JPS61500929A - 干渉式ダイオ−ドアレ−分光計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 干渉式ダイオードアレー分光計 〔背景技術〕 干渉計は種々の形式が採られている。それらはすべて単一要素検出器で検出され る干渉縞の発注に基づいている。可視光線、紫外線および赤外線を測定するため に用いられるマイケルソン干渉針の場合、干渉縞は光のスプリントビーム部分が 進む距離を変更することによって発生される。この形式の干渉計において、２つ の平らな鏡が両者の間に４５°の角度でビームスプリフタを置いて互いに垂直に 配置されている。このビームスプリンタは、それに打ち当たる光の２分の１が透 過され、残りの２分の１が反射されるように形成されている０分析すべき光は一 方の鏡に対して垂直に干渉計に入る。ビームスプリンタはこの光の５０％を一方 の鏡に伝達し、残りの５０％を他方の鏡に伝達する。この両方の光１−−ムハ１ ％によってビームスプリンタに反射して戻され、そこでビームは再結合され、そ れから入口の軸心に対して垂直に出る。

て移動することにより２つのビームの一方が進む経路の長さを変更することによ って発生される。検出器はそのような干渉縞から出る放射線を監視し、その信号 は移動する鎮が進む距離の関数として記録される。

ｉ！常のマイケルソン干渉計について次のような基本的に３つの欠点があり、こ れらはいずれも移動する鏡に関係している。

１、　電子的な理山により、鏡は非零に円滑に勤がねばならない、従ってフィー ドバンク制御は速度変動を最小にする必要がある。

２、　移動する鏡は走査中を通して固定鏡に対して正確に丞直に維持しなければ ならない、このために普通は空気軸受が必要とされる。

３、　鏡の慣性が鏡を移動する速度を側層し、同時に分析するスペクトルに対す る走査時間を側層する。

【発明の開示〕

本発明は、静的な干渉縞を発生する種々の手段の１つを、二次　兄の領域にわた ワて干渉縞を連続的に測定できるアレー検出器と結合している。

更にマイケルソン干渉針への通用において、可動鏡の使用が無くされ、干渉縞が 可動部品のない二！鎮装置にょつて発生される。

本発明はマイケルソン干渉計に関して以下に詳述するが、本発明の構想は、ヤン グ二重スリント装置、ロイド鏡、フレネルバイプリズムおよびピレントスプリン トレンズのような千〇ｈｈを発生する別の手段、あるいは同じ目的を実施する別 の機構にも広く通用できる。

本発明の目的は、アレー検出器を利用する干渉針を提供することにある。

本発明の別の目、的は、干渉縞を発生する８ｉ々の装置と共に使用できる干渉針 を提供することにある。

更に本発明の目的は、可動部品を持たない変更されたマイケルソン式干渉縞発生 器を利用する干渉計を提供することにある。

これは本発明の別の目的および利点と一緒に、以下に図面に示した実施例の構造 および作用についての説明および請求の範囲の記載から明らかになるであろう。

〔図面の簡単な説明〕

図面はマイケルソン干渉計を用いた実施例の概略構成図である。

【発明を実施するための最艮の形５３ 図面において放射（ｒａｄｉａｔｉｏ＋１）　ａ！Ｉ　１０が設けられている。

この放射Ｒ１Ｏから発せられる放射線は、可視光線、紫外線および赤外線を含む ように鏡で反射されるような種類でなければならない。

図示の都合上放射源１０から３つの放射ｆｆ１ｌｌ、１２．１３が示されている 。これらの放射線はコリメーションレンズ１４を透過し、ビームスプリンタ１５ に向けられ、そこで各放射はの半分は固定ｆｉ１６に通され、残りの半分はビー ムスプ°）フタ１５によって傾斜ｙ１１７に反射される。放射線１８．１９．２ ０はそれぞれ放射Ｉ！１１１２．１３．１４の２分の１の反射放射線である。ｌ Ｉｊ！斜鏡１７は傾斜されているが、これは固定鏡１６と同様に紙面に対して垂 直に位置している。なお傾斜鏡１７は紙面に対して垂直でないように補助的に傾 斜でき、そのようにして二次元ホトダイオードアレイ検出器で測定できる二次元 干渉縞を発生することができる。この図面に示されたホトダイオードアレイ検出 器は紙面上の一次元にある。　放射線２０が傾斜＆１１１７から反射して戻され 、　′固定鏡１６からの反射放射線１３とビームスプリンタ１５で再結合する場 合、放射線２０は放射線１３よりも長い距離を進まｔければならないので、これ は反射放射線１３よりも長い距離を進み、従って位相がずれて再結合する。

（鎮１７の傾斜は図示の都合上誇張して示され、実際放射線１８１９．２０はこ れらがビームスプリンタ１５に戻る場合に角度がずれているが、そのずれの大き さは放射線の拡散よりも非常に小さく、従って干渉縞は影響されない０図示の都 合上コリメーションレンズ１４はビームスプリンタ１５からやって来る経路と同 じ経路を戻るように示されている。） 従って放射線１３と２０の再結合は、この再結合した放射線１３．２０がホトダ イオードアレイ検出５２２に進む場合、中間の強さの信号を生ずる。各反射鏡か らビームスプリ、り１５に戻るまでの距離が全く同じである光線１２．１９は位 相が一致し、再結合した放射線１２．１９はホトダイオードアレイ検出５２２に おいて強い信号を生ずる。同じようにして放射線１８は別の半分の放射線１１よ りも短い進行距離を有し、再結合した放射線１１゜１８はこれらは位相がずれて いるので中間の強さの信号を生ずる・このように再結合した放射線は焦束レンズ ２１を透過して伝えられ、ホトダイオードアレイ検出器２２においてその種々の 位置で受け止められる再結合した放射線１３と２０．１９と１２．１８と１１に ついて表示される。これらの放射線が記録される間、無数の再結合した放射線が ホトダイオードアレイ検出器２２に打ち運転中において、ホトダイオードアレイ 検出器２２による読み取りは焦点２３におけるサンプルなしに行われ、それから サンプルが焦点２３に拝入され、読み取りが行われる。焦点２３におけるサンプ ルなしの読み取りとサンプルありの読み取りとの間の比率が伝達スペクトルを生 ずる。４０００個あるいはそれ以上の種マイケルソン干渉針の違憲の鏡が前後に 移動され悪場合よりも、種々の非常に沢山の情報が迅速にかつ非常に安価に得ら れる。傾斜ｆｉ１７が紙面に対して直角に位置されておらず、大きな面積の二次 元ホトダイオードアレイ検出器が採用される場合、更に磨くの情報が得られる。

二次元検出器は２５６　個の要素を持った連木の市販品を利用できる。

可動鏡がないので、普通のマイケルソン干渉計に関係した問題はすべてＶＸ消さ れる。滑らかな垂直の再生可能な運動をｌ・要とするあらゆる電子および機械部 品は全く不要である。実験的ｆｊＨ点からもっとｉ！要なことには、完全なスペ クトルを得るために必要な時間が、干渉計より、も検出器によって決定され、こ れにより完全なスペクトルが即時に利用できる０本発明によるマイケルソン干渉 計の変形例は可動部品を有していないので、実質的に振動の問題は無くなり、厳 しい環境における用途に通用できる。

ホトダイオードアレイを間隔を隔てて固定した検出器であるので写現性が保証さ れる。言い換えればホトダイオードアレイは常に同じ場所で干渉をサンプリング する。また普通の干渉計において一般的であるように電子フィルタで発生された 信号に作用する次元はない。

るマイケルソン干渉計に関して詳細に述べたが、上述した干＃縞発生器は、ヤン グ二重スリント装置、ロイド鏡、フレネルバイブリズムおよびビレットスプリン トレンズで置き換えることもでき、これらの装置は１９２４年ｒｌａｃＭｉｌｌ ａｎ　＆　Ｃｏｓ＋ｐａｎｙ＋Ｌｏｎｄｏｎ　Ｑ行の丁ｂｏ＊ａｓ　Ｐｒｅｓｔ ｏａ著の°丁ｈｅ　Ｔｈ＠ｏｒｙ　ｏｆ　Ｌｉｇｈｔ’に記載され、これらはす べて適当な検出によって干渉縞を発生できる。

更に分光計によって研究されるスペクトル範囲は、適当な干渉縞を発生できる検 出器アレイを変更することにより容品に変更できる９例えばＸ線に５応するダイ オードアレイが？１ｉｌＪｌに利用でき、本発明のＸｕＡ分光計はこのＸ線検出 器と共にヤングニスリット装置を利用する。

以上最良の実施例について説明したが、本発明の技術思想および請求の範囲を逸 脱することなしに種々に変更できることは勿論ｒ５際ｖ４査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．放射源、この放射源から静的な干渉縞を形成する手段、およびこの干渉縞を 受けるマルチプルアレイ検出器から成っていることを特徴とする干渉分光計。
2. ２．干渉縞を形放する手段がヤングニ重スリット装置であることを特徴とする請 求の範囲第１項記載の干渉分光計。
3. ３．干渉縞を形成する手段がロイド鏡装置であることを特徴とする請求の範囲第 １項記載の干渉分光計。
4. ４．干渉縞を形成する手段がフレネルバイプリズムであることを特徴とする請求 の範囲第１項記載の干渉分光計。
5. ５．干渉縞を形成する手段がビレットスプリットレンズであることを特徴とする 請求の範囲第１項記載の干渉分光計。
6. ６．鏡で反射できる放射線の電磁式放射源、この放射線が透過されるコリメーシ ョンレンズ、前記放射線を第１の部分と第２の部分とに分けるビームスプリッタ 、前記放射線の主要経路に対して直角に位置され前記第１の放射線部分を前記ビ ームスプリッタに反射する固定鏡、前記放射線の経路に対して直角に位置されて おらず前記第２の放射線部分を前記ビームスプリッタに反射し、それにより再結 合した放射線が干渉縞を形成する傾斜鏡、前記放射線の干渉縞が透過される焦束 レンズ、および前記干渉縞を受けるマルチプルホトダイオードアレイ検出器から 成っていることを特徴とする干渉分光計。
7. ７．電磁式放射源が可視光線、紫外線および赤外線を含む放射線を発生すること を特徴とする請求の範囲第６項記載の干渉分光計。
8. ８．固定鏡および傾斜鏡が同じ平面に対して直角に位置されていることを特徴と する請求の範囲第６項記載の干渉分光計。
9. ９．傾斜鏡が固定鏡と同じ平面に対して直角に位置されていないことを特徴とす る請求の範囲第６項記載の干渉分光計。