[发明专利]分光器、波长测量装置以及光谱测量方法

说明书

用于测量输入光的光谱的分光器(100、200)，具备：条纹形成器，通过分离输入光，从而形成具有第一间距的第一条纹；衍射光栅(103)，使第一条纹色散；莫列波纹形成器，通过将被色散的第一条纹与具有第二间距的第二条纹重叠，从而形成莫列波纹，第二间距是与第一间距不同的间距；以及摄像元件(107)，通过检测莫列波纹，从而测量输入光的光谱，条纹形成器和莫列波纹形成器中的至少一方，包含柱面透镜阵列(101、205)。

技术领域

本发明涉及测量输入光的光谱的分光器及光谱测量方法、以及测量输入光的波长的波长测量装置。

背景技术

以往在光的波长或光谱的测量中，使用针对光的波长具有角度色散特性的色散元件(例如，衍射光栅，棱镜或标准具等)或者干涉仪等(例如，参考专利文献1)。

在这样的测量中，能够测量的光频带(以下称为测量频带)的宽度与分辨率的高度具有权衡关系。一般的分辨率，在测量频带宽的情况下，达到几纳米左右，在测量频带窄的情况下是几微微米左右。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1∶日本特开2016-057224号公报

发明内容

发明要解决的课题

为了说明现有技术的课题，首先说明专利文献1公开的分光器。图1是示出专利文献1公开的分光器10的构成的图。分光器10具备第一狭缝阵列12、衍射光栅14、第二狭缝阵列17。

第一狭缝阵列12，具有以第一间距p1排列的多个狭缝。衍射光栅14是反射型衍射光栅，具有针对光的波长衍射角度发生变化的特性(角度色散特性)。第二狭缝阵列17，具有以与第一间距p1不同的第二间距p2排列的多个狭缝。在此，通过检测将第一狭缝阵列12的成像(被色散的第一条纹)与第二狭缝阵列17(第二条纹)重叠而生成的莫列波纹，从而测量输入光的光谱。

莫列波纹(Moire pattern)是，在重叠了多个周期的图样的情况下，由该多个周期的图样的周期的偏差，作为拍频而产生的图样。莫列波纹的位置(换言之，莫列波纹中的高亮度区域的位置)，按照多个周期的图样的位置关系，而发生很大的变化。换言之，按照输入光的波长，莫列波纹的位置的变化，比第一狭缝阵列12的成像的位置的变化还大。

因此，通过测量莫列波纹，能够测量输入光的光谱。此时，为了提高输入光的光谱的分辨率，除了使第一间距p1与第二间距p2的差变小，还需要使莫列波纹的高亮度区域的宽度变小，从而要求第一狭缝阵列12以及第二狭缝阵列17的各个狭缝宽度，更加狭窄化。换言之，要求第一条纹以及第二条纹各自的纵横比高，该纵横比是低亮度区域的宽度相对于高亮度区域的宽度的比。

然而，狭缝宽度在制造上有界限。此外，狭缝宽度的狭窄化，会产生光量损失的增加，难以测量微弱光的光谱。因此，在光谱测量中，狭缝阵列的纵横比的提高(换言之，开口率的减少)被限制，从而光谱分辨率的提高也被限制。

于是，本发明提供在利用莫列波纹测量光谱时，能够提高光谱的分辨率的分光器。

解决课题所采用的手段

本发明的一个方案涉及的分光器，用于测量输入光的光谱，所述分光器具备：条纹形成器，通过分离所述输入光，从而形成具有第一间距的第一条纹；色散元件，使所述第一条纹色散；莫列波纹形成器，通过将被色散的所述第一条纹与具有第二间距的第二条纹重叠，从而形成莫列波纹，所述第二间距是与所述第一间距不同的间距；以及所述条纹形成器和所述莫列波纹形成器中的至少一方，包含柱面透镜阵列。