(57)【要約】［課題］簡素な構成で、より強い光強度の干渉光を得ることができ、被測定物の屈折率をより正確に測定すること。［解決手段］光測定装置１００は、位相調整部１２０と、検出器１４０とを備えている。位相調整部１２０は、光源の光Ｅが被測定物２００を透過または反射して得られる光である物体光Ｅ１に基づいた参照光Ｅ（Ｒ）と、信号光と異なる位相に調整された信号光Ｅ（Ｓ）とを出力する。検出器１４０は、位相調整部１２０により出力される信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）の干渉光Ｅ２に基づいて、被測定物２００の透過や反射の光強度分布または屈折率を導出する。光源の光Ｅの光軸は、一直線状に設けられ、位相調整部１２０および検出器１４０は、光源の光Ｅの光軸上に設けられている。
2016152108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源の光が被測定物を透過または反射して得られる光である物体光に基づいた信号光と、前記信号光との干渉光を得るための参照光と、信号光と参照光の間の位相差を調整する位相調整部と、
前記位相調整部により出力される前記信号光および前記参照光の干渉光を検出して、その干渉光に基づいて、前記被測定物の反射光強度分布または屈折率を導出する検出器とを備え、
前記光源の光または前記物体光の光軸は、一直線状に設けられ、
前記位相調整部および前記検出器は、前記光源の光または前記物体光の光軸上に設けられた光測定装置。
【請求項２】
前記位相調整部は、前記物体光の位相を調整した光を前記参照光として、前記物体光の位相が調整されない光を前記信号光として、前記信号光および前記参照光の間の位相差を調整する請求項１に記載の光測定装置。
【請求項３】
前記位相調整部は、前記光源光の位相を調整した光を前記参照光として、前記物体光の位相が調整されない光を前記参照光として、前記信号光および前記参照光の間の位相差を調整し、
前記検出器は、前記信号光および前記参照光の干渉光に基づいて、前記被測定物の反射または透過の光強度分布を導出する請求項１に記載の光測定装置。
【請求項４】
励起光が前記被測定物に入射され、
前記位相調整部は、前記光源の光および前記励起光が前記被測定物を透過または反射して得られる光である励起物体光を前記信号光とし、前記光源の光に対して位相を調整した光を前記参照光として、前記信号光および前記参照光の間の位相差を調整し、
前記検出器は、前記信号光および前記参照光の干渉光に基づいて、前記被測定物の屈折率の変化を導出するスペクトル測定器である請求項１に記載の光測定装置。
【請求項５】
前記位相調整部および前記検出器の間に設けられた非線形光学結晶をさらに備え、
前記光源の光は、パルス光であり、
前記位相調整部は、前記被測定物が前記パルス光を透過または反射して得られる光であるパルス物体光を前記信号光とし、前記パルス光に対して位相を調整した光を前記参照光として、前記信号光および前記参照光の間の位相差を調整し、
前記非線形光学部品には、前記信号光と、前記参照光が入射されるとともに、分散パルスが入射され、
前記検出器は、前記非線形光学部品を透過された後の前記信号光、前記参照光および分散パルスとの間で発生した和周波に基づいて、記被測定物の屈折率を導出するスペクトル測定器である請求項１に記載の光測定装置。
【請求項６】
前記被測定物および前記検出器の間に、前記光路に沿って設けられ、前記物体光を分割する偏光ビームスプリッタを備えた請求項１に記載の光測定装置。
【請求項７】
複数の前記位相調整部を備え、前記複数の位相調整部は、前記偏光ビームスプリッタにより分割された複数の物体光の光軸上に設けられ、前記複数の物体光の各々の位相を調整する請求項６に記載の光測定装置。
【請求項８】
前記被測定物および前記検出器の間に、複数の前記位相調整部を前記光源の光の光軸上に沿って直列に配列した請求項１〜７のいずれか１項に記載の光測定装置。
【請求項９】
前記位相調整部は、空間光変調器により構成され、
前記空間光変調器は、液晶部を有し、前記液晶部の屈折率を部分的に変更することにより、入射する光の一部の光路長を変更する請求項１〜８のいずれか１項に記載の光測定装置。
【請求項１０】
前記液晶表示部は、微小光学素子により形成された請求項９に記載の光測定装置。
【請求項１１】
前記光源および前記検出器は、可視域に対応している請求項１〜４のいずれか１項に記載の光測定装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の光測定装置の構成を備え、
前記位相調整部に電気信号による変調を与え、前記位相調整部により出力される前記信号光と前記参照光の干渉光を変調信号として用いる電気光学変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光測定装置に関して、例えば、光源の光が被測定物を透過または反射して得られる信号光と、参照光との干渉光から、被測定物の透過や反射の光強度分布や屈折率を導出する光測定装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、眼底の検査等の分野で、光コヒーレンストモグラフィー（ＯＣＴ: Optical Coherence Tomography）の技術が広く活用されている。ＯＣＴは、生体表皮１〜２ｍｍの深さの断層画像を約１０μｍの空間分解能で非侵襲的にイメージングできる技術である。ＯＣＴは、低コヒーレンス光を用いた干渉計をベースにしている。また、ＯＣＴは、生体組織に光を照射して組織内部から反射してくる直進光成分を選択的に検出し、これをもとにして２次元、３次元の断層イメージを構築する。【０００３】
図８は、ＯＣＴの基本構成を示す概念図である（例えば、非特許文献１を参照）。図８に示されるように、ＯＣＴの基本構成は、光源９１０と、参照光ミラー９２０と、ビームスプリッタ９３０と、光検出器９４０とを備えている。被測定物ＭＯ（Measured Object）は、例えば、生体である。【０００４】
光源９１０は、近赤外域で、低コヒーレンス光を出射する。低コヒーレンス光は、時間的コヒーレンスが極めて低い光をいう。なお、光源９１０は、例えば、スーパールミネセントダイオード（ＳＬＤ：Super Luminescent Diode）で構成される。【０００５】
図８に示されるように、光源９１０は、低コヒーレンス光をビームスプリッタ９３０へ向けて出射する。このときの低コヒーレンス光は、例えば、中心波長λＣ＝８５０ｎｍ、スペクトルの半値全幅Δλ＝２０ｎｍとする。【０００６】
光源光は、ビームスプリッタ９３０で二分される。二分された光源光の一方は、参照ミラー９２０へ向かい、参照ミラー９２０で反射された後に、参照光ＥＲとしてビームスプリッタ９３０へ再び戻ってくる。二分された光源光の他方は、測定光として、被測定物ＭＯへ照射される。被測定物ＭＯの表面および内部から無数の反射光（信号光）ＥＳ（例として、反射光ＥＳＡ、ＥＳＢ）が、ビームスプリッタ９３０へ戻ってくる。ビームスプリッタ９３０に戻ってきた参照光ＥＲと反射光ＥＳの各々半分は、光路が一致し、光検出器９４０の手前で互いに干渉する。【０００７】
ここで、図８に示されるように、信号光の伝搬方向に沿って、被測定物ＭＯの表面および内部の特定の反射面をＡ、Ｂとする。【０００８】
ビームスプリッタ９３０を基準に、被測定物ＭＯ内の反射面Ａと参照光ミラー９２０の位置１が光学的に等距離であれば、参照光ＥＲ１と反射光ＥＳＡの正弦波振動の時間帯が重なり、両者は干渉する。この結果、検出器９４０は、参照光ＥＲ１と反射光ＥＳＡの干渉光を得る。次に、反射光ＥＳＢからの干渉光を得るためには、参照光ミラー９２０をビームスプリッタ９３０から離れる方向へ移動させて、反射点Ｂと等距離となる位置２まで移動させる。このように、検出器９４０が、参照光ミラー９２０を連続的に移動させて干渉光を検出することにより、光軸方向の反射光強度分布を得ることができる。上述のように、ＯＣＴは一般に断層イメージングに用いられており、光の干渉を利用しているが被測定物の屈折率を導出することは積極的にはなされていない。
なお、特許文献１〜４にも本件発明に関連する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】電気学会次世代バイオメディカルレーザ応用技術調査専門委員会編、「バイオメディカルフォトニクス」、初版、日本、社団法人電気学会、２００９年４月３０日、Ｐ．Ｐ．１２６−１２９
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１４−０４８０９６号公報
【特許文献２】特開２０１２−０７８１００号公報
【特許文献３】特開２００９−１３９３５２号公報
【特許文献４】特開平０８−０１５１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図８に示したＯＣＴでは、参照光ミラー９２０を移動させて光路長を調整する等の機械的な調整作業が必須となり、参照光ミラー９２０やビームスプリッタ９３０が必要となり、構造が複雑になるという問題があった。また、前述の通り、ビームスプリッタ９３０に戻ってきた参照光ＥＲと反射光ＥＳの各々半分は、光検出器９４０の手前で互いに干渉した後に光検出器９４０へ入射する。しかしながら、参照光ＥＲと反射光ＥＳの残った半分は、光検出器９４０と別の方向に進行し、干渉には使用されないため、光量の利用効率は高くはない。【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、簡素な構成で、被測定物の反射光強度分布または屈折率を導出することができる光測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の光測定装置は、光源の光が被測定物を透過または反射して得られる光である物体光に基づいた信号光と、前記信号光との干渉光を得るための参照光と、信号光と参照光の間の位相差を調整する位相調整部と、前記位相調整部により出力される前記信号光および前記参照光の干渉光を検出して、その検出した干渉光に基づいて、前記被測定物の透過や反射の光強度分布や屈折率を導出する検出器とを備え、前記光源の光または前記物体光の光軸は、一直線状に設けられ、前記位相調整部および前記検出器は、前記光源の光または前記物体光の光軸上に設けられている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかる技術によれば、簡素な構成で、被測定物の透過や反射の光強度分布や屈折率を導出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の概念を示す形態における光測定装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の概念を示す形態における光測定装置の動作を説明するために図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における光測定装置の構成を模式的に示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における光測定装置の変形例の構成を模式的に示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における光測定装置の構成を模式的に示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態における光測定装置の構成を模式的に示す図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態における光測定装置の構成を模式的に示す図である。
【図８】ＯＣＴの基本構成を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜概念を示す形態＞
図１は、本発明の概念を示す形態における光測定装置１００の構成を模式的に示す図である。
【００１７】
図１に示されるように、光測定装置１００は、第１のレンズ１１０と、位相調整部１２０と、第２のレンズ１３０と、検出器１４０とを備えている。なお、第１のレンズ１１０および第２のレンズ１３０は、後述するように、省略することもできる。すなわち、被測定物２００からの物体光のビーム径が位相調整部１２０の光軸方向断面の面積と比較して、位相調整部として機能できる程度に十分に大きい場合には、第１のレンズ１１０および第２のレンズ１３０は、必須の構成要素ではない。
【００１８】
図１に示されるように、光測定装置１００の測定対象物として、被測定物２００が、第１のレンズ１１０の前方に、配置されている。被測定物２００には、たとえば液体や生体などが挙げられるが、光が透過や反射する被測定物であればこの限りでない。光源の光Ｅが被測定物２００を透過または反射すると、物体光Ｅ１が生じる。すなわち、物体光Ｅ１とは、光源の光Ｅが被測定物２００を透過または反射した際に得られる光である。
【００１９】
図１に示されるように、第１のレンズ１１０、位相調整部１２０、第２のレンズ１３０および検出器１４０が、物体光Ｅ１の光軸上に一直線状に設けられている。例えば、透過の場合に被測定物２００が光源の光Ｅに対して、垂直に配置されている場合は被測定物２００内での屈折が生じないため、光源の光Ｅと物体光Ｅ１の光軸が一致する場合もある。
【００２０】
なお、第１のレンズ１１０および第２のレンズ１３０の光軸は、光源の物体光Ｅ１の光軸と重なるように設けられている。反射の場合においては、光源の光Ｅを被測定物２００に対して照射し、被測定物２００からの反射光である物体光Ｅ１を第１のレンズ１１０に対して垂直に入射することで、以降の位相調整部１２０、第２のレンズ１３０および検出器１４０を物体光Ｅ１の光軸上に一直線状に設けることができる。また、光源の光Ｅには、たとえば、０．７８μｍから２．５μｍ程度の近赤外光が用いられる。なお、光源の光Ｅには、これ以外にも紫外光（０．０１μｍ〜０．３８μｍ程度）や可視光（０．３８μｍ〜０．７８μｍ程度）、中赤外光（２．５μｍ〜２５μｍ程度）、遠赤外光（２５μｍ〜１００μｍ程度）を用いても良い。
【００２１】
図１に示されるように、第１のレンズ１１０は、被測定物２００および位相調整部１２０の間に設けられている。また、第１のレンズ１１０は、物体光Ｅ１の光軸に沿って設けられている。第１のレンズ１１０には、光源の光Ｅが被測定物２００を透過または反射して得られる光である物体光Ｅ１が入射する。第１のレンズ１１０は、入射される物体光Ｅ１を平行光束へ変換する。第１のレンズ１１０は、ガラスまたは樹脂部材により形成される。
【００２２】
図１に示されるように、位相調整部１２０は、第１のレンズ１１０および第２のレンズ１３０の間に設けられている。また、位相調整部１２０は、物体光Ｅ１の光軸上に設けられている。位相調整部１２０には、第１のレンズ１１０により平行光束に変換された物体光Ｅ１が、入射する。位相調整部１２０は、第１のレンズ１１０により入射される物体光Ｅ１の一部の位相を調整する。位相調整部１２０は、光源の光Ｅが被測定物２００を透過または反射して得られる光である物体光Ｅ１に基づいた信号光Ｅ（Ｓ）と、信号光Ｅ（Ｓ）との干渉光Ｅ２（後述）を得るための参照光Ｅ（Ｒ）と、信号光Ｅ（Ｓ）と参照光Ｅ（Ｒ）の間の位相差を調整する。
【００２３】
ここでは、位相調整部１２０は、当該位相調整部１２０の中心より上側（紙面上側）の物体光Ｅ１と、当該位相調整部１２０の中心より下側（紙面下側）の物体光Ｅ１とに異なる変調を与えることで、両者の間に位相差を設ける。例えば、位相調整部１２０は、当該位相調整部１２０の中心より上側（紙面上側）の物体光Ｅ１と、当該位相調整部１２０の中心より下側（紙面下側）の物体光Ｅ１の両者を変調して位相差を与えても良い。または、当該位相調整部１２０の中心より上側（紙面上側）の物体光Ｅ１のみを変調することで当該位相調整部１２０の中心より上側（紙面上側）の位相を調整し、当該位相調整部１２０の中心より下側（紙面下側）の物体光Ｅ１の位相を調整しなくても良い。
【００２４】
ただし、これに限定されず、位相調整部１２０は、物体光Ｅ１の光路の中心より下側（紙面下側）の物体光Ｅ１の位相を調整し、物体光Ｅ１の光路の中心より上側（紙面上側）の物体光Ｅ１の位相を調整しないものとしてもよい。その他、光路の中心部の物体光Ｅ１の位相を調整し、外周部の物体光Ｅ１の位相を調整しないものとしてもよいし、反対に光路の中心部の物体光Ｅ１の位相を調整しないで、外周部の物体光Ｅ１の位相を調整しても良い。
【００２５】
位相調整部１２０は、例えば、当該位相調整部１２０の中心より上側（紙面上側）もしくは下側（紙面下側）の片側の物体光Ｅ１のみを変調した場合においては、当該位相調整部１２０により位相が調整された後の物体光Ｅ１を参照光Ｅ（Ｒ）とし、当該位相調整部１２０により位相が調整されない物体光Ｅ１を信号光Ｅ（Ｓ）として、出射する。
【００２６】
このとき、位相調整部１２０は、物体光Ｅ１の位相調整後の参照光Ｅ（Ｒ）の光量と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）の光量とが同等になるように、調整して、出射する。
【００２７】
位相調整部１２０は、たとえば、空間光変調器により構成される。空間光変調器（SLM ：Spatial Light Modulator）は、光の位相を２次元的に制御することができる。空間光変調器は、内部に液晶部を備えている。空間光変調器では、内部に設けられた液晶部の屈折率を制御することで、入射する光の一部の光路長を変更する。この結果、空間光変調器に入力される光の位相が、調整される。このとき、空間光変調器は、位相調整部１２０により位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）の光量と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）の光量とが同等になるように、当該空間光変調器を制御する、または、制御しないチャネルを微調整する。また、併せて被測定物２００、第１のレンズ１１０、第２のレンズ１３０、検出器１４０の位置も調整する。ここでは、空間光変調器部は、制御するチャネルで、位相シフトを与える。
【００２８】
空間光変調器が透過型である場合、その特長として、光の位相を支配的に変調することができる点、空間ごとに制御できる点、高い光利用効率を得られる点、小型にできる点、簡単なコンピュータで制御することができる点などが、挙げられる。なお、空間光変調器は、透過型に限らず、反射型であってもよい。
【００２９】
また、空間光変調器の液晶部（不図示）の代わりに微小光学素子を用いても良い。微小光学素子には、たとえば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）や、シリコンデバイス、化合物デバイスが用いられる。
【００３０】
図１に示されるように、第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０および検出器１４０の間に設けられている。第２のレンズ１３０は、参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）の光路上に設けられている。第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０から出射される参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）を集光する。すなわち、第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０により位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）とを集光する。
【００３１】
これにより、位相調整部１２０により出射される参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）の干渉した光（干渉光Ｅ２）を、検出器１４０で検出することができる。具体的には、位相調整部１２０により位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）とが干渉して、干渉光Ｅ２が発生する。この干渉光Ｅ２は、検出器１４０に入射する。第３のレンズ１３０は、ガラスまたは樹脂部材により形成される。
【００３２】
図１に示されるように、検出器１４０は、第２のレンズ１３０と向かい合うように、設けられている。検出器１４０は、物体光Ｅ１の光軸上に設けられている。検出器１４０には、第２のレンズ１３０により集光された干渉光Ｅ２が、入射する。より具体的には、位相調整部１２０により位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）の干渉光Ｅ２が、検出器１４０に入射する。検出器１４０は、参照光Ｅ（Ｒ）と、信号光Ｅ（Ｓ）との干渉光Ｅ２を検出し、その検出した干渉光Ｅ２に基づいて被測定物２００の屈折率や反射光強度分布を導出する。
【００３３】
より具体的には、検出器１４０では、まず、干渉光Ｅ２の光強度の変化から被測定物２００の屈折率を導出する。検出器１４０は、たとえば、受光素子により構成される。なお、位相調整部１２０で調整する位相変化量を操作して検出器１４０で得られた干渉光から、被測定物２００の吸光度を算出してもよい。
【００３４】
なお、一般に光強度は、光線軸の中心をピーク強度として分布している。このため、通常、検出器１４０は、光軸に対応する光強度の変化から被測定物２００の屈折率を導出する。しかし、これに限定されず、検出器１４０は、光軸以外の分布（たとえば、裾の部分）に対応する光強度の変化から被測定物２００の屈折率を導出してもよい。
【００３５】
次に、光測定装置１００の動作について説明する。図２は、光測定装置１００の動作を説明するための図である。
【００３６】
図２の矢印Ｙ１〜４に示されるように、第１のレンズ１１０、位相調整部１２０、第２のレンズ１３０および検出器１４０の位置を調整する。また、位相調整部１２０の制御するチャネルを調節することで光の分岐量を調整する。このように、光軸の調整と光の分岐量を互いに独立に制御することにより、２光線（位相調整部１３０により位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ））の位置調整と光量の均一化を容易に行える。
【００３７】
一般に、マイケルソン型やマッハ・ツェンダ型と比較して、光軸の調整や、各アームに相当する光量を均一にすることに工夫が必要な准共通光路型の干渉構造においては、位置調整と光量の均一化が重要な要素である。これにより、検出器１４０で検出される干渉光Ｅ２による干渉縞の明暗度の調整を、よりはっきりさせるように改善することができる。
【００３８】
まず、光源（不図示）の光Ｅを被測定物２００に照射する。被測定物２００に入射した光源の光は、被測定物２００に対して透過または反射する。
【００３９】
そして、光源の光Ｅが被測定物２００を透過または反射して得られる物体光Ｅ１が、第１のレンズ１１０に入射する。
【００４０】
第１のレンズ１１０は、入射される物体光Ｅ１を平行光束へ変換する。第１のレンズ１１０により平行光束にされた物体光Ｅ１は、位相調整部１２０に入射する。
【００４１】
位相調整部１２０は、たとえば、当該位相調整部１２０の中心より上側（紙面上側）の物体光Ｅ１の位相を調整する。一方、位相調整部１２０は、当該位相調整部１２０の中心より下側（紙面下側）の物体光Ｅ１の位相を調整しない。位相調整部１２０は、当該位相調整部１２０により位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）とを、第２のレンズ１３０へ向けて出射する。
【００４２】
なお、たとえば、位相調整部１２０の光軸方向断面の面積が被測定物２００からの物体光Ｅ１のビーム径と比較して同程度に小さい場合、第１のレンズ１１０を省略することができる。すなわち、位相調整部１２０に入射する物体光Ｅ１は平行光束であるとみなせるような場合、物体光Ｅ１を平行光束に変換することなく、物体光Ｅ１を位相調整部１２０内に入射させることができる。被測定物２００が位相調整部１２０より遠方に配置されている場合も、同様の理由から、第１のレンズ１１０を省略することができる。
【００４３】
次に、第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０から出射される参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）を集光する。すなわち、第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０により位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）とを集光する。これにより、位相調整部１２０により出射される参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）が干渉する。具体的には、参照光Ｅ（Ｒ）と、信号光Ｅ（Ｓ）とが干渉して、干渉光Ｅ２が発生する。干渉光Ｅ２は、検出器１４０に入射して、検出器１４０内のフォトダイオード等で検出される。
【００４４】
検出器１４０は、参照光Ｅ（Ｒ）と、信号光Ｅ（Ｓ）の干渉光Ｅ２を検出し、その検出された干渉光Ｅ２に基づいて、被測定物２００の屈折率を導出する。
【００４５】
以上、光測定装置１００の動作について説明した。
【００４６】
以上の通り、光測定装置１００は、位相調整部１２０と、検出器１４０とを備えている。位相調整部１２０は、光源の光Ｅが被測定物２００を透過または反射して得られる光である物体光Ｅ１に基づいた信号光Ｅ（Ｓ）と、信号光Ｅ（Ｓ）との干渉光Ｅ２を得るための参照光Ｅ（Ｒ）の間の位相差を調整する。検出器１４０は、位相調整部１２０により出力される信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）の干渉光Ｅ２を検出して、その干渉光Ｅ２に基づいて、被測定物２００の屈折率を導出する。ここでは、検出器１４０は、位相調整後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）との干渉光Ｅ２に基づいて、被測定物２００の屈折率を導出する。そして、光源の光または物体光の光軸は、一直線状に設けられ、位相調整部１２０および検出器１４０は、光源の光Ｅまたは物体光Ｅ１の光軸上に設けられている。
【００４７】
このように、光測定装置１００では、光源の光または物体光の光軸は、一直線状に設けられ、位相調整部１２０および検出器１４０は、光源の光Ｅまたは物体光Ｅ１の光軸上に設けられている。この位相調整部１２０は、たとえば、空間光変調器の屈折率を制御することで、参照光Ｅ（Ｒ）と信号光Ｅ（Ｓ）の位相を調整する。このため、図８で示したＯＣＴのように、参照光ミラーを移動させて光路長を調整する等の機械的な調整部品が必要なくなる。これにより、光測定装置１００では、図８に示したＯＣＴと比較してより簡単な構成で、物体光Ｅ１に基づいた信号光Ｅ（Ｓ）と、信号光Ｅ（Ｓ）と異なる位相の参照光Ｅ（Ｒ）とを得ることができる。したがって、光測定装置１００によれば、簡素な構成で、被測定物２００の屈折率を導出することができる。
【００４８】
また、光測定装置１００では、図８で示したＯＣＴのように、光を２分割するビームスプリッタやハーフミラーを必要としないので、各部材の配置の調整が簡単にできる。そのため、明暗度の高い干渉縞を得ることが容易になり、その結果として測定精度の向上につながる。
【００４９】
また、光測定装置１００では、位相調整部１２０により出力される参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）の全てを、干渉光Ｅ２の生成に用いている。このため、図８に示されるＯＣＴのように、参照光や反射光の一部を使用しないことはない。ゆえに、検出器１４０で検出される干渉光Ｅ２の光強度を、図８に示されたＯＣＴのような構成と比較して大きくすることができる。また、位相調整部１２０のチャネル等を操作することで、参照光Ｅ（Ｒ）と信号光Ｅ（Ｓ）の光量の均一化を図ることができる。
【００５０】
また、光測定装置１００では、図８で示したＯＣＴのように、参照光ミラーを必要としないので、各部材の配置の調整を簡便に行うことができる。また、光測定装置１００では、図８で示したＯＣＴのように、ビームスプリッタやハーフミラーを必要しない。これにより、光測定装置１００では、図８に示したＯＣＴと比較して小さくすることができる。また、図８に示したＯＣＴと比較して少ない部品点数で光測定装置１００を構成できる。
【００５１】
また、光測定装置１００において、位相調整部１２０は、物体光Ｅ１の位相を調整した光Ｅ（Ｒ）を参照光として、位相が調整されない光Ｅ（Ｓ）を信号光として、参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）の間の位相差を調整する。
【００５２】
このように、光測定装置１００では、位相調整部１２０が、位相を調整した参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）の間の位相差を調整する。このため、前述した内容と同様に、簡素な構成で、被測定物２００の屈折率を測定することができる。
【００５３】
また、光測定装置１００において、位相調整部１２０は、空間光変調器により構成されている。空間光変調器は、液晶部を有し、液晶部の屈折率を部分的に変更することにより、入射する光の一部の光路長を変更する。これにより、空間光変調器に入力される光の一部の位相が、出力時に変更される。この結果、既存の製品である空間光変調器を用いて、光測定装置１００を簡単に作成することができる。
【００５４】
光測定装置１００において、液晶部は、微小光学素子により形成することもできる。これにより、位相調整部１２０に入射する光のうちで、液晶部を透過する光量を、より細かく正確に調整することができる。ゆえに、位相調整部１２０により出射される２光線（位相調整部１２０により位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ））の光量を、容易に均一化することができる。したがって、検出器１４０で検出される干渉光Ｅ２による干渉縞の明暗度をより明瞭にすることができる。これにより、光測定装置１００の測定精度を向上できる。
【００５５】
また、光測定装置１００において、被測定物２００および検出器１４０の間に、複数の位相調整部１２０や、光軸方向に沿って柱状に延在する位相調整部１２０を光源の光Ｅの光軸上に沿って直列に配列してもよい。これにより、参照光および信号光の間の位相差をより大きくとることができる。
【００５６】
また、本発明の第１の実施の形態における光計測装置１００において、光源（不図示）および検出器１４０は、好ましくは可視域に対応している。ここで、波長は短いほど、位相変化量を大きくすることができることが知られている。したがって、光源（不図示）および検出器１４０に可視域の光を用いることで、より効率よく位相変化量を大きくすることができる。この結果、複数の位相調整部を直列に多段に配置することなく、大きな位相変化量を得ることができる。
【００５７】
＜第１の実施の形態＞
図３は、本発明の第１の実施の形態における光測定装置１００Ａの構成を模式的に示す図である。なお、図３では、図１および図２で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１および図２に示した符号と同等の符号を付している。
【００５８】
図３に示されるように、光測定装置１００Ａは、第１のレンズ１１０と、位相調整部１２０Ａと、第２のレンズ１３０と、検出器１４０Ａとを備えている。なお、第１のレンズ１１０および第２のレンズ１３０は、後述するように、省略することもできる。すなわち、光源３００からの光源光Ｅのビーム径が位相調整部１２０Ａの光軸方向断面の面積と比較して、位相調整部として機能できる程度に十分に大きい場合には、第１のレンズ１１０および第２のレンズ１３０は必須の構成要素ではない。
【００５９】
図３に示されるように、光測定装置１００Ａの測定対象物として、被測定物２００Ａが第１のレンズ１１０および位相調整部１２０Ａの間に配置されている。被測定物２００Ａには、たとえば液体や生体などが挙げられるが、光が透過や反射する被測定物であればこの限りでない。
【００６０】
ここで、図１と図３を対比する。図３では、被測定物２００Ａは、第１のレンズ１１０および位相調整部１２０Ａの間に設けられている点で、図１と相違する。このとき、被測定物２００Ａは、位相調整部１２０Ａの中心の下側（図３の紙面下側）の領域のみに対して、向かい合っている。同様に、被測定物２００Ａは、第１のレンズ１１０の光軸の下側（図３の紙面下側）の領域のみに対して、向かい合っている。
【００６１】
図３に示されるように、光源３００は、第１のレンズ１１０に向かい合うように設けられている。光源３００は、たとえば赤外光等の光を光源光Ｅとして出射する。
【００６２】
図３に示されるように、第１のレンズ１１０、位相調整部１２０Ａ、第２のレンズ１３０および検出器１４０Ａが、光源光Ｅの光軸に沿って、設けられている。光源の光Ｅの光軸は、一直線状に設けられている。
【００６３】
なお、光源の光Ｅには、前述と同様に、たとえば、０．７８μｍから２．５μｍ程度の近赤外光が用いられる。なお、光源の光Ｅには、これ以外にも紫外光（０．０１μｍ〜０．３８μｍ程度）や可視光（０．３８μｍ〜０．７８μｍ程度）、中赤外光（２．５μｍ〜２５μｍ程度）、遠赤外光（２５μｍ〜１００μｍ程度）を用いても良い。
【００６４】
図３に示されるように、第１のレンズ１１０は、光源３００および位相調整部１２０Ａの間に設けられている。また、第１のレンズ１１０は、光源光Ｅの光軸上に設けられている。第１のレンズ１１０には、光源光Ｅが入射する。第１のレンズ１１０は、入射される光源光Ｅを平行光束へ変換する。第１のレンズ１１０は、ガラスまたは樹脂部材により形成される。
【００６５】
図３に示されるように、被測定物２００Ａは、第１のレンズ１１０の光軸の下側（図３の紙面下側）の領域および位相調整部１２０Ａの中心の下側（図３の紙面下側）の領域間に設けられている。すなわち、被測定物２００Ａは、位相調整部１２０Ａの中心の下側の領域のみに対して、向かい合っている。同様に、被測定物２００Ａは、第１のレンズ１１０の光軸の下側の領域のみに対して、向かい合っている。被測定物２００Ａには、光源光Ｅが入射する。光源光Ｅが被測定物２００Ａを透過して得られる光である物体光Ｅ１は、位相調整部１２０Ａの中心の下側領域に入射する。ただし、後で、図４を用いて説明するように、第１のレンズ１１０からの光源光Ｅを取り出して被測定物２００Ａに照射して、その反射光を位相調整部１２０Ａに入射する機構を備えれば、被測定物２００Ａの反射光を取り扱うこともできる。
【００６６】
図３に示されるように、位相調整部１２０Ａは、第１のレンズ１１０および第２のレンズ１３０の間に設けられている。また、位相調整部１２０Ａは、光源光Ｅおよび物体光Ｅ１の光軸上に設けられている。位相調整部１２０Ａの上側の領域には、第１のレンズ１１０により平行光束に変換された光源光Ｅが、入射する。位相調整部１２０Ａの下側の領域には、光源光Ｅが被測定物２００Ａを透過して得られる光である物体光Ｅ１が、入射する。位相調整部１２０Ａは、物体光Ｅ１の位相を調整する。位相調整部１２０Ａは、光源の光が被測定物２００を透過または反射して得られる光である物体光Ｅ１に基づいた信号光Ｅ（Ｓ）と、信号光Ｅ（Ｓ）との干渉光Ｅ２（後述）を得るための参照光Ｅ（Ｒ）と、信号光と参照光の間の位相差を調整する。
【００６７】
ここでは、位相調整部１２０Ａは、当該位相調整部１２０Ａの中心より上側（図３の紙面上側）の領域の光源光Ｅと、当該位相調整部１２０Ａの中心より下側（図３の紙面下側）の領域の物体光Ｅ１に異なる変調を与えることで、両者の間に位相差を設ける。具体的には、位相調整部１２０Ａは、当該位相調整部１２０Ａの中心より上側（図３の紙面上側）の領域で、入射する光源光Ｅの位相を調整し、当該位相調整部１２０Ａの中心より下側（図３の紙面下側）の領域で、入射する物体光Ｅ１の位相を調整しないものとする。したがって、位相調整部１２０Ａは、当該位相調整部１２０Ａにより位相が調整された後の光源光Ｅを参照光Ｅ（Ｒ）として上側の領域から出力し、物体光Ｅ１を信号光Ｅ（Ｓ）として下側の領域から出力する。ただし、これに限定されない。被測定物２００Ａは物体光Ｅ１の光の中心より上側（図３の紙面上側）に配置してもよい。この場合、位相調整部１２０Ａは、光源光Ｅの光路の中心より下側（図３の紙面下側）の光源光Ｅの位相を調整し、光源光Ｅの中心より上側（図３の紙面上側）の物体光Ｅ１の位相を調整しないものとしてもよい。
【００６８】
このとき、位相調整部１２０Ａは、参照光Ｅ（Ｒ）の光量と信号光Ｅ（Ｓ）の光量とが同等になるように、調整して、出射する。
【００６９】
位相調整部１２０Ａとして、たとえば、空間光変調器（SLM ：Spatial Light Modulator）は、光の位相を２次元的に制御することができる。空間光変調器は、内部に液晶部を備えている。空間光変調器では、内部に設けられた液晶部の屈折率を制御することで、入射する光の一部の光路長を変更する。この結果、空間光変調器に入力される光の位相が、調整される。このとき、空間光変調器は、位相調整部１２０Ａにより出力される参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）の光量が同等になるように、当該空間光変調器を制御する、または、制御しないチャネルを微調整する。また、併せて被測定物２００Ａ、第１のレンズ１１０、第２のレンズ１３０、検出器１４０Ａの位置も調整する。ここでは、空間光変調器は、制御するチャネルで、位相シフトを与える。
【００７０】
空間光変調器が透過型である場合、その特長として、光の位相を支配的に変調することができる点、空間ごとに制御できる点、高い光利用効率を得られる点、小型にできる点、簡単なコンピュータで制御することができる点などが、挙げられる。
【００７１】
また、空間光変調器の液晶部（不図示）の代わりに微小光学素子を用いても良い。微小光学素子には、たとえば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）や、シリコンデバイス、化合物デバイスが用いられる。
【００７２】
図３に示されるように、第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０Ａおよび検出器１４０の間に設けられている。第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０Ａから出射される参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）を集光する。
【００７３】
これにより、位相調整部１２０により出力される参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）が干渉した光（干渉光Ｅ２）を、検出器１４０Ａで検出することができる。具体的には、位相調整部１２０Ａにより出力される参照光Ｅ（Ｒ）と信号光Ｅ（Ｓ）とが干渉して、干渉光Ｅ２が発生する。この干渉光Ｅ２は、検出器１４０Ａに入射する。
【００７４】
図３に示されるように、検出器１４０Ａは、第２のレンズ１３０と向かい合うように、設けられている。検出器１４０Ａは、光源３００の光Ｅの光軸上に設けられている。検出器１４０Ａには、第２のレンズ１３０により結像された干渉光Ｅ２が、入射する。より具体的には、参照光Ｅ（Ｒ）と、信号光Ｅ（Ｓ）の干渉光Ｅ２が、検出器１４０Ａに入射する。
【００７５】
検出器１４０Ａは、位相調整部１２０Ａにより出力される参照光Ｅ（Ｒ）と信号光Ｅ（Ｓ）の干渉光Ｅ２を検出し、その検出した干渉光Ｅ２に基づいて、被測定物２００Ａの光軸方向の光強度分布を取得する。検出器１４０Ａは、たとえば、受光素子により構成される。
【００７６】
次に、光測定装置１００Ａの動作について説明する。
【００７７】
図２を用いて説明した内容と同様に、第１のレンズ１１０、位相調整部１２０Ａ、第２のレンズ１３０および検出器１４０Ａの位置を調整する。このように、光軸調整と光の分岐量を互いに独立に制御することにより、２光線（参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ））の光量を容易に均一化することができる。したがって、検出器１４０Ａで検出される干渉光Ｅ２による干渉縞の明暗度をより明瞭にすることができる。
【００７８】
まず、光源３００の光が第１のレンズ１１０に入射する。第１のレンズ１１０は、入射される光源光Ｅを平行光束へ変換する。第１のレンズ１１０により平行光束にされた光源光Ｅのうちで上側は、位相調整部１２０Ａの上側に入射する。ここで、第１のレンズ１１０により平行光束にされた光源光Ｅのうちで下側に、被測定物２００Ａを配置して光を被測定物２００Ａに入射する。
【００７９】
光源光Ｅが被測定物２００Ａを透過すると、物体光Ｅ１が生じる。この物体光Ｅ１は、位相調整部１２０Ａの下側に入射する。
【００８０】
位相調整部１２０Ａは、当該位相調整部１２０Ａの上側（図３の紙面上側）に入射する光源光Ｅの位相を調整していく。一方、位相調整部１２０は、当該位相調整部１２０Ａの下側（図３の紙面下側）に入射する物体光Ｅ１の位相を調整しない。
【００８１】
位相調整部１２０Ａは、上側の領域から、位相調整後の参照光Ｅ（Ｒ）を出力し、下側の領域から、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）を、第２のレンズ１３０に向けて、出射する。
【００８２】
位相調整部１２０Ａにより出力された参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）は、第２のレンズ１３０に入射する。
【００８３】
次に、第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０Ａから出射される参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）を集光する。すなわち、第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０Ａにより位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）とを集光する。これにより、位相調整部１２０Ａにより出射される信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）が干渉する。具体的には、位相調整部１２０Ａにより出力される参照光Ｅ（Ｒ）と、信号光Ｅ（Ｓ）とが干渉して、干渉光Ｅ２が発生する。
【００８４】
干渉光Ｅ２は、検出器１４０Ａに入射し、検出器１４０Ａ内のフォトダイオード等で検出される。
【００８５】
検出器１４０Ａは、参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）の干渉光Ｅ２に基づいて、被測定物２００Ａの光軸方向の光強度分布を取得する。
【００８６】
以上、光測定装置１００Ａの動作について説明した。
【００８７】
次に、本発明の第１の実施の形態における光測定装置１００Ａの変形例である光測定装置１００ＡＡの構成を説明する。図４は、光測定装置１００ＡＡの構成を模式的に示す図である。なお、図４では、図１〜３で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１〜３に示した符号と同等の符号を付している。
【００８８】
図４に示されるように、光測定装置１００ＡＡは、第１のレンズ１１０と、位相調整部１２０Ａと、第２のレンズ１３０と、検出器１４０Ａと、外側のミラー１８０と、内側のミラー１９０ａ〜１９０ｄとを備えている。なお、第１のレンズ１１０および第２のレンズ１３０は、後述するように、省略することもできる。すなわち、光源３００からの光源光Ｅのビーム径が位相調整部１２０Ａの光軸方向断面の面積と比較して、位相調整部として機能できる程度に十分に大きい場合には第１のレンズ１１０および第２のレンズ１３０は、必須の構成要素ではない。
【００８９】
図４に示されるように、光測定装置１００ＡＡの測定対象物として、被測定物２００Ａが、第１のレンズ１１０および位相調整部１２０Ａの間であって、第１のレンズ１１０および位相調整部１２０Ａの下方側に配置されている。
【００９０】
ここで、図３と図４を対比する。図３では、被測定物２００Ａは、第１のレンズ１１０および位相調整部１２０Ａの間に設けられている。これに対して、図４では、被測定物２００Ａが、第１のレンズ１１０および位相調整部１２０Ａの間であって、第１のレンズ１１０および位相調整部１２０Ａの下方側に配置されている。この点で、図３および図４は互いに相違する。このとき、図４では、被測定物２００Ａは、第１のレンズ１１０および位相調整部１２０Ａの双方に対して向かい合わない。
【００９１】
また、図４では、外側のミラー１８０および内側のミラー１９０ａ〜１９０ｄが設けられている点で、図３と相違する。
【００９２】
以下、図４に示される各構成について説明する。ただし、図３と重複する構成については、簡単な説明とするか、説明を省略する。
【００９３】
図４に示されるように、第１のレンズ１１０、位相調整部１２０Ａ、第２のレンズ１３０および検出器１４０Ａが、光源光Ｅの光軸に沿って、設けられている。光源光Ｅの光軸は、一直線状に設けられている。
【００９４】
図４に示されるように、外側のミラー１８０は、第１のレンズ１１０および位相調整部１２０Ａの間であって、第１のレンズ１１０および位相調整部１２０Ａの上方側に配置されている。また、外側のミラー１８０および被測定物２００Ａは、互いに向かい合うように配置されている。外側のミラー１８０は、内側のミラー１９０ａおよび１９０ｂと向かい合うように配置されている。外側のミラー１８０には、内側のミラー１９０ａにより反射される光源光Ｅが、入射される。また、外側のミラー１８０は、ミラー１９０ａにより反射された光源光Ｅを、内側のミラー１９０ｂへ向けて出射する。
【００９５】
図４に示されるように、内側のミラー１９０ａ〜１９０ｄは、第１のレンズ１１０および位相調整部１２０Ａの間に設けられている。内側のミラー１９０ａ、１９０ｃは、第１のレンズ１１０により出射される光源光Ｅを分割する。より具体的には、内側のミラー１９０ａは、入射される光源光Ｅを、外側のミラー１８０の方向へ反射する。内側のミラー１９０ｂは、外側のミラー１８０により反射されて戻ってきた光Ｅを、位相調整部１２０Ａの方向へ出射する。また、内側のミラー１９０ｃは、入射される光源光Ｅを、被測定物２００Ａの方向へ反射する。内側のミラー１９０ｄは、被測定物２００Ａにより反射されて戻ってきた光Ｅ１を、位相調整部１２０Ａの方向へ出射する。
【００９６】
位相調整部１２０Ａの上側の領域には、第１のレンズ１１０により出射された物体光Ｅ１が、外側のミラー１８０および内側のミラー１９０ａ、１９０ｂを介して、入射する。また、位相調整部１２０Ａの下側の領域には、光源光Ｅが被測定物２００Ａを反射して得られる光である物体光Ｅ１が、内側のミラー１９０ｃ、１９０ｄを介して、入射する。位相調整部１２０Ａは、物体光Ｅ１の位相を調整していく。位相調整部１２０Ａは、光源の光が被測定物２００を反射して得られる光である物体光Ｅ１に基づいた信号光Ｅ（Ｓ）と、信号光Ｅ（Ｓ）との干渉光Ｅ２を得るための参照光Ｅ（Ｒ）の間の位相差を調整する。
【００９７】
以上、光測定装置１００ＡＡの構成を説明した。
【００９８】
次に、光測定装置１００ＡＡの動作について説明する。
【００９９】
まず、光源３００の光が第１のレンズ１１０に入射する。第１のレンズ１１０は、入射される光源光Ｅを平行光束へ変換する。第１のレンズ１１０により平行光束にされた光源光Ｅのうちで上側は、内側のミラー１９０ａにより反射され、外側のミラー１８０側に進行する。外側のミラー１８０に入射された光源光Ｅは、外側のミラー１８０によって反射された後、内側のミラー１９０ｂを介して、位相調整部１２０Ａの上側に入射する。
【０１００】
第１のレンズ１１０により平行光束にされた光源光Ｅのうちで下側は、内側のミラー１９０ｃにより反射され、被測定物２００Ａ側に進行する。
【０１０１】
光源光Ｅが被測定物２００Ａにより反射されると、物体光Ｅ１が生じる。この物体光Ｅ１は、内側の１９０ｄを介して、位相調整部１２０Ａの下側に入射する。
【０１０２】
位相調整部１２０Ａは、当該位相調整部１２０Ａの上側（図４の紙面上側）に入射する光源光Ｅの位相を調整していく。一方、位相調整部１２０は、当該位相調整部１２０Ａの下側（図４の紙面下側）に入射する物体光Ｅ１の位相を調整しない。
【０１０３】
位相調整部１２０Ａは、第２のレンズ１３０に向けて、上側の領域から位相調整後の参照光Ｅ（Ｒ）を出射し、下側の領域から位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）を出射する。
【０１０４】
以降の動作は、図３を用いて説明した通りである。
【０１０５】
以上、光測定装置１００ＡＡの動作について説明した。
【０１０６】
ここで、図４の例のように、例えば反射光を扱う場合では、被測定物２００Ａの反射光である信号光Ｅ（Ｓ）と位相調整部１２０Ａで調整した後の参照光Ｅ（Ｒ）との光学的距離が等しければ信号光Ｅ（Ｓ）と参照光Ｅ（Ｒ）は干渉し、検出器１４０Ａは、信号光Ｅ（Ｓ）と参照光Ｅ（Ｒ）の干渉光Ｅ２を得る。
【０１０７】
次に、被測定物２００Ａの別の位置からの干渉光Ｅ２を得るために、この別の位置の反射点と光学的に等距離となるように位相調整部１２０Ａの上側に入射する光源光の位相を調整する。このように、検出器１４０Ａが、位相調整部１２０Ａで与える位相を連続的に調整させて干渉光Ｅ２を検出することにより、被測定物２００Ａの光軸方向の反射光強度分布を得ることができる。
【０１０８】
以上の通り、本発明の第１の実施の形態における光測定装置１００Ａ、１００ＡＡは、位相調整部１２０Ａと、検出器１４０Ａとを備えている。位相調整部１２０は、光源の光Ｅが被測定物２００を透過または反射して得られる光である物体光Ｅ１に基づいた信号光Ｅ（Ｓ）と、信号光Ｅ（Ｓ）との干渉光Ｅ２を得るための参照光Ｅ（Ｒ）の間の位相差を調整する。検出器１４０Ａは、位相調整部１２０Ａにより出力される信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）の干渉光Ｅ２を検出して、その干渉光Ｅ２に基づいて、被測定物２００Ａの反射光強度分布を導出する。ここでは、検出器１４０Ａは、位相調整後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）との干渉光Ｅ２に基づいて、被測定物２００Ａの反射光強度分布を導出する。そして、光源の光または物体光の光軸は、一直線状に設けられ、位相調整部１２０Ａおよび検出器１４０Ａは、光源の光Ｅまたは物体光Ｅ１の光軸上に設けられている。
【０１０９】
このように、光測定装置１００Ａ、１００ＡＡでは、光源の光または物体光の光軸は、一直線状に設けられ、位相調整部１２０Ａおよび検出器１４０Ａは、光源の光Ｅまたは物体光Ｅ１の光軸上に設けられている。この位相調整部１２０Ａは、たとえば、空間光変調器の屈折率を制御することで、参照光Ｅ（Ｒ）と信号光Ｅ（Ｓ）の位相を調整する。このため、図８で示したＯＣＴのように、参照光ミラーを移動させて光路長を調整する等の機械的な調整部品が必要なくなる。これにより、光測定装置１００Ａ、１００ＡＡでは、図８に示したＯＣＴと比較してより簡易な構成や方法で、信号光Ｅ（Ｓ）と、信号光Ｅ（Ｓ）と異なる位相の参照光Ｅ（Ｒ）とを得ることができる。
【０１１０】
したがって、本発明の第１の実施の形態における光測定装置１００によれば、簡素な構成で、被測定物２００の反射光強度分布を導出することができる。
【０１１１】
また、本発明の第１の実施の形態における光測定装置１００Ａでは、図８で示したＯＣＴのように、光を２分割するビームスプリッタやハーフミラーを必要としないので、各部材の配置の調整が簡単にできる。そのため、明暗度の高い干渉縞を得ることが容易になり、その結果として測定精度の向上につながる。
【０１１２】
また、本発明の第１の実施の形態における光測定装置１００Ａ、１００ＡＡでは、位相調整部１２０Ａにより出力される参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）の全てを、干渉光Ｅ２の生成に用いている。このため、図８に示されるＯＣＴのように、参照光や反射光の一部を使用しないことはない。ゆえに、検出器１４０Ａで検出される干渉光Ｅ２の反射光強度を、図８に示されたＯＣＴのような構成と比較して大きくすることができる。また、位相調整部１２０Ａのチャネル等を操作することで、光量の均一化を図ることができる。
【０１１３】
また、本発明の第１の実施の形態における光測定装置１００Ａでは、図８で示したＯＣＴのように、参照光ミラーを必要としないので、各部材の配置の調整を簡便に行うことができる。また、光測定装置１００Ａでは、図８で示したＯＣＴのように、ビームスプリッタやハーフミラーを必要しない。これにより、光測定装置１００Ａでは、図８に示したＯＣＴと比較して小さくすることができる。また、図８に示したＯＣＴと比較して少ない部品点数で光測定装置１００Ａを構成できる。
【０１１４】
また、本発明の第１の実施の形態における光測定装置１００Ａ、１００ＡＡにおいて、位相調整部１２０Ａは、空間光変調器により構成されている。空間光変調器は、液晶部を有し、液晶部の屈折率を部分的に変更することにより、入射する光の一部の光路長を変更する。これにより、空間光変調器に入力される光の一部の位相が、出力時に変更される。この結果、既存の製品である空間光変調器を用いて、光測定装置１００Ａ、１００ＡＡを簡単に作成することができる。
【０１１５】
また、本発明の第１の実施の形態における光測定装置１００Ａ、１００ＡＡにおいて、液晶部は、微小光学素子により形成することもできる。これにより、位相調整部１２０Ａに入射する光のうちで、液晶部を透過する光量を、より細かく正確に調整することができる。ゆえに、位相調整部１２０Ａにより出射される２光線（位相調整部１２０Ａにより出力される参照光Ｅ（Ｒ）と信号光Ｅ（Ｓ））の光量を、容易に均一化することができる。したがって、検出器１４０Ａで検出される干渉光Ｅ２による干渉縞の明暗度をより明瞭にすることができる。これにより、光測定装置１００Ａ、１００ＡＡの測定精度を向上できる。
【０１１６】
また、本発明の第１の実施の形態における光測定装置１００Ａ、１００ＡＡにおいて、被測定物２００Ａおよび検出器１４０Ａの間に、複数の位相調整部１２０Ａや、光軸方向に沿って柱状に延在する位相調整部１２０Ａを光源の光Ｅの光軸上に沿って直列に配列してもよい。これにより、参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）の間の位相差をより大きくとることができる。
【０１１７】
また、本発明の第１の実施の形態における光測定装置１００Ａ、１００ＡＡにおいて、光源（不図示）および検出器１４０Ａは、好ましくは可視域に対応している。ここで、波長は短いほど、位相変化量を大きくすることができることが知られている。したがって、光源（不図示）および検出器１４０Ａに可視域の光や可視域を検知できる検出器を用いることで、より効率よく位相変化量を大きくすることができる。この結果、複数の位相調整部を直列に多段に配置しなくとも、大きな位相変化量を得ることもできる。もちろん、前述のように紫外光や近赤外光や中赤外光、遠赤外光を用いても良い。本発明の第１の実施の形態における光測定装置１００Ａ、１００ＡＡにおいて、位相調整部１２０Ａは、光源光Ｅの位相を調整した光を参考光Ｅ（Ｒ）として、物体光Ｅ１の位相が調整されない光を信号光Ｅ（Ｓ）として、信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）の間の位相差を調整する。検出器１４０Ａは、信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）の干渉光Ｅ２に基づいて、被測定物２００Ａの反射光強度分布を取得する。
【０１１８】
このように、光測定装置１００Ａ、１００ＡＡでは、位相調整部１２０Ａが、光源光Ｅの位相を調整した光を参考光Ｅ（Ｒ）として、物体光Ｅ１の位相が調整されない光を信号光Ｅ（Ｓ）として、信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）の間の位相差を調整する。このため、被測定物２００Ａの光軸方向の反射光強度分布を測定することができる。
【０１１９】
＜第２の実施の形態＞
図５は、本発明の第２の実施の形態における光測定装置１００Ｂの構成を模式的に示す図である。なお、図５では、図１〜図４で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１〜図４に示した符号と同等の符号を付している。
【０１２０】
図５に示されるように、光測定装置１００Ｂは、第１のレンズ１１０と、位相調整部１２０Ｂと、第２のレンズ１３０と、検出器１４０Ｂとを備えている。なお、第１のレンズ１１０および第２のレンズ１３０は、図１を用いて説明した内容と同様に、省略することもできる。
【０１２１】
図５に示されるように、光測定装置１００Ｂの測定対象物として、被測定物２００Ｂが第１のレンズ１１０および位相調整部１２０Ｂの間に配置されている。被測定物２００Ｂには、たとえば液体や生体などが挙げられるが、光が透過や反射する被測定物であればこの限りでない。
【０１２２】
ここで、図３と図５を対比する。図５では、励起光ＥＲ（Excitation Ray）が被測定物２００Ｂに入射している点で、図３と相違する。
【０１２３】
図５に示されるように、第１のレンズ１１０、位相調整部１２０Ｂ、第２のレンズ１３０および検出器１４０Ｂが、光源光Ｅの光軸に沿って、設けられている。
【０１２４】
図５に示されるように、被測定物２００Ｂは、第１のレンズ１１０の光軸の下側（図５の紙面下側）および位相調整部１２０Ｂの中心の下側（図５の紙面下側）の間に設けられている。すなわち、被測定物２００Ｂは、位相調整部１２０Ｂの下側のみに対して、向かい合っている。同様に、被測定物２００Ｂは、第１のレンズ１１０の下側のみに対して、向かい合っている。被測定物２００Ｂには、光源光Ｅおよび励起光ＥＲが入射する。励起光ＥＲを被測定物２００Ｂに入射することにより、被測定物２００Ｂの屈折率が変化する。
【０１２５】
励起光ＥＲには、たとえば、紫外線や、可視光や、Ｘ線が用いられる。励起光ＥＲが被測定物２００Ｂに入射すると、被測定物２００Ｂは励起光ＥＲのエネルギーを吸収して励起状態となり、屈折率も変化する。光源光Ｅおよび励起光ＥＲが被測定物２００Ａを透過または反射して得られる光である励起物体光Ｅ４は、位相調整部１２０Ａの下側に入射する。
【０１２６】
図５に示されるように、位相調整部１２０Ｂは、第１のレンズ１１０および第２のレンズ１３０の間に設けられている。また、位相調整部１２０Ｂは、光源光Ｅおよび励起物体光Ｅ４の光軸上に設けられている。位相調整部１２０Ｂの上側の領域には、第１のレンズ１１０により平行光束に変換された光源光Ｅが、入射する。位相調整部１２０Ｂの下側の領域には、光源光Ｅおよび励起光ＥＲが被測定物２００Ａを透過または反射して得られる光である励起物体光Ｅ４が、入射する。位相調整部１２０Ｂは、入射する光の位相を調整していく。
【０１２７】
位相調整部１２０Ｂは、光源光Ｅおよび励起光ＥＲが被測定物２００Ｂを透過または反射して得られる光である励起物体光Ｅ４を信号光Ｅ（Ｓ）とし、光源光Ｅに対して位相を調整した光を参照光Ｅ（Ｒ）として、信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）の間の位相差を調整する。
【０１２８】
ここでは、位相調整部１２０Ｂは、当該位相調整部１２０Ｂの中心より上側（紙面上側）の領域の光源光Ｅと、当該位相調整部１２０Ｂの中心より下側（紙面下側）の領域の励起物体光Ｅ４に異なる変調を与えることで、両者の間に位相差を設ける。具体的には、位相調整部１２０Ｂは、当該位相調整部１２０Ｂの中心より上側（紙面上側）の領域で、入射する光源光Ｅの位相を調整し、当該位相調整部１２０Ｂの中心より下側（紙面下側）の領域で、入射する励起物体光Ｅ４の位相を調整しないものとする。したがって、位相調整部１２０Ｂは、当該位相調整部１２０Ａにより位相が調整された後の光源光Ｅを参照光Ｅ（Ｒ）として上側の領域から出力し、励起物体光Ｅ４を信号光Ｅ（Ｓ）として出力する。
【０１２９】
ただし、これに限定されない。被測定物２００Ｂは光源光Ｅの中心より上側（紙面上側）に配置してもよい。この場合、位相調整部１２０Ｂは、光源光Ｅの光路の中心より下側（紙面下側）の光源光Ｅの位相を調整し、光源光Ｅの中心より上側（紙面上側）の励起物体光Ｅ４の位相を調整しないものとしてもよい。
【０１３０】
このとき、位相調整部１２０Ｂは、参照光Ｅ（Ｒ）の光量と信号光Ｅ（Ｓ）の光量とが同等になるように、調整して、出射する。なお、位相調整部１２０Ｂは、第１の実施の形態で説明した位相調整部１２０Ａと同様に、たとえば、空間光調整器により構成される。空間光調整器の詳細は、第１の実施の形態で説明した内容と同様である。
【０１３１】
図５に示されるように、第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０Ｂおよび検出器１４０Ｂの間に、設けられている。第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０Ｂから出射される参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）を集光する。これにより、位相調整部１２０Ｂにより出力される参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）が干渉した光（干渉光Ｅ２）を、検出器１４０Ｂで検出することができる。
【０１３２】
具体的には、位相調整部１２０Ｂにより出力される参照光Ｅ（Ｒ）と信号光Ｅ（Ｓ）とが干渉して、干渉光Ｅ２が発生する。この干渉光Ｅ２は、検出器１４０Ｂに入射する。
【０１３３】
図５に示されるように、検出器１４０Ｂは、第２のレンズ１３０と向かい合うように、設けられている。検出器１４０Ｂは、光源光Ｅの光軸上に設けられている。検出器１４０Ｂには、第２のレンズ１３０により結像された干渉光Ｅ２が、入射する。より具体的には、参照光Ｅ（Ｒ）と信号光Ｅ（Ｓ）の干渉光Ｅ２が、検出器１４０Ｂに入射する。
【０１３４】
検出器１４０Ｂは、位相調整部１２０Ｂにより出力される参照光Ｅ（Ｒ）と信号光Ｅ（Ｓ）の干渉光Ｅ２を検出し、その検出した干渉光Ｅ２に基づいて、被測定物２００Ｂの屈折率変化を導出する。検出器１４０Ｂは、スペクトル測定器により構成される。スペクトル測定器は、干渉光Ｅ２のスペクトル領域での光強度を検出する。
【０１３５】
次に、光測定装置１００Ｂの動作について説明する。
【０１３６】
図２を用いて説明した内容と同様に、第１のレンズ１１０、位相調整部１２０Ｂ、第２のレンズ１３０および検出器１４０Ｂの位置を調整する。このように、光軸調整と光の分岐量を互いに独立に制御することにより、２光線（信号光および参照光）の光量を容易に均一化することができる。したがって、検出器１４０Ｂで検出される干渉光Ｅ２によるスペクトル領域での干渉縞の明暗度をより明瞭にすることができる。
【０１３７】
まず、光源３００の光が第１のレンズ１１０に入射する。第１のレンズ１１０は、入射される光源光Ｅを平行光束へ変換する。第１のレンズ１１０により平行光束にされた光源光Ｅのうちで上側は、位相調整部１２０Ｂの上側に入射する。第１のレンズ１１０により平行光束にされた光源光Ｅのうちで下側は、被測定物２００Ｂに入射する。なお、励起光ＥＲにより励起状態になった被測定物２００Ｂは、すぐに基底状態に戻る。そのため、光源３００には超短光パルス光源を用いることが一般的である。
【０１３８】
つぎに、図５に示されるように、光源光Ｅおよび励起光ＥＲが被測定物２００Ａに入射する。励起光ＥＲを被測定物２００Ｂに入射することにより、被測定物２００Ｂの屈折率を変化させることができる。
【０１３９】
光源光Ｅおよび励起光ＥＲが被測定物２００Ａを透過または反射すると、励起物体光Ｅ４が生じる。この励起物体光Ｅ４は、位相調整部１２０Ｂの下側に入射する。
【０１４０】
位相調整部１２０Ｂは、当該位相調整部１２０Ｂの上側（図５の紙面上側）に入射する光源光Ｅの位相を調整する。一方、位相調整部１２０Ｂは、当該位相調整部１２０Ｂの下側（図５の紙面下側）に入射する励起物体光Ｅ４の位相を調整しない。
【０１４１】
次に、位相調整部１２０Ｂは、上側の領域から、位相調整後の参照光Ｅ（Ｒ）を出力し、下側の領域から、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）を、第２のレンズ１３０に向けて出射する。
【０１４２】
位相調整部１２０Ｂにより出力された参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）は、第２のレンズ１３０に入射する。
【０１４３】
次に、第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０Ｂから出射される信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）を集光する。すなわち、第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０Ｂにより位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）とを集光する。これにより、位相調整部１２０Ａにより出射される信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）が干渉する。
【０１４４】
具体的には、位相調整部１２０Ｂにより位相が調整された参照光Ｅ（Ｒ）と、信号光Ｅ（Ｓ）とが干渉して、干渉光Ｅ２が発生する。
【０１４５】
干渉光Ｅ２は、検出器１４０Ｂに入射する。検出器１４０Ｂは、信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）の干渉光Ｅ２に基づいて、被測定物２００Ｂの屈折率変化を導出する。このとき、検出器１４０Ｂは、干渉光Ｅ２によって生じるスペクトル領域での干渉縞を検出し、励起光ＥＲの入射の有無によるスペクトル干渉縞の差異から被測定物２００Ｂで生じた屈折率変化を導出する。
【０１４６】
以上、光測定装置１００Ｂの動作について説明した。
【０１４７】
なお、上述では、位相調整部１２０Ａは、上側（紙面上側）の領域で、入射する光源光Ｅの位相を調整し、下側（紙面下側）の領域で、入射する励起物体光Ｅ４の位相を調整しないものとした。しかしながら、位相調整部１２０Ｂは、光源３００の光Ｅおよび励起光ＥＲが被測定物２００Ｂを透過または反射して得られる光である励起物体光Ｅ４に対して位相を調整した光Ｅ４を信号光Ｅ（Ｓ）とし、光源３００の光Ｅを参照光Ｅ（Ｒ）として、信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）を出力してもよい。これによっても、上述した内容と同様の効果を奏することができる。
【０１４８】
以上の通り、本発明の第３の実施の形態における光測定装置１００Ｂにおいて、励起光ＥＲが被測定物２００Ｂに入射される。また、位相調整部１２０Ｂは、光源３００の光Ｅおよび励起光ＥＲが被測定物２００Ｂを透過または反射して得られる光である励起物体光Ｅ４を信号光Ｅ（Ｓ）とし、光源３００の光Ｅに対して位相を調整した光を参照光Ｅ（Ｒ）として、信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）の間の位相差を調整する。検出器１４０Ｂは、信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）の干渉光Ｅ２に基づいて、被測定物２００Ｂの屈折率変化を導出するためのスペクトル測定器である。
【０１４９】
このように、光測定装置１００Ｂでは、位相調整部１２０Ｂが、光源３００の光Ｅおよび励起光ＥＲが被測定物２００Ｂを透過または反射して得られる光である励起物体光Ｅ４を信号光Ｅ（Ｓ）として、位相調整後の光源光Ｅを参照光Ｅ（Ｒ）として、信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）の間の位相差を調整する。このため、被測定物２００Ｂの屈折率変化を測定することができる。このとき、光測定装置１００Ｂでは、励起光ＥＲを被測定物２００Ｂに入射している。このため、被測定物２００Ｂの屈折率を励起光ＥＲによって変化させることができる。これにより、被測定物２００Ｂから出射する光の光路の位相が変化し、干渉光Ｅ２に基づくスペクトル領域の干渉縞が変化する。この結果、スペクトル測定器である検出器１４０Ｂは、スペクトル干渉縞の変化から、被測定物２００Ｂの屈折率変化を検出することができる。
【０１５０】
＜第３の実施の形態＞
図６は、本発明の第３の実施の形態における光測定装置１００Ｃの構成を模式的に示す図である。なお、図６では、図１〜図５で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１〜図５に示した符号と同等の符号を付している。
【０１５１】
図６に示されるように、光測定装置１００Ｃは、第１のレンズ１１０と、位相調整部１２０Ｃと、第２のレンズ１３０と、非線形光学結晶１５０と、検出器１４０Ｃとを備えている。なお、第１のレンズ１１０および第２のレンズ１３０は、図１を用いて説明した内容と同様に、省略することもできる。
【０１５２】
図６に示されるように、光測定装置１００Ｃの測定対象物として、被測定物２００Ｃが第１のレンズ１１０の前方に配置されている。被測定物２００Ｃには、たとえば液体や生体などが挙げられるが、光が透過や反射する被測定物であればこの限りでない。
【０１５３】
ここで、図１と図６を対比する。図６では、非線形光学結晶１５０が、第２のレンズ１３０および検出器１４０Ｃの間に設けられている点で、図１と相違する。また、この非線形光学結晶１５０には、分散パルスＰＤが入射されている。
【０１５４】
図６に示されるように、第１のレンズ１１０、位相調整部１２０Ｃ、第２のレンズ１３０、非線形光学結晶１５０および検出器１４０Ｃが、光源光としてのパルス光ＰＬの光軸に沿って、設けられている。また、後述のパルス物体光Ｅ６の光軸は、一直線状に設けられている。
【０１５５】
図６に示されるように被測定物２００Ｃには、パルス光ＰＬ（Pulsed light）が光源光として入射する。そして、被測定物２００Ｃからは、パルス光ＰＬが被測定物２００Ｃを透過または反射して得られる光であるパルス物体光Ｅ６が、出射される。なお、パルス光ＰＬは、超短光パルス光源を用いることが一般的である。パルス光ＰＬが被測定物２００Ｃに入射することにより、非線形の相互作用を引き起こすことができる。
【０１５６】
図６に示されるように、位相調整部１２０Ｃは、第１のレンズ１１０および第２のレンズ１３０の間に設けられている。また、位相調整部１２０Ｃは、パルス物体光Ｅ６の光軸上に設けられている。位相調整部１２０Ｃの上側（図６の紙面上側）および下側（図６の紙面下側）の双方の領域には、第１のレンズ１１０により平行光束に変換されたパルス物体光Ｅ６が、入射する。位相調整部１２０Ｃは、入射する光の一部の位相を調整する。
【０１５７】
位相調整部１２０Ｃは、パルス光ＰＬが被測定物２００Ｃを透過または反射して得られる光であるパルス物体光Ｅ６を信号光Ｅ（Ｓ）とし、パルス物体光Ｅ６に対して位相を調整した光を参照光Ｅ（Ｒ）として、信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）の間の位相差を調整する。
【０１５８】
ここでは、位相調整部１２０Ｃは、当該位相調整部１２０Ｃの中心より上側（図６の紙面上側）の物体光Ｅ６と、当該位相調整部１２０Ｃの中心より下側（図６の紙面下側）のパルス物体光Ｅ６とに異なる変調を与えることで、両者の間に位相差を設ける。例えば、位相調整部１２０Ｃは、当該位相調整部１２０Ｃの中心より上側（図６の紙面上側）のパルス物体光Ｅ６と、当該位相調整部１２０Ｃの中心より下側（図６の紙面下側）のパルス物体光Ｅ６の両者を変調して、位相差を与えても良い。あるいは、位相調整部１２０Ｃは、当該位相調整部１２０Ｃの中心より上側（図６の紙面上側）のパルス物体光Ｅ６のみを変調することで中心より上側（図６の紙面上側）の位相を調整し、当該位相調整部１２０Ｃの中心より下側（図６の紙面下側）のパルス物体光Ｅ６の位相を調整しなくても良い。
【０１５９】
ただし、これに限定されず、位相調整部１２０Ｃは、パルス物体光Ｅ６の光路の中心より下側（紙面下側）の物体光Ｅ６の位相を調整し、パルス物体光Ｅ６の光路の中心より上側（紙面上側）のパルス物体光Ｅ６の位相を調整しないものとしてもよい。位相調整部１２０Ｃは、例えば、当該位相調整部１２０Ｃの中心より上側（図６の紙面上側）もしくは下側（図６の紙面下側）の片側のパルス物体光Ｅ６のみを変調した場合においては、次のように信号光Ｅ（Ｓ）を出射する。すなわち、この場合、位相調整部１２０Ｃは、当該位相調整部１２０Ｃにより位相が調整された後の物体光を参照光Ｅ（Ｒ）とし、当該位相調整部１２０Ｃにより位相が調整されない物体光を信号光Ｅ（Ｓ）として、出射する。
【０１６０】
このとき、位相調整部１２０Ｃは、位相調整部１２０Ｃにより位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）の光量と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）の光量とが同等になるように、調整して、出射する。なお、位相調整部１２０Ｃは、第１の実施の形態で説明した位相調整部１２０Ａと同様に、たとえば、空間光調整器により構成される。空間光調整器の詳細は、第１の実施の形態で説明した内容と同様である。
【０１６１】
図６に示されるように、第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０Ｃおよび非線形光学結晶１５０の間に、設けられている。第２のレンズ１３０は、パルス物体光Ｅ６の光軸上に設けられている。第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０Ｃから出射される参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）を集光する。すなわち、第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０Ｃにより位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が変更されない信号光Ｅ（Ｓ）とを集光する。
【０１６２】
これにより、位相調整部１２０Ｃにより出力される参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）が干渉した光（干渉光Ｅ２）を、検出器１４０Ｃで、検出することができる。具体的には、位相調整部１２０Ｃにより位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が変更されない信号光Ｅ（Ｓ）とが干渉して、干渉光Ｅ２が発生する。この干渉光Ｅ２は、非線形光学結晶１５０に入射する。
【０１６３】
図６に示されるように、非線形光学結晶１５０は、第２のレンズ１３０および検出器１４０Ｃの間に設けられている。非線形光学結晶１５０には、干渉光Ｅ２が入射する。また、併せて、分散パルスＰＤが、非線形光学結晶１５０に入射する。これにより、和周波Ｃ８が発生する（Ｃ８）。
【０１６４】
なお、和周波Ｃ８の発生は、二次の非線形光学効果に基づくものである。すなわち、和周波Ｃ８の発生は、たとえば、ω１、ω２の２つの周波数の光が非線形光学結晶に入射した場合に、その和の周波数となるω１＋ω２の分極波を生じる。
【０１６５】
より具体的には、位相調整部１２０Ｃにより位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）の干渉光Ｅ２が、非線形光学結晶１５０に入射する。そして、さらに、分散パルスＰＤが非線形光学結晶１５０に入射すると、位相調整後の参照光Ｅ（Ｒ）と、分散パルスＰＤの周波数の和である和周波と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）と分散パルスＰＤの周波数の和である和周波が発生する。
【０１６６】
ここで、分散パルスＰＤは、あらかじめ分散媒質を通過させておくことで、中心周波数が時間的に変化し、存続時間が長くなる。参照光Ｅ（Ｒ）は位相調整されているので、非線形光学結晶１５０に入射する時間は信号光Ｅ（Ｓ）とは異なる。これにより、中心周波数が時間的に変化し、存続時間が十分長くなった分散パルスＰＤに対して、参照光Ｅ（Ｒ）と信号光Ｅ（Ｓ）は異なる時間で重なる。
【０１６７】
以上から、参照光Ｅ（Ｒ）と信号光Ｅ（Ｓ）が分散パルスＰＤと重なる時の分散パルスＰＤの瞬時周波数が異なるため、周波数が異なる２つの和周波Ｃ８が発生する。この２つの和周波Ｃ８は、検出器１４０Ｃに入射する。
【０１６８】
図６に示されるように、検出器１４０Ｃは、非線形光学結晶１５０からの和周波発生を検出できる位置に設けられている。検出器１４０Ｃは、パルス物体光Ｅ６の光軸上に設けられている。検出器１４０Ｃには、非線形光学結晶１５０により発生された和周波Ｃ８が入力する。
【０１６９】
ここで、和周波Ｃ８のスペクトルには発生する時のパルス物体光Ｅ６の位相情報が反映されている。非線形光学結晶１５０上で、参照光Ｅ（Ｒ）と信号光Ｅ（Ｓ）が分散パルスＰＤと重なる時間は異なっているため、それぞれの重なる点において分散パルスＰＤの瞬時周波数も異なる。それゆえ、それぞれの和周波スペクトルの持つ位相情報も異なり、中心周波数の異なる２つの和周波スペクトルが発生する。このスペクトルの差を利用することで、パルス物体光Ｅ６のスペクトル位相の連続した値を導出し、このスペクトル位相より被測定物２００Ｃの屈折率を算出する。
【０１７０】
検出器１４０Ｃは、和周波Ｃ８に基づいて、被測定物２００Ｂの屈折率を算出する。より具体的には、検出器１４０Ｃは、和周波Ｃ８の発生により生じるスペクトル領域干渉に基づいて、被測定物２００Ｃの屈折率を算出する。検出器１４０Ｃは、たとえば、スペクトル測定器により構成される。スペクトル測定器は、和周波Ｃ８のスペクトル領域での光強度を検出する。
【０１７１】
スペクトル測定器の時間分解能が、参照光Ｅ（Ｒ）で位相を調整した分の時間よりも十分に大きいならば、スペクトル測定器は、２つの和周波スペクトルを同時に検出し、２つのスペクトルが干渉したスペクトル領域の干渉縞を測定できる。
【０１７２】
なお、スペクトル位相の導出にあたっては、非線形光学結晶１５０に分散パルスＰＤを入射せずに、干渉光Ｅ２のみを入射した時に発生する第二高調波のスペクトル領域の干渉縞をあらかじめ取得しておく。その第二高調波の干渉像から導出できる参照光Ｅ（Ｒ）で調整した位相の量を、２つの和周波スペクトルによるスペクトル領域の干渉縞の情報から差し引くことで、スペクトル位相を抽出できる。
【０１７３】
次に、光測定装置１００Ｃの動作について説明する。
【０１７４】
図２を用いて説明した内容と同様に、第１のレンズ１１０、位相調整部１２０Ｃ、第２のレンズ１３０、非線形光学結晶１５０および検出器１４０Ｃの位置を調整する。このように、光軸調整と光の分岐量を互いに独立に制御することにより、２光線（信号光および参照光）の光量を容易に均一化することができる。したがって、検出器１４０Ｃで検出される和周波Ｃ８による干渉縞の明暗度をより明瞭にすることができる。また、位相のシフト量に応じた結像位置（検出器１４０Ｃにおける和周波Ｃ８の結像の位置）のずれの差分を簡単に解消することができる。
【０１７５】
まず、パルス光ＰＣが光源光として被測定物２００Ｃに入射する。パルス光ＰＣが被測定物２００Ｃを透過または反射すると、パルス物体光Ｅ６が発生する。すなわち、パルス物体光Ｅ６は、被測定物２００Ｃがパルス光ＰＣを透過または反射して得られる光である。
【０１７６】
そして、パルス物体光Ｅ６が、第１のレンズ１１０に入射する。第１のレンズ１１０は、入射されるパルス物体光Ｅ６を平行光束へ変換する。第１のレンズ１１０により平行光束にされたパルス物体光Ｅ６は、位相調整部１２０Ｃに入射する。
【０１７７】
位相調整部１２０Ｃは、たとえば、当該位相調整部１２０Ｃの上側（図６の紙面上側）に入射するパルス物体光Ｅ６の位相を調整する。一方、位相調整部１２０Ｃは、当該位相調整部１２０Ｃの下側（図６の紙面下側）に入射するパルス物体光Ｅ６の位相を調整しない。
【０１７８】
次に、位相調整部１２０Ｃは、上側の領域から、位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）を出力し、下側の領域から、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）を出力する。
【０１７９】
なお、たとえば、位相調整部１２０Ｃの光軸方向断面の面積が被測定物２００Ｃからのパルス物体光Ｅ６のビーム径と比較して小さい場合、第１のレンズ１１０を省略することができる。すなわち、位相調整部１２０Ｃに入射するパルス物体光Ｅ６は平行光束であるとみなせるような場合、パルス物体光Ｅ６を平行光束に変換することなく、パルス物体光Ｅ６を位相調整部１２０Ｃ内に入射させることができる。被測定物２００Ｃが位相調整部１２０Ｃより遠方に配置されている場合も、同様の理由から、第１のレンズ１１０を省略することができる。  位相調整部１２０Ｃにより出力された信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）は、第２のレンズ１３０に入射する。
【０１８０】
次に、第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０Ｂから出射される信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）を、非線形光学結晶１５０に集光する。すなわち、第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０Ｃにより位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相調整部１２０Ｃにより位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）との干渉光Ｅ２を、非線形光学結晶１５０に集光する。また、さらに、分散パルスＰＤを非線形光学結晶１５０に入射する。これにより、第２のレンズ１３０の集光により生成された干渉光Ｅ２と、分散パルスＰＤとが、非線形光学結晶１５０内に入射する。すなわち、位相調整部１２０Ｃにより出射される信号光Ｅ（Ｓ）と、位相調整部１２０Ｃにより出射される参照光Ｅ（Ｒ）と、分散パルスＢＰとが、非線形光学結晶１５０内に入射する。これにより、参照光Ｅ（Ｒ）と、信号光Ｅ（Ｓ）と、分散パルスＢＰとの間の２つの和周波Ｃ８が発生する。
【０１８１】
和周波Ｃ８は、検出器１４０Ｃに入射する。検出器１４０Ｃは、和周波Ｃ８に基づいて、被測定物２００Ｃの屈折率を導出する。より具体的には、検出器１４０Ｃは、和周波Ｃ８の発生により生じるスペクトル領域干渉に基づいて、被測定物２００Ｃの屈折率を導出する。このとき、検出器１４０Ｃは、和周波Ｃ８によって生じるスペクトル領域干渉を検出し、スペクトル領域干渉から被測定物２００Ｃの屈折率を導出する。なお、具体的な導出方法は、第２の実施の形態と同様である。
【０１８２】
ここで、分散パルスＰＤの中心周波数は時間的に変化している。このため、被測定物２００Ｃの屈折率の導出において、非線形光学結晶１５０上で、分散パルスＰＤと参照光とで発生する和周波Ｃ８と分散パルスＰＤと信号光とで発生する和周波Ｃ８の周波数は異なる。
【０１８３】
検出器１４０Ｃにおいては、前記の周波数が異なる２つの和周波のスペクトル領域での干渉縞を測定する。これにより、スペクトル位相の連続した値を導出する。
【０１８４】
以上、光測定装置１００Ｃの動作について説明した。
【０１８５】
以上の通り、本発明の第３の実施の形態における光測定装置１００Ｃは、非線形光学結晶１５０をさらに備えている。非線形光学結晶１５０は、位相調整部１２０Ｃおよび検出器１４０Ｃの間に設けられている。光源の光は、励起光を含むパルス光ＰＬである。位相調整部１２０Ｃは、被測定物２００Ｃがパルス光ＰＬを透過または反射して得られる光であるパルス物体光Ｅ６を信号光Ｅ（Ｓ）とし、パルス物体光Ｅ６に対して位相を調整した光Ｅ６を参照光Ｅ（Ｒ）として、信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）の間の位相を調整する。非線形光学部品１５０には、参照光Ｅ６（Ｒ）と、信号光Ｅ（Ｓ）とが入射されるとともに、分散パルスＰＤが入射される。検出器１４０Ｃは、非線形光学部品１５０を透過された後の信号光Ｅ（Ｓ）、参照光Ｅ（Ｒ）および分散パルスＰＤ間で発生した２つの和周波Ｃ８に基づいて、被測定物２００Ｃの屈折率を導出するスペクトル測定器である。
【０１８６】
このように、光測定装置１００Ｃでは、位相調整部１２０Ｃが、位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）との双方を出力する。このため、前述した内容と同様に、簡素な構成で、被測定物２００Ｃの屈折率を測定することができる。
【０１８７】
このとき、光測定装置１００Ｃでは、位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）と、分散パルスＰＤとが、非線形光学結晶１５０に入射している。このため、非線形光学結晶１５０内で、参照光Ｅ（Ｒ）と、信号光Ｅ（Ｓ）と、分散パルスＰＤとの間の２つの和周波Ｃ８を、発生させることができる。これにより、検出器１４０Ｃで、発生した２つの和周波Ｃ８によるスペクトル領域での干渉縞に基づいて、被測定物２００Ｃの屈折率を導出することができる。このとき、検出器１４０Ｃは、和周波Ｃ８によって生じるスペクトル領域の干渉縞を検出し、スペクトル領域干渉から被測定物２００Ｃの屈折率を導出することができる。
【０１８８】
＜第４の実施の形態＞
図７は、本発明の第４の実施の形態における光測定装置１００Ｄの構成を模式的に示す図である。なお、図７では、図１〜図６で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１〜図６に示した符号と同等の符号を付している。
【０１８９】
図７に示されるように、光測定装置１００Ｄは、第１のレンズ１１０と、偏光ビームスプレッタ１６０と、位相調整部１２０Ｃと、第２のレンズ１３０と、第１の検出器１４１と、第３のレンズ１７０と、第２の検出器１４２とを備えている。なお、第１のレンズ１１０、第２のレンズ１３０および第３のレンズ１７０は、図１を用いて説明した内容と同様に、省略することもできる。
【０１９０】
図７に示されるように、光測定装置１００Ｄの測定対象物として、被測定物２００が第１のレンズ１１０の前方に配置されている。被測定物２００には、たとえば液体や生体などが挙げられるが、光が透過や反射する被測定物であればこの限りでない。光源の光Ｅが被測定物２００を透過または反射すると、物体光Ｅ１が生じる。すなわち、物体光Ｅ１とは、光源の光Ｅが被測定物２００を透過または反射した際に得られる光である。
【０１９１】
ここで、図１と図７を対比する。図７では、偏光ビームスプレッタ１６０が第１のレンズ１１０および位相調整部１２０の間に設けられている点で、図１と相違する。また、図１では、１つの検出器１４０しか設けられていない。これに対して、図７では、２つの検出器１４１、１４２が設けられている。この点で、図１および図７は互いに相違する。さらに、図７では、第３のレンズ１７０が設けられている点で、図１と相違する。
【０１９２】
図７に示されるように、第１のレンズ１１０、偏光ビームスプレッタ１６０、位相調整部１２０、第２のレンズ１３０、第１の検出器１４１が、光源光Ｅの光軸に沿って、設けられている。光源光Ｅの光軸は、一直線状に設けられている。また、第３のレンズ１７０および第２の検出器１４２が、偏光ビームスプレッタ１６０により分岐される光Ｅ１の光軸に沿って、設けられている。偏光ビームスプレッタ１６０により分岐される光Ｅ１の光軸は、一直線状に設けられている。
【０１９３】
図７に示されるように、第１のレンズ１１０は、被測定物２００および偏光ビームスプレッタ１６０の間に設けられている。また、第１のレンズ１１０は、物体光Ｅ１の光軸上に設けられている。第１のレンズ１１０には、光源光Ｅが入射する。そして、第１のレンズ１１０は、入射される物体光Ｅ１を平行光束に変換して、偏光ビームスプレッタ１６０へ出射する。
【０１９４】
図７に示されるように、偏光ビームスプレッタ１６０は、第１のレンズ１１０および位相調整部１２０の間に、設けられている。偏光ビームスプレッタ１６０は、第１のレンズ１１０により出射される物体光Ｅ１を２方向に分割する。偏光ビームスプレッタ１６０により分割された物体光Ｅ１の一方は、位相調整部１２０、第２のレンズ１３０および第１の検出器１４１の方向へ向けて、偏光ビームスプレッタ１６０により出射される。偏光ビームスプレッタ１６０により分割された物体光Ｅ１の他方は、第３のレンズ１７０および第２の検出器１４２の方向へ向けて、偏光ビームスプレッタ１６０により出射される。
【０１９５】
図７に示されるように、位相調整部１２０は、偏光ビームスプレッタ１６０および第２のレンズ１３０の間に設けられている。また、位相調整部１２０は、物体光Ｅ１の光軸上に設けられている。位相調整部１２０の上側（図７の紙面上側）および下側（図７の紙面下側）の双方の領域には、偏光ビームスプレッタ１６０により出射される物体光Ｅ１が、入射する。位相調整部１２０は、入射する光の一部の位相を調整する。位相調整部１２０は、光源の光が被測定物２００を透過または反射して得られる光である物体光Ｅ１に基づいた信号光Ｅ（Ｓ）と、信号光Ｅ（Ｓ）との干渉光Ｅ２を得るための参照光Ｅ（Ｒ）の間の位相差を調整する。
【０１９６】
ここでは、図１を用いて説明した内容と同様に、位相調整部１２０は、当該位相調整部１２０の中心より上側（図７の紙面上側）の物体光Ｅ１と中心より下側（図７の紙面下側）の物体光Ｅ１に異なる変調を与えることで、両者の間に位相差を設ける。例えば、位相調整部１２０は、当該位相調整部１２０の中心より上側（図７の紙面上側）の物体光Ｅ１と中心より下側（図７の紙面下側）の物体光Ｅ１の両者を変調して位相差を与えても良い。あるいは、位相調整部１２０は、当該位相調整部１２０の中心より上側（図７の紙面上側）の物体光Ｅ１のみを変調することで中心より上側（図７の紙面上側）の位相を調整し、当該位相調整部１２０の中心より下側（図７の紙面下側）の物体光Ｅ１の位相を調整しなくても良い。
【０１９７】
ただし、これに限定されず、位相調整部１２０は、物体光Ｅ１の光路の中心より下側（図７の紙面下側）の物体光Ｅ１の位相を調整し、物体光Ｅ１の光の中心より上側（図７の紙面上側）の物体光Ｅ１の位相を調整しないものとしてもよい。位相調整部１２０は、例えば、当該位相調整部１２０の中心より上側（図７の紙面上側）もしくは下側（図７の紙面下側）の片側の物体光Ｅ１のみを変調した場合においては、位相調整部１２０は、当該位相調整部１２０により位相が調整された後の物体光Ｅ１を参照光Ｅ（Ｒ）とし、当該位相調整部１２０により位相が調整されない物体光Ｅ１を信号光Ｅ（Ｓ）として、出射する。
【０１９８】
このとき、位相調整部１２０は、当該位相調整部１２０の中心より上側（図７の紙面上側）の領域から出射される位相調整後の参照光Ｅ（Ｒ）の光量と、当該位相調整部１２０の中心より下側（図７の紙面下側）の領域から出射される信号光Ｅ（Ｓ）の光量とが同等になるように、調整して出射する。なお、位相調整部１２０は、図１を用いて説明したように、空間光変調器により構成される。空間変調器の構成等の詳細な説明は、図１を用いた説明の通りであるため、省略する。
【０１９９】
図７に示されるように、第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０および第１の検出器１４１の間に、設けられている。第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０から出射される参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）を集光する。すなわち、第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０により位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）とを集光する。
【０２００】
これにより、位相調整部１２０により出射される参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）の干渉した光（干渉光Ｅ２）を、検出器１４１で検出することができる。具体的には、位相調整部１２０により位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）とが干渉して、干渉光Ｅ２が発生する。この干渉光Ｅ２は、第１の検出器１４１に入射する。
【０２０１】
図７に示されるように、第１の検出器１４１は、第２のレンズ１３０に向かい合うように、設けられている。第１の検出器１４１には、第２のレンズ１３０により集光された干渉光Ｅ２が入射する。第１の検出器１４１は、参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）の干渉光Ｅ２を検出し、その検出した干渉光Ｅ２に基づいて、被測定物２００の光強度分布や屈折率を導出する。
【０２０２】
図７に示されるように、第３のレンズ１７０は、光源の光Ｅの光路に直交する方向に沿って、設けられている。第３のレンズ１７０は、偏光ビームスプレッタ１６０に向かい合うように、設けられている。第３のレンズ１７０は、偏光ビームスプレッタ１６０により分岐された物体光Ｅ１を、第２の検出器１４２へ向けて集光する。
【０２０３】
図７に示されるように、第２の検出器１４２は、第３のレンズ１７０に向かい合うように、設けられている。第２の検出器１４２は、第３のレンズ１７０により集光された光に基づいて、被測定物２００の光強度分布や屈折率を導出する。
【０２０４】
次に、光測定装置１００Ｄの動作について説明する。
【０２０５】
まず、光源の光Ｅが被測定物２００に入射する。光源光Ｅが被測定物２００を透過または反射すると、物体光Ｅ１が発生する。
【０２０６】
そして、物体光Ｅ１が、第１のレンズ１１０に入射する。第１のレンズ１１０は、入射される物体光Ｅ１を平行光束へ変換する。第１のレンズ１１０により平行光束にされた物体光Ｅ１は、偏光ビームスプレッタ１６０に入射する。
【０２０７】
偏光ビームスプレッタ１６０は、物体光Ｅ１を２方向に分岐する。偏光ビームスプレッタ１６０により分割された物体光Ｅ１の一方は、位相調整部１２０、第２のレンズ１３０および第１の検出器１４１の方向へ向けて、偏光ビームスプレッタ１６０により出射される。偏光ビームスプレッタ１６０により分割された物体光Ｅ１の他方は、第３のレンズ１７０および第２の検出器１４２の方向へ向けて、偏光ビームスプレッタ１６０により出射される。
【０２０８】
偏光ビームスプレッタ１６０により分割された物体光Ｅ１の一方は、位相調整部１２０に入射する。位相調整部１２０は、物体光Ｅ１の一部の位相を調整する。具体的には、たとえば、位相調整部１２０は、当該位相調整部１２０の上側の領域（図７の紙面上側）で物体光Ｅ１の位相を調整し、当該位相調整部１２０の下側の領域（図７の紙面下側）で物体光Ｅ１の位相を調整しない。
【０２０９】
位相調整部１２０は、当該位相調整部１２０の上側の領域から、位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）を出力し、当該位相調整部１２０の下側の領域から、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）を出射する。位相調整部１２０により出力された信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）は、第２のレンズ１３０に入射する。
【０２１０】
第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０から出射される信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）を、第１の検出器１４１に集光する。すなわち、第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０により位相が調整された後の参照光Ｅ（Ｒ）と、位相が調整されない信号光Ｅ（Ｓ）とを集光する。これにより、位相調整部１２０から出射される信号光Ｅ（Ｓ）および参照光Ｅ（Ｒ）が、干渉する。具体的には、参照光Ｅ（Ｒ）と信号光Ｅ（Ｓ）が干渉して、干渉光Ｅ２が発生する。干渉光Ｅ２は、第１の検出器１４１に入射する。
【０２１１】
検出器１４１は、参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）の干渉光Ｅ２を検出して、その検出された干渉光Ｅ２に基づいて、被測定物２００の光強度分布や屈折率を導出する。
【０２１２】
偏光ビームスプレッタ１６０により分割された物体光Ｅ１の他方は、第３のレンズ１７０に入射する。
【０２１３】
第３のレンズ１７０は、偏光ビームスプレッタ１６０により分割された物体光Ｅ１の他方を、第２の検出器１４２に集光する。そして、検出器１４２は、入射された光に基づいて、被測定物２００の光強度分布や屈折率を導出する。
【０２１４】
以上、光測定装置１００Ｄの動作について説明した。
【０２１５】
なお、図７に示す構成を基本構成として、たとえば、図３に示したように、被測定物を光路の途中に配置すれば、被測定物の光軸方向の光強度分布を取得することができる。また、図７に示す構成を基本構成として、図４に示される構成を組み合わせることにより、被測定物の光軸方向の反射光強度分布を測定することができる。また、図７に示す構成を基本構成として、図５に示される構成を組み合わせることにより、励起光の入射の有無によるスペクトル干渉縞の差異から被測定物で生じた屈折率変化を導出することができる。さらに、図７に示す構成を基本構成として、図６に示される構成を組み合わせることにより、被測定物の屈折率を測定することができる。
【０２１６】
以上の通り、本発明の第４の実施の形態における光測定装置１００Ｄは、偏光ビームスプリッタ１６０を備えている。偏光ビームスプリッタ１６０は、被測定物２００および第１の検出器１４１の間に、光源の光Ｅに沿って設けられている。偏光ビームスプリッタ１６０は、物体光Ｅ１を分割する。これにより、偏光ビームスプリッタ１６０により分岐された複数の光を用いて、被測定物２００の屈折率を測定することができる。
【０２１７】
また、本発明の第４の実施の形態における光測定装置１００Ｄは、複数の位相調整部１２０をさらに備えてもよい。このとき、複数の位相調整部１２０は、偏光ビームスプリッタ１６０により分割された複数の物体光Ｅ１の光軸に沿って設けられる。複数の位相調整部１２０は、複数の物体光Ｅ１の各々の位相を調整する。これにより、互いに位相が異なる複数の干渉光Ｅ２を生成することができる。
【０２１８】
＜第５の実施の形態＞
本発明の第５の実施の形態におけるマッハ・ツェンダ型の変調器の構成を説明する。この変調器の基本的な構成は、図１に示した光測定装置１００と同様であるが、被測定物２００を配置せずに光源光Ｅが変化しないままに、強度が一定の連続光が、図１の物体光Ｅ１のように第１のレンズ１１０の方向に進行する。以下の説明では、図１の物体光Ｅ１を、連続光として説明する。
【０２１９】
すなわち、図１に示した構成のように、第１のレンズ１１０と、位相調整部１２０と、第２のレンズ１３０と、検出器１４０とを備えることで、変調器として機能させることもできる。
【０２２０】
まず、図１において、被測定物２００を配置しない構成とする。この場合、光源光Ｅは変化せずに、強度が一定の連続光Ｅ１が、図１の物体光Ｅ１のように第１のレンズ１１０の方向に進行し、第１のレンズ１１０に入射する。
【０２２１】
第１のレンズ１１０は、強度が一定の連続光Ｅ１を平行光束に変換する。そして、第１のレンズ１１０により平行光束に変換された連続光Ｅ１は、位相調整部１２０に入射する。
【０２２２】
位相調整部１２０は、たとえば、当該位相調整部１２０の中心より上側（紙面上側）の連続光Ｅ１の位相を調整する。一方、位相調整部１２０は、当該位相調整部１２０の中心より下側（紙面下側）の連続光Ｅ１の位相を調整しない。
【０２２３】
位相調整部１２０は、当該位相調整部１２０により位相が調整された後の信号光Ｅ（Ｓ）と、位相が調整されない参照光Ｅ（Ｒ）とを、第２のレンズ１３０へ向けて出射する。
【０２２４】
ここで、上述の「概念を示す形態」では、位相調整部１２０により位相が調整された後の光を、参照光Ｅ（Ｒ）とし、位相が調整されない光を、信号光Ｅ（Ｓ）とした。一方、本実施の形態では、位相調整部１２０により位相が調整された後の光を、信号光Ｅ（Ｓ）とし、位相が調整されない光を、参照光Ｅ（Ｒ）とした。
【０２２５】
次に、第２のレンズ１３０は、位相調整部１２０から出射される参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）を集光する。これにより、位相調整部１２０により出射される参照光Ｅ（Ｒ）および信号光Ｅ（Ｓ）が干渉する。具体的には、参照光Ｅ（Ｒ）と、信号光Ｅ（Ｓ）とが干渉して、干渉光Ｅ２が、変調光として発生する。すなわち、連続光Ｅ１が第１のレンズ１１０、位相調整部１２０および第２のレンズ１３０を経ることにより、強度変化のある変調光(干渉光Ｅ２)となる。変調光（干渉光Ｅ２）は、検出器１４０に入射する。
【０２２６】
検出器１４０は、受信部として、参照光Ｅ（Ｒ）と、信号光Ｅ（Ｓ）の変調光（干渉光Ｅ２）を受信する。そして、検出器１４０は、変調光（干渉光Ｅ２）を検出し、その検出された変調光（干渉光Ｅ２）に基づいて、位相調整部１２０で与えた電気信号の変調に応じた変調信号を受信する。なお、第１のレンズ１１０、第２のレンズ１３０は、図１を用いて説明した内容と同様に、省略することもできる。
【０２２７】
一般に、光の干渉を利用した、マッハ・ツェンダ型の変調器として、キャリア・プラズマ効果を利用した電気光学変調器がある。電気光学変調器は、キャリア・プラズマ効果を利用して、キャリア濃度が変化する電気的な構造が作り込まれた光導波路等に対して、電圧などの電気信号の入力により屈折率に時間的な変化を与える。光導波路の屈折率が変化した結果、光導波路を伝搬する光に対して、位相変化が生じる。この位相変化は、マッハ・ツェンダ干渉計などに組み込むことで、強度変化へと変換される。入力する連続光は、マッハ・ツェンダ干渉計により強度を変調され、変調光として出力する。
【０２２８】
このようなマッハ・ツェンダ型変調器は、マッハ・ツェンダ干渉計を構成する２本のアームを備える。２本のアームは、それぞれ分岐等のない一本の光路になっている。マッハ・ツェンダ型変調器に入力された連続光は、分岐されて２本のアームを伝搬した後、光カプラ等で再び結合されて出力される。また、２本のアームには、それぞれの光路中の屈折率を変化させる構造が備わっている。例えば、光導波路では屈折率を変化させるための電極が、当該アームのほぼ全領域にわたって設けられている。そして、各電極を介して各アームに電界を印加し、その光導波路の屈折率を変化させることで、各アームを伝搬する光の位相を変化させ、各アームを伝搬してきた光に位相差を生じさせ、これらを干渉させることで、出力される光の強度を変化させている。
【０２２９】
図１における物体光Ｅ１を強度が一定の連続光として、第１のレンズ１１０を通過後の連続光を位相調整部１２０により、たとえば、当該位相調整部１２０の上側の領域（紙面上側）で連続光の位相を調整し、当該位相調整部１２０の下側の領域（紙面下側）で連続光の位相を調整しない。この時、外部からの電圧などの電気信号の入力により屈折率を時間的に変化させ、位相を時間的に調整する。これら位相を調整した光と位相を調整しない光を第２のレンズ１３０により、受信部として配置した検出器１４０に集光する。検出器１４０で検出する干渉光は、マッハ・ツェンダ型変調器と同様に、位相調整部１２０で与えた電気信号の変調に応じた変調信号となる。
【０２３０】
その他にも、位相調整部１２０により位相を調整し、検出器１４０で得た信号をフーリエ変換して情報を取得することもできる。
【０２３１】
以上、実施形態（及び実施例）を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態（及び実施例）に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【０２３２】
この出願は、２０１５年３月２５日に出願された日本出願特願２０１５−０６２０５４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０２３３】
１００、１００Ａ、１００ＡＡ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ    光測定装置
１１０    第１のレンズ
１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ    位相調整部
１３０    第２のレンズ
１４０、１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃ    検出器
１４１    第１の検出器
１４２    第２の検出器
１５０    非線形光学結晶
１６０    偏光ビームスプレッタ
１７０    第３のレンズ
１８０    外側のミラー
１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ、１９０ｄ    内側のミラー
２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ    被測定物
３００    光源
Ｅ    光源の光、光源光
Ｅ１    物体光
Ｅ２    干渉光
Ｅ（Ｒ）    参照光
Ｅ（Ｓ）    信号光
ＥＲ    励起光
Ｅ４    励起物体光
ＰＬ    パルス光
Ｅ６    パルス物体光
ＰＤ    分散パルス
Ｃ８    和周波
【図１】
2016152108.tif 000003
【図２】
2016152108.tif 000004
【図３】
2016152108.tif 000005
【図４】
2016152108.tif 000006
【図５】
2016152108.tif 000007
【図６】
2016152108.tif 000008
【図７】
2016152108.tif 000009
【図８】
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【国際調査報告】
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