(57)【要約】【課題】分光対象光の干渉光の受光強度を確保しつつ干渉光の測定結果における迷光の影響を抑制することが可能な迷光補正方法、及びこれを用いたフーリエ変換型分光装置を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、干渉計を用いたフーリエ変換型分光装置１０における分光対象光の測定結果の補正方法であって、干渉計１１で干渉させた分光対象光を測定し、分光対象光に含まれ、且つ干渉計１１の内部光路を含む分光対象光の光路において予定されている回数よりも反射回数の多い光である迷光の影響を抑えるための迷光補正係数を用い、前記測定結果を補正することを特徴とする。【選択図】図１
2014163810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
干渉光を生成するための２つの内部光路を有する干渉計を用いたフーリエ変換型分光装置における分光対象光の測定結果の補正方法であって、
前記干渉計で干渉させた前記分光対象光を測定する測定工程と、
前記分光対象光に含まれ、且つ前記内部光路を含む前記分光対象光の光路において予定されている回数よりも反射回数の多い光である迷光の影響を抑えるための迷光補正係数を用い、前記測定工程における測定結果を補正する補正工程と、を備える迷光補正方法。
【請求項２】
前記迷光補正係数は、前記分光対象光の波数ｋ（ｋ：実数）の成分が前記干渉計の２つの内部光路を予定通りに通過することによって生じる光路長差に対して、前記波数ｋの成分の一部が予定とは異なる２つの内部光路を通過する事によって生じる光路長差がｎ倍（ｎ：２以上の整数）となることにより、前記測定工程で測定されるスペクトルの波数ｎｋの位置に表れる迷光の影響を抑える、請求項１に記載の迷光補正方法。
【請求項３】
前記迷光補正係数は、前記迷光の振幅と、前記分光対象光に含まれ、且つ前記分光対象光の光路において前記予定されている回数だけ反射された光である正規光の振幅と、の比又は前記比に基づく値を含む、請求項１又は２に記載の迷光補正方法。
【請求項４】
前記迷光補正係数は、前記迷光の位相と、前記分光対象光に含まれ、且つ前記分光対象光の光路において前記予定されている回数だけ反射された光である正規光の位相との差又は前記差に基づく値を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の迷光補正方法。
【請求項５】
前記迷光補正係数を予め準備しておく係数準備工程を備え、
前記補正工程では、前記係数準備工程によって予め準備されている前記迷光補正係数を用いて前記測定結果を補正する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の迷光補正方法。
【請求項６】
前記迷光補正係数は、予め設定された測定可能な波数域のなかで前記迷光の影響を抑えたい波数域を含まない光である係数設定光の前記フーリエ変換型分光装置による測定結果に基づいて設定されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の迷光補正方法。
【請求項７】
前記迷光補正係数は、前記係数設定光の位相又は前記位相に基づく値を含む、請求項６に記載の迷光補正方法。
【請求項８】
分光対象光のスペクトルを求めるフーリエ変換型分光装置であって、
前記分光対象光が通過する２つの内部光路を有し、前記分光対象光をこれら２つの内部光路間の光路長差に基づいて干渉させる干渉計と、
前記干渉計において干渉させた前記分光対象光を測定する測定部と、
前記分光対象光に含まれ、且つ前記内部光路を含む前記分光対象光の光路において予定されている回数よりも反射回数の多い光である迷光の影響を抑えるための迷光補正係数を用い、前記測定部による測定結果を補正する補正部と、を備える、フーリエ変換型分光装置。
【請求項９】
前記迷光補正係数は、前記分光対象光の波数ｋ（ｋ：実数）の成分が前記干渉計の２つの内部光路を予定通りに通過することによって生じる光路長差に対して、前記波数ｋの成分の一部が予定とは異なる２つの内部光路を通過する事によって生じる光路長差がｎ倍（ｎ：２以上の整数）となることにより、前記測定部で測定されるスペクトルの波数ｎｋの位置に表れる迷光の影響を抑える、請求項８に記載のフーリエ変換型分光装置。
【請求項１０】
前記迷光補正係数は、前記迷光の振幅と、前記分光対象光に含まれ、且つ前記分光対象光の光路において前記予定されている回数だけ反射された光である正規光の振幅と、の比又は前記比に基づく値を含む、請求項８又は９に記載のフーリエ変換型分光装置。
【請求項１１】
前記迷光補正係数は、前記迷光の位相と、前記分光対象光に含まれ、且つ前記分光対象光の光路において前記予定されている回数だけ反射された光である正規光の位相との差又は前記差に基づく値を含む、請求項８〜１０のいずれか１項に記載のフーリエ変換型分光装置。
【請求項１２】
前記迷光補正係数を格納している記憶部を備え、
前記補正部は、前記記憶部に格納されている前記迷光補正係数を用いて前記測定結果を補正する、請求項８〜１１のいずれか１項に記載のフーリエ変換型分光装置。
【請求項１３】
前記迷光補正係数は、予め設定された測定可能な波数域のなかで前記迷光の影響を抑えたい波数域を含まない光である係数設定光の前記測定部による測定結果に基づいて設定されている、請求項８〜１２のいずれか１項に記載のフーリエ変換型分光装置。
【請求項１４】
前記迷光補正係数は、前記係数設定光の位相又は前記位相に基づく値を含む、請求項１３に記載のフーリエ変換型分光装置。
【請求項１５】
前記補正部は、前記測定結果を補正して出力する補正モードと、前記測定結果を補正せずに出力する非補正モードとの間でモードを切換可能に構成される、請求項８〜１４のいずれか１項に記載のフーリエ変換型分光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フーリエ変換型分光装置によって分光対象光のスペクトルを測定するときに生じる迷光の補正方法、及びこの方法を用いたフーリエ変換型分光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分光装置は、測定対象の分光対象光（所定光）における各波数（各波長）の成分（光強度）を表すスペクトルを測定する装置である。この分光装置の１つとして、フーリエ変換型分光装置が知られている。このフーリエ変換型分光装置は、干渉計において分光対象光の干渉光を生成し、この干渉光を検出器等によって検出してその検出結果をフーリエ変換することによって分光対象光のスペクトルを求める。
【０００３】
フーリエ変換型分光装置において、干渉計の出力は、所定光に含まれる複数の波長の光を干渉計によって一括で干渉させた合成波形であり、インターフェログラムと呼ばれる。フーリエ変換型分光装置は、干渉計から出力されたインターフェログラムをフーリエ変換することによって、分光対象光のスペクトルを求めている。
【０００４】
このようなフーリエ変換型分光装置の干渉計は、分光対象光が入射したときにこの分光対象光の入射位置から干渉光検出位置までの間に２つの光路（内部光路）を形成する複数の光学素子を備え、これら２つの内部光路間に光路長差を生じさせることによって分光対象光の干渉光を生成する。
【０００５】
このようなフーリエ変換型分光装置では、分光対象光の一部が光学素子や検出器等によって反射され、その後、戻ってきた前記反射された光が検出器等によって前記干渉光と共に検出される場合がある。具体的には、分光対象光の光路を形成する光学素子や検出器等における光の入射面で反射されることによって、分光対象光が通る所定の光路（具体的には、干渉計の内部光路を含む試料から検出器等までの光路）において、前記所定の光路を通って検出器等に到達する光（正規光）よりも反射回数の多い光（例えば、２回以上、干渉計を通った光）が検出器等によって正規光と共に検出される場合がある。
【０００６】
この場合、正規光よりも反射回数の多い光（迷光）の成分が、測定されたスペクトルに含まれるため、スペクトルの測定精度が低下する。
【０００７】
この迷光の影響を抑えるために、特許文献１に開示されるフーリエ変換型分光装置では、前記所定の光路上にこの迷光の進行を遮るためのマスク部材が配置されている。
【０００８】
具体的に、このフーリエ変換型分光装置では、図２１に示されるように、干渉光（分光対象光の干渉光）を試料に向けて集光する集光光学系１０２とこの集光された干渉光が照射される試料１０４との間に、前記所定の光路の一部を遮るマスク部材１０６が配置されている。このようにマスク部材１０６が配置されることで、試料１０４の表面で反射された光（迷光）が、再度、干渉計１０８（詳しくは２つの内部光路）に進入することが阻止され、これにより、迷光が再度干渉計１０８を通って検出器１１０に到達することが抑制される。その結果、このフーリエ変換型分光装置１００では、測定したスペクトルにおいて前記迷光（前記所定の光路において正規光よりも反射回数が多い光）の影響を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５−７９９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上述のフーリエ変換型分光装置では、前記所定の光路上にマスク部材が配置されて当該光路の一部が遮られているため、検出器等によって検出される干渉光の強度（光量）が減少する。このため、上述のフーリエ変換型分光装置では、検出器等の受光強度（検出器等が検出する干渉光の光量）の減少に起因する測定精度の低下が生じていた。
【００１１】
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、分光対象光の干渉光の受光強度を低下させることなく干渉光の測定結果における迷光の影響を抑制することが可能な迷光補正方法、及びこれを用いたフーリエ変換型分光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。即ち、本発明の一態様である迷光補正方法は、干渉光を生成するための２つの内部光路を有する干渉計を用いたフーリエ変換型分光装置における分光対象光の測定結果の補正方法であって、前記干渉計で干渉させた前記分光対象光を測定する測定工程と、前記分光対象光に含まれ、且つ前記内部光路を含む前記分光対象光の光路において予定されている回数よりも反射回数の多い光である迷光の影響を抑えるための迷光補正係数を用い、前記測定工程における測定結果を補正する補正工程と、を備える。
【００１３】
また、本発明の他の一態様であるフーリエ変換型分光装置は、分光対象光のスペクトルを求めるフーリエ変換型分光装置であって、前記分光対象光が通過する２つの内部光路を有し、前記分光対象光をこれら２つの内部光路間の光路長差に基づいて干渉させる干渉計と、前記干渉計において干渉させた前記分光対象光を測定する測定部と、前記分光対象光に含まれ、且つ前記内部光路を含む前記分光対象光の光路において予定されている回数よりも反射回数の多い光である迷光の影響を抑えるための迷光補正係数を用い、前記測定部による測定結果を補正する補正部と、を備える。
【００１４】
これらの構成によれば、迷光補正係数を用いて分光対象光の測定結果を補正することによって、干渉計から出力される干渉光の受光強度を低下させることなく前記干渉光の測定結果における迷光の影響を抑制することが可能となる。即ち、迷光補正係数によって測定結果を補正して迷光の影響を抑えることで、分光対象光を測定する（検出器等で受光する）際に、マスク部材を分光対象光の光路上に配置してその一部を遮ったときのような受光強度の低下が生じない。これにより、分光対象光の干渉光（干渉計から出力される干渉光）の受光強度を十分に確保しつつ、前記干渉光の測定結果における迷光の影響を抑制することができる。
【００１５】
前記迷光補正方法及び前記フーリエ変換型分光装置において、前記迷光補正係数は、当該迷光補正係数によって測定結果（分光対象光の干渉光を測定した測定結果）を補正することにより、前記分光対象光の波数ｋ（ｋ：実数）の成分が前記干渉計の２つの内部光路を予定通りに通過することによって生じる光路長差に対して、前記波数ｋの成分の一部が予定とは異なる２つの内部光路を通過する事によって生じる光路長差がｎ倍（ｎ：２以上の整数）となることにより、測定されるスペクトルの波数ｎｋの位置に表れる迷光の影響を抑えることができる。
【００１６】
具体的に、前記迷光補正係数は、前記迷光の振幅と、前記分光対象光に含まれ、且つ前記分光対象光の光路において前記予定されている回数だけ反射された光である正規光の振幅と、の比又は前記比に基づく値を含んでいる。これにより、測定された分光対象光のスペクトルにおいて迷光の影響が抑えられて測定精度が向上する。
【００１７】
また、前記迷光補正係数は、前記迷光の位相と、前記分光対象光に含まれ、且つ前記分光対象光の光路において前記予定されている回数だけ反射された光である正規光の位相との差又は前記差に基づく値を含んでいることが好ましい。これにより、分光対象光のスペクトルの測定精度がより向上する。
【００１８】
また、前記迷光補正方法では、前記迷光補正係数を予め準備しておく係数準備工程を備え、前記補正工程では、前記係数準備工程によって予め準備されている前記迷光補正係数を用いて前記測定結果を補正してもよい。
【００１９】
また、前記フーリエ変換型分光装置では、前記迷光補正係数を格納している記憶部を備え、前記補正部は、前記記憶部に格納されている前記迷光補正係数を用いて前記測定結果を補正してもよい。
【００２０】
これらの構成によれば、分光対象光のスペクトルの測定毎に迷光補正係数を求めることなく前記スペクトルを測定することができる。
【００２１】
尚、前記迷光補正係数は、予め設定された測定可能な波数域のなかで前記迷光の影響を抑えたい波数域を含まない光である係数設定光の測定結果に基づいて設定されていることが好ましい。このように、係数設定光のスペクトルを測定することによって当該測定での測定結果における迷光成分を確実に抽出することができ、この迷光成分に基づいて迷光補正係数を設定することによって、分光対象光のスペクトルの測定結果における迷光の影響を確実に抑えることが可能となる。
【００２２】
この場合、前記迷光補正係数は、前記係数設定光の位相又は前記位相に基づく値を含んでいることが好ましい。かかる構成によれば、迷光補正係数における０点位置（詳しくは、係数設定光の測定の際に干渉計において２つの内部光路間の光路長差が０になったときの位置）を特定することができる。これにより、迷光補正係数における０点位置と、分光対象光の測定結果における０点位置とを一致させた状態で、迷光補正係数によって前記測定結果を補正することが可能となり、その結果、分光対象光のスペクトルの測定精度がより向上する。
【００２３】
前記フーリエ変換型分光装置では、前記補正部は、前記測定結果を補正して出力する補正モードと、前記測定結果を補正せずに出力する非補正モードとの間でモードを切換可能に構成されてもよい。
【００２４】
かかる構成によれば、測定部による測定結果において迷光成分が小さいとき等において、測定部による測定結果に対して補正を行わずに出力させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上より、本発明によれば、分光対象光の干渉光の受光強度を低下させることなく干渉光の測定結果における迷光の影響を抑制することが可能な迷光補正方法、及びこれを用いたフーリエ変換型分光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態に係るフーリエ変換型分光装置の構成を示すブロック図である。
【図２】前記フーリエ変換型分光装置における干渉計及びその周辺の構成を示す図である。
【図３】前記干渉計における光反射機構の構成を示す拡大斜視図である。
【図４】前記光反射機構における移動鏡の往復振動の様子を示す断面図である。
【図５】前記フーリエ変換型分光計における受光処理部の構成を示すブロック図である。
【図６】前記フーリエ変換型分光計におけるレーザ光の干渉波形の一例を示す図である。
【図７】正規光の光路の一例を示す模式図である。
【図８】迷光の光路の一例を示す模式図である。
【図９】波数が７４００ｃｍ−１以上の成分の透過率がゼロとみなせる光学フィルタの特性を示す図である。
【図１０】１次スペクトルの振幅と波数との関係の一例を示す図である。
【図１１】１次スペクトルの位相と波数との関係の一例を示す図である。
【図１２】迷光正規光振幅比と係数設定光の波数との関係の一例を示す図である。
【図１３】迷光正規光間位相差と係数設定光の波数との関係の一例を示す図である。
【図１４】係数設定光の位相とその波数との関係の一例を示す図である。
【図１５】前記フーリエ変換型分光装置において実測した分光対象光の干渉光の波形（インターフェログラム）の一例を示す。
【図１６】インターフェログラムと窓関数との関係を示す。
【図１７】１次スペクトルの振幅と波数との関係の一例を示す図である。
【図１８】１次スペクトルの位相と波数との関係の一例を示す図である。
【図１９】迷光補正係数を用いて補正した後のスペクトルの振幅と波数との関係の一例を示す図である。
【図２０】迷光補正係数を用いて補正した後のスペクトルの位相と波数との関係の一例を示す図である。
【図２１】従来のフーリエ変換型分光装置における干渉計及びその周辺の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図２０を参照しつつ説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。
【００２８】
図１は、本実施形態に係るフーリエ変換型分光装置の構成を示すブロック図であり、図２は、前記フーリエ変換型分光装置における干渉計及びその周辺の構成を示す図である。また、図３は、前記干渉計における光反射機構の構成を示す拡大斜視図であり、図４は、前記光反射機構における移動鏡の往復振動の様子を示す断面図である。また、図５は、前記フーリエ変換型分光計における受光処理部の構成を示すブロック図である。
【００２９】
本実施形態に係るフーリエ変換型分光装置（以下、「ＦＴ型分光装置」と略記する。）１０は、分光対象光のスペクトルを測定する装置である。このＦＴ型分光装置１０は、分光対象光を干渉計１１によって干渉させ、この分光対象光の干渉光を測定して得られた前記干渉光の波形（インターフェログラム）をフーリエ変換することによって分光対象光のスペクトルを求める。
【００３０】
具体的に、ＦＴ型分光装置１０は、干渉計１１において生成された分光対象光の干渉光を光電変換することによって得られた電気信号を、所定のサンプリングタイミングでサンプリングして複数の測定データを取得する。そして、ＦＴ型分光装置１０は、この取得した複数の測定データ（即ち、分光対象光のインターフェログラム）からフーリエ変換を用いて分光対象光の１次スペクトルを求める。さらに、ＦＴ型分光装置１０は、迷光補正係数を用いて１次スペクトルを補正することにより、迷光の影響を抑えた（除去した）分光対象光の２次スペクトル（正規光のスペクトル）を求める。
【００３１】
以下では、ＦＴ型分光装置１０の設計等において予定（設定）されている正規の光路を正規光路と称する。また、正規光路を構成する複数の光学素子のうちの所定の光学素子等によって所定の回数（設計上予定されている回数）反射された後、第１受光部２１によって検出される光を正規光と称し、正規光路を通っているが、前記所定の回数よりも多く光学素子等によって反射された後、第１受光部２１によって検出される光、即ち、正規光よりも正規光路における反射回数の多い光を迷光と称する。また、試料ＳＭにおいて反射され、当該試料ＳＭから第１受光部（検出器）２１に到達する光を分光対象光と称し、干渉計１１から出力される分光対象光には、正規光と迷光とが含まれる。
【００３２】
本実施形態のＦＴ型分光装置１０は、ＳＮ比を改善し、良好な精度の結果を得るために、分光対象光の１次スペクトルを求めるためのフーリエ変換の変換対象として、積算インターフェログラムを用いる。この積算インターフェログラムは、干渉計１１において生成された分光対象光のインターフェログラムを複数積算することによって得られたインターフェログラムである。
【００３３】
このようなＦＴ型分光装置１０は、例えば、図１〜図５に示すように、測定光光源部５０と、受光レンズ１２と、干渉計１１と、受光処理部（測定部）２０と、タイミング発生部３０と、制御演算部４１と、入力部４２と、出力部４３と、を備える。
【００３４】
測定光光源部５０は、測定光を所定のジオメトリで測定対象の物体である試料ＳＭへ照射する。本実施形態では、試料ＳＭの測定光が照射される面（測定面ＳＦ）にカバーガラスＣＧが被せられた状態で、測定光光源部５０が試料ＳＭに測定光を照射する。換言すると、測定光がカバーガラスＣＧを介して測定面ＳＦに照射される。このカバーガラスＣＧは、試料ＳＭの表面（測定面ＳＦ）を保護するために被せられているものである。尚、試料ＳＭの測定面ＳＦにカバーガラスＣＧが被せられていなくてもよい。
【００３５】
測定光光源部５０は、例えば、測定光光源５１（図２参照）及びその周辺回路を備える。測定光光源５１は、測定光を放射してこの測定光を例えば４５：０度のジオメトリで試料ＳＭへ照射する。測定光は、試料ＳＭにおけるその反射光（分光対象光）のスペクトルを測定するために用いられる光であり、予め設定された所定の波長帯において連続スペクトルを持つ。本実施形態の測定光光源５１は、例えば、ハロゲンランプである。
【００３６】
本実施形態のＦＴ型分光装置１０では、測定光光源５１から照射された測定光は、図２に示されるように、カバーガラスＣＧを介して、４５度の入射角で試料ＳＭの表面（測定面ＳＦ）に入射する。試料ＳＭ（測定面ＳＦ）において反射された測定光の反射光は、０度の方向から測定される。即ち、測定面ＳＦの法線方向（０度）に反射した反射光の成分が分光対象光として干渉計１１に入射する。
【００３７】
尚、本実施形態の分光対象光は、試料ＳＭにおいて反射した測定光の反射光であるが、これに限定されない。分光対象光は、例えば、試料ＳＭを透過した透過光であってもよく、また、測定光を照射することによって試料ＳＭから再放射（例えば蛍光発光等）される光であってもよい。また、分光対象光は、測定光が照射されることなく、試料ＳＭが自発光した光であってもよい。即ち、ＦＴ型分光装置１０は、反射光だけでなく、透過光、再放射の光、自発光等のスペクトルも測定可能である。
【００３８】
受光レンズ１２は、試料ＳＭからの反射光を分光対象光として入射開口１３を通じて干渉計１１内に導入する。
【００３９】
干渉計１１は、試料ＳＭで反射した測定光の反射光が分光対象光として入射し、この分光対象光の干渉光を射出する。この干渉計１１は、分光対象光が入射したときに、この入射した分光対象光を２つの光束（第１分岐光及び第２分岐光）に分岐する。そして、干渉計１１は、これら分岐させた第１分岐光及び第２分岐光を、互いに異なる２つの経路（第１内部光路及び第２内部光路）を進行（伝播）させた後、再び合流させる。このとき、第１内部光路及び第２内部光路において、分光対象光の分岐点（分岐位置）から、分岐させた光の合流点（合流位置、干渉位置）までの間に光路長差があると、前記合流の際に第１分岐光と第２分岐光との間に位相差が生じ、この位相差に応じた干渉光が発生する。
【００４０】
本実施形態のＦＴ型分光装置１０では、例えば、図２に示すような、マイケルソン干渉計１１が用いられる。
【００４１】
具体的に、干渉計１１は、２つの光路（内部光路）を形成する複数の光学素子と、平行移動機構（移動鏡駆動部）１５０と、を備える。
【００４２】
複数の光学素子は、半透鏡（ハーフミラー）１１２と、固定鏡１１４と、光反射面が光軸方向に移動する移動鏡１１５とを含む。これらの光学素子１１２、１１３、１１４、１１５は、干渉計１１において、以下のように配置されている。
【００４３】
固定鏡１１４と移動鏡１１５とは、各鏡面の法線が互いに直交するようにそれぞれ配置されている。また、半透鏡１１２は、その法線が固定鏡１１４及び移動鏡１１５における各法線の直交点を通り、これら各法線に対して４５度の角度で交差するように配置されている。
【００４４】
このように複数の光学素子１１２、１１４、１１５が配置された干渉計１１に入射した分光対象光は、半透鏡１１２によって２つの光束（第１分岐光及び第２分岐光）に分けられる。この分岐した一方の光束（第１分岐光）は、半透鏡１１２において反射された分光対象光であり、固定鏡１１４に入射する。そして、第１分岐光は、固定鏡１１４で反射され、来た光路を逆に辿って再び半透鏡１１２に戻る。一方、この分岐した他方の光束（第２分岐光）は、半透鏡１１２を通過した分光対象光であり、移動鏡１１５に入射する。そして、第２分岐光は、移動鏡１１５で反射され、来た光路を逆に辿って再び半透鏡１１２に戻る。尚、本実施形態の半透鏡１１２において第１分岐光が反射される面は、第２分岐光の透過側（移動鏡１１５側）の面である。
【００４５】
これら固定鏡１１４で反射された後の第１分岐光と、移動鏡１１５で反射された後の第２分岐光とは、半透鏡１１２で合流することにより干渉する。このような構成の干渉計（マイケルソン干渉計）１１では、分光対象光は、移動鏡１１５の鏡面における法線方向に沿って干渉計１１に入射し、分光対象光の干渉光は、固定鏡１１４の鏡面における法線方向に沿って干渉計１１から射出される。
【００４６】
また、本実施形態の干渉計１１は、位相補償板１１３を備えている。この位相補償板１１３は、第１分岐光における半透鏡１１２の透過回数と第２分岐光における半透鏡１１２の透過回数との相違から生じる第１分岐光と第２分岐光との間の位相差を無くす（即ち、位相差を補償する）のに用いられる光学素子である。
【００４７】
本実施形態の位相補償板１１３は、半透鏡１１２の透過側に配置される。具体的に、位相補償板１１３は、半透鏡１１２を透過して移動鏡１１５に向かう第２分岐光の光路と、半透鏡１１２から第１受光部２１に向かう干渉光（固定鏡１１４で反射された第１分岐光と移動鏡１１５で反射された第２分岐光とが半透鏡１１２で合流（干渉）した後の光）の光路と、に跨るように配置されている。本実施形態の位相補償板１１３は、半透鏡１１２との間に所定の間隔を空けた状態で半透鏡１１２に対して平行な姿勢で配置されている。
【００４８】
尚、半透鏡１１２と位相補償板１１３とは、互いに接するように配置されてもよい。例えば具体的には、半透鏡１１２と位相補償板１１３とが、オプティカルコンタクトや接着剤による接合等によって一体的に構成されていてもよい。また、半透鏡１１２が第１分岐光を反射する反射面が本実施形態と反対側（分光対象光の入射側）の場合、位相補償板１１３は、半透鏡１１２と固定鏡１１４との間の第１分岐光の光路上に配置される。
【００４９】
以上のように、本実施形態の干渉計１１において、第１分岐光は、分光対象光の入射位置から、半透鏡１１２、固定鏡１１４、半透鏡１１２、及び位相補償板１１３を順に介して第１受光部２１に向かう第１内部光路を辿る。また、本実施形態の干渉計１１において、第２分岐光は、分光対象光の入射位置から、半透鏡１１２、位相補償板１１３、移動鏡１１５、位相補償板１１３、半透鏡１１２、及び位相補償板１１３を順に介して第１受光部２１に向かう第２内部光路を辿る。尚、固定鏡１１４で反射された後の第１分岐光と、移動鏡１１５で反射された後の第２分岐光とは、半透鏡１１２において合流（干渉）し、この合流した状態で位相補償板１１３を通過して第１受光部２１に向かう。
【００５０】
また、本実施形態の干渉計１１は、分光対象光を平行光で半透鏡１１２へ入射させる入射光学系１１１と、半透鏡１１２において第１分岐光及び第２分岐光を干渉させることによって生じた分光対象光の干渉光を集光して第１受光部２１へ入射させる射出光学系１１６とを有する。本実施形態の入射光学系１１１は、例えば、コリメータレンズであり、試料ＳＭの測定面ＳＦと半透鏡１１２との間の適宜な位置に配置されている。また、本実施形態の射出光学系１１６は、例えば、集光レンズであり、半透鏡１１２と第１受光部２１との間の適宜な位置に配置されている。
【００５１】
移動鏡１１５は、干渉計１１に配置される前記複数の光学素子の一つであり、例えば、平行移動機構１５０の共振振動によって２つの内部光路（第１内部光路及び第２内部光路）間に光路長差を生じさせる。この移動鏡１１５は、分光対象光のインターフェログラムを複数生成するために、平行移動機構１５０によって光軸方向に１回以上往復させられる。即ち、ＦＴ型分光装置１０では、移動鏡１１５が光軸方向に１往復することによって２つ（移動鏡１１５が往路を移動したときと復路を移動したときとで各１つずつ）のインターフェログラムが生成される。
【００５２】
平行移動機構１５０は、移動鏡１１５が取り付けられ、この移動鏡１１５を光軸方向（図２における左右方向）に往復振動（往復移動）させる。移動鏡１１５がこの平行移動機構１５０に取り付けられたものとして、例えば、特開２０１１−８０８５４号公報や特開２０１２−４２２５７号公報に開示の光反射機構が挙げられる。尚、図３も参照しつつ以下に説明する光反射機構１５において、鏡面領域（移動鏡）１１５を除く部位が平行移動機構１５０である。
【００５３】
この光反射機構１５は、第１板バネ１５１及び第２板バネ１５２からなる一対の板バネと、これら一対の板バネ１５１、１５２を共振させるために板バネ１５１、１５２同士を連結する一対の支持体（第１支持体及び第２支持体）１５３、１５４と、一対の板バネ１５１、１５２を駆動する圧電素子（板バネ駆動部）１５５と、一方の板バネ１５１上に形成された移動鏡１１５と、を備えている。
【００５４】
第１及び第２板バネ１５１、１５２は、間隔を空けて互いに対向するように平行配置されている。
【００５５】
第１支持体１５３は、第１及び第２板バネ１５１、１５２の間における一方端部（図３における左側端部）において、当該第１及び第２板バネ１５１、１５２に連結されて配置されている。第２支持体１５４は、第１及び第２板バネ１５１、１５２の間における他方端部（一方端部と反対側の端部：図３における右側端部）において、当該第１及び第２板バネ１５１、１５２に連結されて配置されている。これら第１及び第２支持体１５３、１５４は、第１及び第２板バネ１５１、１５２の間において、互いに離間した状態で配置されている。
【００５６】
圧電素子１５５は、第１板バネ１５１の他方端部における第２板バネ１５２と反対側の面（図３における上面）に配置されている。詳しくは、圧電素子１５５は、図３において、第１板バネ１５１における第２支持体１５４の上方で、且つ、第２支持体１５４とは反対側の表面上に配置されている。この圧電素子１５５は、図４（Ａ）にも示されるように、圧電材料である例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電体１５５ａを一対の電極１５５ｂ、１５５ｃによって狭持することにより構成されている。
【００５７】
移動鏡１１５は、図３において、第１板バネ１５１の一方端部における上面上に設けられている。詳しくは、移動鏡１１５は、第１板バネ１５１における第１支持体１５３の上方で、且つ、第１支持体１５３とは反対側の表面上に設けられている。この移動鏡１１５は、例えば、鏡を第１板バネ１５１に貼着等したものでもよく、また、例えば、アルミニウム等の金属の薄膜を第１板バネ１５１上に形成（成膜）したものでもよい。
【００５８】
以上のように構成される光反射機構１５は、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術によって製造される。
【００５９】
このような構造の光反射機構１５では、図４（Ａ）に示されるように、圧電素子１５５が伸張すると、第１板バネ１５１が上に凸となるように変形し、この結果、移動鏡１１５が、第１及び第２板バネ１５１、１５２に関する対向方向の下方に変位する一方、圧電素子１５５が縮小すると、図４（Ｂ）に示されるように、第１板バネ１５１が、下に凸となるように変形し、この結果、移動鏡が前記対向方向の上方に変位する。そして、この光反射機構１５は、大きな変位量を得るために一対の板バネ１５１、１５２の共振によって前記変位を繰り返し、移動鏡１１５を光軸方向に沿って往復振動（往復移動）させる。より具体的には、平行移動機構１５０の一方端部の往復振動（往復移動）に歪みがない場合には、一対の板バネ１５１、１５２が共振する周波数（共振周波数ｆ０）の信号が圧電素子１５５に入力されると、圧電素子１５５が共振周波数ｆ０で伸縮を繰り返す。これにより、移動鏡１１５は、図４（Ｃ）に示されるように、変位量が０（ゼロ）となる原点位置Ｘ０（振動振幅の中心位置）を中心に、この原点位置Ｘ０からの変位量が最大となる位置Ｘｍ、−Ｘｍの間で時間経過とともに略正弦波状に変位し、固有振動数で一定の周期でかつ正確に振動する。
【００６０】
以上のように構成される光反射機構１５は、制御演算部４１の移動鏡制御部４１６によってその動作を制御されている。
【００６１】
図１に戻って、受光処理部２０は、干渉計１１において生成された分光対象光の干渉光を受光して光電変換することによって、分光対象光の干渉光の波形に関する電気信号（分光対象光の干渉光における光強度変化を表す電気信号）を出力する。この受光処理部２０は、前記電気信号を所定のサンプリングタイミングでサンプリングすることによって複数の測定データを順次に出力する回路である。受光処理部２０は、例えば、図５に示されるように、第１受光部２１と、増幅部２２と、バンドパスフィルタ（Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）２３と、アナログ−デジタル変換部（以下、「ＡＤ変換部」と呼称する。）２６と、を備える。
【００６２】
第１受光部２１は、干渉計１１において生成された分光対象光の干渉光を受光して光電変換し、分光対象光の干渉光における光強度に応じた電気信号（第１受光信号）を出力する回路である。本実施形態のＦＴ型分光装置１０は、例えば、波長１２００ｎｍ以上の赤外域の光、より具体的には、波長１２００ｎｍ以上から２５００ｎｍ以下（波数４０００ｃｍ−１以上から８３３４ｃｍ−１以下）までの赤外域の光を測定対象とする。このため、第１受光部２１は、例えばＩｎＧａＡｓフォトダイオード及びその周辺回路を備えた赤外線センサ等によって構成される。第１受光部２１は、受光結果を増幅部２２へ出力する。
【００６３】
増幅部２２は、第１受光部２１の出力（増幅結果）を予め設定された所定の増幅率で増幅する増幅器である。この増幅部２２は、例えば、オペアンプなどの増幅器とその周辺回路とを備えている。増幅部２２は、その増幅結果をバンドパスフィルタ２３（詳しくはバンドパスフィルタ２３の一部を構成するハイパスフィルタ２４）へ出力する。
【００６４】
バンドパスフィルタ２３は、ハイパスフィルタ（Ｈｉｇｈ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２４と、ローパスフィルタ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２５とを有し、ノイズをカットするために、所望の周波数帯域のみを通過させる。ハイパスフィルタ２４は、所定の遮断周波数以上の周波数の信号を通過させ、低域のノイズをカットするための回路であり、濾波結果をローパスフィルタ２５へ出力する。ローパスフィルタ２５は、所定の遮断周波数以下の周波数の信号を通過させ、高域のノイズをカットするための回路であり、濾波結果をＡＤ変換部２６へ出力する。
【００６５】
ＡＤ変換部２６は、増幅部２２の出力をアナログ信号からデジタル信号へ変換（ＡＤ変換）する回路である。このＡＤ変換のタイミング（サンプリングタイミング）は、タイミング発生部３０（詳しくは、タイミング発生部３０のゼロクロス検出部３７）から入力されたゼロクロス信号のゼロクロスタイミングである。ＡＤ変換部２６は、その変換結果のデジタル信号を制御演算部４１へ出力する。
【００６６】
タイミング発生部３０は、受光処理部２０（詳しくはＡＤ変換部２６）において電気信号をサンプリングするためのサンプリングタイミングを生成する。このタイミング発生部３０は、例えば、位置測定用光源３１と、第２受光部３６と、ゼロクロス検出部３７と、を備えている。このタイミング発生部３０は、位置測定用光源３１から放射されたレーザ光の干渉光を干渉計１１で得るために、図２に示されるように、コリメータレンズ３２と、光合波器３３と、光分波器３４と、集光レンズ３５とをさらに備えている。
【００６７】
位置測定用光源３１は、波長の既知な単色レーザ光を放射する。本実施形態の位置測定用光源３１は、例えば、波長６８０ｎｍの赤色レーザ光を発光する半導体レーザを備える。この位置測定用光源３１としては、例えば、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）や分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−ＬＤ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｆｅｅｄｂａｋ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ））、ヘリウムネオンレーザ等の発振波長が安定しており、スペクトル幅の狭い光源が好ましい。
【００６８】
図２において、コリメータレンズ３２及び光合波器３３は、位置測定用光源３１から放射されたレーザ光を平行光で干渉計１１へ入射させるための入射光学系を構成する。光合波器３３は、例えばレーザ光を反射すると共に分光対象光を透過するダイクロイックミラー等である。この光合波器３３は、その法線が移動鏡１１５の法線（光軸）に対し４５度で交差するように、コリメータレンズ１１１と半透鏡１１２との間に配置される。コリメータレンズ３２は、例えば両凸のレンズであり、前記のように配置された光合波器３３に対し４５度の入射角で位置測定用光源３１から放射されたレーザ光が入射されるように、適宜な位置に配置される。
【００６９】
また、光分波器３４及び集光レンズ３５は、干渉計１１において生成された前記レーザ光の干渉光を干渉計１１から取り出すための射出光学系を構成する。光分波器３４は、例えばレーザ光の干渉光を反射すると共に分光対象光の干渉光を透過するダイクロイックミラー等である。この光分波器３４は、その法線が固定鏡１１４の法線（光軸）に対し４５度で交差するように、半透鏡１１２と集光レンズ１１６との間に配置される。集光レンズ３５は、例えば両凸のレンズであり、前記のように配置された光分波器３４において４５度の射出角で射出されるレーザ光の干渉光を集光して第２受光部３６へ入射させる。
【００７０】
このようにコリメータレンズ３２、光合波器３３、光分波器３４及び集光レンズ３５の各光学素子が配置されると、位置測定用光源３１から放射された単色のレーザ光は、コリメータレンズ３２によって平行光とされ、その光路が光合波器（本実施形態の例ではダイクロイックミラー）３３によって約９０度曲げられ、これにより、干渉計１１の光軸（移動鏡１１５の鏡面における法線方向）に沿って進行する。従って、このレーザ光は、分光対象光と同様に、干渉計１１内を進行し、干渉計１１において前記レーザ光の干渉光が生成される。そして、このレーザ光の干渉光は、光分波器（本実施形態の例では、ダイクロイックミラー）３４によって約９０度曲げられて、干渉計１１から外部に取り出される。この取り出されたレーザ光の干渉光は、集光レンズ３５によって集光されて第２受光部３６によって受光される。
【００７１】
図１に戻って、第２受光部３６は、干渉計１１において生成されたレーザ光の干渉光を受光して光電変換し、レーザ光の干渉光の光強度に応じた電気信号（第２受光信号）を出力する回路である。この第２受光部３６は、例えば、シリコンフォトダイオード（ＳＰＤ）及びその周辺回路を備えた受光センサ等である。第２受光部３６は、レーザ光の干渉光の光強度に応じた電気信号をゼロクロス検出部３７へ出力する。
【００７２】
ゼロクロス検出部３７は、第２受光部３６から入力された、レーザ光の干渉光の光強度に応じた電気信号がゼロとなるタイミング（ゼロクロスタイミング）を検出する回路である。ゼロクロス検出部３７は、ゼロクロス信号をゼロクロスタイミングでＡＤ変換部２６へ出力する。
【００７３】
ゼロクロスタイミングは、所定の基準電圧をゼロレベルとして、前記電気信号がこのゼロレベルとなる時間軸上の位置である。詳しくは、以下の通りである。尚、図６は、本実施形態のフーリエ変換型分光計におけるレーザ光の干渉波形の一例を示す図である。
【００７４】
干渉計１１の移動鏡１１５が光軸方向に移動している場合、半透鏡１１２から固定鏡１１４を介して再び半透鏡１１２に戻ったレーザ光の位相に対し、半透鏡１１２から移動鏡１１５を介して再び半透鏡１１２に戻ったレーザ光の位相がずれる。このため、レーザ光の干渉光は、移動鏡１１５の移動量に応じて正弦波状に強弱する。このとき、干渉計１１の移動鏡１１５がレーザ光の波長の１／２の長さだけ移動すると、半透鏡１１２から移動鏡１１５を介して再び半透鏡１１２に戻ったレーザ光の位相は、この移動の前後において、２πずれる。このため、レーザ光の干渉光は、例えば、図６に示されるように、移動鏡１１５の光軸方向への移動に従って正弦波状に強弱を繰り返す。
【００７５】
ゼロクロス検出部３７は、この正弦波状に強弱を繰り返す前記電気信号のゼロクロスを検出する。そして、ゼロクロス検出部３７は、この検出したゼロクロスのタイミングでゼロクロス信号をＡＤ変換部２６へ出力する。ＡＤ変換部２６は、このゼロクロス信号が入力されると、ゼロクロスのタイミングで、第１受光部２１から入力された、分光対象光の干渉光の光強度に応じた電気信号をサンプリングしてＡＤ変換する。
【００７６】
図１に戻って、制御演算部４１は、分光対象光のスペクトルを求めるべく、ＦＴ型分光装置１０の各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御する。この制御演算部４１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、このＣＰＵによって実行される種々のプログラムやその実行に必要なデータ等を予め記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性記憶素子、このＣＰＵのいわゆるワーキングメモリとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性記憶素子およびその周辺回路等を備えたマイクロコンピュータによって構成される。尚、制御演算部４１は、ＡＤ変換部２６から出力されるデータ等や、後述する迷光補正係数を記憶（格納）するために、例えばハードディスク等の比較的大容量の記憶装置（記憶部）４１０をさらに備える。
【００７７】
このように構成される制御演算部４１には、当該制御演算部４１がプログラムを実行することによって、機能的に、サンプリングデータ記憶部４１１と、センターバースト位置算出部４１２と、積算インターフェログラム算出部４１３と、１次スペクトル算出部４１４と、補正部４１５と、上述の移動鏡制御部４１６と、が構成される。
【００７８】
サンプリングデータ記憶部４１１は、ＡＤ変換部２６から出力された、分光対象光の干渉光に関する測定データを記憶する。この測定データは、上述したように、分光対象光の干渉光における光強度に応じた電気信号を、ゼロクロス検出部３７において検出したゼロクロスのタイミング（データピッチ）で、ＡＤ変換部２６によってサンプリングすることで得られたデータである。
【００７９】
積算インターフェログラム算出部４１３は、分光対象光を連続的に複数回測定することによって得られた複数のインターフェログラムを、位置合わせを行いつつ積算することによって、積算インターフェログラムを求める。
【００８０】
センターバースト位置算出部４１２は、サンプリングデータ記憶部４１１に記憶された測定データから、公知の常套手法によってセンターバーストの位置を求める。
【００８１】
１次スペクトル算出部４１４は、積算インターフェログラム算出部４１３においてインターフェログラムを複数積算することによって得られた積算インターフェログラムをフーリエ変換することによって１次スペクトルを求める。
【００８２】
補正部４１５は、記憶装置４１０に記憶（格納）されている迷光補正係数を用いて１次スペクトルを補正することにより、２次スペクトル（迷光の影響を除去した（抑制した）分光対象光のスペクトル、即ち、正規光のスペクトル）を算出する。
【００８３】
この補正部４１５によって用いられる迷光補正係数は、当該迷光補正係数によって１次スペクトル（分光対象光の干渉光を測定した測定結果）を補正することによって、分光対象光の波数ｋ（ｋ：実数）の成分が干渉計１１の２つの内部光路を予定通りに通過することによって生じる光路長差に対して、前記波数ｋの成分の一部が予定とは異なる２つの内部光路を通過することによって生じる光路長差がｎ倍（ｎ：２以上の整数）となることにより、１次スペクトルの波数ｎｋの位置に表れる迷光の影響を抑える。本実施形態の迷光補正係数では、最も強度の大きな（即ち、分光対象光のスペクトルの測定結果に最も影響が大きい）迷光の影響を抑えるために、ｎが２の迷光の影響を抑えている。この迷光（ｎ＝２の迷光、２倍波数の迷光）の光路について、以下、具体的に説明するが、先ず、正規光の光路について説明する。尚、図７は、正規光の光路の一例を示す模式図であり、図８は、迷光（ｎ＝２の迷光）の光路の一例を示す模式図である。これら図７及び図８は、正規光及び迷光の干渉計内における反射位置、及び正規光路における正規光及び迷光の反射回数を説明するために各光路を模式的に示した図であり、正規光及び迷光の実際の光路とは異なっている。
【００８４】
正規光は、図７に示されるように、第１分岐光（実線）が固定鏡１１４で１回反射され、第２分岐光（破線）が移動鏡１１５で１回反射された後、これらの干渉光が第１受光部２１によって受光されるような光路である。この正規光のインターフェログラム干渉信号の波数ｋの成分は、
【数１】
2014163810.tif 000003
と表される。
【００８５】
本実施形態の迷光（ｎ＝２の迷光）は、図８に示されるように、第１分岐光（実線）が第１受光部２１で１回、固定鏡１１４で２回反射され、第２分岐光（破線）が第１受光部２１で１回、移動鏡１１５で２回反射された後、これらの干渉光が第１受光部２１によって受光されるような光路である。図７及び図８から明らかなように、迷光の第１分岐光と第２分岐光との光路長差は、正規光の第１分岐光と第２分岐光との光路長差の２倍である。これら迷光の第１分岐光と第２分岐光との干渉信号の振幅は、第１受光部２１の入射面での反射率や、半透鏡１１２等での反射率及び透過率によって変化する。また、前記干渉信号の位相も、半透鏡１１２での反射位相等によって変化する。よって、前記干渉信号の波数ｋの成分は、
【数２】
2014163810.tif 000004
と表される。
【００８６】
上記式（１）、式（２）から、次のことが分かる。測定されたインターフェログラムをフーリエ変換すると、分光対象光の波数ｋの成分のうち、正規光成分は、スペクトル上で正しく波数ｋの信号となるが、迷光成分は、波数２ｋの信号（迷光信号）となってしまう。本実施形態のＦＴ型分光装置１０では、この迷光（ｎ＝２の迷光）を補正する。
【００８７】
本実施形態の迷光補正係数は、迷光の振幅と正規光の振幅との比（以下、「迷光正規光振幅比」とも称する。）と、迷光の位相と正規光の位相との差（以下、「迷光正規光間位相差」とも称する。）と、係数設定光の位相と、を含む。尚、係数設定光とは、以下のように迷光補正係数を求めるときに用いられる光である。
【００８８】
本実施形態の迷光補正係数（迷光正規光振幅比、迷光正規光間位相差、及び、係数設定光の位相）は、迷光の影響を抑えたい波数域を含まない光（係数設定光）をＦＴ型分光装置１０によって測定した結果（測定結果）に基づいて設定されている。具体的には、以下の通りである。
【００８９】
本実施形態のＦＴ型分光装置１０の例では、
・第１受光部２１の測定可能波数域が３７００ｃｍ−１〜１１０００ｃｍ−１
・ＦＴ型分光装置１０としての測定波数域（ＳＮ比（信号量（ｓｉｇｎａｌ）と雑音量（ｎｏｉｓｅ）の比）が許容値以上、即ち、測定精度が確保できる測定波数域）が４０００ｃｍ−１〜８３３４ｃｍ−１
である。
【００９０】
この場合、測定可能波数域内において迷光の原因となる波数域は、３７００ｃｍ−１〜４１６７ｃｍ−１であり、この波数域の光に起因する迷光の影響は、７４００ｃｍ−１〜８３３４ｃｍ−１の波数域に現れる。
【００９１】
そこで、先ず、図９に示すような、波数が７４００ｃｍ−１以上の成分の透過率がゼロとみなせる光学フィルタを測定光光源５１と試料ＳＭとの間に配置した状態でスペクトルの測定を行う。図９は、前記光学フィルタの特性を示す図であり、縦軸が透過率であり、横軸が波数である。尚、光学フィルタの透過特性において所定の波数域の透過率が「ゼロとみなせる」の定量的な判断条件は、ＦＴ型分光装置１０において許容される迷光の強度によって適宜決定される。
【００９２】
これにより、試料ＳＭに照射される測定光は、測定面ＳＦに到達するときには、７４００ｃｍ−１以上の波数域がゼロとみなせる光（係数設定光）となっている。
【００９３】
この測定光光源５１と試料ＳＭとの間に配置される光学フィルタは、例えば、当該光学フィルタを構成する材料自体の光の吸収特性を利用したもの、表面に光学薄膜をコートして所望の透過特性を実現したもの、又は、これらを組み合わせたもの等である。尚、本実施形態のＦＴ型分光装置１０では、試料ＳＭに係数設定光（迷光の影響を抑えたい波数域を含まない光）を照射するために光学フィルタを用いたが、この構成に限定されない。例えば、ＦＴ型分光装置１０は、所望の波数域の強度がゼロ若しくはゼロとみなせる光を照射可能なＬＥＤや蛍光体等を用いて試料ＳＭに係数設定光を照射する構成であってもよい。
【００９４】
このようにして測定された係数設定光のスペクトル（１次スペクトル）の一例を図１０及び図１１に示す。図１０は、１次スペクトルの振幅と波数との関係の一例を示す図であり、縦軸が振幅、横軸が波数である。この図１０において、振幅は最大値を１に規格化している。また、図１１は、１次スペクトルの位相と波数との関係の一例を示す図であり、縦軸が位相、横軸が波数である。この図１１では、位相を±１８０°の範囲で表している。
【００９５】
これら図１０及び図１１は、上述のようにして測定されたインターフェログラム（必要に応じてこのインターフェログラムに、例えば、ハニング窓関数、ハミング窓関数等の適当な窓関数を掛けてもよい。）をフーリエ変換して得られた複素数（複素振幅ｐ＝ｒ＊ｅｘｐ（ｉθ））における振幅と位相とを示している。このようにして得られた振幅には、試料ＳＭの拡散反射の反射率の情報が含まれ、位相には、干渉計１１内の半透鏡１１２での反射時の位相変化、及びフーリエ変換する際のゼロ点位置（干渉計１１内の２つの内部光路の光路長差が０の位置）等の情報が含まれている。また、振幅の小さい波数域における位相の情報ではノイズが支配的となっているため、意味は無い。
【００９６】
係数設定光では、波数が７４００ｃｍ−１以上の範囲の成分が０とみなせるため、図１０及び図１１においてこの範囲に表れているのは迷光成分であることが分かる。換言すると、波数が７４００ｃｍ−１以上の範囲では、迷光成分のみが測定されている。尚、波数が７４００ｃｍ−１よりも小さい範囲に表れているのは、係数設定光成分（即ち、正規光成分）である。
【００９７】
上述のようにして迷光成分の振幅と位相とが検出されると、次に、これらを用いて迷光補正係数（本実施形態では、迷光正規光振幅比、迷光正規光間位相差、及び、係数設定光の位相）が導出される。このようにして得られた迷光正規光振幅比、迷光正規光間位相差、及び、係数設定光の位相の一例を図１２〜図１４に示す。
【００９８】
図１２は、迷光正規光振幅比と係数設定光の波数との関係の一例を示す図であり、縦軸が迷光正規光振幅比、横軸が波数である。図１３は、迷光正規光間位相差と係数設定光の波数との関係の一例を示す図であり、縦軸が迷光正規光間位相差、横軸が波数である。図１４は、係数設定光の位相（正規光の位相）とその波数との関係の一例を示す図であり、縦軸が位相、横軸が波数である。図１３及び図１４では、位相を±１８０°の範囲で表している。ここで、図１３及び図１４において、＋１８０°から−１８０°、あるいは−１８０°から＋１８０°へ位相が急激に変化しているように見える場所があるが、これは位相を±１８０°の範囲に折り返して表示しているためであり、意味はない。
【００９９】
尚、本実施形態では、正規光の波数ｋの成分に対して測定されたスペクトルの波数２ｋの位置に現れる迷光成分を当該スペクトルから除去しよう（抑えよう）としているため、測定の際の正規光のデータピッチが迷光のデータピッチの１／２でなければならないが、フーリエ変換によって求められるスペクトルは等波数ピッチで算出される。そのため、本実施形態のＦＴ型分光装置１０では、線形補間、ラグランジュ補間等や、フーリエ変換前に正規光の各データの前後に０点を付加してフーリエ変換後のデータピッチを細かくする等の処理が行われている。
【０１００】
ここで、本実施形態において、迷光補正係数として、迷光正規光振幅比、迷光正規光間位相差、及び、係数設定光の位相が用いられる理由について説明する。
【０１０１】
分光対象光を測定して求めた１次スペクトルには、正規光の成分と迷光の成分とが含まれている。即ち、１次スペクトルは、正規光の成分と迷光の成分とが重畳された状態のスペクトルである。そこで、試料ＳＭで反射されて実際に測定された反射光（分光対象光）の干渉光の波数２ｋの振幅をＡ’（２ｋ）、位相をθ’（２ｋ）とし、正規光の振幅をＡ’０（２ｋ）、位相をθ’０（２ｋ）とし、迷光の振幅をＡ’ｓ２（ｋ）、位相をθ’ｓ２（ｋ）とする（原因光の波数がｋであり且つスペクトル上において波数２ｋの位置に表れる迷光）とすると、測定された分光対象光は、以下の式（３）のように表せ、
【数３】
2014163810.tif 000005
この式（３）から正規光を表す以下の式（４）が得られる。
【数４】
2014163810.tif 000006
【０１０２】
ここで、迷光の振幅Ａｓ２（ｋ）は、正規光の振幅Ａ０（ｋ）と、迷光と正規光との振幅比Ｃｓ２（ｋ）を用いて以下の式（５）のように表せる。
【数５】
2014163810.tif 000007
また、迷光の位相θ’ｓ２（ｋ）は、以下の式（６）のように表される。
【数６】
2014163810.tif 000008
この式（６）を、以下の式（７）のように変形する。
【数７】
2014163810.tif 000009
【０１０３】
以上より、正規光を、測定結果（実際に測定される分光対象光の干渉光）と、迷光正規光振幅比と、迷光正規光間位相差と、係数設定光の位相と、を用いて表せることが分かる。そこで、本実施形態のＦＴ型分光装置１０は、迷光補正係数として、これら迷光正規光振幅比と、迷光正規光間位相差と、係数設定光の位相と、を用い、分光対象光の測定結果から２次スペクトル（正規光のスペクトル）を求めている。
【０１０４】
尚、本実施形態のＦＴ型分光装置１０では、迷光正規光振幅比と、迷光正規光間位相差と、係数設定光の位相と、を用い、分光対象光の測定結果から２次スペクトル（正規光のスペクトル）を求めているが、この構成に限定されない。例えば、迷光正規光振幅比に基づく値、迷光正規光間位相差に基づく値、及び係数設定光の位相に基づく値、又は、前記３つの値のうちのいずれかを用いて分光対象光の測定結果から２次スペクトルを求める構成等であってもよい。具体的には、ＦＴ型分光装置１０が、迷光正規光振幅比に基づく値（例えば、迷光正規光振幅比を３倍した値）を迷光補正係数（又はその一部）として持ち、分光対象光の測定結果を補正する際に、前記値（迷光正規光振幅比の３倍の数値）を１／３にした後、この１／３にした前記値（即ち、迷光正規光振幅比）を用いて補正を行う構成であってもよい。同様に、ＦＴ型分光装置１０が迷光正規光間位相差をＮ倍（Ｎ：２以上の整数）した値を迷光補正係数（又はその一部）として持ち、分光対象光の測定結果を補正する際に、前記値（迷光正規光間位相差のＮ倍の数値等）を１／Ｎにした後、この１／Ｎにした前記値（即ち、迷光正規光間位相差）を用いて補正を行う構成であってもよい。また、ＦＴ型分光装置１０が係数設定光の位相をＮ倍（Ｎ：２以上の整数）した値を迷光補正係数（又はその一部）として持ち、分光対象光の測定結果を補正する際に、前記値（係数設定光の位相のＮ倍の数値等）を１／Ｎにした後、この１／Ｎにした前記値（即ち、係数設定光の位相）を用いて補正を行う構成であってもよい。
【０１０５】
また、例えば、迷光正規光振幅比と、迷光正規光間位相差に基づく値と、係数設定光の位相と、を含む迷光補正係数のように、迷光正規光振幅比、迷光正規光間位相差、及び係数設定光の位相の３つ係数のうちのいずれかを、その係数に基づく値に変えたものを迷光補正係数としてもよい。
【０１０６】
入力部４２は、例えば、試料ＳＭの測定開始を指示するコマンド等の各種コマンド、及び測定対象の試料ＳＭにおける識別子の入力やフーリエ変換の際に用いられる窓関数の選択入力等のスペクトルを測定する上で必要な各種データをＦＴ型分光装置１０に入力する機器であり、例えば、キーボードやマウス等である。
【０１０７】
出力部４３は、入力部４２から入力されたコマンドやデータ、及び、ＦＴ型分光装置１０によって測定された分光対象光のスペクトルを出力する機器である。この出力部４３は、例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤ、有機ＥＬディスプレイおよびプラズマディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。
【０１０８】
次に、以上のように構成されるＦＴ型分光装置１０の動作について説明する。  
【０１０９】
ＦＴ型分光装置１０では、測定対象である試料ＳＭの測定が開始される前に、まず、平行移動機構１５０が、その一方端部を光軸方向に振動させ始める。即ち、制御演算部４１の移動鏡制御部４１６が、平行移動機構１５０の共振振動を開始させる。そして、移動鏡１１５の往復振動が安定すると、分光対象光の測定が以下のようにして行われる。
【０１１０】
試料ＳＭがＦＴ型分光装置１０にセットされ、その後、ＦＴ型分光装置１０によって試料ＳＭの測定が開始される。測定が開始されると、測定光光源５１は、測定光を放射することにより、試料ＳＭへ例えば４５度の入射角で測定光を照射する。そして、試料ＳＭで反射した測定光の反射光は、分光対象光として０度方向から干渉計１１に入射する。
【０１１１】
干渉計１１に入射した分光対象光は、干渉計１１で分光対象光の干渉光となって受光処理部２０の第１受光部２１によって受光される。より具体的には、分光対象光は、コリメータレンズ１１１によって平行光とされ、光合波器３３を介して半透鏡１１２で反射及び透過することにより第１及び第２分岐光に分岐される。半透鏡１１２で反射されることによって分岐した第１分岐光は、固定鏡１１４において反射され、来た光路を逆に辿って再び半透鏡１１２に戻る。一方、半透鏡１１２を通過することによって分岐した第２分岐光は、位相補償板１１３を介して移動鏡１１５へ入射し、移動鏡１１５において反射されて来た光路を逆に辿って再び位相補償板１１３を介して半透鏡１１２に戻る。これら固定鏡１１４で反射された第１分岐光、及び移動鏡１１５で反射された第２分岐光は、半透鏡１１２において合流して干渉する。この分光対象光の干渉光は、位相補償板１１３を通過した後、干渉計１１から第１受光部２１へ射出される。このとき、正規光路を通っている光ではあるが、第１受光部２１における干渉光の入射面や、干渉計１１内の光学素子、カバーガラスＣＧ等で反射したことにより、正規光よりも反射回数の多い光（迷光）も正規光と共に第１受光部２１へ射出されている。
【０１１２】
第１受光部２１は、入射した分光対象光の干渉光（正規光成分と迷光成分とを含む干渉光）を光電変換し、前記分光対象光の干渉光における光強度に応じた電気信号を増幅部２２へ出力する。増幅部２２は、第１受光部２１から出力された電気信号（分光対象光の干渉光における光強度に応じた電気信号）を所定の増幅率で増幅し、ＡＤ変換部２６へ出力する。
【０１１３】
一方、干渉計１１は、位置測定用光源３１から放射された単色のレーザ光も取り込む。このレーザ光は、光合波器３３を介して干渉計１１に入射し、上述と同様に干渉計１１で干渉する。干渉光となったレーザ光は、光分波器３４を介して第２受光部３６によって受光される。第２受光部３６は、この入射したレーザ光の干渉光を光電変換し、このレーザ光の干渉光における光強度に応じた電気信号をゼロクロス検出部３７へ出力する。ゼロクロス検出部３７は、前記レーザ光の干渉光に応じた電気信号がゼロとなるタイミングをゼロクロスタイミングとして検出し、このゼロクロスタイミングをサンプリングタイミング（ＡＤ変換タイミング）としてＡＤ変換部２６へ出力する。
【０１１４】
このような所定光及びレーザ光がそれぞれ干渉計１１に取り込まれている間、干渉計１１の移動鏡１１５は、光軸方向に往復振動（往復移動）している。
【０１１５】
ＡＤ変換部２６は、増幅部２２から出力された、前記分光対象光の干渉光における光強度に応じた電気信号を、ゼロクロス検出部３７から入力されたゼロクロスタイミングでサンプリングしてアナログ信号からデジタル信号へＡＤ変換する。そして、ＡＤ変換部２６は、このＡＤ変換したデジタル信号の前記電気信号を制御演算部４１へ出力する。
【０１１６】
ここで、図１５に、本実施形態のフーリエ変換型分光装置１０において、実測した分光対象光の干渉光の波形（インターフェログラム）の一例を示す。図１５の縦軸は、インターフェログラムの振幅Ｆｍ（ｘ）であり、横軸は、第１内部光路と第２内部光路との間の光路長差ｘである。また、図１６に、インターフェログラムと窓関数との関係を示す。図１６の縦軸は振幅であり、横軸は、第１内部光路と第２内部光路との間の光路長差ｘである。図１６中の実線は、インターフェログラム形状を示し、破線は窓関数を示す。
【０１１７】
上述のように動作することによって、分光対象光のインターフェログラムにおける測定データがＡＤ変換部２６から制御演算部４１へ出力され、この測定データがサンプリングデータ記憶部４１１に記憶される。そして、ＳＮ比を改善し、良好な精度の結果を得るために、このような分光対象光のインターフェログラムが移動鏡１１５の往復に合わせて連続的に複数回、同様に、測定され、これら各インターフェログラムの各測定データがサンプリングデータ記憶部４１１にそれぞれ記憶される。即ち、移動鏡１１５が１往復すると、１回の走査が終了し、インターフェログラムの測定データが２つ（移動鏡１１５が往路を移動したときと復路を移動したときとで各１つずつ）得られる。
【０１１８】
次に、積算インターフェログラム算出部４１３は、複数回測定することによって得られた分光対象光の複数のインターフェログラムを、位置合わせを行いつつ積算することによって、分光対象光に対する積算インターフェログラムを求める。
【０１１９】
次に、センターバースト位置算出部４１２は、積算インターフェログラムにおけるセンターバーストの位置を求める。そして、１次スペクトル算出部４１４は、積算インターフェログラム算出部４１３によって求められた積算インターフェログラムをフーリエ変換することによって、分光対象光の１次スペクトルを求める。
【０１２０】
ここで、図１７及び図１８に、上述のようにして求められた１次スペクトルの一例を示す。図１７は、１次スペクトルの振幅と波数との関係の一例を示す図であり、縦軸が振幅、横軸が波数である。この図１７において、振幅は最大値を１に規格化している。図１８は、１次スペクトルの位相と波数との関係の一例を示す図であり、縦軸が位相、横軸が波数である。この図１８では、位相を±１８０°の範囲で表している。
【０１２１】
続いて、補正部４１５は、１次スペクトル算出部４１４によって求められた１次スペクトルを、記憶装置４１０に格納されている迷光補正係数を用いて補正する。その結果を、図１９及び図２０に示す。図１９は、迷光補正係数を用いて補正した後のスペクトル（２次スペクトル）の振幅と波数との関係の一例を示す図であり、縦軸が振幅、横軸が波数である。この図１９において、振幅は最大値を１に規格化している。図２０は、迷光補正係数を用いて補正した後のスペクトル（２次スペクトル）の位相と波数との関係の一例を示す図であり、縦軸が位相、横軸が波数である。この図２０では、位相を±１８０°の範囲で表している。これら図１９及び図２０からも分かるように、迷光補正係数を用いて１次スペクトルを補正することによって、迷光成分が除去されている（抑えられている）。
【０１２２】
上述のように、分光対象光の２次スペクトル（迷光補正係数を用いて補正した後のスペクトル）が求められると、制御演算部４１は、この求めたスペクトルを出力部４３へ出力する。
【０１２３】
以上のＦＴ型分光装置１０によれば、迷光補正係数を用いて分光対象光の測定結果を補正することによって、分光対象光の干渉光の受光強度を低下させることなく前記干渉光の測定結果における迷光の影響を抑制することが可能となる。即ち、迷光補正係数によって測定結果（１次スペクトル）を補正して迷光の影響を抑えることで、分光対象光を測定する（検出器等で受光する）際にマスク部材を分光対象光の光路上に配置してその一部を遮ったときのような受光強度の低下が生じない。これにより、分光対象光の受光強度を十分に確保しつつ、前記干渉光の測定結果における迷光の影響を抑制することができる。
【０１２４】
また、本実施形態のＦＴ型分光装置１０では、迷光補正係数が記憶装置４１０に予め格納（記憶）されているため、分光対象光のスペクトル（試料ＳＭ）の測定毎に迷光補正係数を求めることなく前記スペクトルを測定することができる。
【０１２５】
また、本実施形態の迷光補正係数は、前記迷光の影響を抑えたい波数域を含まない光である係数設定光の測定結果に基づいて設定されていることから、分光対象光のスペクトルの測定結果において迷光の影響を確実に抑えることができる。即ち、係数設定光のスペクトルを測定することによって当該測定での測定結果における迷光成分を確実に抽出することができるため、この迷光成分に基づいて迷光補正係数を設定することによって、分光対象光のスペクトルの測定結果における迷光の影響を確実に抑えることができる。
【０１２６】
また、本実施形態の迷光補正係数が係数設定光の位相を含んでいるため、迷光補正係数における０点位置（詳しくは、係数設定光の測定の際に干渉計において２つの内部光路間の光路長差が０になったときの位置）を特定することができる。これにより、迷光補正係数における０点位置と、分光対象光の測定結果における０点位置とを一致させた状態で、迷光補正係数によって１次スペクトルを補正することが可能となり、その結果、分光対象光のスペクトルの測定精度がより向上する。具体的には、以下の通りである。
【０１２７】
本実施形態のＦＴ型分光装置１０では、干渉計１１の２つの内部光路間の光路長差が０の位置となる移動鏡１１５の位置を直接的に検出する手段を備えていない。このため、ＦＴ型分光装置１０では、広い分光分布の分光対象光のインターフェログラムにおいて、前記光路長差が０付近でほぼ全ての波数の光が強め合い強度が極大になること利用し、この光の強度が極大になる位置（センターバースト）を光路長差が０の位置（０点位置）と擬制している。しかし、この０点位置は、分光反射率等によって変化するため、測定する試料によって異なる。このため、係数設定光を用いて迷光補正係数を求めたときの０点位置と、試料ＳＭの反射光（分光対象光）から得られたインターフェログラム（測定結果）の０点位置とが異なっていても、迷光補正係数が係数補正係数の位相を含むことで、互いの０点位置を一致させた状態で、測定結果の補正を行うことが可能となる。
【０１２８】
尚、本発明の迷光補正方法、及びこれを用いたフーリエ変換型分光装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【０１２９】
上記実施形態のＦＴ型分光装置１０では、迷光補正係数によって、第１受光部２１における分光対象光の入射面において１回反射される光路を通る迷光（２倍波数の迷光）の影響を抑えているが、これに限定されない。入射光学系（コリメータレンズ等）１１１や、射出光学系（集光レンズ等）１１６、カバーガラスＣＧ等で反射される光路を通る迷光であっても、上記実施形態のように、光路長差が２倍となる迷光（即ち、測定されたスペクトルの波数ｋの成分に対して当該スペクトルの波数２ｋの位置に表れる迷光）が生じる。これらの場合であっても、上記実施形態の迷光補正係数によって迷光の影響を抑えることができる。
【０１３０】
また、上記実施形態のＦＴ型分光装置１０は、第１受光部２１において１回反射され、固定鏡１１４と移動鏡１１５とにおいて２回反射される光路を通った迷光（図８参照）、即ち、干渉計１１の２つ内部光路における光路長差が予定されている光路長差のｎ倍となり（ｎ：２以上の整数）、測定されたスペクトル（１次スペクトル）において波数ｎｋの位置に表れる迷光において、ｎ＝２の場合の迷光の影響を抑えているが、この構成に限定されない。ＦＴ型分光装置は、例えば、ｎが３以上の迷光の影響を抑える構成であってもよい。この場合、迷光補正係数として、ｎ＝２の場合と同様に求めたｎ＝３の場合の迷光正規光振幅比、迷光正規光間位相差、及び、係数設定光の位相、ｎ＝４の場合の迷光正規光振幅比、迷光正規光間位相差、及び、係数設定光の位相、ｎ＝５の場合の迷光正規光振幅比、迷光正規光間位相差、及び、係数設定光の位相、…が用いられる。
【０１３１】
また、上記実施形態のＦＴ型分光装置１０は、試料ＳＭからの拡散反射光を干渉計１１に入射させる構成であるが、この構成に限定されない。ＦＴ型分光装置は、試料ＳＭを透過した透過光を干渉計に入射させる構成であってもよく、また、干渉計１１において先に干渉させた光（干渉光）を試料に照射し、この干渉光の拡散反射光を測定する構成でもよい。また、ＦＴ型分光装置において、試料ＳＭでの拡散反射光を干渉計１１まで導光する光学系の具体的構成は限定されない。例えば、前記拡散反射光を光ファイバによって干渉計１１まで導光する構成であってもよい。
【０１３２】
また、ＦＴ型分光装置は、正規光と迷光との波数分解能の相違に起因する測定エラーを防ぐことができるように構成されてもよい。この正規光と迷光との波数分解能の相違に起因する測定エラーは、ＦＴ型分光装置の波数分解能程度以下の半値幅のピークを持つ輝線光源やレーザ光を測定する場合や、半値幅の狭い吸収ピークをもつ試料等の測定の際に生じる場合がある。詳しくは、以下の通りである。
【０１３３】
スペクトルの正規光の波数分解能に対して、正規光の２倍の波数の位置に表れる迷光（２倍波数の迷光）の波数分解能は約１／２である。詳しくは、ＦＴ型分光装置の波数分解能は、干渉計１１の入射開口１３、コリメータ、最大光路長差（フーリエ変換されるインターフェログラムの幅）、及び窓関数によっておおよそ決まる。ここで、波数分解能は、輝線の測定スペクトルの半値幅とする。この輝線の測定スペクトルの半値幅は、理論的には、最大光路長差に反比例する。図７及び図８から明らかなように、正規光の最大光路長差（干渉計の２つの内部光路間の最大光路長差）が、例えば、Ｄｍａｘの時、２倍波数の迷光の最大光路長差は、正規光の２倍の２Ｄｍａｘとなる。そのため、２倍波数の迷光は、正規光の半分の半値幅となる。このため、測定される分光対象光のスペクトルに装置分解能を超えた細かい形状がある場合、スペクトルの正規光成分は、装置の波数分解能で制約されたスペクトル形状となるが、２倍波数の迷光成分は、その約半分の細かさの形状まで再現されるため、測定結果（１次スペクトル）がうまく補正されない（即ち、ＦＴ型分光装置において測定エラーが生じる）場合がある。そこで、以下のようにすることで、上述の測定エラーを防ぐことができる。
【０１３４】
試料ＳＭを測定する際に、先ず、最大光路長差が通常の約２倍となるようにして試料ＳＭからの拡散反射光のインターフェログラムを測定し、迷光の原因光における正規光成分のスペクトルを通常の約１／２の半値幅で求め、この求めたスペクトルを用いて迷光成分を算出する。そして、通常の最大光路長差で、試料ＳＭからの拡散反射光のインターフェログラムを測定し、通常の半値幅のスペクトルを算出し、前記算出しておいた迷光成分を用いて迷光補正を行うことにより、上述の測定エラーを防ぐことができる。
【０１３５】
または、以下のようにしても、上述の測定エラーを防ぐことができる。
【０１３６】
先ず、最終的に求められるスペクトル（最終スペクトル）の算出に使用する範囲（即ち、インターフェログラムと窓関数との積の値がゼロでない範囲）と比べて最大光路長差が約２倍となる範囲で、試料ＳＭからの拡散反射光のインターフェログラムを測定する。
【０１３７】
そして、測定された全範囲のインターフェログラムをフーリエ変換したもの（インターフェログラムと窓関数との積の値がゼロでない範囲が最終スペクトルを算出する際に用いられるデータの約２倍であるデータを、フーリエ変換したもの）から迷光の原因光における正規光成分のスペクトルを最終スペクトルの約１／２の半値幅で求め、この求めた正規光成分のスペクトルから迷光成分を算出する。続いて、前記インターフェログラムのデータのうち、最終スペクトルの算出に使用する光路長差範囲（インターフェログラムと窓関数との積の値がゼロでない範囲）をフーリエ変換して最終の半値幅のスペクトルを算出する。そして、算出したスペクトルを前記算出した迷光成分を用いて迷光補正を行うことにより、上述の測定エラーを防ぐことができる。
【０１３８】
ＦＴ型分光装置１０では、適切なインターフェログラムを測定するためには、干渉計１１の入射開口、コリメータ、最大光路長差、分光対象光の波数等の関係に制約がある。このため、上述のように最大光路長差を通常の２倍にした場合、適切なインターフェログラムを測定できるか懸念されるが、以下の通り、適切なインターフェログラムを測定することができる。
【０１３９】
ＦＴ型分光装置１０において干渉計１１の入射開口１３、コリメータの条件が固定されている場合、許容される最大光路長差は、およそ、波数に反比例する。このため、通常の光路長差は、最も制約の厳しい測定域の最大波数により制約されている。補正する迷光の最大波数が測定域の最大波数である場合、２倍波数の迷光の原因光である正規光の波数は、２倍波数の迷光の１／２である。このため、最大光路長差を通常の２倍にした状態で正規光のスペクトルを迷光成分算出用に測定することには、何ら問題はない。
【０１４０】
ｎ倍波数の迷光（波数ｋに対してスペクトルの波数ｎｋ（３以上の自然数）の位置に表れる迷光）の場合についても、同様に、通常の約ｎ倍の最大光路長差でインターフェログラムを測定し、迷光成分を求め、この成分を用いて、通常の最大光路長差で測定した試料からの拡散反射光（分光対象光）の測定結果を補正することで、上述の測定エラーを防ぐことができる。
【０１４１】
また、迷光成分算出の際に最大光路長差を通常のｎ倍にする場合の他に、迷光成分を求めるときに通常の測定で使用する窓関数よりも半値幅が狭くなる窓関数（例えば、矩形窓関数（インターフェログラムの測定範囲で１、それ以外で０となる関数）等）を用いてもよい。詳しくは、以下の通りである。
【０１４２】
ＦＴ型分光装置において使用する窓関数を変えると、半値幅とサイドローブ（メインピークの両側に現れる偽ピーク）が変化する。この半値幅とサイドローブとはトレードオフの関係にあり、通常、ＦＴ型分光装置では、例えば、ハニング窓関数、ハミング窓関数等のようなサイドローブがある程度小さくなるような窓関数が用いられている。しかし、迷光補正を行う場合、強度の最も強いメインピークを補正する事が重要であり、サイドローブの影響で、若干、迷光補正残りが発生してしまう事は許容される。そこで、ＦＴ型分光装置１０では、サイドローブは大きくなるが、最も半値幅の狭くなる矩形窓関数が用いられることが好ましい。
【０１４３】
また、上述の２つの方法（係数設定光の測定において最大光路長差が通常の測定時の２倍にする方法と、迷光補正係数を設定するときの窓関数を通常の測定時と異なるものを使う方法）を組み合わせてもよい。
【０１４４】
上記実施形態の迷光補正係数は、実測に基づいて、即ち、迷光の影響を抑えたい波数域の強度がゼロとみなせる分光分布の光（係数設定光）を試料に照射してその拡散反射光を実際に測定し、この測定結果に基づいて求められているが、これに限定されない。迷光補正係数は、ＦＴ型分光装置１０の設計情報等からシミュレーションによって求められてもよい。
【０１４５】
迷光の強度が環境温度に依存して変化する場合、ＦＴ型分光装置は、温度毎の迷光補正係数と、温度センサと、をさらに備えてもよい。これにより、ＦＴ型分光装置は、環境温度に応じた迷光補正を精度よく行うことができる。ここで、温度毎の迷光補正係数とは、温度毎に上述の方法（係数設定光の測定結果を用いる方法）によって求められた迷光補正係数である。
【０１４６】
また、迷光の強度が環境湿度に依存して変化する場合、ＦＴ型分光装置は、湿度毎の迷光補正係数と、湿度センサと、をさらに備えてもよい。これにより、ＦＴ型分光装置は、環境湿度に応じた迷光補正を精度よく行うことができる。
【０１４７】
また、ＦＴ型分光装置は、迷光の発生によって減少した正規光の振幅を補正（増幅）するように構成されてもよい。この場合、例えば、ＦＴ型分光装置は、正規光の振幅が減少した状態で、既知の反射率の拡散反射板を測定することによって試料での反射率を校正するように構成される。
【０１４８】
また、上記実施形態の迷光補正方法は、ハードウェアでの対策によって迷光の影響を防ぐ構成のＦＴ型分光装置に適用されてもよい。これにより、迷光の影響をより抑えることができる。このハードウェアでの対策としては、例えば、特許文献（特開平５−７９９１３号公報）に開示された迷光の進行を遮るマスク部材を正規光路に配置する構成や、干渉光を検出するセンサ面やカバーガラス等を傾ける構成、分光対象光を導光する光ファイバの端面と当該端面に入射（出射）する分光対象光の光軸とのなす角度を、垂直からずれた角度にする構成等がある。
【０１４９】
分光対象光において迷光の原因となる波数域の強度が小さい場合には、迷光補正しなくてもスペクトルを精度よく測定することができる。このため、ＦＴ型分光装置は、迷光補正を行う補正モードと、迷光補正を行わない非補正モードとの間でモードを切換可能に構成されてもよい。この場合、ＦＴ型分光装置における前記モードの切り換えは、当該ＦＴ分光装置のユーザーが切り換える構成でもよく、１次スペクトルに含まれる迷光成分の大きさに基づいて自動的に切り換わる構成でもよい。
【０１５０】
また、ＦＴ型分光装置１０は、迷光補正前のスペクトル（１次スペクトル）と、迷光補正後のスペクトル（２次スペクトル）との両方を出力するように構成されてもよい。
【０１５１】
また、上記実施形態のＦＴ型分光装置１０では、当該ＦＴ型分光装置１０において、試料ＳＭからの反射光（分光対象光）の測定、及び、測定結果の補正の両方が行われるが、この構成に限定されない。例えば、ＦＴ型分光装置において前記反射光の測定のみが行われ、ＦＴ型分光装置による測定結果の補正がＰＣ等の他の演算装置によって行われる構成等であってもよい。
【０１５２】
移動鏡１１５に対する半透鏡１１２の具体的な姿勢（即ち、移動鏡１１５の法線と半透鏡１１２の法線とのなす角の具体的な値）は限定されない。上記実施形態では、移動鏡１１５の法線と半透鏡１１２の法線とのなす角が４５°となるように、移動鏡１１５及び半透鏡１１２が配置されているが、例えば、移動鏡１１５の法線と半透鏡１１２の法線とのなす角が３０°等であってもよい。
【０１５３】
また、移動鏡１１５に対する光合波器３３及び光分波器３４の具体的な姿勢（即ち、移動鏡１１５の法線と光合波器３３の法線とのなす角の具体的な値と、移動鏡１１５の法線と光分波器３４の法線とのなす角の具体的な値と）は限定されない。
【０１５４】
上記実施形態では、移動鏡１１５の法線と光合波器３３の法線とのなす角、及び移動鏡１１５の法線と光分波器３４の法線とのなす角がそれぞれ４５°となるように、移動鏡１１５、光合波器３３及び光分波器３４がそれぞれ配置されているが、例えば、移動鏡１１５の法線と光合波器３３（又は光分波器３４）の法線とのなす角が３０°等であってもよい。
【０１５５】
干渉計１１において、半透鏡１１２に対する移動鏡１１５の位置と固定鏡１１４の位置とが反対であってもよい。即ち、干渉計１１において、半透鏡１１２に反射された分光対象光（第１分岐光）が進む方向に移動鏡１１５が配置され、半透鏡１１２を透過した分光対象光（第２分岐光）が進む方向に固定鏡１１４が配置されてもよい。
【０１５６】
位置測定用光源３１、光合波器３４、及びコリメータレンズ３２の具体的な配置位置は限定されない。例えば、図２における位置測定用光源３１、光合波器３４、コリメータレンズ３２の相対的な位置及び姿勢を維持しつつ、移動鏡１１５の法線を回転軸としてこれら位置測定用光源３１、光合波器３４、コリメータレンズ３２を所定の角度（例えば、１８０°等）だけ回転させた位置にそれぞれ配置してもよい。
【０１５７】
同様に、光分波器３４、集光レンズ３５、及び第２受光部３６の具体的な配置位置も限定されない。即ち、図２における相対的な位置及び姿勢を維持しつつ、固定鏡１１４の法線を回転軸として、光分波器３４、集光レンズ３５、及び第２受光部３６を所定の角度だけ回転させた位置にそれぞれ配置してもよい。
【０１５８】
また、上記実施形態のＦＴ型分光装置１０は、位置測定用光源３１から放射されたレーザ光の一部が位置測定用光源３１に入射することを防ぐために、レーザ光の移動鏡１１５への入射角が移動鏡１１５の法線に対して例えば２°となるように、構成されてもよい。具体的には、以下の通りである。
【０１５９】
上記実施形態のＦＴ型分光装置１０は、位置測定用光源３１から放射されたレーザ光が移動鏡１１５に対して垂直に入射するように構成されている。この場合、位置測定用光源３１から放射されたレーザ光が、コリメータレンズ３２を透過し、光合波器３３で反射され、半透鏡１１２、位相補償板１１３を透過して移動鏡１１５に到達する。このレーザ光は、移動鏡１１５で反射されて位相補償板１１３を透過し、その一部が半透鏡１１２を透過し、光合波器３３、コリメータレンズ３２を経て、位置測定用光源３１に入射する。位置測定用光源３１によっては、レーザ光の放射部位からレーザ光が入射した場合、出力が不安定になる可能性がある。そこで、光合波器３３の法線と移動鏡１１５の法線とのなす角が、例えば、４６°となるように光合波器３３を配置すれば、位置測定用光源３１の放射したレーザ光が移動鏡１１５に対して入射角が２°となり、これにより、移動鏡１１５での反射後に半透鏡１１２を透過した前記レーザ光の一部が位置測定用光源３１に入射することを防ぐことができる。
【０１６０】
上記実施形態のＦＴ型分光装置１０において、コリメータレンズ１１１や集光レンズ１１６等のレンズは、球面鏡、放物面鏡等のミラーによって構成されてもよい。
【０１６１】
また、集光レンズ３６、１１６等は、ＦＴ型分光装置１０内の光学系の構成によって、適宜、省略されてもよい。
【０１６２】
移動鏡１１５や固定鏡１１４は、例えば、コーナーキューブミラー、コーナーキューブプリズム等によって構成されてもよい。
【０１６３】
上記実施形態の干渉計１１内の光路を形成する光学系の具体的な構成は限定されない。例えば、前記光路中にミラー、レンズ等の光学素子が挿入され、前記光路を途中で折り曲げる、収束又は発散させる等が行われてもよい。
【０１６４】
また、図２のＦＴ型分光装置１０において、各光学素子の大きさや、光学素子間の間隔等が適宜変更されてもよい。
【０１６５】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【０１６６】
１０    フーリエ変換型分光装置
１１    干渉計
２０    受光処理部
２１    第１受光部
４１    制御演算部
４１０  記憶装置
４１５  補正部
５０    測定光光源部
５１    測定光光源
１１２  半透鏡
１１３  位相補償板
１１４  固定鏡
１１５  移動鏡
ＳＦ    測定面
ＳＭ    試料
【図１】
2014163810.tif 000010
【図２】
2014163810.tif 000011
【図３】
2014163810.tif 000012
【図４】
2014163810.tif 000013
【図５】
2014163810.tif 000014
【図６】
2014163810.tif 000015
【図７】
2014163810.tif 000016
【図８】
2014163810.tif 000017
【図９】
2014163810.tif 000018
【図１０】
2014163810.tif 000019
【図１１】
2014163810.tif 000020
【図１２】
2014163810.tif 000021
【図１３】
2014163810.tif 000022
【図１４】
2014163810.tif 000023
【図１５】
2014163810.tif 000024
【図１６】
2014163810.tif 000025
【図１７】
2014163810.tif 000026
【図１８】
2014163810.tif 000027
【図１９】
2014163810.tif 000028
【図２０】
2014163810.tif 000029
【図２１】
2014163810.tif 000030