(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファブリペロー干渉計（７００）用のミラープレート（１００）を作製する方法であって、
半透明の反射多層コーティング（６０）で覆われた基板（５０）を含むベーススラブ（５１）を設けるステップと、
１つまたは複数の中間層（６２）を前記ベーススラブ（５１）上に形成するステップであり、前記最下中間層（６２）がシリカ（ＳｉＯ2）から実質的に構成され、前記多層コーティング（６０）が前記最下中間層（６２）によって少なくとも部分的に覆われるように、前記１つまたは複数の中間層（６２）を形成するステップと、
前記１つまたは複数の中間層（６２）の最上部に導電材料を成膜することによって、１つまたは複数の静電容量センサ電極（９０ａ、９０ｂ）を形成するステップと、
エッチングによって少なくとも前記最下中間層（６２）を除去することで、前記多層コーティング（６０）の露出した開口部分（ＡＰ１）を形成するステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記最下中間層（６２）の前記材料は、第１のエッチング（ＥＴＣＨ１）によって除去され、前記多層コーティング（６０）の最上層（６１）の材料は、前記最上層（６１）が前記第１のエッチング（ＥＴＣＨ１）に対して実質的に耐性を有するように選択されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記最下中間層（６２）の厚さ（ｄ62）は、１μｍから４μｍの範囲である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記電極（９０ａ、９０ｂ）は、前記最下中間層（６２）の最上面（６２Ｓ）に成膜される、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記最下中間層（６２）に第２の基板（７０’）を接合することによって第２の中間層（７０）を形成するステップを含み、
前記１つまたは複数のセンサ電極（９０ａ、９０ｂ）が、前記第２の中間層（７０）の形成後に形成され、
前記露出した開口部分（ＡＰ１）が、前記１つまたは複数のセンサ電極（９０ａ、９０ｂ）の形成後に、エッチングによって前記中間層の材料を除去することで形成される、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記第２の基板（７０’）が前記最下中間層（６２）に接合された後に、前記第２の基板（７０’）の厚さ（ｄ70'）を薄くするステップを含み、
前記１つまたは複数のセンサ電極（９０ａ、９０ｂ）が、前記第２の基板（７０’）の前記厚さ（ｄ７０’）を薄くした後で形成される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
第２のエッチング（ＥＴＣＨ２）によって前記第２の中間層（７０）の材料を除去するステップを含み、前記第２のエッチング（ＥＴＣＨ２）は、前記最下中間層（６２）が前記第２のエッチング（ＥＴＣＨ２）に対して実質的に耐性を有するように選択されている、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の方法によって第１ミラープレート（１００）を作成するステップと、
前記第１ミラープレート（１００）と第２ミラープレート（２００）を備えたファブリペロー干渉計（３００）を組み立てるステップと、を備えたファブリペロー干渉計（３００）の製造方法であって、
前記第２のミラープレート（２００）が対向電極（２９０）を備え、前記干渉計（３００）は調整可能なミラー間隔（ｄF）を有し、前記ミラープレート（１００、２００）の前記電極（９０ａ、９０ｂ、２９０）はキャパシタを形成し、前記キャパシタの静電容量（Ｃd）は前記ミラー間隔（ｄF）に依存する、ファブリペロー干渉計（３００）の製造方法。
【請求項９】
前記ファブリペロー干渉計（３００）が、前記キャパシタンス（Ｃd）を示すセンサ信号（Ｓd）を提供するように構成される静電容量モニタユニット（４１０）をさらに設ける、請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の製造方法で前記干渉計（３００）を製造し、前記干渉計（３００）を透過する光（ＬＢ２）を検出するように構成される画像センサ（６００）に前記干渉計（３００）を光学的に結合する、分光計（７００）の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半透明のミラーを作製することに関し、本発明はファブリペロー干渉計用に好適である。
【背景技術】
【０００２】
ファブリペロー干渉計は第１の半透明のミラーおよび第２の半透明のミラーを含み、第１の半透明のミラーおよび第２の半透明のミラーは光共振器を形成するように配置される。ファブリペロー干渉計は、１つまたは複数の透過ピークを提供することができる。ミラー間の距離を変化させることによって、透過ピークのスペクトル位置を変化させることができる。ミラー間の距離は、ミラーギャップまたはミラー間隔と呼ぶことができる。
【０００３】
干渉計は、ミラー間隔を調整するために、例えば圧電アクチュエータを含むことができる。圧電アクチュエータは、駆動電圧をアクチュエータに印加することによって駆動することができ、駆動電圧の各電圧値は異なるミラー間隔と関係付けることができる。ミラー間隔の値は、例えば回帰関数を用いて駆動電圧の対応する値から決定することができる。回帰関数は、ミラー間隔を変化させ、干渉計を通るレーザー光線の透過をモニタすることによって、決定することができる。透過強度が最大に達する場合に、ミラー間隔の値はファブリペロー透過関数を用いてレーザー光線の波長から算出することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ファブリペロー干渉計用のミラープレートを形成する方法を提供することである。本発明の目的は、ファブリペロー干渉計を提供することであり、該ファブリペロー干渉計はミラープレートを含む。本発明の目的は、分光計を提供することであり、該分光計はファブリペロー干渉計を含む。本発明の目的は、ファブリペロー干渉計用のミラープレートを提供することである。本発明の目的は、ファブリペロー干渉計を提供することである。本発明の目的は、分光計を提供することであり、該分光計はファブリペロー干渉計を含む。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、請求項１の方法が提供される。
【０００６】
本発明の第２の態様によれば、請求項８のミラープレートが提供される。
【０００７】
本発明の第３の態様によれば、請求項１０のファブリペロー干渉計が提供される。
【０００８】
本発明の第４の態様によれば、請求項１２の分光計が提供される。
【０００９】
ファブリペロー干渉計は、分光分析のために用いることができる。例えば、ガス分析器は、１つまたは複数の所定の波長における光吸収に基づくガスの濃度測定用のファブリペロー干渉計を含むことができる。例えば、イメージングスペクトロメータは、高いスペクトル分解能を有する対象物のカラー画像を提供するためのファブリペロー干渉計を含むことができる。
【００１０】
ファブリペロー干渉計は、第１のミラープレートおよび第２のミラープレートを含む。干渉計のミラープレートによって、１つまたは複数の波長において強め合う干渉が生じる場合があり、強め合う干渉は干渉計の透過関数の透過ピークと一致する。干渉計のスペクトル分解能は、透過ピークのスペクトル幅に依存する。低い干渉次数では、透過ピークのスペクトルＦＷＨＭ幅は、例えば数十ナノメートルになり得る。スペクトル分解能は、大きいミラー間隔を用いることにより改善することができ、スペクトル分解能は高い干渉次数での動作を可能にする。低い干渉次数で動作する場合には、一対のミラープレートによって提供される透過ピークのスペクトル幅は、例えば約１０ｎｍであり得るが、高い干渉次数で動作する場合には、同じ一対のミラープレートによって提供される透過ピークのスペクトル幅は、例えば１ｎｍ未満であり得る。例えば、ミラー間隔が２．２５μｍであり、波長が４５００ｎｍである場合には、一対のミラープレートの透過ピークのスペクトルＦＷＨＭ幅は、例えば１０ｎｍに略等しくなり得る。また、ミラー間隔が４５μｍであり、波長が４５００ｎｍである場合には、例えば同じ一対のミラープレートの透過ピークのスペクトルＦＷＨＭ幅は０．８ｎｍに略等しくなり得る。ＦＷＨＭは、半値幅を意味する。２．２５μｍのミラー間隔は、４５００ｎｍの波長で、１次の（強め合う）干渉をもたらすことができる。４５μｍのミラー間隔は、４５００ｎｍの波長で、２０次の（強め合う）干渉をもたらすことができる。例えば、３μｍのミラー間隔は、６００ｎｍの波長で、１０次の干渉をもたらすことができ、３００μｍのミラー間隔は、６００ｎｍの波長で、１０００次の干渉をもたらすことができる。
【００１１】
透過ピークのスペクトル位置は、ミラー間隔を微調整することによって変化させることができる。透過ピークのスペクトル位置は、ミラー間隔をモニタすることによって決定することができる。ファブリペロー干渉計は、ミラー間隔をモニタするための静電容量電極を含むことができる。ファブリペロー干渉計のミラープレートは電極を含むことができ、該電極はセンサキャパシタを共に形成することができる。センサキャパシタの電極は、例えばセンサ電極と呼ぶことができる。センサ電極は、センサ電極間の距離がミラー間隔に依存するように、ミラープレートに実装することができる。センサ電極は、センサ電極がミラープレートと共に移動するように、ミラープレートに実装することができる。ミラー間隔の変化によって、電極間の距離を変化させることができる。電極間の距離は、電極ギャップと呼ぶことができる。センサキャパシタの静電容量は電極ギャップに依存し得るが、センサキャパシタの静電容量はまたミラー間隔にも依存する。従って、電極によって形成されるセンサキャパシタの静電容量をモニタすることによって、ミラー間隔を決定することができる。１次近似では、センサキャパシタの静電容量は、電極ギャップに反比例することができる。しかし、電極ギャップが大きい場合には、センサキャパシタの静電容量は非常に小さいので、高い精度で容量値を測定することが困難になるおそれがある。さらにまた、電極ギャップが大きくなる場合には、測定された容量値からミラー間隔を決定する精度が低下するおそれがある。さらに、電極ギャップが大きい場合には、センサキャパシタは電磁妨害（ＥＭＩ）をより受けやすくなるおそれがある。大きいミラー間隔を用いる場合には、持ち上げられたセンサ電極を有するミラープレートを用いることによって、静電容量からミラー間隔を決定する精度を実質的に改善することができる。電極ギャップがミラー間隔より実質的に小さくなり得るように、ミラープレートの電極はミラープレートの反射多層コーティングに対して突出することができる。
【００１２】
持ち上げられた電極は支持体上に実装することができ、支持体はシリカの最下層を含む。持ち上げられた電極は、以下のステップを含む方法によって実装することができる。すなわち、最下中間層がシリカから構成されるようにミラープレート上の１つまたは複数の中間層を成膜するステップ、前記１つまたは複数の中間層の最上部に導電材料の１つまたは複数の層を成膜するステップ、および、露出した開口部分を形成するためにエッチングによって中間層の材料を局所的に除去するステップを含む方法である。
【００１３】
ファブリペロー干渉計７００のミラープレート１００を作製する方法は、以下のステップを含むことができる。すなわち、半透明の反射多層コーティング６０で覆われた基板５０を含むベーススラブ５１を設けるステップ、最下中間層６２がシリカ（ＳｉＯ2）から実質的に構成され、多層コーティング６０が最下中間層６２によって少なくとも部分的に覆われるように、１つまたは複数の中間層６２をベーススラブ５１上に形成するステップ、中間層６２の最上部に導電材料を成膜することによって、１つまたは複数の静電容量センサ電極９０、９０ａ、９０ｂを形成するステップ、および、多層コーティング６０の露出した開口部分ＡＰ１を形成するためにエッチングＥＴＣＨ１によって最下中間層６２の材料を除去するステップを含むことができる。
【００１４】
ミラープレート１００は、以下を含むことができる。すなわち、半透明の反射多層コーティング６０で覆われた基板５０を有するベーススラブ５１、最下中間層６２がシリカ（ＳｉＯ2）から実質的に構成されるように、ベーススラブ５１に実装される１つまたは複数の中間層６２、７０、中間層６２、７０の最上部に実装される１つまたは複数の静電容量センサ電極９０、９０ａ、９０ｂ、および、光ＬＢ１を反射かつ透過するための多層コーティング６０の露出した開口部分ＡＰ１を含むことができる。
【００１５】
ここで、多層コーティング６０の露出した開口部分ＡＰ１に対する容量電極９０、９０ａ、９０ｂの高さｄ１は、１μｍから１０００μｍの範囲である。
【００１６】
容量測定によりミラー間隔を決定する精度は、ミラープレートを用いることにより改善することができ、そのミラープレートはシリカ層によって支持される１つまたは複数の持ち上げられた電極を有する。狭い透過ピークを提供するために、ミラー間隔は例えば３μｍから１０００μｍの範囲とすることができる。
【００１７】
シリカ層は、成膜された電極のために非常に安定で略平行な支持体を提供することができるが、除去可能なマスクとしてシリカ層を用いることもできる。そのマスクは、付加的な材料層をミラープレートに付加する間、反射多層コーティングの壊れやすい表面を保護する。
【００１８】
一実施形態では、作製されたミラープレートは、例えば３００°Ｃまで、あるいは４００°Ｃまでの高い動作温度に耐えることができる。一実施形態では、動作温度のばらつきによって生じる幾何学的変形を低減するために、シリカ層の熱膨張率がミラープレートの基板の熱膨張率と略一致するように、ミラープレートの基板を選択することができる。
【００１９】
シリカ層によって支持される１つまたは複数の持ち上げられたセンサ電極を用いることにより、低コストで、高速で、正確で、小型で、耐衝撃性があり、および／または軽量な干渉計を提供することができる。
【００２０】
一実施形態では、いくつかの静電容量センサを用いることにより、例えば光学的開口の中心でのミラー間隔値を提供することに加えて、第１のミラープレートに対する第２のミラープレートの傾斜角に関する情報を提供することができる。
【００２１】
ミラープレートの持ち上げられた電極は、第１のミラープレートの反射多層コーティングが第２のミラープレートの反射するコーティングと偶然に接触することを防止することができる。
【００２２】
以下の実施例においては、下記の添付図面を参照して、実施形態についてさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】例として、ファブリペロー干渉計を含む分光計、および画像センサの断面側面図を示す。
【図２ａ】例として、ファブリペロー干渉計および画像センサの分光特性を示す。
【図２ｂ】例として、ファブリペロー干渉計および画像センサの組合せの検出器ピクセルのスペクトル感度を示す。
【図３ａ】例として、センサ電極の静電容量の関数としてミラー間隔を示す。ここで、電極ギャップはミラー間隔に略等しい。
【図３ｂ】例として、センサ電極の静電容量の関数としてミラー間隔を示す。ここで、電極ギャップはミラー間隔より実質的に小さい。
【図４ａ】例として、基板上に実装された反射多層コーティングを含むベーススラブの断面側面図を示す。
【図４ｂ】例として、ベーススラブ上にシリカを成膜することにより中間層を形成するステップの断面側面図を示す。
【図４ｃ】例として、中間層上に導電層を成膜するステップの断面側面図を示す。
【図４ｄ】図４ｄは、例として、ミラープレートの開口領域からシリカを除去するステップの断面側面図を示す。
【図４ｅ】例として、ミラープレート上に持ち上げられたセンサ電極を実装するための方法ステップを示す。
【図５ａ】例として、反射多層コーティングが基板の上表面の全体を覆わないベーススラブの断面側面図を示す。
【図５ｂ】例として、ベーススラブ上にシリカを成膜することにより中間層を形成するステップの断面側面図を示す。
【図５ｃ】例として、中間層の最上面を平坦化するステップの断面側面図を示す。
【図５ｄ】例として、作製途中のミラープレートの断面側面図を示す。ここで、中間層の最上面が平坦化されている。
【図５ｅ】例として、中間層上に導電層を成膜するステップの断面側面図を示す。
【図５ｆ】例として、ミラープレートの開口領域からシリカを除去するステップの断面側面図を示す。
【図６ａ】例として、基板上に実装された反射多層コーティングを含むベーススラブの断面側面図を示す。
【図６ｂ】例として、ベーススラブ上にシリカを成膜することにより第１の中間層を形成するステップの断面側面図を示す。
【図６ｃ】例として、シリカ層上に第２の基板を配置するステップの断面側面図を示す。
【図６ｄ】例として、シリカ層上に第２の基板を接合するステップの断面側面図を示す。
【図６ｅ】例として、第２の基板の厚さを低減することにより第２の中間層を形成するステップの断面側面図を示す。
【図６ｆ】例として、第１の中間層および第２の中間層を含む作製途中のミラープレートの断面側面図を示す。
【図６ｇ】例として、第２の中間層上に導電層を成膜するステップの断面側面図を示す。
【図６ｈ】例として、ミラープレートの開口領域から第２の基板の材料を除去するステップの断面側面図を示す。
【図６ｉ】例として、ミラープレートの開口領域からシリカを除去するステップの断面側面図を示す。
【図６ｊ】例として、センサ電極をミラープレート上に実装するための方法ステップを示す。
【図７ａ】例として、ファブリペロー干渉計の第１のミラープレートおよび第２のミラープレートの３次元分解図を示す。
【図７ｂ】例として、図７ａのファブリペロー干渉計のセンサ電極の位置の３次元図を示す。
【図８ａ】例として、第１のミラープレートが持ち上げられたセンサ電極を有するファブリペロー干渉計の断面側面図を示す。
【図８ｂ】例として、両方のミラープレートが持ち上げられたセンサ電極を有するファブリペロー干渉計の断面側面図を示す。
【図８ｃ】例として、第１のミラープレートの多層コーティングが電極の下に延長しないファブリペロー干渉計の断面側面図を示す。
【図９ａ】例として、ミラー間隔を較正するための構成を示す。
【図９ｂ】例として、透過ピークのスペクトル位置を示す。
【図１０】例として、対象物のスペクトルを示す。
【図１１】例として、対象物の複数の点の強度値を決定するステップを示す。
【図１２ａ】例として、第１のピクセルおよび第２のピクセルを含む検出器アレイの端面図を示す。
【図１２ｂ】例として、ピクセルがベイヤー（Ｂａｙｅｒ）行列に従って配列される検出器アレイの端面図を示す。
【図１２ｃ】例として、２つの検出器アレイおよびスプリッタを含む画像センサの側面図を示す。
【図１２ｄ】例として、積層した検出器アレイを含む画像センサの側面図を示す。
【図１３】例として、アクチュエータがフレームに取り付けられたファブリペロー干渉計の断面側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に示すように、分光計７００は、ファブリペロー干渉計３００を含むことができる。対象物ＯＢＪ１は光ＬＢ１を反射、放射、および／または透過することができ、対象物ＯＢＪ１は光ＬＢ１のスペクトルをモニタするために干渉計３００を介して結合することができる。対象物ＯＢＪ１の光ＬＢ１の反射、透過（吸収）、および／または放射を測定するために、例えば干渉計３００を用いることができる。
【００２５】
ファブリペロー干渉計３００は、第１のミラープレート１００および第２のミラープレート２００を含む。第１のミラープレート１００は、半透明の反射多層コーティングを含むことができ、その多層コーティングは外層６１を有する。第１のミラープレート１００は、光ＬＢ１を透過および／または反射するための開口部分ＡＰ１を有することができる。開口部分ＡＰ１は、半透明の反射多層コーティングの露出した部分であってもよく、該露出した部分は光ＬＢ１を透過および／または反射することができる。開口部分ＡＰ１に入射する光ＬＢ１は、開口部分ＡＰ１を通り透過することができる。および／または、開口部分ＡＰ１に入射する光ＬＢ１は、開口部分ＡＰ１によって反射することができる。所与の波長で強め合う干渉を透過光に与えて、開口部分ＡＰ１が光を透過できるように、ミラー間隔ｄFを調整することができる。一方、所与の波長で弱め合う干渉を透過光に与えて、開口部分ＡＰ１が光を反射できるように、ミラー間隔ｄFを選択することができる。
【００２６】
例えば、開口部分ＡＰ１の幅は、０．５ｍｍから２．０ｍｍの範囲、２ｍｍから２０ｍｍの範囲、２０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲、または５０ｍｍから１００ｍｍの範囲とすることができる。開口部分ＡＰ１の幅は、例えば０．５ｍｍから５０ｍｍの範囲とすることができる。開口部分ＡＰ１の幅は、例えば２．０ｍｍから５０ｍｍの範囲とすることができる。開口部分ＡＰ１は、例えば略円形の形状、または略矩形の形状を有することができる。
【００２７】
第２のミラープレート２００は、半透明の反射コーティングを含むことができ、その反射コーティングは外層２６１を有する。第２のミラープレートの露出層２６１は、第１のミラープレートの露出層６１に対向することができる。
【００２８】
少なくとも第１のミラープレート１００は、１つまたは複数の持ち上げられたセンサ電極９０を有することができる。持ち上げられたセンサ電極９０は、中間層６２によって支持することができる。第２のミラープレート２００は、１つまたは複数の対向電極２９０を有することができる。電極９０、２９０は、センサキャパシタを共に形成することができ、その容量値Ｃdはミラー間隔ｄFに依存する。本明細書では、記号Ｃdはキャパシタ（物理的デバイス）を示し、また静電容量（測定可能な物理量）も示す。電極９０、２９０は、キャパシタ極板と呼ぶこともできる。
【００２９】
ミラー間隔ｄFは、層６１と層２６１との間の距離を示すことができる。電極ギャップｄCは、電極９０と電極２９０との間の距離を示すことができる。ミラー間隔ｄFは、１つまたは複数のアクチュエータ３０１によって調整することができる。
【００３０】
１つまたは複数のアクチュエータ３０１は、第１のミラープレート１００に対して第２のミラープレート２００を移動させるように（または第２のミラープレート２００に対して第１のミラープレート１００を移動させるように）構成することができる。アクチュエータ３０１は、例えば、圧電アクチュエータ、電歪アクチュエータ、またはフレキソエレクトリックアクチュエータであってもよい。ミラープレート１００、２００の反射多層コーティングは、略平面で互いに略平行であってもよい。層６１および層２６１は、略平面で互いに略平行であってもよい。
【００３１】
ミラープレート１００の開口部分ＡＰ１の平坦度は、好適なフィネス（すなわち、透過ピークのスペクトル幅に対する自由スペクトル領域の比）を提供するために、例えば、λN／２０より良好であり、λN／５０より良好であり、λN／１００より良好であり、あるいはさらにλN／２００より良好であり得る。λNは、所定の動作波長を示す。例えば、所定の動作波長λNは、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、１０００ｎｍ、２０００ｎｍ、または４０００ｎｍであってもよい。平坦度がλN／１００より良好である場合には、これは、ピークから谷までの偏差のＲＭＳがλN／１００より小さいことを意味する。ＲＭＳは、２乗平均平方根を意味する。
【００３２】
電極９０、２９０は、センサキャパシタを共に形成することができ、その静電容量Ｃdはミラー間隔ｄFに依存する。センサキャパシタの電極９０、２９０は、例えば導体１１０ａ、１１０ｂを用いて静電容量モニタユニット４１０に接続することができる。
【００３３】
静電容量Ｃdの値は、ミラー間隔ｄFを示すことができる。静電容量モニタユニット４１０は、静電容量Ｃdを示すセンサ信号Ｓdを提供することができる。静電容量モニタユニット４１０は、電極ギャップｄCを示すセンサ信号Ｓdを提供することができる。静電容量モニタユニット４１０は、ミラー間隔ｄFを示すセンサ信号Ｓdを提供することができる。静電容量モニタユニット４１０は、透過ピークＰＥＡＫ１（図２ａを参照）のスペクトル位置を示すセンサ信号Ｓdを提供することができる。センサ信号Ｓdは、フィードバック信号と呼ぶこともできる。
【００３４】
静電容量モニタユニット４１０は、例えば、センサキャパシタに所定の電流を流して、センサキャパシタを所定の電圧に充電させるために必要な時間を測定することによって、静電容量Ｃdを測定するように構成することができる。静電容量モニタユニット４１０は、例えば、共振回路の一部としてセンサキャパシタを結合して、共振回路の共振周波数を測定することによって、静電容量Ｃdを測定するように構成することができる。静電容量モニタユニット４１０は、例えば、電荷を第２のタンクキャパシタへ反復して移すために静電容量Ｃdを用いて、所定のタンクキャパシタ電圧に達するために必要な電荷移送周期の数をカウントすることによって、静電容量Ｃdを測定するように構成することができる。
【００３５】
分光計７００は、制御ユニットＣＮＴ１を含むことができる。制御ユニットＣＮＴ１は、ミラー間隔ｄFを調整するために制御信号ＳＥＴDを干渉計３００に送信するように構成することができる。干渉計３００は、ドライバユニット４２０を含むことができる。ドライバユニット４２０は、例えば、デジタル制御信号ＳＥＴDを、アクチュエータ３０１、３０２、３０３を駆動するために好適なアナログ信号に変換することができる。ドライバユニット４２０は、圧電アクチュエータ３０１、３０２、３０３を駆動するために信号ＨＶ１を提供することができる。具体的には、ドライバユニット４２０は、例えば、高電圧信号ＨＶ１を、圧電アクチュエータ３０１、３０２、３０３を駆動するために提供することができる。
【００３６】
真のミラー間隔ｄFをモニタするために、センサ信号Ｓdを用いることができる。分光計７００のスペクトル応答は、例えばミラー間隔ｄFの関数として較正することができる。分光計７００は、較正パラメータＤＰＡＲ２を記憶するためのメモリＭＥＭ２を含むことができる。ミラー間隔ｄFは、例えば較正パラメータＤＰＡＲ２を用いて、センサ信号Ｓdから決定することができる。
【００３７】
分光計７００は、光検出器６００をさらに含むことができる。具体的には、検出器は画像センサ６００であってもよい。画像センサ６００は、１つまたは複数の検出器アレイ６０１を含むことができる。ファブリペロー干渉計３００は、対象物ＯＢＪ１から得られる光ＬＢ１をフィルタリングすることによって、透過光ＬＢ２を形成することができる。干渉計３００は、画像センサ６００に光学的に結合することができる。透過光ＬＢ２は、画像センサ６００に入射することができる。透過光ＬＢ２は、光学像ＩＭＧ１を形成することができ、光学像ＩＭＧ１は画像センサ６００によって取り込むことができる。
【００３８】
分光計７００は、撮像光学系５００を任意に含むことができる。撮像光学系５００は、画像センサ６００上に、対象物ＯＢＪ１の１つまたは複数の２次元光学像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２を形成するように構成することができる。具体的には、撮像光学系５００は、画像センサ６００に光ＬＢ２の焦点を合わせるように構成することができる。撮像光学系５００は、例えば、１つまたは複数の屈折レンズ、および／または１つまたは複数の反射面（例えば放物面反射器）を含むことができる。撮像光学系５００は、例えば、干渉計３００と画像センサ６００との間、および／または対象物ＯＢＪ１と干渉計３００との間に配置することができる。撮像光学系５００の１つまたは複数の構成要素を干渉計３００の前に配置してもよく、撮像光学系５００の１つまたは複数の構成要素を干渉計３００の後に配置してもよい。例えば分光計７００が非結像分光分析に用いられる場合には、光学系５００を省略することができる。非結像分光分析のためには、センサ６００は非結像検出器であってもよい。
【００３９】
画像センサ６００は、１つまたは複数の光学像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２をデジタル画像に変換することができる。画像センサ６００は、対象物ＯＢＪ１のデジタル画像を取り込むように構成することができる。デジタル画像は、２次元の単色画像であってもよい。デジタル画像は、２次元のカラー画像であってもよい。画像センサ６００は光に応答するピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３を含むことができ、ピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３は検出器信号ＳR、ＳG、ＳBを提供するように構成される。
【００４０】
分光計７００は、対象物ＯＢＪ１の画像ＩＭＧ１を画像センサ６００（図１１を参照）上に形成するように構成することができる。そして、対象物ＯＢＪ１に対して分光計５００の方向を変化させる必要なしに、対象物ＯＢＪ１の２つ以上の異なる部分について略同時にスペクトル強度を測定することができる。
【００４１】
検出器アレイは、例えば、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）画像センサ、またはＣＣＤ（電荷結合素子）画像センサであってもよい。ＳＸ、ＳＹおよびＳＺは、直交方向を示す。光ＬＢ２は、方向ＳＺに実質的に伝搬することができる。画像センサ６００は、方向ＳＸおよび方向ＳＹによって定義される平面に略平行であってもよい。
【００４２】
画像センサ６００は、例えば、紫外領域、可視領域、および／または赤外領域において感度が高くてもよい。分光計７００は、例えば紫外領域、可視領域、および／または赤外領域のスペクトル強度を測定するように構成することができる。
【００４３】
分光計７００は、較正パラメータＣＡＬＰＡＲ１を記憶するためのメモリＭＥＭ１を含むことができる。分光計７００は、画像センサ６００から１つまたは複数の検出器信号値ＳR、ＳG、ＳBを取得し、較正パラメータＣＡＬＰＡＲ１を用いて、検出器信号値ＳR、ＳG、ＳBから１つまたは複数の強度値Ｘ（λ0）、Ｘ（λ1）、Ｘ（λ2）を決定するように構成することができる。各ミラー間隔ｄFにおいて、光ＬＢ１の１つまたは複数の強度値Ｘ（λ0）、Ｘ（λ1）、Ｘ（λ2）は、較正パラメータＣＡＬＰＡＲ１を用いて、検出器信号ＳR、ＳG、ＳBから決定することができる。較正パラメータＣＡＬＰＡＲ１は、例えば以下の方程式に現れる３×３行列の要素値を含むことができる。
【００４４】
【数１】
0005954801.tif 000002
【００４５】
較正パラメータＣＡＬＰＡＲ１は、例えば、シミュレーションによって、および／または実験的な測定によって、決定することができる。方程式（１）に現れる記号−１は、逆行列演算を意味する。パラメータＱRn、ＱGn、ＱBn、ＱRn+1、ＱGn+1、ＱBn+1、ＱRn+2、ＱGn+2、ＱBn+2の意味は、図２ｂの文脈で説明する。
【００４６】
分光計７００は、出力ＯＵＴ１を記憶するためのメモリＭＥＭ３を任意に含むことができる。出力ＯＵＴ１は、例えば、検出器信号ＳR、ＳG、ＳB、および／または検出器信号ＳR、ＳG、ＳBから決定される強度値を含むことができる。出力ＯＵＴ１は、対象物ＯＢＪ１の１つまたは複数のデジタル画像を含むことができる。
【００４７】
分光計７００は、コンピュータプログラムＰＲＯＧ１を記憶するためのメモリＭＥＭ４を含むことができる。コンピュータプログラムＰＲＯＧ１は、１つまたは複数のデータプロセッサ（例えばＣＮＴ１）によって実行される場合に、光センサ６００から１つまたは複数の検出器信号値ＳR、ＳG、ＳBを取得し、較正パラメータＣＡＬＰＡＲ１を用いて、検出器信号値ＳR、ＳG、ＳBから１つまたは複数の強度値Ｘ（λ0）、Ｘ（λ1）、Ｘ（λ2）を決定するように構成することができる。分光計７００は、１つまたは複数の強度値Ｘ（λ0）、Ｘ（λ1）、Ｘ（λ2）を提供するように構成することができる。一実施形態では、分光計７００は、測定された強度値Ｘ（λ0）を基準値と比較するように構成することができる。一実施形態では、分光計７００は、測定された強度値の比率Ｘ（λ0）／Ｘ（λ1）を基準値と比較するように構成することができる。
【００４８】
分光計５００は、例えば、情報を表示するための、および／またはコマンドを受け取るためのユーザーインターフェースＵＳＲ１を任意に含むことができる。ユーザーインターフェースＵＳＲ１は、例えばディスプレイ、キーパッド、および／またはタッチスクリーンを含むことができる。
【００４９】
分光計５００は、通信ユニットＲＸＴＸ１を任意に含むことができる。通信ユニットＲＸＴＸ１は、例えば、コマンドを受信し、較正データを受信し、および／または、出力データＯＵＴ１を送信するために、信号ＣＯＭ１を送信および／または受信することができる。通信ユニットＲＸＴＸ１は、例えば有線および／または無線の通信能力を有することができる。通信ユニットＲＸＴＸ１は、例えばローカル無線ネットワーク（ＷＬＡＮ）、インターネット、および／またはモバイル電話ネットワークと通信するように構成することができる。
【００５０】
分光計５００は、単一の物理ユニットとして、または、別々のユニットの組合せとして実装することができる。
【００５１】
分光計５００は、光センサ６００のスペクトル応答を制限するために、１つまたは複数の光学的カットオフフィルタ５１０、５２０を任意に含むことができる。フィルタ５１０、５２０は、分光計７００のスペクトル領域を定義することができる。フィルタ５１０、５２０は、干渉計３００の前に、および／またはその後に配置することができる。
【００５２】
分光計７００は、透過ピークＰＥＡＫ１、ＰＥＡＫ２（図２ａ）を狭帯域幅にするために、例えば、レンズおよび／または開口を任意に含むことができ、レンズおよび／または開口は干渉計３００を透過する光ＬＢ２の発散を制限するように構成される。例えば、光ＬＢ２の発散が５度以下になるように制限することができる。集束光学系５００を用いる場合には、ミラープレート１００、２００によって形成される光共振器における光の発散を最小にするために、光学系５００を干渉計３００とセンサ６００との間に配置することができる。
【００５３】
図２ａは、例として、ファブリペロー干渉計３００のスペクトル透過率、検出器ピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３のスペクトル感度、および任意の光学的フィルタ５１０の通過帯域を示す。
【００５４】
図２ａの最上部の曲線は、ファブリペロー干渉計３００のスペクトル透過率ＴF（λ）を示す。スペクトル透過率ＴF（λ）は、ファブリペロー干渉計３００の１つまたは複数の隣接する透過率ピークＰＥＡＫ１、ＰＥＡＫ２、ＰＥＡＫ３を有することができる。例えば、第１の透過率ピークＰＥＡＫ１は波長λ0であってもよく、第２の透過率ピークＰＥＡＫ２は波長λ1であってもよく、第３の透過率ピークＰＥＡＫ１は波長λ2であってもよい。透過ピークＰＥＡＫ１、ＰＥＡＫ２、ＰＥＡＫ３のスペクトル位置λ0、λ1、λ2は、ファブリペロー透過関数に従ってミラー間隔ｄFに依存し得る。第１のピークＰＥＡＫ１のスペクトル位置は、ミラー間隔ｄFの関数λ0（ｄF）であり得る。第２のピークＰＥＡＫ２のスペクトル位置は、ミラー間隔ｄFの関数λ1（ｄF）であり得る。第３のピークＰＥＡＫ３のスペクトル位置は、ミラー間隔ｄFの関数λ2（ｄF）であり得る。ミラー間隔ｄFを変化させることによって、透過ピークのスペクトル位置を変化させることができる。ミラー間隔ｄFを微調整することによって、透過ピークのスペクトル位置を変化させることができる。
【００５５】
透過ピークＰＥＡＫ１、ＰＥＡＫ２、ＰＥＡＫ３は、ファブリペロー干渉計の通過帯域と呼ぶこともできる。スペクトル位置λ0、λ1、λ2は、ミラー間隔ｄFを変化させることによってシフトさせることができる。隣接するピーク間の自由スペクトル領域ＦＳＲは、ミラー間隔ｄFに依存し得る。ファブリペロー干渉計は、少なくとも１つの透過ピークのスペクトル位置をモニタするための容量電極を含むことができる。
【００５６】
ファブリペロー干渉計の各透過ピークＰＥＡＫ１、ＰＥＡＫ２、ＰＥＡＫ３は、特定の干渉次数と関係付けることができる。例えば、第１の透過率ピークＰＥＡＫ１は干渉次数ｍと関係付けることができ、第２の透過率ピークＰＥＡＫ２は干渉次数ｍ＋１と関係付けることができ、第３の透過率ピークＰＥＡＫ３は干渉次数ｍ＋２と関係付けることができる。干渉次数ｍは、例えば正の整数とすることができる。
【００５７】
上から２番目の曲線は、例として、光検出器６００の第１のピクセルＰ１のスペクトル感度ηR（λ）を示す。上から３番目の曲線は、画像センサ６００の第２のピクセルＰ２のスペクトル感度ηG（λ）を示す。上から４番目の曲線は、画像センサ６００の第３のピクセルＰ３のスペクトル感度ηB（λ）を示す。第１のピクセルＰ１は例えば赤のピクセルと呼ぶことができ、第２のピクセルＰ２は例えば緑のピクセルと呼ぶことができ、第３のピクセルＰ３は例えば青のピクセルと呼ぶことができる。
【００５８】
分光計５００は、分光計７００のスペクトル応答を制限するために、１つまたは複数の光学的カットオフフィルタ５１０、５２０を任意に含むことができる。１つまたは複数のフィルタ５１０、５２０は、スペクトル透過率ＴS（λ）を共に提供することができる。フィルタ５１０、５２０は、カットオフ波長λminおよびλmaxによって定義される通過帯域を提供することができる。
【００５９】
波長λminおよびλmaxによって定義されるスペクトル領域が１つのピークＰＥＡＫ１だけを含む場合には、光センサ６００から取得される単一の検出器信号ＳRから、強度値Ｘ（λ0）を決定することができる。
【００６０】
波長λminおよびλmaxによって定義されるスペクトル領域が２つ以上のピークＰＥＡＫ１、ＰＥＡＫ２を含む場合には、例えば行列方程式（１）を解くことによって、測定された検出器信号から強度値Ｘ（λ0）を求めることができる。
【００６１】
センサ６００が２つの（またはより多くの）異なる感度曲線ηR（λ）、ηG（λ）を有するピクセルＰ１、Ｐ２を含む場合には、波長λminおよびλmaxによって定義されるスペクトル領域が２つの透過ピークＰＥＡＫ１、ＰＥＡＫ２だけを含むように、カットオフ波長λminおよびλmaxならびにミラー間隔ｄFを選択することができる。カットオフ波長λminとλmaxとの間にある透過ピークＰＥＡＫ１、ＰＥＡＫ２、ＰＥＡＫ３の数が、光センサ６００のピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３の異なる感度曲線ηR（λ）、ηG（λ）、ηB（λ）の数以下になるように、ミラー間隔ｄFならびにカットオフ波長λminおよびλmaxを選択することができる。
【００６２】
図２ｂは、例として、ピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３に入射する光がファブリペロー干渉計３００を透過する場合の、分光計７００のスペクトル応答曲線ｈR（λ，ｄF）、ｈG（λ，ｄF）、ｈB（λ，ｄF）を示す。ｈR（λ，ｄF）は、干渉計３００および第１のピクセルＰ１の組合せについてのスペクトル応答を示し、ｈG（λ，ｄF）は、干渉計３００および第２のピクセルＰ２の組合せについてのスペクトル応答を示し、ｈB（λ，ｄF）は、干渉計３００および第３のピクセルＰ３の組合せについてのスペクトル応答を示す。
【００６３】
スペクトル応答関数ｈR（λ、ｄF）は、関数ＴF（λ、ｄF）、ηR（λ）およびＴS（λ）の積として形成することができる。関数ＴF（λ，ｄF）、ηR（λ）およびＴS（λ）の例は、例えば図２ａに示した。スペクトル応答関数ｈR（λ，ｄF）は、関数ＴF（λ，ｄF）、ηR（λ）およびＴS（λ）の積として形成することができる。スペクトル応答関数ｈG（λ，ｄF）は、関数ＴF（λ，ｄF）、ηG（λ）およびＴS（λ）の積として形成することができる。スペクトル応答関数ｈB（λ，ｄF）は、関数ＴF（λ，ｄF）、ηB（λ）およびＴS（λ）の積として形成することができる。パラメータＱRn、ＱGn、ＱBn、ＱRn+1、ＱGn+1、ＱBn+1、ＱRn+2、ＱGn+2、ＱBn+2は、図２ｂに現れるピークの積分された領域を意味する。パラメータＱRn、ＱGn、ＱBn、ＱRn+1、ＱGn+1、ＱBn+1、ＱRn+2、ＱGn+2、ＱBn+2は、方程式（１）に現れる３×３行列の要素として用いることができる。各パラメータＱRn、ＱGn、ＱBn、ＱRn+1、ＱGn+1、ＱBn+1、ＱRn+2、ＱGn+2、ＱBn+2は、ミラー間隔ｄFの関数であるとみなすことができる。例えば、表記ＱRn（ｄF）は、パラメータＱRnの値がミラー間隔ｄFに依存し得ることを意味する。方程式（１）に現れる記号−１は、逆行列演算を意味する。
【００６４】
図３ｂは、持ち上げられたセンサ電極を用いて精度がどのように改善されるかについて示す。図３ａは、干渉計が持ち上げられたセンサ電極を含まない比較例を示す。
【００６５】
図３ａの曲線ＣＣＲＶ２は、電極ギャップｄCがミラー間隔ｄFに等しい状況において、ミラー間隔ｄFの関数としてセンサ静電容量Ｃdを示す。１次近似では、センサ静電容量Ｃdの値は、電極ギャップｄCの値に反比例する。Ｃd,1は、ミラー間隔値ｄF,1におけるセンサ静電容量を示す。Ｃd,2は、ミラー間隔値ｄF,2におけるセンサ静電容量を示す。Ｃd,3は、ミラー間隔値ｄF,3におけるセンサ静電容量を示す。Ｃd,4は、ミラー間隔値ｄF,4におけるセンサ静電容量を示す。
【００６６】
センサ静電容量が値Ｃd,1を有する場合には、静電容量モニタユニット４１０はセンサ信号値Ｓd,1を提供することができる。静電容量モニタユニット４１０はセンサ信号値Ｓd,2、Ｓd,3、Ｓd,4を提供することができ、センサ信号値Ｓd,2、Ｓd,3、Ｓd,4は容量値Ｃd,2、Ｃd,3、Ｃd,4にそれぞれ対応する。
【００６７】
制御ユニットＣＮＴ１は、センサ静電容量Ｃdの測定値からミラー間隔ｄFの値を決定するように構成することができる。センサ容量値の変化ΔＣdは、ミラー間隔の変化ΔｄFに対応することができる。この比較例では、ミラー間隔ｄFが大きい場合には、勾配ΔＣd／ΔｄFは低い値を有する。これは、センサ静電容量Ｃdの測定値の小さい誤差ΔＣdがミラー距離値ｄFの大きい誤差ΔｄFをもたらすおそれがあることを意味する。そして、該誤差ΔＣdはセンサ静電容量Ｃdの測定値から決定される。
【００６８】
図３ｂは、ミラー１００、２００の少なくとも一方が持ち上げられたセンサ電極９０を有する状況、すなわちミラー間隔ｄFが電極ギャップｄCより実質的に大きい状況を示す。センサ電極９０の高さｄ１は、差ｄF−ｄCに等しくてもよい。曲線ＣＣＲＶ１は、差ｄF−ｄCが実質的にゼロより大きい場合について、ミラー間隔ｄFの関数としてセンサ静電容量Ｃdを示す。所与のミラー間隔値ｄF,1において、曲線ＣＣＲＶ１の勾配ΔＣd／ΔｄFは、曲線ＣＣＲＶ２の勾配より実質的に小さくなり得る。これは、センサ静電容量Ｃdからミラー間隔値ｄFを決定する際の誤差を実質的に低減することができることを意味する。言い換えれば、持ち上げられたセンサ電極９０を用いる場合には、センサ静電容量Ｃdからミラー間隔値ｄFを決定する際の精度を実質的に改善することができる。
【００６９】
図４ａ〜図４ｅは、ミラープレート１００を作製するステップを示し、ここで電極９０の高さｄ１は１μｍから６μｍの範囲とすることができる。
【００７０】
図４ａに示すように、ベーススラブ５１は基板５０を含むことができ、基板５０は多層コーティング６０でコーティングされる。ベーススラブ５１は、ベースプレート５１と呼ぶことができる。ファブリペロー干渉計３００用のミラープレート１００を作製するステップは、基板５０を提供するステップを含むことができ、基板５０は多層コーティング６０でコーティングされる。多層コーティング６０は、基板５０の略平らな最上面に実装することができる。コーティング６０は、完全に（図４ａ）または部分的に（図５ａ）基板５０の最上面を覆うことができる。ベーススラブ５１は、例えば、ベースボディ、ベースプレート、またはプライマリプレートと呼ぶこともできる。符号６１は、多層コーティング６０の最上層を示す。
【００７１】
基板５０の材料は、例えば、シリコン（Ｓｉ）または溶融シリカ（ＳｉＯ2）とすることができる。多層コーティング６０は、誘電体層から構成することができる。コーティング６０は、誘電体の半透明の反射多層コーティングであってもよい。コーティング６０の材料は、例えば、シリコン、窒化シリコン、シリカＳｉＯ2、および／または酸化アルミニウムＡｌ2Ｏ3であってもよい。コーティング６０の材料および各層の厚さは、多層コーティング６０の反射率が所定の公称動作波長λNで例えば８０％から９９．５％の範囲となるように、選択することができる。コーティング６０の材料および各層の厚さは、多層コーティング６０の反射率が波長λNで例えば８０％から９９．５％の範囲となるように選択することができる。公称動作波長λNは、例えば、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、１０００ｎｍ、２０００ｎｍ、または４０００ｎｍであってもよい。
【００７２】
図４ｂに示すように、第１の成膜プロセスＤＥＰＯ１を用いことにより、ベーススラブ５１をシリカＳｉＯ2の層６２でさらに覆うことができる。多層コーティング６０がシリカ層６２で覆われるように、ベーススラブ５１をシリカ層６２で覆うことができる。多層コーティング６０がシリカ層６２で少なくとも部分的に覆われるように、ベーススラブ５１をシリカ層６２で覆うことができる。一実施形態では、多層コーティング６０をシリカ層６２によって略完全に覆うことができる。
【００７３】
シリカ層６２は、例えば、低圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ）、プラズマ強化化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）、または原子層成長法（ＡＬＤ）を用いて形成することができる。シリカ層６２は、例えば、中間層、最下中間層、または、第１の中間層と呼ぶことができる。
【００７４】
符号１００は、作製途中のミラープレートを示す。
【００７５】
図４ｃに示すように、例えば第２の成膜プロセスＤＥＰＯ２を用いることによって、１つまたは複数の電極９０をシリカ層６２の最上部に形成することができる。電極は、例えば最下中間層６２の最上面６２Ｓに成膜することができる。電極は、例えば物理的気相成長法（ＰＶＤ）、特にスパッタリングによって形成することができる。電極９０の材料は、例えば金、銀、銅、またはアルミニウムであってもよい。
【００７６】
シリカ層６２は、略平坦な多層コーティング６０の最上面に、および／または基板５０の最上面５０Ｓに形成することができる。コーティング６０および基板５０は、極めて平坦であってもよい。例えば基板５０の最上面５０Ｓの平坦度は、例えば、λN／２０より良好であり、λN／５０より良好であり、λN／１００より良好であり、あるいはさらにλN／２００より良好であり得る。例えば多層コーティング６０の平坦度は、例えば、λN／２０より良好であり、λN／５０より良好であり、λN／１００より良好であり、あるいはさらにλN／２００より良好であり得る。
【００７７】
一実施形態では、シリカ層６２および電極層９０は、成膜プロセスＤＥＰＯ１、ＤＥＰＯ２によって作製することができ、シリカ層６２および電極層９０は高い程度に空間的に均一であって、そのために成膜された層は空間的に均一な厚さを有することができる。従って、成膜プロセスＤＥＰＯ１、ＤＥＰＯ２を用いて形成された電極９０は、多層コーティングに対して非常に平行であり得る。
【００７８】
一実施形態では、成膜されたシリカ層６２から材料を除去することによってシリカ層６２の最上面が平坦化されない場合であっても、成膜プロセスＤＥＰＯ１、ＤＥＰＯ２を用いて形成される電極９０は多層コーティング６０に対して十分に平行であり得る。
【００７９】
図４ｄに示すように、コーティング６０の最上層６１が露出する開口部分ＡＰ１を形成するために、シリカ層６２の材料を局所的に除去することができる。固体−ガス界面（または固体−真空界面）が層６１の表面上に形成されるように、コーティング６０を露出することができる。シリカ層６２は、エッチングプロセスＥＴＣＨ１を用いて除去することができる。例えば、エッチングＥＴＣＨ１は、フッ化水素蒸気（ＨＦ）を用いること、または、フッ化水素（例えば緩衝酸化物エッチング、ＢＨＦ）を含む液体を用いることを含むことができる。エッチングＥＴＣＨ１によって開口部分ＡＰ１からＳｉＯ2を除去して、層６１の滑らかな表面を露出させることができる。エッチングＥＴＣＨ１によって、開口部分ＡＰ１からＳｉＯ2を穏やかに除去することができる。
【００８０】
多層コーティング６０の一番上の層６１の材料は、該材料がエッチングＥＴＣＨ１に対して実質的に耐性をもつように、選択することができる。
【００８１】
例えばミラープレート１００の露出した開口部分ＡＰ１の平坦度は、例えば、λN／２０より良好であり、λN／５０より良好であり、λN／１００より良好であり、あるいはさらにλN／２００より良好であり得る。
【００８２】
中間のシリカ層６２の厚さｄ62は、例えば１μｍから４μｍの範囲にすることができる。電極９０の厚さｄ90は、例えば０．１μｍから２μｍの範囲にすることができる。高さｄ１は、和ｄ62＋ｄ90に等しくすることができる。電極９０の上表面の高さｄ１は、コーティング６０の固体−ガス界面に対して、例えば１μｍから６μｍの範囲にすることができる。例えば、厚さｄ62は２μｍに略等しくすることができ、厚さｄ90は１μｍに略等しくすることができ、そのようにして高さｄ1を３μｍに略等しくすることができる。
【００８３】
多層コーティング６０は電極９０の下に延長することができる。すなわち、垂直線ＶＬＩＮ１は多層コーティング６０および電極９０を横切ることができ、前記垂直線ＶＬＩＮ１は層６１に垂直である。
【００８４】
図４ｅは、ミラープレート１００を作製する方法ステップを示し、ミラープレート１００の高さｄ１は例えば１μｍから６μｍの範囲である。
【００８５】
ステップ８１０では、シリカの中間層６２をベーススラブ５１上に成膜することができる。シリカの中間層６２を多層コーティング６０上に成膜することができる。
【００８６】
ステップ８５０では、中間層６２の最上部に導電材料を成膜することによって、１つまたは複数の電極を形成することができる。
【００８７】
ステップ８７０では、露出した開口部分を形成するために、中間層６２の材料を局所的に除去することができる。
【００８８】
任意のステップ９１０では、ミラープレート１００および第２のミラープレート２００を含むファブリペロー干渉計３００を後の段階で組み立てることができる。
【００８９】
任意のステップ９２０では、容量値Ｃdおよび／または容量値Ｃdを示すセンサ信号値Ｓdは、少なくとも１つの既知のミラー間隔値ｄFについて実験的に測定することができる。ミラー間隔値ｄFは、例えば光学的に測定することができる（図９ａおよび図９ｂを参照）。
【００９０】
静電容量Ｃdの測定では、ミラープレート１００、２００の電極が互いに接触していないことが必要となり得る。すなわち、静電容量Ｃdを形成する電極が互いに直流的に接触していない場合のみ、静電容量Ｃdは測定可能な値を有することができる。
【００９１】
任意のステップ１０００では、対象物ＯＢＪ１の（未知の）スペクトルＯＳＰＥＣ１をモニタするために、ミラープレート１００を含む分光計７００を用いることができる。
【００９２】
図５ａに示すように、多層コーティング６０は、基板５０の最上面５０Ｓの全体を覆う必要はない。基板５０の最上面５０Ｓの全体を覆わない反射多層コーティング６０をベーススラブ５１が有するように、ベーススラブ５１を提供することができる。最上面５０Ｓの第１の部分ＲＧ１を、多層コーティング６０で覆うことができる。最上面５０Ｓの第２部分ＲＧ２は、覆わないか、または多層コーティング６０と異なるコーティングで覆うことができる。例えば、多層コーティング６０の幅ｗ60が最上面５０Ｓの幅ｗ50より小さくなるように、多層コーティング６０を最初に形成することができる。例えば、多層コーティング６０は中間段階で最上面５０Ｓの略全体を覆うことができるが、１つまたは複数の露出表面部分ＲＧ２を形成するためにコーティング６０を局所的に除去することができる。
【００９３】
領域ＲＧ１の基板５０の最上面５０Ｓの平坦度は、例えば、λN／２０より良好であり、λN／５０より良好であり、λN／１００より良好であり、あるいはさらにλN／２００より良好であり得る。多層コーティング６０がセンサ電極の下に位置するように、センサ電極を１つまたは複数の中間層の最上部に実装することができる。多層コーティング６０がセンサ電極の下に位置するように、１つまたは複数のセンサ電極を１つまたは複数の中間層の最上部に実装することができる。
【００９４】
一実施形態では、領域ＲＧ１および領域ＲＧ２の組合せにおける基板５０の最上面５０Ｓの平坦度は、λN／２０より良好であり、λN／５０より良好であり、λN／１００より良好であり、あるいはさらにλN／２００より良好であり得る。これは、領域ＲＧ２が電極の下に位置するように、電極が１つまたは複数の中間層の最上部に実装される場合に、ミラープレート１００のセンサ電極が多層コーティング６０に対して略平行となり得ることを確実にすることができる。
【００９５】
図５ｂに示すように、シリカ層６２が多層コーティング６０を少なくとも部分的に覆うように、ベーススラブ５１上の成膜プロセスＤＥＰＯ１によってシリカ層６２を成膜することができる。シリカ層６２が第１の領域ＲＧ１を少なくとも部分的に覆うように、シリカ層６２をベーススラブ５１上に成膜することができる。シリカ層６２が多層コーティング６０の全体を覆うように、シリカ層６２をベーススラブ５１に成膜することができる。
【００９６】
また、シリカ層６２は第２の領域ＲＧ２を任意に覆うことができる。シリカ層６２は多層コーティング６０を越えて延長することができる。第２の領域ＲＧ２において、シリカ層６２は基板５０と接触してもよい。シリカ層６２は、第２の領域ＲＧ２を、部分的に、または完全に覆ってもよい。
【００９７】
成膜ＤＥＰＯ１の後、シリカ層６２は、平坦でない最上面を有することがあり得る。シリカ層６２の最上面の第１の部分ＲＧ１’は、シリカ層６２の最上面の第２部分ＲＧ２’と比較してより高くなることがあり得る。高さの違いは、多層コーティング６０の厚さに略等しくなり得る。
【００９８】
図５ｃに示すように、シリカ層６２の最上面は、例えば機械的研削および／または研磨によって任意に平坦化することができる。シリカ層６２は、例えば研削または研磨装置ＧＴＯＯＬ１を用いて平坦化することができる。装置ＧＴＯＯＬ１は、例えば回転する装置であってもよく、装置ＧＴＯＯＬ１は例えば方向ＳＹに移動することができる。
【００９９】
例えば、電極９０が部分ＲＧ１’だけに、または部分ＲＧ２’だけに実装される場合には、平坦化を省略することができる。
【０１００】
図５ｄに示すように、シリカ層６２の最上面６２Ｓが平坦になるように、シリカ層６２を任意に平坦化することができる。シリカ層６２の最上面６２Ｓが単一平面にあるように、シリカ層６２を平坦化することができる。この後に、例えば図５ｅまたは図４ｃに示すように、電極９０を成膜することができる。電極を、例えば最下中間層６２の最上面６２Ｓ上に成膜することができる。
【０１０１】
露出した開口部分ＡＰ１を形成するために、例えば図５ｆまたは図４ｄに示すように、シリカ層６２を局所的にエッチングすることができる。
【０１０２】
図６ａ〜図６ｊは、ミラープレート１００を作製するステップを示し、電極９０の高さは例えば４μｍより大きくなり得る。
【０１０３】
図６ａに示すように、ファブリペロー干渉計３００のミラープレート１００を作製するステップは、ベーススラブ５１を提供するステップを含むことができ、ベーススラブ５１は多層コーティング６０で覆われる基板５０を含む。
【０１０４】
基板５０は、例えばシリコン（Ｓｉ）または溶融シリカ（ＳｉＯ2）であってもよい。多層コーティング６０は、誘電体層から構成することができる。コーティング６０の材料は、例えば、シリコン、窒化シリコン、シリカＳｉＯ2、および／または酸化アルミニウムＡｌ2Ｏ3であってもよい。コーティング６０の材料および各層の厚さは、多層コーティング６０の反射率が公称動作波長λNで例えば８０％から９９．５％の範囲となるように、選択することができる。
【０１０５】
図６ｂに示すように、ベーススラブ５１をシリカＳｉＯ2の層６２によって覆うことができる。シリカ層６２は、成膜プロセスＤＥＰＯ１によって形成することができる。シリカ層６２は、例えば、低圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ）、プラズマ強化化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）、または原子層成長法（ＡＬＤ）を用いて形成することができる。層６２は、例えば、最下中間層または第１の中間層と呼ぶことができる。
【０１０６】
例えば、図５ａ〜図５ｄに示す方法ステップの１つまたは複数を用いて、第１の中間層６２を形成することもできる。具体的には、図６ｃに示すように、シリカ層６２が付加的な基板７０’に接合される前に、シリカ層６２の最上面を平坦化することができる。
【０１０７】
図６ｃに示すように、付加的な基板７０’を第１の中間層６２上に配置することができる。付加的な基板７０’は、例えばシリコンウエハであってもよい。
【０１０８】
図６ｄに示すように、付加的な基板７０’を第１の中間層６２に接合することができる。接合するステップは、作製途中のミラープレート１００’を加熱するステップ（ＨＥＡＴ１）を含むことができる。付加的な基板７０’は、予備的な厚さｄ70'を有することができる。一実施形態では、接合方法は、第１の中間層６２および付加的な基板７０’を例えば２００°Ｃより高い温度に加熱するステップを含むことができる。一実施形態では、接合方法は、第１の中間層６２および付加的な基板７０’を例えば３００°Ｃより高い温度に加熱するステップを含むことができる。一実施形態では、接合方法は、第１の中間層６２および付加的な基板７０’を例えば４００°Ｃより高い温度に加熱するステップを含むことができる。
【０１０９】
図６ｅに示すように、例えば機械的研削、ミリング、またはソーイングによって、付加的な基板７０’の厚さを任意に薄くすることができる。例えば機械的ツールＧＴＯＯＬ１によって厚さを薄くすることができ、機械的ツールＧＴＯＯＬ１は例えば研削ホイールまたは鋸刃であってもよい。第２の中間層７０の上表面は、任意に研磨することができる。
【０１１０】
図６ｆに示すように、接合および任意の機械加工によって形成された作製途中のミラープレート１００’は第２の中間層７０を含むことができ、第２の中間層７０は厚さｄ70を有する。
【０１１１】
図６ｇに示すように、１つまたは複数の電極９０を第２の中間層７０の最上部に形成することができる。例えば、特にスパッタリングによって、電極は、物理蒸着（ＰＶＤ）によって形成されることができる。電極は、例えば物理的気相成長法（ＰＶＤ）、特にスパッタリングによって形成することができる。電極９０の材料は、例えば、金、銀、銅、またはアルミニウムであってもよい。
【０１１２】
図６ｈに示すように、第２の中間層７０の材料は、エッチングプロセスＥＴＣＨ２によって開口部分ＡＰ１から局所的に除去することができる。エッチングＥＴＣＨ２は、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いることを含むことができる。エッチングプロセスＥＴＣＨ２は、第１の中間シリカ層６２を露出させることができる。
【０１１３】
図６ｉに示すように、エッチングＥＴＣＨ１によって、第１の中間層６２を開口部分ＡＰ１から局所的に除去することができる。エッチングＥＴＣＨ１は、コーティング６０の最上層６１を露出させることができる。固体−ガス界面（または固体−真空界面）が層６１の表面上に形成されるように、コーティング６０を露出させることができる。例えば、エッチングＥＴＣＨ１は、フッ化水素蒸気（ＨＦ）を用いること、または、フッ化水素（例えば緩衝酸化物エッチング、ＢＨＦ）を含む液体を用いることを含むことができる。エッチングＥＴＣＨ１によって、開口部分ＡＰ１からＳｉＯ2を穏やかに除去することができ、そのようにしてコーティング６０の層６１の最上面を露出させる。
【０１１４】
エッチングＥＴＣＨ１は、第１の中間層６２を除去するために用いられ、例えば第１のエッチングと呼ぶことができる。また、エッチングＥＴＣＨ２は、第２の中間層７０を除去するために用いられ、例えば第２のエッチングと呼ぶことができる。第１のエッチングＥＴＣＨ１は、第２のエッチングＥＴＣＨ２の後に実行することができる。
【０１１５】
層６１が第１のエッチングＥＴＣＨ１に対して実質的に耐性をもつように、第１のエッチングＥＴＣＨ１およびコーティング６０の最上層６１の材料を選択することができる。
【０１１６】
第１の中間層６２が第２のエッチングＥＴＣＨ２に対して実質的に耐性をもつように、第２のエッチングＥＴＣＨ２を選択することができる。第２のエッチングＥＴＣＨ２の間にコーティング６０の最上層６１が露出しないように、第２のエッチングＥＴＣＨ２を選択することができる。第２のエッチングＥＴＣＨ２の間に第１の中間層６２が浸透されないように、第２のエッチングＥＴＣＨ２を選択することができる。
【０１１７】
第１の中間シリカ層６２の厚さｄ62は、例えば０．１μｍから４μｍの範囲とすることができる。第１の中間シリカ層６２の厚さｄ62は、例えば１μｍから４μｍの範囲とすることができる。第２の中間層７０の厚さｄ70は、例えば４μｍから１０００μｍの範囲とすることができる。例えば、電極９０の厚さｄ90は、例えば０．１μｍから１００μｍの範囲とすることができる。高さｄ１は、和ｄ62＋ｄ70＋ｄ90に等しくすることができる。
【０１１８】
高さｄ１は、中間層６２、７０の厚さの合計（ｄ62＋ｄ70）に依存し得る。コーティング６０の固体−ガス界面に対する電極９０の上表面の高さｄ１が、例えば１μｍから１０００μｍの範囲、３μｍから１０００μｍの範囲、または４μｍから１０００μｍの範囲となるように、中間層６２、７０の厚さの合計（ｄ62＋ｄ70）を選択することができる。
【０１１９】
図６ｊは、ミラープレート１００を作製する方法ステップを示し、ミラープレート１００の高さｄ１は例えば４μｍより大きくてもよい。
【０１２０】
ステップ８１０では、シリカＳｉＯ2から構成される第１の中間層６２をベーススラブ５１上に形成することができる。シリカＳｉＯ2から構成される第１の中間層６２を多層コーティング６０上に形成することができる。
【０１２１】
ステップ８２０では、第２の中間層７０を形成するために、付加的な基板７０’を第１の中間層６２に接合することができる。
【０１２２】
ステップ８３０では、付加的な基板７０’の厚さを例えば機械的研削によって任意に薄くすることができる。
【０１２３】
ステップ８５０では、１つまたは複数の電極９０を第２の中間層７０の最上部に成膜することができる。
【０１２４】
ステップ８６０では、第１の中間層６２を露出させるために、第２の中間層７０の材料を局所的に除去することができる。
【０１２５】
ステップ８７０では、反射多層コーティング６０を露出させるために、第１の中間層６２の材料を開口部分ＡＰ１から局所的に除去することができる。
【０１２６】
任意のステップ９１０では、ミラープレート１００および第２のミラープレート２００を含むファブリペロー干渉計３００を後の段階で組み立てることができる。
【０１２７】
任意のステップ９２０では、容量値Ｃdおよび／または容量値Ｃdを示すセンサ信号値Ｓdは、少なくとも１つの既知のミラー間隔値ｄFについて実験的に測定することができる。ミラー間隔値ｄFは、例えば光学的に測定することができる（図９ａおよび図９ｂを参照）。
【０１２８】
静電容量Ｃdの測定では、ミラープレート１００、２００の電極が互いに接触していないことが必要となり得る。すなわち、静電容量Ｃdを形成する電極が互いに直流的に接触していない場合のみ、静電容量Ｃdは測定可能な値を有することができる。
【０１２９】
任意のステップ１０００では、対象物ＯＢＪ１の（未知の）スペクトルＯＳＰＥＣ１をモニタするために、ミラープレート１００を含む分光計７００を用いることができる。
【０１３０】
図７ａは、例として、ファブリペロー干渉計３００の３次元分解図を示す。干渉計３００は、第１のミラープレート１００、第２のミラープレート２００、および１つまたは複数のアクチュエータ３０１、３０２、３０３を含むことができる。
【０１３１】
第１のミラープレート１００の露出した開口部分ＡＰ１は、露出した最上層６１を有する。開口部分ＡＰ１に入射する光ＬＢ１は、開口部分ＡＰ１を透過することができ、および／または、光ＬＢ１は、開口部分ＡＰ１によって反射することができる。開口部分ＡＰ１の露出したコーティング６０に入射する光ＬＢ１は、開口部分ＡＰ１の露出したコーティング６０および基板５０を部分的に透過することができ、また、開口部分ＡＰ１の露出したコーティング６０に入射する光ＬＢ１は、開口部分ＡＰ１の露出したコーティング６０によって、部分的に反射することもできる。
【０１３２】
第１のミラープレート１００は、１つまたは複数の持ち上げられた電極９０ａ、９０ｂ、９１ａ、９１ｂ、９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂを有することができる。電極９０ａ、９０ｂ、９１ａ、９１ｂ、９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂは、互いに直流的に分離することができる。電極９０ａは端子部分Ｔ１を有することができ、電極９０ｂは端子部分Ｔ２を有することができる。静電容量モニタユニット４１０は、例えば導体１１０ａ、１１０ｂ（図１）によって端子部分Ｔ１、Ｔ２に接続することができる。導体１１０ａ、１１０ｂは端子部分Ｔ１、Ｔ２に接合されている。
【０１３３】
第２のミラープレート２００は反射コーティングを含むことができ、反射コーティングは露出層２６１を有することができる。第２のミラープレート２００は、１つまたは複数の電極２９０、２９１、２９２、２９３を有することができる。電極２９０、２９１、２９２、２９３は、例えば対向電極と呼ぶことができる。干渉計３００が組み立てられるときに、電極９０ａが対向電極２９０に少なくとも部分的に重なるように、電極９０ａの寸法および位置を選択することができる。
【０１３４】
ミラープレート１００は、アクチュエータ３０１に空間を提供するために、くぼんだ部分８１を任意に含むことができる。
【０１３５】
図７ｂは、電極９０ａ、９０ｂ、９１ａ、９１ｂ、９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂに対する、対向電極２９０、２９１、２９２、２９３の位置の３次元図を示す。
【０１３６】
電極９０ａ、９０ｂおよび２９０は第１のセンサキャパシタを形成するように構成することができ、第１のセンサキャパシタはミラー間隔ｄCを示す静電容量Ｃdを有する。電極９０ａおよび２９０は、第１のサブキャパシタを共に形成することができる。電極２９０および９０ｂは第２のサブキャパシタを共に形成することができ、第２のサブキャパシタは第１のサブキャパシタと直列に接続される。従って、センサワイヤ１１０ａ、１１０ｂ（図１）は、１つのミラープレート１００または２００だけに接合することを必要とする。センサワイヤ１１０ａ、１１０ｂは、可動部分に接合する必要はない。センサワイヤ１１０ａ、１１０ｂはミラープレート１００（または２００）に取り付けることができ、センサワイヤ１１０ａ、１１０ｂは静電容量モニタユニット４１０に対して動かない。
【０１３７】
電極９１ａ、９１ｂおよび２９１は、第２のセンサキャパシタを形成することができる。電極９２ａ、９２ｂおよび２９２は、第３のセンサキャパシタを形成することができる。電極９３ａ、９３ｂおよび２９３は、第４のセンサキャパシタを形成することができる。各センサキャパシタは、端子部分Ｔ１、Ｔ２を有することができる。
【０１３８】
第２のプレート１００の反射コーティングが第１のプレート２００の反射コーティングに略平行であるように、ファブリペロー干渉計は典型的に動作する。第２のセンサキャパシタの静電容量を第１のセンサ静電容量の静電容量と比較することによって、プレート１００、２００の相互の平行性をモニタすることができる。例えば、第１のセンサキャパシタの静電容量と第２のセンサキャパシタの静電容量とのゼロでない差は、第２のプレート２００が軸ＳＸに関して傾いていることを示すことができる。例えば、第２のセンサキャパシタの静電容量と第３のセンサキャパシタの静電容量とのゼロでない差は、第２のプレート２００が軸ＳＹに関して傾いていることを示すことができる。
【０１３９】
プレート２００の反射コーティング６０がプレート１００の反射コーティングに対して略平行に保たれるように、制御ユニットＣＮＴ１はアクチュエータ３０１、３０２、３０３を駆動するように構成することができる。ミラー間隔ｄFが変化する間にプレート２００の反射コーティング６０がプレート１００の反射コーティングに対して略平行に保たれるように、制御ユニットＣＮＴ１はアクチュエータ３０１、３０２、３０３を駆動するように構成することができる。
【０１４０】
一実施形態では、電極９０、２９０がセンサキャパシタを共に形成し得るように、第１のミラープレート１００は１つの電極９０だけを有し、第２のミラープレートは１つの電極２９０だけを有する。第１のセンサワイヤ１１０ａを電極９０に接合することができ、第２のセンサワイヤ１１０ｂを対向電極２９０に接合することができる。
【０１４１】
一実施形態では、干渉計３００は、軸ＳＸに関するプレート２００の傾斜角をモニタするための、軸ＳＹに関するプレート２００の傾斜角をモニタするための、および、ミラー間隔ｄFの空間平均値をモニタするための３つのセンサキャパシタを含むことができる。例えば、第１のセンサキャパシタの容量値を第２のセンサキャパシタの容量値と比較することによって、軸ＳＸに関する第１の傾斜角をモニタすることができる。例えば、第２のセンサキャパシタの容量値を第３のセンサキャパシタの容量値と比較することによって、軸ＳＹに関する第２の傾斜角をモニタすることができる。第１のセンサキャパシタは、例えばプレート９０ａ、２９０、９０ｂによって形成することができる。第２のセンサキャパシタは、例えばプレート９１ａ、２９１、９１ｂによって形成することができる。第３のセンサキャパシタは、例えばプレート９２ａ、２９２、９２ｂによって形成することができる。
【０１４２】
図８ａは、第１のミラープレート１００および第１のプレート１００の近くに配置される第２のミラープレート２００を含む干渉計３００を示す。電極ギャップｄCがボンディングワイヤ１１０ａの厚さより小さくなり得るように、電極９０ａの端子部分Ｔ１は第２のプレート２００の端を越えて延長することができる。具体的には、第２のプレート２００の幅ｗ200は、第１のプレート１００の幅ｗ100より小さくすることができる。
【０１４３】
第１のプレート１００は、例えば、図４ａ〜図４ｅを参照して、図５ａ〜図５ｆを参照して、および／または図６ａ〜図６ｊを参照して説明した方法に従って形成することができる。プレート１００の電極９０ａ、９３ａの高さｄ１は、例えば２μｍから１０００μｍの範囲とすることができる。第２のプレート２００の電極２９０、２９３の高さは、例えば１μｍより小さくすることができる。
【０１４４】
第２のミラープレート２００は、基板２５０に実装される反射コーティング２６０を含むことができる。第２のミラープレート２００は、反射コーティング２６０または基板２５０に実装される１つまたは複数の電極を含むことができる。反射コーティング２６０は、例えば誘電体の多層コーティングであってもよい。
【０１４５】
ボンディングワイヤ１１０ａ、１１０ｂの両方は、第１のプレート１００上の電極９０ａ、９０ｂに接続することができる。ボンディングワイヤ１１０ａ、１１０ｂの両方は、第２のプレート１００上の電極に接続することができる。第１のボンディングワイヤ１１０ａは第１のプレート１００上の電極９０、９０ａに接続することができ、第２のボンディングワイヤ１１０ｂは第２のプレート２００上の電極２９０に接続することができる。
【０１４６】
第１のプレート１００は静電容量モニタユニット４１０に対して実質的に不動であってもよく、アクチュエータ３０１、３０２、３０３は第１のプレート１００に対して第２のプレート２００を動かすように構成することができる。第２のプレート２００は静電容量モニタユニット４１０に対して実質的に不動であってもよく、アクチュエータ３０１、３０２、３０３は第２のプレート２００に対して第１のプレート２００を動かすように構成することができる。
【０１４７】
図８ｂに示すように、また、第２のミラープレート２００は、持ち上げられた電極２９０、２９３を有することができる。また、第２のプレート２００は、例えば、図４ａ〜図４ｅ、図５ａ〜図５ｆ、または図６ａ〜図６ｊに示される方法に従って形成することができる。プレート２００の電極２９０、２９３の高さｄ２は、例えば２μｍから１０００μｍの範囲とすることができる。
【０１４８】
多層コーティング６０は、図８ａおよび図８ｂに示すように、電極９０ａ、９０ｂ、９１ａ、９１ｂ、９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂの下に延長することができる。中間層６２の部分ＲＧ１’は電極を支持することができ、前記部分ＲＧ１’は多層コーティング６０によって支持されることができる。
【０１４９】
例えば図４ｄに示すように、多層コーティング６０は電極の下に延長することができる。すなわち、垂直線ＶＬＩＮ１は多層コーティング６０および電極を横切ることができ、前記垂直線ＶＬＩＮ１は層６１に垂直である。
【０１５０】
図８ｃに示すように、多層コーティング６０が電極の下に延長しないように、電極９０ａ、９０ｂ、９１ａ、９１ｂ、９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂの１つまたは複数を実装することもできる。言い換えれば、最下中間層６２の部分ＲＧ２’は電極を支持することができ、前記部分ＲＧ２’は基板５０とも直接接触してもよい。
【０１５１】
図９ａは、ミラー間隔ｄFと関係するセンサ静電容量Ｃdの値を測定するためのシステムＣＡＬ１を示す。システムＣＡＬ１は、各関連するミラー間隔ｄFと関係するセンサ容量値Ｃdを提供するように構成することができる。システムＣＡＬ１は、ミラー間隔ｄFと関係するセンサ信号値Ｓdを提供することができる。システムＣＡＬ１は、各関連するミラー間隔ｄFと関係するセンサ信号値Ｓdを提供することができる。
【０１５２】
システムＣＡＬ１は、狭帯域較正光ＬＢ１１を提供するように構成することができる。較正光ＬＢ１１は、実質的に単色であってもよい。較正光ＬＢ１１は、波長λMを有する。波長λMは、固定されてもよく、または調整可能であってもよい。較正光ＬＢ１１は、例えば、モノクロメータＦＩＬ１を有する広帯域光源ＳＲＣ１のフィルタ光ＬＢ１０によって提供することができる。干渉計３００は、較正光ＬＢ１１をフィルタリングすることによって、透過光ＬＢ２を提供することができる。ファブリペロー干渉計３００を透過する光の強さＬＢ２をモニタするように、光検出器ＤＥＴ１を構成することができる。検出器ＤＥＴ１は、透過強度を示す検出器信号ＳDET1を提供することができる。
【０１５３】
静電容量モニタユニット４１０はセンサ信号Ｓdを提供するように構成することができ、センサ信号Ｓdはセンサ静電容量Ｃdの値を示す。システムＣＡＬ１は制御ユニットＣＮＴ２を含むことができ、制御ユニットＣＮＴ２は較正光ＬＢ１１の波長λMおよび／またはミラー間隔ｄFを変化させるように、ならびに、パラメータλMおよびＳdの関数として検出器信号ＳDET1をモニタするように構成することができる。
【０１５４】
システムＣＡＬ１はコンピュータプログラムコードＰＲＯＧ２を記憶するためのメモリＭＥＭ５を含むことができ、コンピュータプログラムコードＰＲＯＧ２は、１つまたは複数のデータプロセッサによって実行される場合に、システムＣＡＬ１にミラー間隔較正を実行させることができる。
【０１５５】
センサ信号Ｓdの各値と対応するミラー間隔ｄFとの関係は、１つまたは複数の較正パラメータＤＰＡＲ２としてメモリＭＥＭ２に記憶することができる。較正パラメータＤＰＡＲ２は、例えば表を含むことができ、該表はそれぞれのミラー間隔値ｄFと関係するセンサ信号値Ｓdのリストを含む。較正パラメータＤＰＡＲ２は、例えば回帰関数を含むことができ、該回帰関数はセンサ信号Ｓdの関数としてミラー間隔ｄFの実際の値の推定値を算出することを可能にし得る。ミラー間隔ｄFの実際の値の推定値は、前記回帰関数を用いてセンサ信号Ｓdから決定することができる。較正パラメータＤＰＡＲ２は、例えば回帰関数を含むことができ、該回帰関数はセンサ信号Ｓdの関数として透過率ピークＰＥＡＫ１のスペクトル位置λ0の算出を可能にすることができる。
【０１５６】
図９ｂに示すように、ファブリペロー干渉計は、１つまたは複数の透過ピークＰＥＡＫ１、ＰＥＡＫ２、ＰＥＡＫ３を有することができる。第１のピークＰＥＡＫ１のスペクトル位置λ0は、ミラー間隔ｄFに依存し得る。ピークＰＥＡＫ１、ＰＥＡＫ２、ＰＥＡＫ３のスペクトル位置λ0は、ミラー間隔ｄFに依存し得る。
【０１５７】
システムＣＡＬ１の制御ユニットＣＮＴ２は、狭帯域較正光ＬＢ１１が所望の（既知の）波長λMを有するように、モノクロメータＦＩＬ１を調整することができる。符号ＭＰＥＡＫは、較正光ＬＢ１１のスペクトルピークを意味する。制御ユニットＣＮＴ２は、ミラー間隔ｄFを変化させることによって、透過ピークＰＥＡＫ１のスペクトル位置λ0を変化させることができる。較正は、ミラー間隔ｄFを変化させること、および／または波長λMを変化させることを含むことができる。例えば、波長λMを一定に保ちながら、ミラー間隔ｄFを変化させることができる。例えば、ミラー間隔ｄFを一定に保ちながら、波長λMを変化させることができる。例えば、波長λMおよびミラー間隔ｄFを変化させることができる。
【０１５８】
透過ピークＰＥＡＫ１のスペクトル位置λ0が狭帯域較正光ＬＢ１１の波長λMと略一致する場合に、干渉計３００を透過する強度は最大に達することができる。制御ユニットＣＮＴ２は、ミラー間隔ｄFをスキャンし、いつ透過強度が最大に達するかをモニタすることによって、λ0＝λMである場合の既知の波長λMと関係するセンサ信号値Ｓdを決定するように構成することができる。
【０１５９】
本方法は、ミラー間隔ｄFを変化させること、ならびに容量値Ｃdおよび／またはセンサ信号値Ｓdを記録することを含むことができ、センサ信号値Ｓdは最大透過強度と関係付けられる。透過強度が（局所的な）最大に達する場合には、ミラー間隔値ｄFは、ファブリペロー透過関数を用いて、そして干渉次数についての知識を用いて、波長λMから決定することができる。決定されたミラー間隔値ｄFは、記録された容量値Ｃdと関係付けることができる。決定されたミラー間隔値ｄFは、記録されたセンサ信号値Ｓdと関係付けることができる。波長λMは、記録された容量値Ｃdと関係付けることができる。波長λMは、記録されたセンサ信号値Ｓdと関係付けることができる。
【０１６０】
関係付けられた１対の値（Ｃd，ｄF）は回帰関数を提供するために用いることができ、該回帰関数はセンサキャパシタの静電容量の関数としてミラー間隔を決定することを可能にする。関係付けられた１対の値（Ｓd，ｄF）は回帰関数を提供するために用いることができ、該回帰関数はセンサ信号の関数としてミラー間隔を決定することを可能にする。関係付けられた１対の値（Ｃd、λM）は回帰関数を提供するために用いることができ、該回帰関数はセンサキャパシタの静電容量の関数として、透過ピークの波長を決定することを可能にする。関係付けられた１対の値（Ｓd、λM）は回帰関数を提供するために用いることができ、該回帰関数はセンサ信号の関数として透過ピークの波長を決定することを可能にする。いくつかの対の値（Ｃd，ｄF）を測定することができる。回帰関数は、いくつかの対の値（Ｃd，ｄF）に基づいて決定することができる。
【０１６１】
制御ユニットＣＮＴ２は波長λMをスキャンするように構成することができ、その場合にミラー間隔ｄFは一定に保たれる。制御ユニットＣＮＴ２は、いつ透過強度が最大に達するかをモニタすることによって、λ0＝λMである場合の既知の波長λMと関係するセンサ信号値Ｓdを決定するように構成することができる。
【０１６２】
本方法は、以下のステップを含むことができる。すなわち、
第１のミラープレート１００および第２のミラープレート２００を含むファブリペロー干渉計３００を組み立てるステップであり、ミラープレートは電極９０ａ、９０ｂ、２９０を含み、電極は静電容量Ｃdがミラー間隔ｄFに依存するセンサキャパシタを形成するステップ、
ファブリペロー干渉計３００を通る狭帯域光ＬＢ１１を検出器ＤＥＴ１に結合するステップ、
狭帯域光ＬＢ１１の波長λMを変化させる、および／またはミラー間隔ｄFを変化させるステップ、および
ファブリペロー干渉計３００を透過する光の強さをモニタするステップを含むことができる。
【０１６３】
狭帯域較正光ＬＢ１１は、例えばレーザービームであってもよい。較正光ＬＢ１１は、例えばヘリウムネオンレーザーにより提供することができる。
【０１６４】
図１０は、例として、対象物ＯＢＪ１から受け取った光ＬＢ１のスペクトル強度Ｉ（λ）を示す。具体的には、曲線ＯＳＰＥＣ１は、対象物ＯＢＪ１のある点から受け取った光ＬＢ１のスペクトル強度Ｉ（λ）を表すことができる。
【０１６５】
スペクトル強度Ｉ（λ）は、波長λ0における値Ｘ（λ0）、波長λ1における値Ｘ（λ1）、および波長λ2における値Ｘ（λ2）を有することができる。光センサ６００から取得される検出器信号ＳR、ＳG、ＳBから、値Ｘ（λ0）、Ｘ（λ1）、および／またはＸ（λ2）を決定することができる。波長λ0、λ1、λ2は、検出器信号ＳR、ＳG、ＳBが検出器６００から取得される前にミラー間隔ｄFを調整することによって選択することができる。
【０１６６】
対象物ＯＢＪ１のスペクトルＯＳＰＥＣ１のスペクトル領域を測定するために、測定の間、ミラー間隔ｄFをスキャンすることができる。対象物ＯＢＪ１のより広いスペクトルを測定するために、測定の間、ミラー間隔ｄFをスキャンすることができる。
【０１６７】
一実施形態では、速い応答を提供するために、測定の間、ミラー間隔ｄFを略一定に保つことができる。言い換えれば、ミラー間隔ｄをスキャンする必要はない。例えば、測定の間、ミラー間隔ｄFを略一定に保つことによって、略同時に２つ以上の強度値Ｘ（λ0）、Ｘ（λ1）を測定することができる。ミラー間隔ｄFを略一定に保つことによって、例えば光ＬＢ１が急速に変動する強度を有する場合に、強度値Ｘ（λ0）、Ｘ（λ1）は略同時に測定することができる。急速に変動する強度を有する光ＬＢ１について強度値の比Ｘ（λ0）／Ｘ（λ1）を決定するために、ミラー間隔ｄFを略一定に保つことができる。
【０１６８】
対象物ＯＢＪ１は、例えば現実の対象物または仮想的な対象物であってもよい。現実の対象物ＯＢＪ１は、例えば、固体、液体、または気体の形であってもよい。現実の対象物ＯＢＪ１は、気体で満たされたキュベットであってもよい。例えば、現実の対象物ＯＢＪ１は、例えば、植物（例えば木または花）、燃焼フレーム、または水に浮かぶオイルスピルであってもよい。現実の対象物ＯＢＪ１は、例えば吸収気体の層を介して観測される太陽または星であってもよい。現実の対象物は、例えば紙に印刷された画像であってもよい。例えば、仮想的な対象物ＯＢＪ１は、例えば別の光学装置によって形成される光学像であってもよい。
【０１６９】
図１１は、画像センサ６００上に形成される光学像ＩＭＧ１を示す。センサ６００の画像領域は、２つ以上のセンサ部分ＳＵＢ1,1、・・・ＳＵＢi,j、・・・ＳＵＢMAXi,MAXjに分割することができる。センサ部分は、例えば２つ以上の行および２つ以上の列に配置することができる。列の数はＭＡＸｉに等しくすることができ、行の数はＭＡＸｊに等しくすることができる。例えば、８１個のセンサ部分は、９列および９行に配置することができる。センサ部分は、重なりがないか、または部分的に重なってもよい。
【０１７０】
第１のセンサ部分ＳＵＢ1,1の検出器ピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、検出器信号ＳR,1,1、ＳG,1,1、ＳB,1,1を提供することができる。第２のセンサ部分ＳＵＢi,jの検出器ピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、検出器信号ＳR,i,j、ＳG,i,j、ＳB,i,jを提供することができる。第３のセンサ部分ＳＵＢMAXi、MAXjの検出器ピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、検出器信号ＳR,MAXi、MAXj、ＳG,MAXi、MAXj、ＳB,MAXi、MAXjを提供することができる。
【０１７１】
１つのグループの強度値Ｘ（λ0）、Ｘ（λ1）、Ｘ（λ2）を、各空間的に異なる部分ＳＵＢ1,1、・・・ＳＵＢi,j、・・・ＳＵＢMAXi,MAXjについて測定することができる。このように、対象物ＯＢＪ１の異なる部分から生じる光ＬＢ１を、別々に分析することができる。
【０１７２】
第１のグループの強度値Ｘ1,1（λ0）、Ｘ1,1（λ1）、Ｘ1,1（λ2）は、検出器信号ＳR,1,1、ＳG,1,1、ＳB,1,1から決定することができる。第２のグループの強度値Ｘi,j（λ0）、Ｘi,j（λ1）、Ｘi,j（λ2）は、検出器信号ＳR,i,j、ＳG,i,j、ＳB,i,jから決定することができる。第３のグループの強度値ＸMAXi,MAXj（λ0）、ＸMAXi,MAXj（λ1）、ＸMAXi,MAXj（λ2）は、検出器信号ＳR,MAXi,MAXj、ＳG,MAXi,MAXj、ＳB,MAXi,MAXjから決定することができる。
【０１７３】
画像センサ６００は、１つまたは複数の検出器アレイ６０１、６０２を含むことができる。各センサ部分ＳＵＢi,jのピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、同じ検出器アレイ６０１上に、または異なる検出器アレイ６０１、６０２上に位置することができる。
【０１７４】
一実施形態では、分光計７００は撮像デバイスであってもよく、撮像デバイスは画像センサ６００を含む。図１２ａ〜図１２ｄは、画像センサ６００を実装する様々な方法を示す。画像センサ６００は、１つまたは複数の２次元検出器アレイ６０１、６０２を含むことができる。検出器アレイ６０１、６０２は、複数の光検出ピクセルＰ１、Ｐ２を含むことができる。２次元画像ＩＭＧ１の異なる位置で光スペクトルの空間的変動を解析するために、検出器アレイ上に形成された光学像ＩＭＧ１は、複数の検出器ピクセルＰ１、Ｐ２を同時に覆うことができる。画像ＩＭＧ１は、例えば、ＳＸ方向の４つ以上の隣接ピクセルＰ１，Ｐ２、およびＳＹ方向の４つ以上の隣接ピクセルを覆うことができる。
【０１７５】
図１２ａに示すように、検出器アレイ６０１は、複数の光検出ピクセルＰ１、Ｐ２を含むことができる。画像センサ６００は、例えば、２種類のピクセルＰ１、Ｐ２を含むことができる。第１のピクセルＰ１は第１のスペクトル感度ηR（λ）を有することができ、第２のピクセルＰ２は第２の異なるスペクトル感度ηG（λ）を有することができる。第１のピクセルＰ１および第２のピクセルＰ２は、異なる色に対して感度を有してもよい。例えば、ミニチュア光学フィルタのアレイを光検出器のアレイ上に配置することによって、スペクトル感度ηR（λ）、ηG（λ）を実現することができる。ピクセルＰ１、Ｐ２は、例えばチェッカーボードパターンに従って配置することができる。
【０１７６】
図１２ｂに示すように、画像センサ６００は、例えばベイヤー（Ｂａｙｅｒ）行列に配置される複数の光検出ピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３を含むことができる。ピクセルＰ１は赤色光を感じ、ピクセルＰ２は緑色光を感じ、ピクセルＰ３は青色光を感じることができる。このタイプの画像センサは、例えばデジタルカメラで一般的に用いられる。
【０１７７】
図１２ｃに示すように、画像センサ６００は、第１の検出器アレイ６０１および第２の検出器アレイ６０２を含むことができる。第１の検出器アレイ６０１は検出器ピクセルＰ１を含むことができ、第２の検出器アレイ６０２は検出器ピクセルＰ２を含むことができる。光ＬＢ２は、ビームスプリッタ６０３によって検出器アレイ６０１、６０２に分配することができる。ビームスプリッタ６０３は、例えばダイクロイックミラーまたは色分解プリズムであってもよい。画像センサ６００は、第１の検出器ピクセルＰ１が第１のスペクトル感度ηR（λ）を有し、第２の検出器ピクセルＰ２は第２の異なるスペクトル感度ηG（λ）を有するように動作するように構成することができる。例えば、ピクセルＰ１は赤色光に最も高い感度を有することができ、ピクセルＰ２は緑色光に最も高い感度を有することができる。画像センサ６００は、検出器ピクセルＰ３を実装するために、第２のビームスプリッタ２０３および第３の検出器アレイを任意に含むことができる。ピクセルＰ３は、例えば青色光に最も高い感度を有することができる。
【０１７８】
図１２ｄに示すように、画像センサ６００は、互いに積層した２つ以上の検出器アレイ６０１、６０２を含むことができる。第１の検出器アレイ６０１はピクセルＰ１を含むことができ、第２の検出器アレイ６０２はピクセルＰ２を含むことができる。第１の検出器アレイ６０１はあるスペクトル領域で少なくとも部分的に透明であり得るが、該あるスペクトル領域はピクセルＰ２のスペクトル感度と一致する。第１の検出器アレイ６０１は、第２の検出器アレイ６０２のピクセルＰ２に光を透過するように構成することができる。画像センサ６００のピクセルＰ１は、検出器信号値ＳRを提供することができる。画像センサ６００のピクセルＰ２は、検出器信号値ＳGを提供することができる。画像センサ６００は、互いに積層した３つ以上の検出器アレイを含むことができる。第３の検出器アレイは、ピクセルＰ３を含むことができる。画像センサ６００のピクセルＰ３は、検出器信号値ＳBを提供することができる。
【０１７９】
図１３に示すように、ミラープレート１００、２００の一方はフレーム３５０に取り付けることができ、ミラープレート２００、１００の他方はアクチュエータ３０１によって動くことができる。
【０１８０】
ベーススラブ５１は、例えば、シリコンウエハから、またはシリカのシートから基板を切り出すことによって、取得することができる。多層コーティング６０は、例えば切り出した後に実装することができる。ベーススラブ５１は、例えば、シリコンロッドから、またはシリカロッドから基板を切り出すことによって、取得することができる。ベーススラブ５１は、より複雑な形状を有することもできる。例えば、スラブ５１の形状は、例えば円錐台または立方体に似ていてもよい。プレートおよびスラブは、１つまたは複数のくぼんだ部分および／または突出した部分（例えば図７ａのくぼんだ部分８１を参照）を任意に含むことができる。
【０１８１】
「スラブ」という用語はボディを示すことができ、該ボディは１つまたは複数の略平面の部分を有する。前記平面の部分によって透過および／または反射した光の波面歪みを最小化するように、スラブは第１の略平面の部分を有することができる。第１の略平面の部分および第２の略平面の部分を透過した光の波面歪みを最小化するように、スラブは第２の略平面の部分を任意に有することができる。第１の平面の部分はスラブの最上面全体を覆うことができる、あるいは、第１の平面の部分はスラブの最上面の１００％より小さい部分を覆うことができる。第２の平面の部分はスラブの底面全体を覆うことができる、あるいは、第２の平面の部分はスラブの底面の１００％より小さい部分を覆うことができる。スラブは、例えば１つまたは複数の突出した部分および／またはくぼんだ部分を任意に有することができる。一実施形態では、第１の平面の部分は、第２の平面の部分に略平行であってもよい。一実施形態では、第１の平面の部分および第２の平面の部分は、例えば望ましくない反射を減らすために、ゼロでないウェッジ角を規定することができる。
【０１８２】
「プレート」という用語はボディを示すことができ、該ボディは１つまたは複数の略平面の部分を有する。前記平面の部分によって透過および／または反射した光の波面歪みを最小化するように、プレートは第１の略平面の部分を有することができる。第１の略平面の部分および第２の略平面の部分を透過した光の波面歪みを最小化するように、プレートは第２の略平面の部分を任意に有することができる。第１の平面の部分はプレートの最上面全体を覆うことができる、あるいは、第１の平面の部分はプレートの最上面の１００％より小さい部分を覆うことができる。第２の平面の部分はプレートの底面全体を覆うことができる、あるいは、第２の平面の部分はプレートの底面の１００％より小さい部分を覆うことができる。プレートは、例えば１つまたは複数の突出した部分および／またはくぼんだ部分を任意に有することができる。一実施形態では、第１の平面の部分は、第２の平面の部分に略平行であってもよい。一実施形態では、第１の平面の部分および第２の平面の部分は、例えば望ましくない反射を減らすために、ゼロでないウェッジ角を規定することができる。
【０１８３】
「光」という用語は、紫外領域（２００ｎｍ〜３８０ｎｍ）、可視領域（３８０ｎｍ〜７６０ｎｍ）、近赤外領域（７６０ｎｍ〜１．４μｍ）、中間赤外領域（１．４μｍ〜８μｍ）、および／または熱赤外領域（８μｍ〜１２μｍ）の電磁放射を示すことができる。ミラープレート１００を含むファブリペロー干渉計３００が、例えば紫外領域（２００ｎｍ〜３８０ｎｍ）、可視領域（３８０ｎｍ〜７６０ｎｍ）、近赤外領域（７６０ｎｍ〜１．４μｍ）、中間赤外領域（１．４μｍ〜８μｍ）、および／または熱赤外領域（８μｍ〜１２μｍ）のスペクトル分析に適用できるように、ミラープレート１００の材料および寸法を選択することができる。
【０１８４】
例えば、ミラープレート１００を含む分光計７００は、赤外領域の光吸収をモニタすることによってＣＯ2の濃度を測定するように構成することができる。例えば、ミラープレート１００を含む分光計７００は、赤外領域の光吸収をモニタすることによって麻酔ガスの濃度を測定するように構成することができる。例えば、ミラープレート１００を含む分光計７００は、例えば癌または別の異常状態を検出するために、ヒトの組織または動物の組織からスペクトルデータを決定するように構成することができる。
【０１８５】
当業者にとっては、本発明によるデバイスおよび方法の修正および変更が知覚できることは明白である。図は模式的なものである。添付した図面を参照して上述した具体的な実施形態は例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するためのものではない。本発明の範囲は、添付した特許請求の範囲によって定義される。
【図１】
0005954801.tif 000003
【図２ａ】
0005954801.tif 000004
【図２ｂ】
0005954801.tif 000005
【図３ａ】
0005954801.tif 000006
【図３ｂ】
0005954801.tif 000007
【図４ａ】
0005954801.tif 000008
【図４ｂ】
0005954801.tif 000009
【図４ｃ】
0005954801.tif 000010
【図４ｄ】
0005954801.tif 000011
【図４ｅ】
0005954801.tif 000012
【図５ａ】
0005954801.tif 000013
【図５ｂ】
0005954801.tif 000014
【図５ｃ】
0005954801.tif 000015
【図５ｄ】
0005954801.tif 000016
【図５ｅ】
0005954801.tif 000017
【図５ｆ】
0005954801.tif 000018
【図６ａ】
0005954801.tif 000019
【図６ｂ】
0005954801.tif 000020
【図６ｃ】
0005954801.tif 000021
【図６ｄ】
0005954801.tif 000022
【図６ｅ】
0005954801.tif 000023
【図６ｆ】
0005954801.tif 000024
【図６ｇ】
0005954801.tif 000025
【図６ｈ】
0005954801.tif 000026
【図６ｉ】
0005954801.tif 000027
【図６ｊ】
0005954801.tif 000028
【図７ａ】
0005954801.tif 000029
【図７ｂ】
0005954801.tif 000030
【図８ａ】
0005954801.tif 000031
【図８ｂ】
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【図８ｃ】
0005954801.tif 000033
【図９ａ】
0005954801.tif 000034
【図９ｂ】
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【図１０】
0005954801.tif 000036
【図１１】
0005954801.tif 000037
【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
0005954801.tif 000039
【図１２ｃ】
0005954801.tif 000040
【図１２ｄ】
0005954801.tif 000041
【図１３】
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