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公開番号2024044673
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-02
出願番号2022150349
出願日2022-09-21
発明の名称光測定装置
出願人ウシオ電機株式会社
代理人個人,個人
主分類G01J 3/10 20060101AFI20240326BHJP(測定;試験)
要約【課題】上述の課題の少なくともひとつを解決可能な光測定装置を提供する。
【解決手段】光源装置200は、波長掃引光L1を発生する。照射光学系310は、波長掃引光L1を対象物に照射する。パルス光源210は、連続スペクトルを含むパルス光を生成する。分割器222は、パルス光を、波長に応じて空間的に複数n個(n≧2)のビームに分割する。複数n本のファイバFBは、n個のビームに異なる遅延を与える。カプラ226は、n本のファイバFBから出力されるn個のビームを合波するバンドルファイバFBまたはマルチコアファイバである。ロッドインテグレータ228は、その入射端がカプラ226の出射端と結合される。クリティカル照明系312は、ロッドインテグレータ228の出射端の光源像を対象物2に投影する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
波長掃引光を発生する光源装置と、
前記波長掃引光を対象物に照射する光学系と、
を備え、
前記光源装置は、
連続スペクトルを含むパルス光を生成するパルス光源と、
前記パルス光を、波長に応じて空間的に複数ｎ個（ｎ≧２）のビームに分割する分割器と、
前記ｎ個のビームに異なる遅延を与える複数ｎ本のファイバと、
前記ｎ本のファイバから出力される前記ｎ個のビームを合波するバンドルファイバまたはマルチコアファイバであるカプラと、
その入射端が前記カプラの出射端と結合されたロッドインテグレータと、
を含み、
前記光学系は、前記ロッドインテグレータの出射端の光源像を前記対象物に投影するクリティカル照明系を含むことを特徴とする光測定装置。
続きを表示（約 260 文字）【請求項２】
前記ロッドインテグレータは、多角形の断面を有することを特徴とする請求項１に記載の光測定装置。
【請求項３】
前記ロッドインテグレータは、六角形の断面を有することを特徴とする請求項１に記載の光測定装置。
【請求項４】
前記ロッドインテグレータの長さは１００ｍｍより長いことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光測定装置。
【請求項５】
前記ロッドインテグレータの長さは５００ｍｍより短いことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光測定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光測定装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
対象物の成分分析や検査に分光解析が広く用いられる。分光解析では、照射光を対象物に照射し、照射の結果得られる物体光のスペクトルが測定される。そして、物体光のスペクトルと照射光のスペクトルの関係にもとづいて、反射特性（波長依存性）あるいは透過特性などの光学的特性を得ることができる。
【０００３】
光学特性の測定手法のひとつとして、波長掃引型の分光法が知られている。波長掃引型の分光器は、波長が経時的に変化する波長掃引光を生成し、検査対象に照射する。波長掃引光は、時間と波長が１対１の関係にあるパルスあるいはパルス列である。そして波長掃引光を検査対象に照射して得られる光の時間波形を受光器によって検出する。受光器の出力波形は、時間軸が波長に対応するスペクトルを表す。
【０００４】
図１は、波長掃引型の分光装置１０を示す図である。分光装置１０は、光源装置２０、分光ヘッド３０、演算処理装置４０を備える。
【０００５】
光源装置２０は、波長掃引光Ｌ１を生成する。波長掃引光Ｌ１は、分光ヘッド３０に導かれる。分光ヘッド３０の照射光学系３１は、波長掃引光Ｌ１を試料２に照射する。第１受光器３２は、波長掃引光Ｌ１を試料２に照射した結果得られる光（物体光）Ｌ２を検出する。物体光Ｌ２は、試料２の反射光または透過光でありうる。
【０００６】
照射光学系３１において、波長掃引光Ｌ１の一部が参照光Ｌ３として分岐される。第２受光器３３は、参照光Ｌ３を測定する。
【０００７】
第１受光器３２が生成する第１検出信号Ｓ１と、第２受光器３３が生成する第２検出信号Ｓ２は、演算処理装置４０に供給される。物体光Ｌ２および参照光Ｌ３は、波長掃引光Ｌ１の時間－波長の１対１の対応関係を引き継いでいる。したがって、第１検出信号Ｓ１の時間波形は、時間軸を波長に換算することにより、物体光Ｌ２のスペクトルに変換できる。同様に、第２検出信号Ｓ２の時間波形は、時間軸を波長に換算することにより、参照光Ｌ３のスペクトルに変換できる。演算処理装置４０は、参照光Ｌ３に対する物体光Ｌ２の対応する波長ごとの割合を計算し、試料２の分光特性（反射率や透過率）を測定する。
【０００８】
図２は、波長掃引光を生成する光源装置２０を示す図である。光源装置２０は、パルス光源２１、波長選択フィルタ２２、分割器２３、ディレイライン２４、カプラ２５を備える。
【０００９】
パルス光源２１は、連続スペクトルを有するパルス光を発生する。波長選択フィルタ２２は、パルス光に含まれるスペクトル成分のうち、分光に使用する波長帯域を選択する。分割器２３は、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）であり、パルス光を、波長に応じて複数ｎ個の経路に分割する。ディレイライン２４は、複数の経路の光（分割光）に、異なる遅延を与える。たとえばディレイライン２４は、長さが異なる複数のファイバＦＢ１～ＦＢｎを含む。カプラ２５は、マルチコアファイバやバンドルファイバであり、複数のファイバＦＢ１～ＦＢｎから出力される光を空間的に再結合する。再結合された光は、波長掃引光Ｌ１として出射される。
【００１０】
特許文献２には、マルチコアファイバやバンドルファイバであるカプラ２５の出射光を、対象物に照射する光学系が開示されている。マルチコアファイバやバンドルファイバから出射する個々のビームはガウシアンの強度分布を有しており、特許文献２の照射光学系は、ビームを、ガウシアンの強度分布を保ったまま、対象物に照射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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