度の補正に利用される。

【００２３】図３は照射光学系の一例を示したものであ
る。光源室２及び音響光学素子４は図１に示されたもの
である。音響光学素子４からの０次光２６、＋１次回折
光２２及び−１次回折光２４は集光光学系としてのレン
ズ２０によりそれぞれが集光される。＋１次回折光２２
と−１次回折光２４及び０次光２６はそれぞれの光軸が
異なっており、＋１次回折光２２と−１次回折光２４の
光路上にはそれぞれプリズム２８，３０が配置されて光
路の方向が変えられ、それぞれの光路上には分岐光ファ
イバの分岐した端部３２，３４が入射端としてそれぞれ
配置されている。音響光学素子４から発生する０次光２
６、＋１次回折光２２及び−１次回折光２４は、それぞ
れがほぼ平行光であるため、レンズ２０の焦点面上に集
光する。分岐光ファイバの分岐した端部３２，３４は、
それぞれレンズ２０の焦点面上に配置されている。＋１
次回折光２２と−１次回折光２４の光路は、空間的な位
置を互いに離すためにそれぞれプリズム２８，３０によ
り曲げられており、分岐光ファイバの分岐した端部３
２，３４はそれぞれの曲げられた光路上に配置されてい
る。分岐光ファイバの端部３２，３４に入射した＋１次
回折光２２と−１次回折光２４は、その分岐光ファイバ
の他端で同一光軸上に合成された後に測定対象に照射さ
れる。

【００２４】＋１次回折光２２、−１次回折光２４、及
び０次光２６は、互いに光軸が異なっているとはいえ、
空間的に接近しているため、＋１次回折光２２と−１次
回折光２４の光路を変えるのにプリズム２８，３０を用
い、０次光がそれぞれの光路に混入するのを抑えてい
る。＋１次回折光２２と−１次回折光２４の光路を変え
るのにプリズムに代えてミラーを用いてもよい。

【００２５】図４（Ａ）に照射光学系で用いられる分岐
光ファイバの一例を示す。（Ｂ）はその分岐光ファイバ
の分岐した端部の端面図、（Ｃ）は合流した端部の端面
図である。この例は一端部が３つ３２，３４，３６に分
岐し、他端部３８が１つに合流した３分岐光ファイバで
ある。ここで用いている光ファイバは、そのコア材料が
ＧｅＯ₂含有ＳｉＯ₂、コア直径が１２７±７μｍ、クラ
ッド材料がフッ素含有ＳｉＯ₂、クラッド直径が１４０
±５μｍである。各単芯光ファイバの一次被覆材料はシ
リコーン樹脂で、一次被覆体の直径は１６５±５μｍ、
開口数ＮＡ値は０.３５である。分岐した端部３２，３
４，３６ではその光ファイバが束ねられてバンドルファ
イバとなっており、それぞれのバンドルファイバの直径
は５ｍｍ、それらのバンドルファイバの被覆材の外径は
１２ｍｍである。バンドルファイバにおける光ファイバ
の充填率は約９０％である。合流した他端部３８でのバ
ンドルファイバ径は８.７ｍｍであり、被覆材の外径は
１９ｍｍである。

【００２６】図４（Ｄ）はその模式図であり、集合端３
８では３分岐した光ファイバがランダムに集合させられ
ている。分岐した端部３２，３４からそれぞれ入射した
＋１次回折光２２と−１次回折光２４は、集合端３８で
集合する。３分岐した他の１つの端部３６は測定対象か
らの透過光や散乱光、反射光が検出器へ導かれるのに使
用される。

【００２７】図５は音響光学素子の他の例を示したもの
である。光源光学系の光路上には分光波長領域の２つの
音響光学素子４ａ，４ｂが直列に配置され、いずれかの
音響光学素子が選択して駆動されるようになっている。
音響光学素子４ａと４ｂでは、互いに異なる波長領域に
回折する特性をもつ音響光学結晶が選択されて使用され
ている。例えば、音響光学素子４ａは近赤外領域の回折
光を出射し、音響光学素子４ｂは可視領域の回折光を出
射するものであるとすれば、音響光学素子４ａと４ｂの
一方を作動させることにより赤外領域と可視領域を選択
することができる。そして、それぞれの波長領域でトラ
ンスデューサからの音響波周波数を選択することによっ
て、赤外から可視にわたる広い波長域での波長を選択す
ることができるようになる。

【００２８】音響光学素子４ａ，４ｂから発生する回折
光の０次光、＋１次回折光及び−１次回折光はそれぞれ
がほぼ平行光であるため、音響光学素子４ａ，４ｂから
の回折光上に共通の集光レンズを配置することにより、
音響光学素子４ａからの回折光と音響光学素子４ｂから
の回折光を共通の集光レンズの焦点面上に集光させるこ
とができる。その集光面上に、図３のような分岐光ファ
イバの分岐した端部を配置することにより、音響光学素
子４ａからの回折光も音響光学素子４ｂからの回折光も
ともに同じ分岐光ファイバに入射させることができるよ
うになる。

【００２９】図６は実施例と従来の分光光度計との光源
としての特性を比較するための測定装置を示したもので
ある。図６（Ａ）は一実施例の配置を示したものであ
り、音響光学素子４からの＋１次、−１次回折光はそれ
ぞれ３分岐光ファイバのそれぞれの入射端３２，３４に
入射し、集合端３８からＦＴＩＲ４０に入射して分光さ
れる。ＦＴＩＲ４０で分光された光はＦＴＩＲ４０に内
蔵（既存）された検出器（インジウムアンチモン：Ｉｎ
Ｓｂ）にて検出される。また０次光は他の光ファイバ４
２に入射し、その光ファイバの他端４４から他のＰｂＳ
素子４８に入射して光源強度の変動をモニタするモニタ
光として検出される。音響光学素子４からの＋１次と−
１次回折光のうちの一方のみを使用し、他方を遮光する
ようにしてもよい。

【００３０】一方、図６（Ｂ）に示される従来の分光光
度計はその内部に光検出器を備えている。分光部（本
体）５０からの出射光は２分岐光ファイバの分岐した一
端５２に入射して集合端５６からＦＴＩＲ４０に入射
し、分光される。ＦＴＩＲ４０で分光された光はＦＴＩ
Ｒ４０に内蔵された検出器にて検出され、その光強度が
検出される。

【００３１】図７は一実施例による第１のスペクトルで
あり、図６（Ａ）の測定系を用い、＋１次回折光と−１
次回折光のうち、入射端３４に−１次回折光を入射さ
せ、他方の入射端３２には回折光は入射しないように遮
光した状態で、音響光学素子４の音響周波数を変化させ
て波長走査を行なって得たスペクトルである。スペクト
ルの図の縦軸で、Ｅ-01，Ｅ+00，Ｅ+01はそれぞれ１０
^-1，１０⁰，１０¹を表わしている。

【００３２】図８は図７のスペクトルの縦軸の感度を上
げたものであり、下部に連続スペクトルとして現われて
いるのは０次光成分である。図９は一実施例による第２
のスペクトルであり、図６（Ａ）の測定系において、＋
１次回折光と−１次回折光をともに入射させ、合成して
測定したときのスペクトルである。図７のスペクトルと
比較すると、エネルギー強度が大きくなっていることが
わかる。原則として、図９のスペクトル強度は図７のス
ペクトル強度の約２倍となる。

【００３３】図１０は比較例によるスペクトルであり、
図６（Ｂ）に示された市販の分光光度計の１次回折光ス
ペクトルを表わしたものである。縦軸の目盛を図７や図
９の実施例ものと比較すれば明らかなように、エネルギ
ー強度が小さい。図１１は図１０のスペクトルの縦軸の
感度を図８の実施例のものと同じ大きさに上げて測定し
たものである。実施例に比べて０次光の混入が多いこと
もわかる。

【００３４】図１２は実施例における＋１次回折光と±
１次回折光のピークエネルギー（ピーク高さ）を比較し
たものであり、＋１次回折光と−１次回折光を合成した
±１次回折光のピークエネルギーは＋１次回折光のピー
クエネルギーの約２倍になっていることがわかる。

【００３５】図１３は実施例における＋１次回折光と比
較例の従来の装置の１次回折光のピークエネルギーを比
較したものであり、ピークエネルギーは実施例の方が比
較例よりはるかに大きいことがわかる。

【００３６】図１４は実施例における±１次回折光と比
較例の従来の装置の１次回折光のピークエネルギーを比
較したものであり、ピークエネルギーは実施例の方が比
較例よりさらに大きいことがわかる。

【００３７】図１５は実施例における各波長での＋１次
回折光と±１次回折光の、出力光に対する１次回折光の
ピーク面積比を示したものである。１次回折光のピーク
面積比とは、＋１次回折光や±１次回折光のエネルギー
が出力光エネルギー（音響光学素子から出力される全て
の光エネルギーで、±１次回折光や混入する０次光も含
む）に対してどれだけの割合を占めているかを、それぞ
れ面積比を用いて示したものである。「１次回折光のピ
ーク面積比」の意味は、図１６、図１７でも同じであ
る。＋１次回折光と−１次回折光の一方のみを用いるよ
りも両方を合成して用いる方が１次回折光の純度が高ま
っている。

【００３８】図１６は実施例における各波長での＋１次
回折光と比較例の従来の装置の１次回折光の出力光に対
する１次回折光のピーク面積比を示したものである。実
施例の方が１次回折光の純度が高いことがわかる。

【００３９】図１７は実施例における各波長での±１次
回折光と比較例の従来の装置の１次回折光の出力光に対
する１次回折光のピーク面積比を示したものである。１
次回折光の純度は実施例の方が比較例よりさらに高まっ
ていることがわかる。

【００４０】

【発明の効果】本発明では、光源からの光を音響光学素
子の窓口のサイズより小さい光束で、かつ音響光学素子
の許容角度よりも小さい伝播角度をもった光線として音
響光学素子に入射させ、音響光学素子から出射した０次
光、＋１次回折光及び−１次回折光をそれぞれ互いに空
間的に異なる位置に集光させるようにしたので、＋１次
回折光及び−１次回折光の純度が高まり、また、取り出
した１次回折光への０次光の混入を抑えることができ
る。光源の光軸上の後方に後置ミラーをさらに設けるこ
とにより、光源エネルギ−の利用効率を高めることがで
きる。＋１次回折光と−１次回折光を同一光軸上に合成
して測定対象に照射するようにすることにより、光源エ
ネルギ−の利用効率が高まり、１次回折光の純度も高ま
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例における光源室と音響光学素子を示す
概略平面図である。

【図２】光源室内の光学系を示す図であり、（Ａ）は平
面図、（Ｂ）は正面図である。

【図３】一実施例における光源室、音響光学素子及び照
射光学系を示す概略平面図である。

【図４】（Ａ）は照射光学系で用いられる分岐光ファイ
バの一例を示す概略正面図、（Ｂ）はその分岐した端部
の端面図、（Ｃ）は合流した端部の端面図、（Ｄ）はそ
の動作を示す略線図である。

【図５】他の実施例における音響光学素子を示す概略平
面図である。

【図６】（Ａ）は一実施例における特性測定用の光学系
を示す配置図、（Ｂ）は従来のＡＯＴＦ装置である分光
光度計の特性測定用の光学系を示す配置図である。

【図７】図６（Ａ）の実施例の測定装置を用い、−１次
回折光のみを入射させて測定したスペクトルを示す図で
ある。

【図８】図７のスペクトルの縦軸の感度を上げて示した
ものである。

【図９】図６（Ａ）の実施例の測定装置を用い、−１次
回折光と＋１次回折光の両方を入射させて測定したスペ
クトルを示す図である。

【図１０】図６（Ｂ）に示された従来の分光光度計の１
次回折光スペクトルを示す図である。

【図１１】図１０のスペクトルの縦軸の感度を上げて示
したものである。

【図１２】実施例における＋１次回折光と±１次回折光
のピークエネルギーを比較して示す図である。

【図１３】実施例における＋１次回折光と比較例の１次
回折光のピークエネルギーを比較して示す図である。

【図１４】実施例における±１次回折光と比較例の１次
回折光のピークエネルギーを比較して示す図である。

【図１５】実施例における＋１次回折光と±１次回折光
の出力光に対する１次回折光のピーク面積比を示す図で
ある。

【図１６】実施例における＋１次回折光と比較例の１次
回折光の出力光に対する１次回折光のピーク面積比を示
す図である。

【図１７】実施例における±１次回折光と比較例の１次
回折光の出力光に対する１次回折光のピーク面積比を示
す図である。

【符号の説明】

４ 音響光学素子 ６ 光源 ８ 光源の光軸 １０ 前置ミラー １２ 後置ミラ− １４ レンズ １６，１８ ミラ− ２０ レンズ ２２，２４ １次回折光 ２６ ０次光 ２８，３０ プリズム ３２，３４，３６ 分岐光ファイバの分岐した端部 ３８ 分岐光ファイバの集合端

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ランプ光源と、 音響光学結晶に音響波トランスデューサを備え音響光学
   結晶に与える音響波周波数を変化させて分光を行なう分
   光素子としての音響光学素子と、 前記光源からの光を前記音響光学素子の窓口のサイズよ
   り小さい光束で、かつ前記音響光学素子の許容角度より
   も小さい伝播角度をもった光線として前記音響光学素子
   に入射させる光源光学系と、 前記音響光学素子から出射した０次光、＋１次回折光及
   び−１次回折光をそれぞれ互いに空間的に異なる位置に
   集光する集光光学系と、 前記集光光学系により集光された＋１次回折光と−１次
   回折光のうちの少なくとも一方を測定対象に照射する照
   射光学系とを備えたことを特徴とする分光光源装置。
2. 【請求項２】 前記光源光学系は前記光源の光軸上の前
   方に配置され光源からの光を前記音響光学素子方向に反
   射する前置ミラーと、前記前置ミラーの鏡面を前記音響
   光学素子の入射面と共役の関係にする光学系とを備えて
   いる請求項１に記載の分光光源装置。
3. 【請求項３】 前記光源の光軸上の後方に配置され光源
   からの光を前記前置ミラー方向に反射する後置ミラーを
   さらに備えている請求項２に記載の分光光源装置。
4. 【請求項４】 前記照射光学系は前記集光光学系により
   集光された＋１次回折光と−１次回折光を同一光軸上に
   合成して測定対象に照射する光学系である請求項１から
   ３のいずれかに記載の分光光源装置。
5. 【請求項５】 前記照射光学系として一端部が少なくと
   も２つに分岐し、他端部が１つに合流した分岐光ファイ
   バが使用され、 前記集光光学系により集光された＋１次回折光と−１次
   回折光が前記分岐光ファイバの分岐したそれぞれの端部
   に入射し、合流した他端部から出射した光が測定対象に
   照射される請求項１から４のいずれかに記載の分光光源
   装置。
6. 【請求項６】 前記照射光学系で＋１次回折光又は−１
   次回折光が入射する端部は前記集光光学系の焦点面に設
   置されている請求項１から５のいずれかに記載の分光光
   源装置。
7. 【請求項７】 前記照射光学系として一端部が３つに分
   岐し、他端部が１つに合流した分岐光ファイバが使用さ
   れ、 前記集光光学系により集光された＋１次回折光と−１次
   回折光が前記分岐光ファイバの分岐した３つの端部のう
   ちの２つの端部にそれぞれ入射され、合流した他端部か
   らの出射光の測定対象による透過散乱光が前記出射光の
   出射した端部に再び入射し分岐した３つの端部のうちの
   残りの１つの端部により光検出器に導かれる請求項１か
   ら６のいずれかに記載の分光光源装置。
8. 【請求項８】 前記光源光学系の光路上に分光波長領域
   の異なる複数の音響光学素子が直列に配置され、いずれ
   かの音響光学素子が選択して駆動される請求項１から７
   のいずれかに記載の分光光源装置。
9. 【請求項９】 前記音響波トランスデューサの駆動信号
   の強度変調により、又は前記音響光学素子に入射する光
   の機械的チョッピングにより前記音響光学素子からの出
   力光を変調する請求項１から８のいずれかに記載の分光
   光源装置。