(57)【要約】  測定光源から出射される測定光の光路と、参照光源から出射される参照光の光路とは、ビームコンバイナによって重ね合わされる。測定光源から出射される測定光は、測定光検出器の感度波長域Ｓ１の光と、参照光検出器の感度波長域Ｓ２の光とを含んでいる。干渉計は、上記の測定光の波長域に含まれる光のうち、参照光検出器の感度波長域Ｓ２の少なくとも一部の光をカットする波長分離フィルタを備えている。
2013008580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定光を出射する測定光源と、
前記測定光を検出する測定光検出器と、
前記測定光検出器の感度波長域よりも短い波長のレーザ光を参照光として出射する参照光源と、
前記参照光を検出する参照光検出器と、
前記測定光の光路と前記参照光の光路とを重ね合わせるためのビームコンバイナと、
前記ビームコンバイナを介して入射する前記測定光および前記参照光をそれぞれ２光束に分離する第１ビームスプリッタと、
前記第１ビームスプリッタにて分離された２光束の一方の光路上に配置され、前記測定光および前記参照光のそれぞれを反射させて前記第１ビームスプリッタに再度入射させる第１反射部材と、
前記第１ビームスプリッタにて分離された２光束の他方の光路上に配置され、前記測定光および前記参照光のそれぞれを反射させて前記第１ビームスプリッタに再度入射させる第２反射部材と、
前記第１ビームスプリッタにて干渉して出射される光を２光束に分離して、それぞれの光束を前記測定光検出器および前記参照光検出器に導く第２ビームスプリッタとを備え、
前記第１反射部材と前記第２反射部材とを相対的に移動させたときの、前記参照光検出器での検出結果に基づいて、前記第１ビームスプリッタにて分離された２光束の光路差を検知しながら、前記測定光を計測する干渉計であって、
前記測定光源から出射される前記測定光は、前記測定光検出器の感度波長域の光と、前記参照光検出器の感度波長域の光とを含んでおり、
該干渉計は、前記測定光の波長域に含まれる光のうち、前記参照光検出器の感度波長域の少なくとも一部の光をカットする波長分離フィルタをさらに備えていることを特徴とする干渉計。
【請求項２】
前記波長分離フィルタは、前記測定光の波長域に含まれる光のうち、前記参照光検出器の感度波長域内で、前記レーザ光の波長を含む波長域であって前記感度波長域よりも狭い波長域以外の光をカットすることを特徴とする請求項１に記載の干渉計。
【請求項３】
前記波長分離フィルタは、前記第２ビームスプリッタと前記参照光検出器との間の光路中に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の干渉計。
【請求項４】
前記波長分離フィルタは、前記第２ビームスプリッタから入射する光のうち、前記参照光検出器の感度波長域内で、前記レーザ光の波長を含む前記波長域の光を透過させることを特徴とする請求項３に記載の干渉計。
【請求項５】
前記波長分離フィルタは、
前記測定光源と前記ビームコンバイナとの間の光路中に配置される第１光学フィルタと、
前記第２ビームスプリッタと前記参照光検出器との間の光路中に配置される第２光学フィルタとで構成されており、
前記第１光学フィルタは、前記測定光の波長域に含まれる光のうち、前記レーザ光の波長を含む前記参照光検出器の感度波長域の一部の光をカットし、
前記第２光学フィルタは、前記測定光の波長域に含まれる光のうち、前記参照光検出器の感度波長域の残りの光をカットすることを特徴とする請求項１に記載の干渉計。
【請求項６】
前記第１光学フィルタは、前記測定光の波長域に含まれる光のうち、前記参照光検出器の感度波長域の最短波長よりも短い波長から、前記レーザ光の波長よりも長く、かつ、前記参照光検出器の感度波長域の最長波長よりも短い波長までの光をカットし、
前記第２光学フィルタは、前記測定光の波長域に含まれる光のうち、前記レーザ光の波長よりも長く、かつ、前記第１光学フィルタによってカットされる波長域の最長波長よりも短い波長から、前記参照光検出器の感度波長域の最長波長よりも長い波長までの光をカットすることを特徴とする請求項５に記載の干渉計。
【請求項７】
前記波長分離フィルタは、前記測定光源と前記ビームコンバイナとの間の光路中に配置され、前記測定光の波長域に含まれる光のうち、前記参照光検出器の感度波長域の少なくとも一部の光をカットすることを特徴とする請求項１に記載の干渉計。
【請求項８】
前記波長分離フィルタは、前記測定光の波長域に含まれる光のうち、前記参照光検出器の感度波長域の最短波長よりも短い波長から、前記感度波長域の最長波長よりも長く、かつ、前記測定光検出器の感度波長域の最短波長よりも短い波長までの光をカットすることを特徴とする請求項７に記載の干渉計。
【請求項９】
前記参照光検出器は、シリコンフォトダイオードで構成されており、
前記レーザ光の波長は、１１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の干渉計。
【請求項１０】
前記参照光源は、発光面で発光された光を取り込んで導光する導光部材の光射出側の端面で構成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の干渉計。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の干渉計と、
前記干渉計の前記参照光検出器での検出結果に基づいて、前記測定光検出器からの出力をサンプリングする際のタイミングを示す信号を生成する信号処理部と、
前記信号に同期して、前記測定光検出器からの出力をサンプリングし、波長ごとの光の強度を示すスペクトルを生成するスペクトル生成部とを備えていることを特徴とする分光器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイケルソン型の干渉計と、その干渉計を備えた分光器とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
分光器としてのＦＴＩＲ（Fourier  Transform  Infrared  Spectroscopy）に利用されるマイケルソン２光束干渉計は、測定光（例えば近赤外光）をビームスプリッタで固定鏡および移動鏡の２方向に分割し、その固定鏡および移動鏡でそれぞれ反射して戻ってきた光を上記ビームスプリッタで１つの光路に合成するという構成を採用している。移動鏡を前後に（入射光の光軸方向に）移動させると、分割された２光束の光路差が変化するため、合成された光はその移動鏡の移動量に応じて光の強度が変化する測定干渉光（インターフェログラム）となる。このインターフェログラムをサンプリングし、ＡＤ変換およびフーリエ変換することにより、入射光のスペクトル分布を求めることができ、このスペクトル分布から、波数（１／波長）ごとの測定干渉光の強度を求めることができる。【０００３】
上記のインターフェログラムは、移動鏡と固定鏡との位相差、すなわち、移動鏡での反射光と固定鏡での反射光との光路差の関数で示されることから、インターフェログラムをサンプリングしてその強度を求めるにあたって、通常は、測定光を出射する光源とは別に、参照光源を用いて移動鏡の位置を監視する必要がある。具体的には、参照光源から出射される参照光（例えばレーザ光）をビームスプリッタで分離して移動鏡および固定鏡に導き、移動鏡および固定鏡で反射される各光をビームスプリッタで合成し、参照干渉光として位置検出用の参照光検出器に導く。参照干渉光の強度は、移動鏡の位置に応じて変化するので、参照光検出器にて参照干渉光の強度変化を検出することにより、移動鏡の位置（分離された２光束の光路差）を求めることが可能となる。【０００４】
この点、例えば、特許文献１では、参照光としてのレーザ光の光路を、測定光の光路と並べて設け、参照光検出器でのレーザ光の検出結果に基づいて、インターフェログラムをサンプリングする際のタイミングを示す信号を生成するようにしている。【０００５】
また、近年では、安全や安心への関心が高まり、様々な分野で微量検出や高精度検出を実施したいという要求が高まっている。特に、製薬等の研究所や医療分野の診療所での薬品の検査においては、高精度での試料の同定が重要とされている。例えば、特許文献２では、高精度な測定を実現するために、測定光に含まれる不要光を光学的バンドパスフィルタによってカットする構成が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２８６９０２号公報（請求項１、図１等参照）
【特許文献２】特開平１−２８２４３４号公報（特許請求の範囲、第１図等参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、干渉計においては、小型で持ち運べるようにするために、サイズをコンパクトに抑えることが重要である。しかし、特許文献１の構成では、測定光の光路と参照光の光路とが並設されているため、固定鏡および移動鏡における各反射面を大型で構成する必要があり、干渉計が大型化する。また、各反射面が大型化すると、各反射面の有効面積が大きくなるため、各反射面の面精度を確保することが困難となり、良好な干渉性能を維持することができなくなる。【０００８】
また、特許文献２には、参照光源を含む参照光学系を組み込んだ構成については全く開示されていないが、参照光学系を組み込んだとしても、測定光に含まれる不要光をカットする波長域と、参照光の波長および参照光検出器の感度波長域との関係が不明であるため、測定光に参照光検出器の感度波長域の光が含まれている場合に、参照光を高精度で検出できるとは必ずしも言えない。特に、近年では、小型、高精度かつ安価なＶＣＳＥＬ（Vertical  Cavity  Surface  Emitting  Laser）光源が開発されているが、このようなレーザ光源は構造上大きな出力を得ることができない。したがって、このような出力の小さいレーザ光源を参照光源として用いた場合でも、参照光検出器にて参照光を高精度で検出して、２光束の光路差を精度よく検知しながら、測定光を計測することが望まれる。【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、小型で良好な干渉性能を維持できるとともに、測定光に参照光検出器の感度波長域の光が含まれている場合でも、参照光を高精度で検出して、２光束の光路差を精度よく検知しながら、測定光を計測することができる干渉計と、その干渉計を備えた分光器とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１側面による干渉計は、測定光を出射する測定光源と、前記測定光を検出する測定光検出器と、前記測定光検出器の感度波長域よりも短い波長のレーザ光を参照光として出射する参照光源と、前記参照光を検出する参照光検出器と、前記測定光の光路と前記参照光の光路とを重ね合わせるためのビームコンバイナと、前記ビームコンバイナを介して入射する前記測定光および前記参照光をそれぞれ２光束に分離する第１ビームスプリッタと、前記第１ビームスプリッタにて分離された２光束の一方の光路上に配置され、前記測定光および前記参照光のそれぞれを反射させて前記第１ビームスプリッタに再度入射させる第１反射部材と、前記第１ビームスプリッタにて分離された２光束の他方の光路上に配置され、前記測定光および前記参照光のそれぞれを反射させて前記第１ビームスプリッタに再度入射させる第２反射部材と、前記第１ビームスプリッタにて干渉して出射される光を２光束に分離して、それぞれの光束を前記測定光検出器および前記参照光検出器に導く第２ビームスプリッタとを備え、前記第１反射部材と前記第２反射部材とを相対的に移動させたときの、前記参照光検出器での検出結果に基づいて、前記第１ビームスプリッタにて分離された２光束の光路差を検知しながら、前記測定光を計測する干渉計であって、前記測定光源から出射される前記測定光は、前記測定光検出器の感度波長域の光と、前記参照光検出器の感度波長域の光とを含んでおり、該干渉計は、前記測定光の波長域に含まれる光のうち、前記参照光検出器の感度波長域の少なくとも一部の光をカットする波長分離フィルタをさらに備えている。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように、測定光の光路と参照光の光路とをビームコンバイナで重ね合わせる構成とすることにより、これらの光路を併設する従来の構成に比べて、第１および第２反射部材における各反射面の有効面積を小さくして干渉計を小型化できるとともに、各反射面の面精度を十分に確保して良好な干渉性能を維持することができる。【００１２】
また、測定光に参照光検出器の感度波長域の光が含まれていても、波長分離フィルタにより、測定光の波長域に含まれる光のうち、参照光検出器の感度波長域の少なくとも一部の光がカットされる。これにより、たとえ参照光源から出射される参照光の出力が小さい場合でも、参照光を高精度で検出して、２光束の光路差を精度よく検知しながら、測定光を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の一形態の分光器の概略の構成を模式的に示す説明図である。
【図２】上記分光器が備える干渉計の参照光検出器の概略の構成を示す平面図である。
【図３】上記参照光検出器から出力される２つの位相信号を示す説明図である。
【図４】上記干渉計の波長分離フィルタの光学特性を示すグラフである。
【図５】本発明の他の実施の形態の分光器の概略の構成を模式的に示す説明図である。
【図６】上記分光器が備える干渉計の波長分離フィルタの光学特性を示すグラフである。
【図７】本発明のさらに他の実施の形態の分光器の概略の構成を模式的に示す説明図である。
【図８】上記分光器が備える干渉計の波長分離フィルタの光学特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施の形態１＞
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、各実施の形態で共通する構成には共通の部材番号を付記し、その説明を省略することがある。
【００１５】
〔分光器および干渉計の構成〕
図１は、本実施形態の分光器（フーリエ変換分光分析装置）の概略の構成を模式的に示す説明図である。この分光器は、干渉計１と、演算部２と、出力部３とを有して構成されている。干渉計１は、２光路分岐型のマイケルソン干渉計で構成されているが、その詳細については後述する。
【００１６】
演算部２は、後述する信号処理部３１にて生成されるサンプリング信号に同期して、測定光検出器１８からの出力をサンプリングし、Ａ／Ｄ変換およびフーリエ変換を行うことにより、測定光に含まれる波長のスペクトル、すなわち、波数（１／波長）ごとの光の強度を示すスペクトルを生成するスペクトル生成部として機能する。出力部３は、演算部２にて生成されたスペクトルを出力（例えば表示）する。以下、干渉計１の詳細について説明する。
【００１７】
干渉計１は、測定光学系１０と、参照光学系２０と、光路補正部３０とを有している。以下、順に説明する。
【００１８】
（測定光学系）
測定光学系１０は、測定光源１１と、測定光用コリメート光学系１２と、折り返しミラーＭと、ＢＳ（ビームスプリッタ）１３と、補償板１４と、固定鏡１５と、移動鏡１６と、集光光学系１７と、測定光検出器１８と、駆動機構１９とを備えている。なお、ＢＳ１３に対する固定鏡１５と移動鏡１６との位置関係は、逆であってもよい。
【００１９】
測定光源１１は、測定光を出射するものであり、光源単独で構成されるか、または光源と光ファイバとを結合したファイバ結合光学系で構成されている。後者の場合、光源は干渉計１の外部に設けられていてもよく、この場合は、上記光源から出射された光を導光する導光部材（光ファイバ）の光射出側の端面を、測定光源１１として扱うことができる。測定光用コリメート光学系１２は、測定光源１１から出射される測定光をコリメート光に変換してＢＳ１３に導く光学系であり、例えばコリメータレンズで構成されている。
【００２０】
ここで、コリメート光とは、完全な平行光のほか、略平行光（若干の収束光や発散光）も含む概念である。つまり、ここでのコリメートとは、光源からの光をコリメート光学系によってＢＳおよび固定鏡または移動鏡を経てセンサへ導くことを指し、無限遠方へのコリメートに限るものではない。平面波として取り扱いやすくするため、測定光用コリメート光学系１２は、入射光を例えば１ｍ以上遠方にコリメートすることが望ましい。
【００２１】
折り返しミラーＭは、干渉計１をコンパクトに構成すべく、測定光用コリメート光学系１２とＢＳ１３との間の光路を折り曲げるために設けられている。折り返しミラーＭとＢＳ１３との間の光路中（特に後述する光路合成ミラー２３とＢＳ１３との間の光路中）には、測定光の光束径を規制するための絞りＡ１が配置されている。
【００２２】
ＢＳ１３（第１ビームスプリッタ）は、入射光、すなわち、測定光源１１から出射されて後述する光路合成ミラー２３を介して入射する測定光を２つの光に分離して、それぞれを固定鏡１５および移動鏡１６に導くとともに、固定鏡１５および移動鏡１６にて反射された各光を合成し、干渉光として出射するものであり、例えば分岐比５０：５０のハーフミラーで構成されている。なお、測定光のうち、ＢＳ１３にて干渉した後の測定光を特に指す場合は、測定干渉光と称する。
【００２３】
補償板１４は、ＢＳ１３の厚み分の光路長、および光がＢＳ１３を透過する際の屈折による光路シフトを補正するための基板である。なお、干渉計１の組み方次第では、補償板１４を不要とすることもできる。
【００２４】
固定鏡１５および移動鏡１６は、測定光および後述する参照光のそれぞれについて、ＢＳ１３にて分離された２光束をそれぞれ反射させてＢＳ１３に再度入射させ、干渉させるとともに、上記２光束で光路差が生じるように互いに相対的に移動する第１反射部材および第２反射部材をそれぞれ構成している。
【００２５】
集光光学系１７は、ＢＳ１３にて合成されて出射された光を集光して測定光検出器１８に導く光学系であり、例えばフォーカスレンズで構成されている。測定光検出器１８は、ＢＳ１３から集光光学系１７を介して入射する測定光（測定干渉光、インターフェログラム、干渉パターン）を検出するセンサであり、例えばＮＩＲ（Near  Infrared）センサで構成されている。測定光検出器１８が検出感度を持つ波長域（感度波長域）は、例えば１２００〜２５００ｎｍである。
【００２６】
駆動機構１９は、固定鏡１５にて反射される光の光路と、移動鏡１６にて反射される光の光路との差（光路長の差）が変化するように、移動鏡１６を光軸方向に平行移動（並進）させる移動機構であり、例えばＶＣＭ（ボイスコイルモータ）を用いた電磁式の駆動機構で構成されている。なお、駆動機構１９は、平行板ばね式の駆動機構で構成されてもよい。
【００２７】
上記の構成において、測定光源１１から出射された測定光は、測定光用コリメート光学系１２によってコリメート光に変換された後、折り返しミラーＭで反射されてＢＳ１３に入射し、ＢＳ１３での透過および反射によって２光束に分離される。分離された一方の光束は移動鏡１６で反射され、他方の光束は固定鏡１５で反射され、それぞれ元の光路を逆戻りしてＢＳ１３で重ね合わせられ、測定干渉光として補償板１４を透過した後、試料（図示せず）に照射される。
【００２８】
このとき、駆動機構１９によって移動鏡１６を連続的に移動させながら試料に光が照射されるが、ＢＳ１３から各ミラー（移動鏡１６、固定鏡１５）までの光路長の差が波長の整数倍のときは、重ね合わされた光の強度は最大となる。一方、移動鏡１６の移動によって２つの光路長に差が生じている場合には、重ね合わされた光の強度に変化が生じる。試料を透過した光は、後述する光路分離ミラー２４を透過して、集光光学系１７にて集光されて測定光検出器１８に入射し、そこでインターフェログラムとして検出される。すなわち、図１では、測定光は、一点鎖線で示す光路を進行する。
【００２９】
なお、光路分離ミラー２４に入射する測定光の一部は、光路分離ミラー２４の光学特性によって反射され、後述する波長分離フィルタ４１に入射するが、この点については後述する。
【００３０】
演算部２では、測定光検出器１８からの検出信号（インターフェログラム）をサンプリングし、Ａ／Ｄ変換およびフーリエ変換することにより、波数ごとの光の強度を示すスペクトルが生成される。上記のスペクトルは、出力部３にて出力（例えば表示）され、このスペクトルに基づき、試料の特性（材料、構造、成分量など）を分析することが可能となる。
【００３１】
（参照光学系）
次に、参照光学系２０について説明する。参照光学系２０は、上記した測定光学系１０と構成を一部共有しており、上述したＢＳ１３と、補償板１４と、固定鏡１５と、移動鏡１６とに加えて、参照光源２１と、参照光用コリメート光学系２２と、光路合成ミラー２３と、光路分離ミラー２４と、参照光検出器２５とを有している。
【００３２】
参照光源２１は、移動鏡１６の位置を検出したり、演算部２でのサンプリングのタイミング信号を生成するための光源である。本実施形態では、参照光源２１は、例えばＶＣＳＥＬ（Vertical  Cavity  Surface  Emitting  Laser）レーザ２１ａと、レンズ系２１ｂと、シングルモード光ファイバ２１ｃとを有して構成されている。ＶＣＳＥＬレーザ２１ａは、垂直共振器面発光レーザであり、出射光（レーザ光）は、偏光方向が時間的に一定な直線偏光である。本実施形態では、ＶＣＳＥＬレーザ２１ａは、波長６６０ｎｍの赤色光を出射する。つまり、ＶＣＳＥＬレーザ２１ａの発光波長は、縦シングルモードの単色である。なお、縦シングルモードとは、発光スペクトルが１個の縦モード波形のことを指す。また、縦モードとは、レーザ光の光軸方向（光伝播方向）の電磁界モードのことである。
【００３３】
参照光源２１は、全体が干渉計１に組み込まれていてもよいし、一部のみが干渉計１に組み込まれていてもよい。したがって、同図に示すように、ＶＣＳＥＬレーザ２１ａおよびレンズ系２１ｂは、干渉計１の外部に配置されていてもよい。この場合、干渉計１の参照光源２１は、ＶＣＳＥＬレーザ２１ａの発光面で発光された光を取り込んで導光する導光部材（シングルモード光ファイバ２１ｃ）の光射出側の端面で構成されていると言うことができる。このように参照光源２１を構成することにより、シングルモード光ファイバ２１ｃよりも後段の光学系に対する、ＶＣＳＥＬレーザ２１ａの発光面で発生する熱の影響を低減することができるともに、発光面の配置の自由度を増大させることができる。なお、ＶＣＳＥＬレーザ２１ａの発光面のサイズは、例えば直径４μｍ程度であり、一般のレーザの発光面のサイズ（例えば直径１〜２μｍ程度）に比べて大きい。
【００３４】
参照光用コリメート光学系２２は、参照光源２１から出射される参照光（レーザ光）をコリメート光に変換してＢＳ１３に導く光学系であり、例えばコリメートレンズで構成されている。参照光用コリメート光学系２２の光出射側には、絞りＡ２が配置されており、コリメート光の光束径が規制される。なお、参照光用コリメート光学系２２を構成するレンズの光射出側の面において、コリメート光を出射する部分以外を黒く塗ることによって、参照光用コリメート光学系２２に絞りＡ２の機能を持たせるようにしてもよい。
【００３５】
光路合成ミラー２３は、測定光源１１からの測定光を透過させ、参照光源２１からの参照光を反射させることにより、これらの光の光路を重ね合わせるビームコンバイナである。本実施形態では、参照光が固定鏡１５および移動鏡１６に対して斜めに入射するように光路合成ミラー２３が配置されている。これにより、固定鏡１５および移動鏡１６からの戻り光の影響を回避するようにしている。
【００３６】
すなわち、参照光の光路が固定鏡１５および移動鏡１６に対して傾いているため、固定鏡１５での反射光がＢＳ１３を透過し、光路合成ミラー２３にて参照光用コリメート光学系２２の方向に反射しても、また、移動鏡１６での反射光がＢＳ１３で反射して光路合成ミラー２３に入射し、そこで参照光用コリメート光学系２２の方向に反射しても、それらの光は、絞りＡ２に入射してそこで遮られ、参照光源２１に入射しない。これにより、戻り光の入射によって参照光源２１での発振が不安定になるのを回避することができる。なお、図１では、固定鏡１５および移動鏡１６からの戻り光の光路を破線で示している。
【００３７】
光路分離ミラー２４は、ＢＳ１３にて干渉して出射される光を２光束に分離して、それぞれの光束を測定光検出器１８および参照光検出器２５に導く第２ビームスプリッタである。つまり、光路分離ミラー２４は、設計によって、入射光を波長に応じて２光束に分岐（透過または反射）させる光学素子であり、光学薄膜（偏光分離膜を含む）を用いて構成される。本実施形態では、光路分離ミラー２４は、入射光のうち、後述する参照光検出器２５の感度波長域の光を反射させ、それ以外の光（測定光検出器１８の感度波長域の光を含む）を透過させる特性を持つ。
【００３８】
参照光検出器２５は、ＢＳ１３から出射されて、光路分離ミラー２４を介して入射する参照光を検出する検出器であり、例えばＣＣＤよりも応答速度が速い４分割シリコンフォトダイオード（Silicon  Photodiode）で構成されている。参照光検出器２５が検出感度を持つ波長域（感度波長域）は、例えば３２０〜１１００ｎｍである。光路分離ミラー２４と参照光検出器２５との間の光路中には、絞りＡ３が配置されており、この絞りＡ３によって、参照光検出器２５に入射する参照光の光束径が規制される。なお、参照光のうち、ＢＳ１３にて干渉した後の参照光を特に指す場合は、参照干渉光と称する。
【００３９】
図２は、参照光検出器２５の概略の構成を示す平面図である。同図に示すように、参照光検出器２５は、４つの受光部２５Ａ〜２５Ｄからなり、各受光部２５Ａ〜２５Ｄは２行２列で配置されている。なお、参照光検出器２５の各受光部は、参照干渉光の受光面上で２方向に並ぶように配置されていればよく、参照光検出器２５が少なくとも３つの受光部を備えていれば、このような配置を実現することができる。
【００４０】
上記の構成において、参照光源２１から出射された参照光は、参照光用コリメート光学系２２でコリメート光に変換された後、光路合成ミラー２３で反射され、測定光の光路と重なる光路となってＢＳ１３に入射し、そこで２光束に分離される。ＢＳ１３にて分離された一方の光束は移動鏡１６で反射され、他方の光束は固定鏡１５で反射され、それぞれ元の光路を逆戻りしてＢＳ１３で重ね合わせられ、補償板１４を透過して光路分離ミラー２４に入射し、そこで反射されて参照光検出器２５に入射する。すなわち、図１では、参照光は、実線で示す光路を進行する。
【００４１】
参照光検出器２５では、移動鏡１６の位置（光路差）に応じて参照干渉光の強度が全体的に明と暗との間で変化する。したがって、上記強度の変化に基づいて移動鏡１６の位置を検知することができるとともに、固定鏡１５および移動鏡１６にて反射される２光束の光路差を検知しながら、測定光検出器１８にて測定光を計測することが可能となる。なお、上記強度の変化に基づく移動鏡１６の位置検知は、後述する光路補正部３０の信号処理部３１によって行われる。また、信号処理部３１は、参照光検出器２５での検出結果（参照干渉光の強度変化）に基づいて、測定光検出器１８からの出力（インターフェログラム）をサンプリングする際のタイミングを示すパルス信号を生成するようになっており、演算部２は、上記パルス信号のサンプリングタイミングに同期して、測定光検出器１８からの出力をサンプリングし、デジタルデータに変換することになる。
【００４２】
本実施形態のように、測定光の光路と参照光の光路とを光路合成ミラー２３で重ね合わせる構成とすることにより、これらの光路を併設する構成に比べて、固定鏡１５および移動鏡１６の各反射面の有効面積を小さくすることができ、干渉計１ひいては分光器を小型化することができる。また、各反射面の有効面積を小さくすることで、各反射面の面精度を十分に確保することができるので、測定光および参照光とも、良好な干渉性能を維持することができる。
【００４３】
また、測定光の光路と参照光の光路とを重ね合わせることにより、各反射面の有効面積を小さく抑えることができるので、各反射面を大型で構成する場合のように、各反射面に高い面精度を要求する必要もなくなる。さらに、測定光の光路差や後述する２光路間の傾きといった光学情報をより詳細に参照光によって検出することが可能となり、高い精度のサンプリングや光路間の傾き補正が可能となる。
【００４４】
（光路補正部）
次に、光路補正部３０について説明する。駆動機構１９による移動鏡１６の駆動時に、移動鏡１６の並進性が崩れ、上記の傾き誤差が生じると、固定鏡１５での反射光と移動鏡１６での反射光との干渉性が低下し、測定干渉光の干渉強度（コントラスト）が低下する。そこで、本実施形態では、光路補正部３０が、参照光検出器２５での参照干渉光の検出結果に基づき、移動鏡１６での反射光の光路と固定鏡１５での反射光の光路との相対的な傾き誤差（チルト誤差）を補正することにより、測定干渉光の干渉強度が低下するのを回避している。以下、詳細に説明する。
【００４５】
ここで、本実施形態では、光路合成ミラー２３の上記配置により、測定光側および参照光側の光軸が完全な同軸とはならないが、同軸に近い配置であるので、（１）測定光源１１、ＢＳ１３、移動鏡１６、ＢＳ１３、測定光検出器１８の順に進行する光と、測定光源１１、ＢＳ１３、固定鏡１５、ＢＳ１３、測定光検出器１８の順に進行する光との傾き誤差（第１の傾き誤差とも称する）は、（２）参照光源２１、ＢＳ１３、移動鏡１６、ＢＳ１３、参照光検出器２５の順に進行する光と、参照光源２１、ＢＳ１３、固定鏡１５、ＢＳ１３、参照光検出器２５の順に進行する光との間の傾き誤差（第２の傾き誤差とも称する）にほとんど近い。したがって、光路補正部３０は、参照光検出器２５からの参照干渉光の受光信号に基づいて、第２の傾き誤差を補正することにより、第１の傾き誤差を補正することができる。
【００４６】
このような光路補正部３０は、具体的には、信号処理部３１と、調整機構３２と、制御部３３とを有して構成されている。制御部３３は、例えばＣＰＵで構成され、信号処理部３１での検出結果に基づいて調整機構３２を制御する。
【００４７】
信号処理部３１は、参照光検出器２５にて検出された参照干渉光の強度に基づいて、傾き誤差を検出する傾き検出部である。例えば、図３は、参照光検出器２５の受光部２５Ａから出力される位相信号（参照干渉光全体のうちで受光部２５Ａで受光した光の強度を示す信号）と、受光部２５Ｃから出力される位相信号（参照干渉光全体のうちで受光部２５Ｃで受光した光の強度を示す信号）とを示している。なお、図３の縦軸の強度は相対値を示している。この例では、これら２つの信号の位相差Δに対応する角度だけ、受光部２５Ａ・２５Ｃが並ぶ方向に対応する方向（以下、Ａ−Ｃ方向とも称する）に、傾き誤差が生じていることになる。
【００４８】
このように、信号処理部３１は、２つの受光部２５Ａ・２５Ｃから出力される信号の位相差に基づいて、Ａ−Ｃ方向の傾き誤差を検出することができる。また、上記と同様の考え方により、信号処理部３１は、２つの受光部２５Ａ・２５Ｂから出力される信号の位相差に基づいて、受光部２５Ａ・２５Ｂが並ぶ方向に対応する方向（以下、Ａ−Ｂ方向とも称する）の傾き誤差を検出することもできる。したがって、信号処理部３１は、３つの受光部２５Ａ・２５Ｂ・２５Ｃから出力される信号の位相差に基づいて、２方向のそれぞれについて、傾き誤差を検出することができる。
【００４９】
調整機構３２は、固定鏡１５の傾きを調整することにより、２光路の一方を傾けて傾き誤差を補正するものである。本実施形態では、調整機構３２は、図１に示すように、先端が固定鏡１５の背面（反射面とは反対側の面）と連結されて光軸方向に伸縮する複数（少なくとも３つ）の圧電素子３２ａと、これらの圧電素子３２ａに電圧を印加して圧電素子３２ａを伸縮させる駆動部３２ｂとを有して構成されている。信号処理部３１での検出結果に基づいて、制御部３３が各圧電素子３２ａに印加する電圧を制御し、各圧電素子３２ａを光軸方向に伸縮させることにより、固定鏡１５の傾き（固定鏡１５での反射光の光路）を変化させることができ、これによって傾き誤差を補正することができる。
【００５０】
上記した信号処理部３１による傾き誤差の検出と、調整機構３２による固定鏡１５での反射光の光路補正とを繰り返すフィードバック制御を行うことにより、最終的には、傾き誤差を限りなくゼロに近づけることができる。
【００５１】
なお、図示はしないが、光路補正部３０の調整機構３２は、移動鏡１６の傾きを調整することにより、２光路の一方を傾けて傾き誤差を補正してもよい。この場合、各圧電素子３２ａの先端を移動鏡１６の背面に連結し、各圧電素子３２ａを駆動部３２ｂによって伸縮させることにより、移動鏡１６の傾きを変化させて、移動鏡１６で反射される光の光路を補正することができる。このとき、移動鏡１６の駆動機構１９は、駆動部３２ｂの背面（各圧電素子３２ａとは反対側）と連結されればよい。
【００５２】
なお、上記した信号処理部３１および制御部３３は、干渉計１の外部に設けられていてもよい。
【００５３】
〔波長分離フィルタについて〕
本実施形態の干渉計１は、参照光検出器２５にて参照光を高精度で検出するために、波長分離フィルタ４１をさらに備えている。以下、この波長分離フィルタ４１について、詳細に説明する。
【００５４】
波長分離フィルタ４１は、測定光（の波長域に含まれる光）のうち、参照光検出器２５の感度波長域の一部の光をカット（反射または吸収）する光学フィルタ（バンドパスフィルタ）であり、例えば誘電体多層膜により形成されている。本実施形態では、波長分離フィルタ４１は、光路分離ミラー２４と参照光検出器２５との間の光路中に配置されている。
【００５５】
ここで、図４は、本実施形態の波長分離フィルタ４１の光学特性（波長と透過率との関係）を示すグラフである（太い実線参照）。なお、同図では、測定光の強度Ｉ（破線のグラフ参照）、参照光としてのレーザ光の強度（細い実線参照）、測定光検出器１８の感度波長域Ｓ１、および参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２を併せて示す。なお、感度波長域Ｓ１は、上述したように例えば１２００〜２５００ｎｍであり、感度波長域Ｓ２は、上述したように例えば３２０〜１１００ｎｍである。なお、図４では、縦軸の強度Ｉは、レーザの最大強度に対する相対値を示し、横軸の波長のスケールは等間隔ではないことを断わっておく。
【００５６】
図４より、本実施形態では、参照光としてのレーザ光の波長（６６０ｎｍ）は、測定光検出器１８の感度波長域Ｓ１の最短波長（１２００ｎｍ）よりも短く、測定光源１１から出射される測定光は、測定光検出器１８の感度波長域Ｓ１の光と、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の光とを含んでいることがわかる。
【００５７】
上記した波長分離フィルタ４１は、光路分離ミラー２４を介して入射する光のうち、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２内で、レーザ光の波長を含む波長域Ｓ３の光を透過させる光学特性を有している。波長域Ｓ３は、具体的には、例えば６６０±１０ｎｍの波長域であり、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２よりも大幅に狭い。なお、波長分離フィルタ４１における波長域Ｓ３の透過率Ｔ１は、例えば９０％以上である。
【００５８】
光路分離ミラー２４の上述した光学特性により、ＢＳ１３から光路分離ミラー２４に入射する光（測定光、参照光）のうち、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の光は、光路分離ミラー２４にて反射されて参照光検出器２５の方向に向かう。このため、測定光が感度波長域Ｓ２の光を含んでいると、上記光も参照光検出器２５に入射するため、上記光が参照光の検出に際してノイズとなり、参照光検出器２５にて参照光を高精度で検出することができなくなる。
【００５９】
しかし、波長分離フィルタ４１を配置することにより、元々、測定光に参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の光が含まれていても、その光がノイズとなって参照光検出器２５に入射して参照光の検出精度が低下するのを回避することができる。
【００６０】
つまり、図４では、測定光（の波長域に含まれる光）のうちで、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２に含まれる、波長域Ｓ３以外の光（斜線のハッチングで示した部分）が、波長分離フィルタ４１によってカットされるので、参照光検出器２５に入射する参照光以外のノイズ光を低減することができる。なお、同図では、便宜上、波長域Ｓ３を誇張して広く示しているが、６６０±１０ｎｍの範囲はかなり狭く、測定光のうち、波長域Ｓ２の大部分の光（ノイズ光）が波長分離フィルタ４１によってカットされることになる。この結果、参照光検出器２５に入射する参照光の光量に対する測定光の光量の割合を、２０％（波長分離フィルタなし）から５％未満（波長分離フィルタあり）まで低減することができる。すなわち、測定光のうち、６６０±１０ｎｍの光は波長分離フィルタ４１でカットされずに参照光検出器２５に入射するが、その光量は極めて低い。
【００６１】
したがって、測定光源１１から出射される測定光が参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の光を含んでいても、波長分離フィルタ４１を設けることより、測定光に含まれる感度波長域Ｓ２の光を低減することができるので、参照光検出器２５にて参照光を高精度で検出することができる。その結果、参照光検出器２５での検出結果に基づいて、２光束の光路差を精度よく検知しながら、測定光を計測することが可能となる。
【００６２】
特に、本実施形態では、参照光源２１として、小型、安価で、高い波長安定性を有するＶＣＳＥＬを用いているが、ＶＣＳＥＬは構造上発光出力を大きくできない制約があり、精密計測へ応用する場合には、検出器に入射するレーザ光以外のノイズ光（迷光）が問題となる。しかし、本実施形態のように、波長分離フィルタ４１を用いることにより、参照光検出器２５に入射するノイズ光（測定光の一部）を除去することができるので、特にＶＣＳＥＬのような低出力の光源を参照光源２１として用いる場合に、波長分離フィルタ４１を設ける構成が有効となる。
【００６３】
なお、近年では、半導体レーザが普及しているとともに、半導体レーザの発光波長の安定化技術が進んでおり、半導体レーザと組み合わせることでその発光波長を安定化させるＤＢＲ（Distributed  Bragg  Reflector  Laser）レーザやＤＦＢ（distributed  feedback）レーザが開発されている。このようなＤＢＲレーザやＤＦＢレーザを、参照光源２１として上記のＶＣＳＥＬの代わりに用いることも可能であり、この場合でも、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
また、参照光検出器２５にて参照光を高精度で検出できるので、上述した信号処理部３１が、参照光検出器２５での検出結果に基づいて適切なサンプリング信号を生成することができる。その結果、演算部２がそのサンプリング信号に同期して測定光検出器１８からの出力をサンプリングし、スペクトルを生成することにより、上記スペクトルに基づいて、分光分析を高精度で行うことができる。
【００６５】
さらに、参照光検出器２５にて参照光を高精度で検出できることで、上述した光路補正部３０が、参照光検出器２５での検知結果に基づいて２光路間の傾きの補正を高精度で行うことも可能となる。これにより、測定干渉光を高コントラストで得ることができる。そして、参照光検出器２５での検知結果に基づいて測定干渉光をサンプリングすることで、測定干渉信号を安定性よく計測することができる。
【００６６】
また、波長分離フィルタ４１は、光路分離ミラー２４と参照光検出器２５との間の光路中に配置されているので、光路分離ミラー２４から参照光検出器２５に入射する光にノイズとなる不要光（測定光のうち参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２に含まれる光）が含まれている場合でも、その不要光は参照光検出器２５に入射する直前で波長分離フィルタ４１によってカットされる。これにより、参照光検出器２５にて参照光を確実に高精度で検出することができる。
【００６７】
また、波長分離フィルタ４１は、光路分離ミラー２４から入射する光のうち、レーザ光の波長を含む波長域Ｓ３の光（参照光、測定光）を透過させる。したがって、参照光としてのレーザ光は、波長分離フィルタ４１でカットされずに参照光検出器２５に入射し、他の光は波長分離フィルタ４１でカットされる。これにより、参照光検出器２５への参照光の入射を阻害することなく、測定光に含まれるノイズ光をカットして、参照光を高精度で検出することができる。
【００６８】
また、参照光検出器２５を構成するシリコンフォトダイオードの感度波長域は１１００ｎｍ以下であるが、本実施形態では、参照光としてのレーザ光の波長が１１００ｎｍ以下の６６０ｎｍであるので、レーザ光をシリコンフォトダイオードで確実に検出することができる。
【００６９】
なお、本実施形態では、波長分離フィルタ４１を光路分離ミラー２４と別の光学素子として用いているが、波長分離フィルタ４１の光学特性を光路分離ミラー２４に持たせるようにしてもよい。つまり、波長分離フィルタ４１と光路分離ミラー２４とを一体化して構成してもよい。１つの光学面に複数の機能を集約することにより、光が透過する面数を減らして、光学面による反射ロスや光学部品を透過する際の吸収ロスを抑えることができ、光利用効率を高くすることができる。
【００７０】
＜実施の形態２＞
本発明の他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００７１】
図５は、本実施形態の分光器の概略の構成を模式的に示す説明図である。この分光器では、実施の形態１の構成の波長分離フィルタ４１の代わりに、波長分離フィルタ４２を用いている。波長分離フィルタ４２は、第１光学フィルタ４２ａと、第２光学フィルタ４２ｂとで構成されている。
【００７２】
図６は、本実施形態の波長分離フィルタ４２の光学特性（波長と反射率との関係）を示すグラフである。なお、図６では、第１光学フィルタ４２ａの光学特性を、太い実線で示しており、第２光学フィルタ４２ｂの光学特性を、太い一点鎖線で示している。
【００７３】
第１光学フィルタ４２ａは、測定光源１１と光路合成ミラー２３との間の光路中に配置されるバンドパスフィルタであり、測定光（の波長域に含まれる光）のうち、参照光としてのレーザ光の波長を含む参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の一部の光をカットする光学特性を有している。具体的には、第１光学フィルタ４２ａは、測定光（の波長域に含まれる光）のうち、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の最短波長（例えば３２０ｎｍ）よりも短い波長（例えば３００ｎｍ）から、レーザ光の波長（例えば６６０ｎｍ）よりも長く、かつ、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の最長波長（例えば１１００ｎｍ）よりも短い波長（例えば９００ｎｍ）までの光を反射する。なお、第１光学フィルタ４２ａは、上記波長範囲の測定光を吸収する特性を有していてもよい。
【００７４】
第２光学フィルタ４２ｂは、光路分離ミラー２４と参照光検出器２５との間の光路中に配置されるバンドパスフィルタであり、測定光（の波長域に含まれる光）のうち、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の残りの光をカットする光学特性を有している。具体的には、第２光学フィルタ４２ｂは、測定光（の波長域に含まれる光）のうち、レーザ光の波長（例えば６６０ｎｍ）よりも長く、かつ、第１光学フィルタ４２ａによってカットされる波長域の最長波長（例えば９００ｎｍ）よりも短い波長（例えば８００ｎｍ）から、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の最長波長（例えば１１００ｎｍ）よりも長い波長（例えば１５００ｎｍ）までの光をカットする。なお、第２光学フィルタ４２ｂは、上記波長範囲の測定光を吸収する特性を有していてもよい。
【００７５】
なお、第１光学フィルタ４２ａおよび第２光学フィルタ４２ｂにおいて、測定光をカットする波長域における反射率Ｒ１は、ともに例えば９０％以上である。
【００７６】
本実施形態では、測定光源１１から光路分離ミラー２４を介して参照光検出器２５に至る光路中に、第１光学フィルタ４２ａおよび第２光学フィルタ４２ｂが配置されていることにより、測定光に含まれる参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の光の一部が、第１光学フィルタ４２ａによってカットされ、測定光に含まれる感度波長域Ｓ２の残りの光が光路分離ミラー２４で参照光検出器２５の方向に反射された後、第２光学フィルタ４２ｂによってカットされる。したがって、第１光学フィルタ４２ａおよび第２光学フィルタ４２ｂでカットされる測定光の波長域は、図６の斜線のハッチングで示す部分となる。
【００７７】
なお、光路分離ミラー２４では、入射光のうちで、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の光しか反射されず、波長１１００ｎｍ以上の光は光路分離ミラー２４を透過することになるため、図６では、第２光学フィルタ４２ｂでカットされる測定光の波長域に、波長１１００ｎｍ以上の光を含めていない（斜線のハッチングを施していない）。仮に、光路分離ミラー２４の反射率が完全に１００％でないことにより、波長１１００ｎｍ以上の光が若干、光路分離ミラー２４で反射されて参照光検出器２５の方向に向かったとしても、波長１５００ｎｍ以下の光であれば、第２光学フィルタ４２ｂでカットされることになる。
【００７８】
このように、波長分離フィルタ４２を第１光学フィルタ４２ａおよび第２光学フィルタ４２ｂで構成することにより、測定光のうちでノイズとなる、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の光がカットされるので、参照光検出器２５にて参照光を高精度で検出することができる。
【００７９】
また、波長分離フィルタ４２を第１光学フィルタ４２ａおよび第２光学フィルタ４２ｂの２枚で構成して、一方の第１光学フィルタ４２ａを測定光の光路中に配置することにより、実施の形態１ではカットできなかった測定光、つまり、測定光のうちでレーザ光と同じ波長の光を第１光学フィルタ４２ａでカットすることができる。これにより、参照光検出器２５に、レーザ光と同じ波長の測定光が入射するのを確実に低減することができ、参照光の検出精度を確実に上げることができる。
【００８０】
また、上記のように、第１光学フィルタ４２ａおよび第２光学フィルタ４２ｂの反射波長域を設定することにより、測定光のうちで、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の光を全てカットすることができ、参照光検出器２５にて参照光を高精度で確実に検出することができる。
【００８１】
なお、第２光学フィルタ４２ｂの光学特性を光路分離ミラー２４に持たせて、これらを一体的に構成してもよい。この場合、光が透過する面数を減らして、光学面での反射ロスによる光利用効率の低下を回避することができる。
【００８２】
＜実施の形態３＞
本発明の他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００８３】
図７は、本実施形態の分光器の概略の構成を模式的に示す説明図である。この分光器では、実施の形態１の構成の波長分離フィルタ４１の代わりに、波長分離フィルタ４３を用いている。図８は、本実施形態の波長分離フィルタ４３の光学特性（波長と反射率との関係）を示すグラフである。
【００８４】
波長分離フィルタ４３は、測定光源１１と光路合成ミラー２３との間の光路中に配置されており、測定光源１１から出射される測定光（の波長域に含まれる光）のうち、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の少なくとも一部の光をカットする光学特性を有している。具体的には、波長分離フィルタ４３は、測定光（の波長域に含まれる光）のうち、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の最短波長（例えば３２０ｎｍ）よりも短い波長（例えば３００ｎｍ）から、感度波長域Ｓ２の最長波長（例えば１１００ｎｍ）よりも長く、かつ、測定光検出器１８の感度波長域Ｓ１の最短波長（例えば１２００ｎｍ）よりも短い波長（例えば１１５０ｎｍ）までの光を反射する。
【００８５】
なお、波長分離フィルタ４３は、上記波長範囲の測定光を吸収する特性を有していてもよい。また、波長分離フィルタ４３において、測定光をカットする波長域における反射率Ｒ１は、例えば９０％以上である。
【００８６】
本実施形態では、波長分離フィルタ４３により、測定光から、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の光がカットされるので、光路分離ミラー２４を介して参照光検出器２５にノイズとなる測定光が入射するのを低減することができ、参照光検出器２５にて参照光を高精度で検出することができる。
【００８７】
なお、波長分離フィルタ４３は、測定光から、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の一部の光をカットする特性を有していてもよい。この場合でも、光路分離ミラー２４を介して参照光検出器２５にノイズとなる測定光が入射するのを低減できることに変わりはなく、参照光を高精度で検出することができる。
【００８８】
また、本実施形態のように、波長分離フィルタ４３の反射波長域（例えば３００〜１１５０ｎｍ）を設定することにより、測定光をカットする波長域（斜線のハッチングで示す領域）に参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の光が完全に含まれることになり、測定光から、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の光がほとんどカットされる。これにより、参照光検出器２５にて参照光を高精度で確実に検出することができる。しかも、測定光のうち、測定光検出器１８の感度波長域Ｓ１の光は波長分離フィルタ４３でカットされないので、測定光検出器１８での測定光の検出を阻害することはない。
【００８９】
以上、実施の形態１では、波長分離フィルタ４１によって測定光がカットされる波長域は、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２（３２０〜１１００ｎｍ）の一部である、３２０〜６５０ｎｍおよび６７０〜１１００ｎｍである（図４参照）。実施の形態２では、波長分離フィルタ４２（第１光学フィルタ４２ａ、第２光学フィルタ４２ｂ）によって測定光がカットされる波長域は、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２を含む３００〜１１００ｎｍである（図６参照）。実施の形態３では、波長分離フィルタ４３によって測定光がカットされる波長域は、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２を含む３００〜１１５０ｎｍである（図８参照）。したがって、以上で説明した干渉計１は、測定光（の波長域に含まれる光）のうち、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２の少なくとも一部の光をカットする波長分離フィルタを備えていれば、参照光検出器２５に入射するノイズ光を低減して、参照光の検出精度が低下するのを回避できると言える。また、実施の形態２・３で測定光がカットされる波長域は、実施の形態１で測定光がカットされる波長域を含んでいることから、以上で説明した干渉計１は、測定光（の波長域に含まれる光）のうち、少なくとも、参照光検出器２５の感度波長域Ｓ２内で、レーザ光の波長を含む、波長域Ｓ２よりも狭い波長域Ｓ３以外の光をカットする波長分離フィルタを備えていればよいとも言える。
【００９０】
なお、上述した各実施の形態では、固定鏡１５と移動鏡１６とを別々の位置に配置される別々の部材で構成しているが、例えば、１つの板状部材の表裏に反射面をそれぞれ形成し、板状部材を入射光の軸方向に移動させることで、一方の反射面で反射される光の光路と、他方の反射面で反射される光の光路とで光路差を生じさせて干渉させる構成としてもよい。この場合は、一方の反射面が第１反射部材（基準反射部材）として機能し、他方の反射面が第２反射部材（相対移動反射部材）として機能する。
【００９１】
以上で説明した干渉計は、以下のように表現することもでき、これによって以下の作用効果を奏するとも言うことができる。
【００９２】
すなわち、上記の干渉計は、測定光を出射する測定光源と、前記測定光を検出する測定光検出器と、前記測定光検出器の感度波長域よりも短い波長のレーザ光を参照光として出射する参照光源と、前記参照光を検出する参照光検出器と、前記測定光の光路と前記参照光の光路とを重ね合わせるためのビームコンバイナと、前記ビームコンバイナを介して入射する前記測定光および前記参照光をそれぞれ２光束に分離する第１ビームスプリッタと、前記第１ビームスプリッタにて分離された２光束の一方の光路上に配置され、前記測定光および前記参照光のそれぞれを反射させて前記第１ビームスプリッタに再度入射させる第１反射部材と、前記第１ビームスプリッタにて分離された２光束の他方の光路上に配置され、前記測定光および前記参照光のそれぞれを反射させて前記第１ビームスプリッタに再度入射させる第２反射部材と、前記第１ビームスプリッタにて干渉して出射される光を２光束に分離して、それぞれの光束を前記測定光検出器および前記参照光検出器に導く第２ビームスプリッタとを備え、前記第１反射部材と前記第２反射部材とを相対的に移動させたときの、前記参照光検出器での検出結果に基づいて、前記第１ビームスプリッタにて分離された２光束の光路差を検知しながら、前記測定光を計測する干渉計であって、前記測定光源から出射される前記測定光は、前記測定光検出器の感度波長域の光と、前記参照光検出器の感度波長域の光とを含んでおり、該干渉計は、前記測定光の波長域に含まれる光のうち、少なくとも、前記参照光検出器の感度波長域内で、前記レーザ光の波長を含む波長域以外の光をカットする波長分離フィルタをさらに備えている。
【００９３】
また、上記の干渉計は、測定光を出射する測定光源と、前記測定光を検出する測定光検出器と、前記測定光検出器の感度波長域よりも短い波長のレーザ光を参照光として出射する参照光源と、前記参照光を検出する参照光検出器と、前記測定光の光路と前記参照光の光路とを重ね合わせるためのビームコンバイナと、前記ビームコンバイナを介して入射する前記測定光および前記参照光をそれぞれ２光束に分離する第１ビームスプリッタと、前記測定光および前記参照光のそれぞれについて、前記第１ビームスプリッタにて分離された２光束をそれぞれ反射させて前記第１ビームスプリッタに再度入射させ、干渉させるとともに、前記２光束で光路差が生じるように互いに相対的に移動する第１反射部材および第２反射部材と、前記第１ビームスプリッタにて干渉して出射される光を２光束に分離して、それぞれの光束を前記測定光検出器および前記参照光検出器に導く第２ビームスプリッタとを備え、前記参照光検出器での検出結果に基づいて、前記第１反射部材および前記第２反射部材にて反射される前記２光束の光路差を検知しながら、前記測定光を計測する干渉計であって、前記測定光源から出射される前記測定光は、前記測定光検出器の感度波長域の光と、前記参照光検出器の感度波長域の光とを含んでおり、該干渉計は、前記測定光のうち、少なくとも、前記参照光検出器の感度波長域内で、前記レーザ光の波長を含む波長域以外の光をカットする波長分離フィルタをさらに備えている。
【００９４】
上記の構成によれば、測定光源から出射される測定光、および参照光源から出射される参照光（レーザ光）は、ビームコンバイナによって光路が重ね合わせられた状態で第１ビームスプリッタに入射し、それぞれ２光束に分離される。分離された２光束は、第１および第２反射部材にて反射された後、第１ビームスプリッタに再度入射し、そこで干渉する。このとき、第１および第２反射部材は、２光束で光路差が生じるように互いに相対的に移動するので、干渉光の強度が波長に応じて変化する。第１ビームスプリッタから出射される干渉光は、第２ビームスプリッタにて２光束に分離され、それぞれ測定光検出器および参照光検出器に導かれる。これにより、参照光検出器での参照光の検出結果に基づいて２光束の光路差を検知しながら、測定光を計測することが可能となる。
【００９５】
上記のように、測定光の光路と参照光の光路とをビームコンバイナで重ね合わせる構成とすることにより、これらの光路を併設する従来の構成に比べて、第１および第２反射部材における各反射面の有効面積を小さくすることができ、干渉計を小型化することができる。また、各反射面の有効面積を小さくすることで、各反射面の面精度を十分に確保することができ、良好な干渉性能を維持することができる。
【００９６】
また、測定光に参照光検出器の感度波長域の光が含まれていても、波長分離フィルタにより、測定光のうち、少なくとも、参照光検出器の感度波長域内で、レーザ光の波長を含む波長域以外の光がカット（反射または吸収）されるので、測定光に含まれる不要光が参照光検出器に入射することによって参照光の検出精度が低下するのを回避することができる。したがって、たとえ参照光源から出射される参照光の出力（強度）が小さい場合でも、参照光を高精度で検出して、２光束の光路差を精度よく検知しながら、測定光を計測することができる。
【００９７】
上記の干渉計において、前記波長分離フィルタは、前記第２ビームスプリッタと前記参照光検出器との間の光路中に配置されていてもよい。
【００９８】
第２ビームスプリッタから参照光検出器に入射する光に測定光が含まれている場合でも、測定光のうち参照光検出器の感度波長域に含まれる光が、参照光検出器に入射する直前で波長分離フィルタによってカットされる。これにより、参照光検出器にて参照光を確実に高精度で検出することができる。
【００９９】
上記の干渉計において、前記波長分離フィルタは、前記第２ビームスプリッタから入射する光のうち、前記参照光検出器の感度波長域内で、前記レーザ光の波長を含む波長域の光を透過させてもよい。
【０１００】
第２ビームスプリッタから波長分離フィルタに入射する光のうち、レーザ光の波長を含む波長域の光（参照光、測定光）が波長分離フィルタを透過し、上記波長域以外の測定光は、波長分離フィルタによってカットされる。したがって、参照光検出器への参照光の入射を阻害することなく、測定光に含まれる不要光を波長分離フィルタでカットすることができる。
【０１０１】
上記の干渉計において、前記波長分離フィルタは、前記測定光源と前記ビームコンバイナとの間の光路中に配置される第１光学フィルタと、前記第２ビームスプリッタと前記参照光検出器との間の光路中に配置される第２光学フィルタとで構成されており、前記第１光学フィルタは、前記測定光（の波長域に含まれる光）のうち、前記レーザ光の波長を含む前記参照光検出器の感度波長域の一部の光をカットし、前記第２光学フィルタは、前記測定光（の波長域に含まれる光）のうち、前記参照光検出器の感度波長域の残りの光をカットしてもよい。
【０１０２】
第１および第２光学フィルタにより、測定光から、参照光検出器の感度波長域の光が全てカットされる。これにより、参照光検出器にて参照光を高精度で検出することができる。特に、２種の光学フィルタを用いることにより、一方の光学フィルタ（第１光学フィルタ）によって、測定光のうち、レーザ光の波長を含む光をカットする構成とすることができる。したがって、第１光学フィルタ以降の光学系で、第２ビームスプリッタから参照光検出器に入射する光に、レーザ光と同じ波長の測定光が含まれるのを確実に低減して、参照光検出器での参照光の検出精度を確実に上げることができる。
【０１０３】
上記の干渉計において、前記第１光学フィルタは、前記測定光（の波長域に含まれる光）のうち、前記参照光検出器の感度波長域の最短波長よりも短い波長から、前記レーザ光の波長よりも長く、かつ、前記参照光検出器の感度波長域の最長波長よりも短い波長までの光をカットし、前記第２光学フィルタは、前記測定光（の波長域に含まれる光）のうち、前記レーザ光の波長よりも長く、かつ、前記第１光学フィルタによってカットされる波長域の最長波長よりも短い波長から、前記参照光検出器の感度波長域の最長波長よりも長い波長までの光をカットしてもよい。
【０１０４】
第１および第２光学フィルタにより、測定光から、参照光検出器の感度波長域の光を確実にカットして、参照光検出器にて参照光を確実に高精度で検出することができる。
【０１０５】
上記の干渉計において、前記波長分離フィルタは、前記測定光源と前記ビームコンバイナとの間の光路中に配置され、前記測定光（の波長域に含まれる光）のうち、前記参照光検出器の感度波長域の少なくとも一部の光をカットしてもよい。
【０１０６】
波長分離フィルタにより、測定光から、参照光検出器の感度波長域の少なくとも一部の光をカットすることにより、測定光に含まれる不要光がノイズとなって参照光検出器に入射するのを低減することができ、参照光を高精度で検出することができる。
【０１０７】
上記の干渉計において、前記波長分離フィルタは、前記測定光（の波長域に含まれる光）のうち、前記参照光検出器の感度波長域の最短波長よりも短い波長から、前記感度波長域の最長波長よりも長く、かつ、前記測定光検出器の感度波長域の最短波長よりも短い波長までの光をカットしてもよい。
【０１０８】
参照光検出器には、感度波長域全体にわたってノイズとなる測定光（不要光）が入射しないので、参照光検出器にて参照光を確実に高精度で検出することができる。また、測定光のうち、測定光検出器の感度波長域の光はカットされないので、測定光検出器での測定光の検出を阻害することはない。
【０１０９】
上記の干渉計において、前記参照光検出器は、シリコンフォトダイオードで構成されており、前記レーザ光の波長は、１１００ｎｍ以下であってもよい。
【０１１０】
シリコンフォトダイオードの感度波長域は１１００ｎｍ以下であるので、レーザ光の波長が１１００ｎｍ以下であれば、レーザ光をシリコンフォトダイオードで確実に検出することができる。
【０１１１】
上記の干渉計において、前記参照光源は、発光面で発光された光を取り込んで導光する導光部材の光射出側の端面で構成されていてもよい。
【０１１２】
発光面で発光された光束を導光部材で導光する構成とすることで、導光部材よりも後段の光学系に対する、発光面で発生する熱の影響を低減することができるともに、発光面の配置の自由度を増大させることができる。
【０１１３】
以上で説明した分光器は、上述した干渉計と、前記干渉計の前記参照光検出器での検出結果に基づいて、前記測定光検出器からの出力をサンプリングする際のタイミングを示す信号を生成する信号処理部と、前記信号に同期して、前記測定光検出器からの出力をサンプリングし、波長ごとの光の強度を示すスペクトルを生成するスペクトル生成部とを備えていてもよい。
【０１１４】
上記の分光器が、上述した干渉計を備えていることにより、小型の分光器を実現することができる。また、干渉計では、測定光に参照光検出器の感度波長域の光が含まれている場合でも、参照光検出器にて参照光を高精度で検出できるので、信号処理部が参照光検出器での検出結果に基づいてサンプリング信号を生成し、スペクトル生成部がそのサンプリング信号に同期して測定光検出器からの出力をサンプリングし、スペクトルを生成することにより、上記スペクトルに基づいて、分光分析を高精度で行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明の干渉計は、例えばフーリエ変換分光分析装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１１６】
１      干渉計
２      演算部（スペクトル生成部）
１１      測定光源
１３      ＢＳ（第１ビームスプリッタ）
１５      固定鏡（第１反射部材）
１６      移動鏡（第２反射部材）
１８      測定光検出器
２１      参照光源
２３      光路合成ミラー（ビームコンバイナ）
２４      光路分離ミラー（第２ビームスプリッタ）
２５      参照光検出器
４１      波長分離フィルタ
４２      波長分離フィルタ
４２ａ    第１光学フィルタ
４２ｂ    第２光学フィルタ
４３      波長分離フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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