(57)【要約】【課題】  試料に光を照射する時に良好な照射位置精度が得られる分析デバイス及び分析装置を提供する。【解決手段】  分析装置１０は、試料ａが収容される溝２と、溝２に光学的に結合された一端４ａと他端４ｂとを有する光導波路４と、溝２を介して光導波路４の一端４ａに光学的に結合された一端６ａと他端６ｂとを有する光導波路６とを有する基板８を備える。光導波路４の他端４ｂには、光源１２が光学的に結合されている。光導波路６の他端６ｂには、光検出器１４が光学的に結合されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料が収容される溝と、前記溝に光学的に結合された一端と他端とを有する第１の光導波路と、前記溝を介して前記第１の光導波路の前記一端に光学的に結合された一端と他端とを有する第２の光導波路と、を有する基板を備える、分析デバイス。
【請求項２】
前記溝の側面は、前記基板の厚さ方向と交差する、請求項１に記載の分析デバイス。
【請求項３】
前記溝を覆うように前記基板上に設けられたカバー部材を更に備える、請求項１又は２に記載の分析デバイス。
【請求項４】
互いに異なる複数の波長成分を含む光が入射される入力端と複数の出力端とを有する光分波器と、
前記光分波器の前記複数の出力端にそれぞれ光学的に結合された複数の入力端と複数の出力端とを有する光遅延回路部と、
前記光遅延回路部の前記複数の出力端にそれぞれ光学的に結合された複数の入力端と出力端とを有する光合波器と、
前記光合波器の前記出力端に光学的に結合された入力端と出力端とを有する第１の光導波路と、前記第１の光導波路の前記出力端に光学的に結合され試料が収容される溝と、前記溝を介して前記第１の光導波路の前記出力端に光学的に結合された入力端と出力端とを有する第２の光導波路と、を有する基板と、
を備える、分析デバイス。
【請求項５】
互いに異なる複数の波長成分を含む光が入射される入力端と複数の出力端とを有する光分波器と、
複数の第１の光導波路と複数の第２の光導波路と試料が収容される溝とを有する基板と、
を備え、
各前記第１の光導波路は、前記光分波器の各前記出力端に光学的に結合された入力端と前記溝に光学的に結合された出力端とを有しており、
各前記第２の光導波路は、前記溝を介して各前記第１の光導波路の前記出力端に光学的に結合された入力端と出力端とを有する、分析デバイス。
【請求項６】
光が入射される入力端と出力端とを有する第１の光導波路と、前記第１の光導波路の前記出力端に光学的に結合され試料が収容される溝と、前記溝を介して前記第１の光導波路の前記出力端に光学的に結合された入力端と出力端とを有する第２の光導波路と、を有する基板と、
前記第２の光導波路の前記出力端に光学的に結合された入力端と複数の出力端とを有する光分波器と、
前記光分波器の前記複数の出力端にそれぞれ光学的に結合された複数の入力端と複数の出力端とを有する光遅延回路部と、
前記光遅延回路部の前記複数の出力端にそれぞれ光学的に結合された複数の入力端と出力端とを有する光合波器と、
を備える、分析デバイス。
【請求項７】
光が入射される入力端と出力端とを有する第１の光導波路と、前記第１の光導波路の前記出力端に光学的に結合され試料が収容される溝と、前記溝を介して前記第１の光導波路の前記出力端に光学的に結合された入力端と出力端とを有する第２の光導波路と、を有する基板と、
前記第２の光導波路の前記出力端に光学的に結合された入力端と複数の出力端とを有する光分波器と、
を備える、分析デバイス。
【請求項８】
前記光分波器は別の出力端を有する、請求項６又は７に記載の分析デバイス。
【請求項９】
試料が収容される溝と、前記溝に光学的に結合された一端と他端とを有する第１の光導波路と、前記溝を介して前記第１の光導波路の前記一端に光学的に結合された一端と他端とを有する第２の光導波路と、を有する基板と、
前記第１の光導波路の前記他端に光学的に結合された光源と、
前記第２の光導波路の前記他端に光学的に結合された光検出器と、
を備える、分析装置。
【請求項１０】
前記光源は発光ダイオードである、請求項９に記載の分析装置。
【請求項１１】
前記光源は半導体レーザである、請求項９に記載の分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析デバイス及び分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料に光を照射して、吸収スペクトル、ラマン散乱スペクトル又は蛍光スペクトル等を測定する分析方法が知られている。この分析方法を実施するための分析装置としては、非特許文献１に記載されるように、例えば、紫外・可視・赤外吸収スペクトル測定装置、蛍光スペクトル測定装置、ラマン散乱スペクトル測定装置等が知られている。
【０００３】
例えば、非特許文献２には顕微ラマン装置が開示されている。この顕微ラマン装置は、レーザ、光学顕微鏡、分光器及びＣＣＤ検知器から構成される。この顕微ラマン装置では、試料のラマン散乱スペクトルを次のように測定する。まず、光学顕微鏡に設置されたガラスチップ上に載置された試料にレーザ光を照射する。その結果、試料からラマン散乱光が出射され、当該ラマン散乱光は分光器に導入され、分光器によって得られたラマン散乱スペクトルは、ＣＣＤ検知器を用いて測定される。
【０００４】
また、非特許文献３には顕微測光システム「ＭＥＴＲ１」が開示されている。このＭＥＴＲ１は、光源、顕微鏡、分光器及びＣＣＤカメラから構成される。このＭＥＴＲ１では、試料の蛍光スペクトルを次のように測定する。まず、顕微鏡に設置されたガラスチップ上に載置された試料に光源からの光を照射する。その結果、試料から蛍光が出射され、当該蛍光は分光器に導入され、分光器によって得られた蛍光スペクトルは、ＣＣＤカメラを用いて測定される。
【非特許文献１】日本分析化学会編、「機器分析（１）」、朝倉書店、p.68-80,89-97
【非特許文献２】日本電子株式会社、“ナノテクノロジー分野で分光分析に期待される役割”、［online］、［平成１７年３月２８日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.jeol.co.jp/technical/ai/nm/nm_esr_raman/nm_esr_raman-04.htm＞
【非特許文献３】株式会社イーエスエス、“顕微測光システム  ＭＥＴＲ−１”、［online］、［平成１７年３月２８日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.essc.co.jp/menu/info/file/file03-1.pdf＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非特許文献１〜３に開示された分析装置では、光学系の光軸調整の際に、光軸アライメント精度等が不十分となってしまう。このため、試料に光を照射する時に照射位置精度が低下してしまう。特に、微量な流体又は微小な薄膜等に光を照射する時には、照射位置精度は重要である。
【０００６】
そこで本発明は、試料に光を照射する時に良好な照射位置精度が得られる分析デバイス及び分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するため、本発明の分析デバイスは、試料が収容される溝と、前記溝に光学的に結合された一端と他端とを有する第１の光導波路と、前記溝を介して前記第１の光導波路の前記一端に光学的に結合された一端と他端とを有する第２の光導波路とを有する基板を備える。
【０００８】
本発明の第１の側面に係る分析デバイスでは、第１の光導波路の他端に光を入射すると、当該光は第１の光導波路を通って第１の光導波路の一端から溝に収容された試料に照射される。その結果、光が第２の光導波路の一端に入射する。第２の光導波路の一端に光が入射されると、当該光は第２の光導波路を通って第２の光導波路の他端から出射される。第２の光導波路の他端から出射された光を検出することにより、試料を分析することができる。
【０００９】
この分析デバイスでは、第１の光導波路を通る光が試料に照射されるので、試料に光を照射する時に良好な照射位置精度が得られる。
【００１０】
また、前記溝の側面は、前記基板の厚さ方向と交差することが好ましい。これにより、第１の光導波路の一端から試料に照射された光が試料により反射された場合に、反射光が第１の光導波路の一端に再入射することを抑制できる。
【００１１】
また、上記分析デバイスは、前記溝を覆うように前記基板上に設けられたカバー部材を更に備えることが好ましい。これにより、試料が溝の外に出ることを抑制できる。
【００１２】
本発明の第２の側面に係る分析デバイスは、互いに異なる複数の波長成分を含む光が入射される入力端と複数の出力端とを有する光分波器と、前記光分波器の前記複数の出力端にそれぞれ光学的に結合された複数の入力端と複数の出力端とを有する光遅延回路部と、前記光遅延回路部の前記複数の出力端にそれぞれ光学的に結合された複数の入力端と出力端とを有する光合波器と、前記光合波器の前記出力端に光学的に結合された入力端と出力端とを有する第１の光導波路と、前記第１の光導波路の前記出力端に光学的に結合され試料が収容される溝と、前記溝を介して前記第１の光導波路の前記出力端に光学的に結合された入力端と出力端とを有する第２の光導波路とを有する基板とを備える。
【００１３】
本発明の第２の側面に係る分析デバイスでは、光分波器の入力端に入射された光は互いに異なる複数の波長成分に分波される。分波された複数の波長成分は、光分波器の複数の出力端からそれぞれ出射され、光遅延回路部の複数の入力端にそれぞれ入射される。光遅延回路部の複数の出力端からは、複数の波長成分がそれぞれ所定の時間間隔を置いて順に出射され、光合波器の複数の入力端にそれぞれ入射される。光合波器の出力端からは、複数の波長成分が所定の時間間隔を置いて順に出射され第１の光導波路の入力端に入射される。
【００１４】
第１の光導波路の入力端に波長成分が入射されると、当該波長成分は第１の光導波路を通って第１の光導波路の出力端から溝に収容された試料に照射される。その結果、当該波長成分は試料によって例えば吸収される。試料を通過した波長成分は、第２の光導波路の入力端に入射する。
【００１５】
第２の光導波路の入力端に入射された波長成分は、第２の光導波路を通って第２の光導波路の出力端から出射される。第２の光導波路の出力端から出射された各波長成分を検出することにより、試料を分析することができる。
【００１６】
この分析デバイスでは、第１の光導波路を通る波長成分が試料に照射されるので、試料に波長成分を照射する時に良好な照射位置精度が得られる。
【００１７】
本発明の第３の側面に係る分析デバイスは、互いに異なる複数の波長成分を含む光が入射される入力端と複数の出力端とを有する光分波器と、複数の第１の光導波路と複数の第２の光導波路と試料が収容される溝とを有する基板とを備え、各前記第１の光導波路は、前記光分波器の各前記出力端に光学的に結合された入力端と前記溝に光学的に結合された出力端とを有しており、各前記第２の光導波路は、前記溝を介して各前記第１の光導波路の前記出力端に光学的に結合された入力端と出力端とを有する。
【００１８】
本発明の第３の側面に係る分析デバイスでは、光分波器の入力端に入射された光は互いに異なる複数の波長成分に分波される。分波された複数の波長成分は、光分波器の複数の出力端からそれぞれ出射される。
【００１９】
第１の光導波路の入力端に波長成分が入射されると、当該波長成分は第１の光導波路を通って第１の光導波路の出力端から溝に収容された試料に照射される。その結果、波長成分は、試料によって例えば吸収される。試料を通過した波長成分は、第２の光導波路の入力端に入射する。
【００２０】
第２の光導波路の入力端に入射された波長成分は、第２の光導波路を通って第２の光導波路の出力端から出射される。第２の光導波路の出力端から出射された各波長成分を検出することにより、試料を分析することができる。
【００２１】
この分析デバイスでは、第１の光導波路を通る光が試料に照射されるので、試料に光を照射する時に良好な照射位置精度が得られる。
【００２２】
本発明の第４の側面に係る分析デバイスは、光が入射される入力端と出力端とを有する第１の光導波路と、前記第１の光導波路の前記出力端に光学的に結合され試料が収容される溝と、前記溝を介して前記第１の光導波路の前記出力端に光学的に結合された入力端と出力端とを有する第２の光導波路とを有する基板と、前記第２の光導波路の前記出力端に光学的に結合された入力端と複数の出力端とを有する光分波器と、前記光分波器の前記複数の出力端にそれぞれ光学的に結合された複数の入力端と複数の出力端とを有する光遅延回路部と、前記光遅延回路部の前記複数の出力端にそれぞれ光学的に結合された複数の入力端と出力端とを有する光合波器とを備える。
【００２３】
本発明の第４の側面に係る分析デバイスでは、例えば励起光等の光が第１の光導波路の入力端に入射されると、当該光は第１の光導波路を通って第１の光導波路の出力端から溝に収容された試料に照射される。その結果、例えば、試料からラマン散乱光又は蛍光等を含む光が出射される。例えばラマン散乱光又は蛍光等を含む光は、第２の光導波路の入力端に入射する。第２の光導波路の入力端に光が入射されると、当該光は第２の光導波路を通って第２の光導波路の出力端から出射される。
【００２４】
第２の光導波路の出力端から出射された光は、光分波器の入力端に入射される。光分波器の入力端に入射された光は互いに異なる複数の波長成分に分波される。分波された複数の波長成分は、光分波器の複数の出力端からそれぞれ出射され、光遅延回路部の複数の入力端にそれぞれ入射される。光遅延回路部の複数の出力端からは、複数の波長成分がそれぞれ所定の時間間隔を置いて順に出射され、光合波器の複数の入力端にそれぞれ入射される。光合波器の出力端からは、複数の波長成分が所定の時間間隔を置いて順に出射される。光合波器の出力端から出射される各波長成分を検出することにより、試料を分析することができる。
【００２５】
この分析デバイスでは、第１の光導波路を通る光が試料に照射されるので、試料に光を照射する時に良好な照射位置精度が得られる。
【００２６】
本発明の第５の側面に係る分析デバイスは、光が入射される入力端と出力端とを有する第１の光導波路と、前記第１の光導波路の前記出力端に光学的に結合され試料が収容される溝と、前記溝を介して前記第１の光導波路の前記出力端に光学的に結合された入力端と出力端とを有する第２の光導波路とを有する基板と、前記第２の光導波路の前記出力端に光学的に結合された入力端と複数の出力端とを有する光分波器とを備える。
【００２７】
本発明の第５の側面に係る分析デバイスでは、例えば励起光等の光が第１の光導波路の入力端に入射されると、当該光は第１の光導波路を通って第１の光導波路の出力端から溝に収容された試料に照射される。その結果、例えば、試料からラマン散乱光又は蛍光等を含む光が出射される。例えばラマン散乱光又は蛍光等を含む光は、第２の光導波路の入力端に入射する。第２の光導波路の入力端に光が入射されると、当該光は第２の光導波路を通って第２の光導波路の出力端から出射される。
【００２８】
第２の光導波路の出力端から出射された光は、光分波器の入力端に入射される。光分波器の入力端に入射された光は互いに異なる複数の波長成分に分波される。分波された複数の波長成分は、光分波器の複数の出力端からそれぞれ出射される。光分波器の複数の出力端から出射される各波長成分を検出することにより、試料を分析することができる。
【００２９】
この分析デバイスでは、第１の光導波路を通る光が試料に照射されるので、試料に光を照射する時に良好な照射位置精度が得られる。
【００３０】
また、前記光分波器は別の出力端を有することが好ましい。この場合、光分波器の入力端に入射される光に含まれる複数の波長成分のうち、所望の波長成分を別の出力端から出射させることができる。
【００３１】
本発明の分析装置は、試料が収容される溝と、前記溝に光学的に結合された一端と他端とを有する第１の光導波路と、前記溝を介して前記第１の光導波路の前記一端に光学的に結合された一端と他端とを有する第２の光導波路とを有する基板と、前記第１の光導波路の前記他端に光学的に結合された光源と、前記第２の光導波路の前記他端に光学的に結合された光検出器とを備える。
【００３２】
本発明の分析装置では、光源から第１の光導波路の他端に光が入射されると、当該光は第１の光導波路を通って第１の光導波路の一端から溝に収容された試料に照射される。その結果、光が第２の光導波路の一端に入射する。第２の光導波路の一端に光が入射されると、当該光は第２の光導波路を通って第２の光導波路の他端から出射され、光検出器に到達する。第２の光導波路の他端から出射された光を光検出器で検出することにより、試料を分析することができる。
【００３３】
この分析装置では、第１の光導波路を通る光が試料に照射されるので、試料に光を照射する時に良好な照射位置精度が得られる。
【００３４】
また、前記光源は発光ダイオードであることが好ましい。この場合、吸光スペクトルを測定することができる。
【００３５】
また、前記光源は半導体レーザであることが好ましい。この場合、ラマン散乱スペクトル又は蛍光スペクトルを測定することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、試料に光を照射する時に良好な照射位置精度が得られる分析デバイス及び分析装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
【００３８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る分析デバイスを備えた分析装置を模式的に示す斜視図である。図１に示される分析装置１０は、分析デバイス１、光源１２及び光検出器１４を備える。
【００３９】
分析デバイス１は、試料ａが収容される溝２と、一端４ａと他端４ｂとを有する第１の光導波路４と、一端６ａと他端６ｂとを有する第２の光導波路６とを有する基板８を備える。光導波路４の一端４ａは、溝２に光学的に結合されている。光導波路６の一端６ａは、溝２を介して光導波路４の一端４ａに光学的に結合されている。光導波路４の一端４ａの端面４ｅは、光導波路６の一端６ａの端面６ｅと対向配置されていることが好ましい。溝２は、例えばドライエッチング法又はダイシング法を用いて形成される。
【００４０】
試料ａとしては、例えば水溶液、有機溶媒、酸性溶液、アルカリ性溶液等の液体、酸性ガス、アルカリ性ガス等の気体、気液混合物、又は、粉末が混入した気体若しくは液体等が挙げられる。また、試料ａは、例えば粉末状又はフィルム状の固体試料等であってもよい。
【００４１】
基板８は、例えばマイクロ化学チップ、分析チップ等である。基板８は石英ガラスから構成されることが好ましい。この場合、基板８の耐薬品性が向上するので、比較的幅広い種類の試料ａを溝２内に収容することができる。なお、基板８は、例えばソーダライムガラス等のガラスから構成されるとしてもよい。
【００４２】
本実施形態において、光源１２は、光導波路４の他端４ｂに光学的に結合されている。光検出器１４は、光導波路６の他端６ｂに光学的に結合されている。
【００４３】
本実施形態の分析デバイス１を備えた分析装置１０では、光源１２から光導波路４の他端４ｂに光Ｌ１が入射されると、光Ｌ１は光導波路４を通って光導波路４の一端４ａから溝２に収容された試料ａに照射される。その結果、光Ｌ１は試料ａによって例えば吸収される。試料ａを通過した光Ｌ２は、光導波路６の一端６ａに入射する。光導波路６の一端６ａに光Ｌ２が入射されると、光Ｌ２は光導波路６を通って光導波路６の他端６ｂから出射され、光検出器１４に到達する。光導波路６の他端６ｂから出射された光Ｌ２を光検出器１４で検出することにより、試料ａを分析することができる。
【００４４】
分析デバイス１及び分析装置１０では、光導波路４を通る光Ｌ１が試料ａに照射されるので、試料ａに光Ｌ１を照射する時に良好な照射位置精度が得られる。よって、試料ａに光Ｌ１を簡便に照射することができる。また、試料ａを通過した光Ｌ２を光導波路６の一端６ａに簡便に入射させることができる。このため、熟練技術を必要とする光軸調整が不要となるので、吸収スペクトル、ラマン散乱スペクトル又は蛍光スペクトル等を簡便に測定することができる。また、例えば振動等の外部要因によって光軸がずれることを防止できるので、安定した測定が可能となる。
【００４５】
光源１２は発光ダイオード（ＬＥＤ）であることが好ましい。この場合、吸光スペクトルを測定することができる。光源１２は半導体レーザ（ＬＤ）であることが好ましい。この場合、ラマン散乱スペクトル又は蛍光スペクトルを測定することができる。光検出器１４は例えばフォトダイオード（ＰＤ）である。
【００４６】
（第２実施形態）
図２は、第２実施形態に係る分析デバイスを備えた分析装置を模式的に示す平面図である。図２に示される分析装置１１０は、分析デバイス１０１、光源１１２及び光検出器１１４を備える。分析装置１１０を用いると、例えば、赤外吸収スペクトル、可視吸収スペクトル又は紫外吸収スペクトル等の吸収スペクトルを好適に測定することができる。
【００４７】
分析デバイス１０１は、光分波器１２０、光遅延回路部１２４、光合波器１２２及び基板１０８を備える。本実施形態では、光分波器１２０、光遅延回路部１２４及び光合波器１２２は、基板１０８上に設けられているが、基板１０８上に設けられていなくてもよい。また、光源１１２及び光検出器１１４は基板１０８上に設けられているが、基板１０８上に設けられていなくてもよい。基板１０８の構成材料としては、基板８と同様のものが挙げられる。
【００４８】
光分波器１２０は、入力端１２０ａと複数の出力端１２０ｂ１〜１２０ｂｎとを有する。入力端１２０ａには、光源１１２から出射された光Ｌ１０１が入射される。光Ｌ１０１は、互いに異なる複数の波長成分λ１〜λｎ（ｎは２以上の自然数）を含む。
【００４９】
光遅延回路部１２４は、光分波器１２０の出力端１２０ｂ１〜１２０ｂｎにそれぞれ光学的に結合された複数の入力端１２４ａ１〜１２４ａｎと複数の出力端１２４ｂ１〜１２４ｂｎとを有する。本実施形態では、光遅延回路部１２４は、互いに光路長が異なる複数の光導波路１２６１〜１２６ｎを含む。光導波路１２６１〜１２６ｎは、例えば、光導波路１２６１から光導波路１２６ｎに向かうにつれて光路長が長くなるように配置される。
【００５０】
したがって、光導波路１２６ｋ（ｋ＝２〜ｎ）を通る波長成分λｋが出力端１２４ｂｋから出射される時刻は、光導波路１２６ｋ−１を通る波長成分λｋ−１が出力端１２４ｂｋ−１から出射される時刻よりも遅くなる。光導波路１２６１〜１２６ｎの入力端は、入力端１２４ａ１〜１２４ａｎにそれぞれ光学的に結合されている。光導波路１２６１〜１２６ｎの出力端は、出力端１２４ｂ１〜１２４ｂｎにそれぞれ光学的に結合されている。よって、波長成分λ１〜λｎは、出力端１２４ｂ１〜１２４ｂｎから所定の時間間隔を置いて順に出射される。
【００５１】
光合波器１２２は、光遅延回路部１２４の出力端１２４ｂ１〜１２４ｂｎにそれぞれ光学的に結合された複数の入力端１２２ａ１〜１２２ａｎと出力端１２２ｂとを有する。
【００５２】
基板１０８は、試料１００ａが収容される溝１０２と、入力端１０４ｂと出力端１０４ａとを有する第１の光導波路１０４と、入力端１０６ａと出力端１０６ｂとを有する第２の光導波路１０６とを有する。試料１００ａとしては、試料ａと同様のものが挙げられる。光導波路１０４の入力端１０４ｂは、光合波器１２２の出力端１２２ｂに光学的に結合されている。光導波路１０４の出力端１０４ａは、溝１０２に光学的に結合されている。光導波路１０６の入力端１０６ａは、溝１０２を介して光導波路１０４の出力端１０４ａに光学的に結合されている。
【００５３】
また、本実施形態において、光源１１２は、光導波路１１８を介して光分波器１２０の入力端１２０ａに光学的に結合されている。光検出器１１４は、光導波路１０６の出力端１０６ｂに光学的に結合されている。光源１１２としては、例えば光源１２と同様のものが挙げられる。本実施形態では、光源１１２は広帯域ＬＥＤであることが特に好ましい。
【００５４】
光検出器１１４としては、例えば光検出器１４と同様のものが挙げられる。本実施形態では、光検出器１１４はＰＤであることが特に好ましい。光源１１２及び光検出器１１４には、給電用の電極１２８がそれぞれ電気的に接続されていることが好ましい。本実施形態では、光源１１２、光検出器１１４及び電極１２８は基板１０８上に設けられている。電極１２８は、例えば金属膜である。このような金属膜は、例えばエッチング法又はリフトオフ法を用いて形成される。
【００５５】
本実施形態に係る分析デバイス１０１及び分析装置１１０では、光源１１２から出射された光Ｌ１０１が、光導波路１１８を通って光分波器１２０の入力端１２０ａに入射される。光分波器１２０の入力端１２０ａに入射された光Ｌ１０１は互いに異なる複数の波長成分λ１〜λｎに分波される。分波された波長成分λ１〜λｎは、光分波器１２０の出力端１２０ｂ１〜１２０ｂｎからそれぞれ出射され、光遅延回路部１２４の入力端１２４ａ１〜１２４ａｎに入射される。光遅延回路部１２４の出力端１２４ｂ１〜１２４ｂｎからは、波長成分λ１〜λｎが所定の時間間隔を置いて順に出射され、光合波器１２２の入力端１２２ａ１〜１２２ａｎにそれぞれ入射される。光合波器１２２の出力端１２２ｂからは、波長成分λ１〜λｎが所定の時間間隔を置いて順に出射され光導波路１０４の入力端１０４ｂに入射される。
【００５６】
光導波路１０４の入力端１０４ｂに波長成分λｋ（ｋ＝１〜ｎ）が入射されると、波長成分λｋは光導波路１０４を通って光導波路１０４の出力端１０４ａから溝１０２に収容された試料１００ａに照射される。その結果、波長成分λｋは試料１００ａによって例えば吸収される。試料１００ａを通過した波長成分λｋは、光導波路１０６の入力端１０６ａに入射する。
【００５７】
光導波路１０６の入力端１０６ａに入射された波長成分λｋは、光導波路１０６を通って光導波路１０６の出力端１０６ｂから出射される。光導波路１０６の出力端１０６ｂから出射された波長成分λｋは、光検出器１１４に入射される。光検出器１１４により波長成分λｋを検出することができる。
【００５８】
光導波路１０６の出力端１０６ｂから出射された波長成分λ１〜λｎを検出することにより、試料１００ａを分析することができる。具体的には、例えば波長成分λｋの光量（光強度）を各時刻において測定することにより、吸収スペクトルを測定することができる。
【００５９】
なお、光量と時刻との関係は、光遅延回路部１２４の回路設計を考慮した演算を施すことにより、光量と波長との関係に換算することができる。よって、光検出器１１４が例えば光量しか測定できない光検出器（例えば、ＰＤ等）であっても、各波長に対する光量を算出することができるので、吸収スペクトルを測定することができる。光検出器１１４としてＰＤを用いると、分析デバイス１０１及び分析装置１１０を小型化できると共に低コストで製造することができる。
【００６０】
光遅延回路部１２４の回路設計を行う際には、光源１１２からの光Ｌ１０１の波長範囲と所望の波長分解能とを考慮して、例えば回路次数等を決定することが好ましい。また、光導波路１２６１〜１２６ｎの各光路長は、光検出器１１４の時間分解能を考慮して決定されることが好ましい。また、予め、試料１００ａを溝１０２内に収容せずにバックグラウンド測定を行うと、より高精度に吸収スペクトルを測定することができる。
【００６１】
分析デバイス１０１及び分析装置１１０では、光導波路１０４を通る波長成分λｋが試料１００ａに照射されるので、試料１００ａに波長成分λｋを照射する時に良好な照射位置精度が得られる。よって、試料１００ａに波長成分λｋを簡便に照射することができる。また、試料１００ａを通過した波長成分λｋを光導波路１０６の入力端１０６ａに簡便に入射させることができる。このため、熟練技術を必要とする光軸調整が不要となるので、吸収スペクトル等を簡便に測定することができる。また、例えば振動等の外部要因によって光軸がずれることを防止できるので、安定した測定が可能となる。
【００６２】
また、分析デバイス１０１及び分析装置１１０では、光分波器１２０、光遅延回路部１２４及び光合波器１２２が基板１０８上に設けられているので、可動部が無い。よって、分析デバイス１０１及び分析装置１１０の保守が簡易になる。また、顕微鏡等の大掛かりな装置が不要となる。
【００６３】
図３は、第２実施形態に係る分析デバイスの光分波器を模式的に示す平面図である。図３に示されるように、光分波器１２０は、例えばアレイ導波路型回折格子（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）である。この場合、光分波器１２０は、チャネル導波路１３４と、スラブ導波路１３０と、アレイ導波路１２８１〜１２８ｎと、スラブ導波路１３２と、チャネル導波路１３６１〜１３６ｎとを有する。
【００６４】
チャネル導波路１３４の入力端は光分波器１２０の入力端１２０ａに光学的に結合されている。チャネル導波路１３４の出力端はスラブ導波路１３０に光学的に結合されている。アレイ導波路１２８１〜１２８ｎの各入力端は、スラブ導波路１３０に光学的に結合されている。アレイ導波路１２８１〜１２８ｎの各出力端は、スラブ導波路１３２に光学的に結合されている。チャネル導波路１３６１〜１３６ｎの各入力端はスラブ導波路１３２に光学的に結合されている。チャネル導波路１３６１〜１３６ｎの各出力端は光分波器１２０の出力端１２０ｂ１〜１２０ｂｎにそれぞれ光学的に結合されている。
【００６５】
図４は、第２実施形態に係る分析デバイスの光合波器を模式的に示す平面図である。図４に示されるように、光合波器１２２は、例えばアレイ導波路型回折格子（ＡＷＧ）である。この場合、光合波器１２２は、チャネル導波路１４６１〜１４６ｎと、スラブ導波路１４０と、アレイ導波路１３８１〜１３８ｎと、スラブ導波路１４２と、チャネル導波路１４４とを有する。
【００６６】
チャネル導波路１４６１〜１４６ｎの入力端は光合波器１２２の入力端１２２ａ１〜１２２ａｎにそれぞれ光学的に結合されている。チャネル導波路１４６１〜１４６ｎの出力端は、スラブ導波路１４０に光学的に結合されている。アレイ導波路１３８１〜１３８ｎの各入力端は、スラブ導波路１４０に光学的に結合されている。アレイ導波路１３８１〜１３８ｎの各出力端は、スラブ導波路１４２に光学的に結合されている。チャネル導波路１４４の入力端はスラブ導波路１４２に光学的に結合されている。チャネル導波路１４４の出力端は光合波器１２２の出力端１２２ｂに光学的に結合されている。
【００６７】
図５は、第２実施形態に係る分析装置の光源を模式的に示す斜視図である。図５に示されるように、基板１０８は、クラッド１５２とクラッド１５２上に設けられたクラッド１５０とを有する。光導波路１１８はコアとなる。光源１１２は、例えば金属からなる電極１２８上に半田でボンディングされている。本実施形態では、クラッド１５０が例えばエッチング法を用いて形成された段差を有しているので、光源１１２から出射される光Ｌ１０１は、光導波路１１８に低損失で光結合される。
【００６８】
図６は、第２実施形態の変形例に係る分析装置の光検出器を模式的に示す断面図である。本変形例では、図６に示されるように、光検出器２１４が給電用の電極２２８上に設けられている。電極２２８は基板２０８上に設けられている。基板２０８の構成材料としては、基板８と同様のものが挙げられる。光検出器２１４の受光面は、基板２０８の表面と対向配置される。
【００６９】
基板２０８は、クラッド２５２と、クラッド２５２上に設けられた光導波路２６０と、クラッド２５２上に設けられ光導波路２６０を覆うクラッド２５０とを有する。基板２０８には、反射フィルタ２１５が挿入される溝２１７が形成されている。光導波路２６０の出力端２０６ｂは、溝２１７に光学的に結合されている。溝２１７の側面は基板２０８の厚さ方向と交差しているので、反射フィルタ２１５の反射面も基板２０８の厚さ方向と交差する。このため、光導波路２６０を通って光導波路２６０の出力端２０６ｂから出射される波長成分λｋは、反射フィルタ２１５により反射され光検出器２１４に到達する。
【００７０】
図７は、第２実施形態の変形例に係る分析装置の基板に形成された溝を模式的に示す断面図である。本変形例では、図７に示されるように、基板３０８は、クラッド３５２と、クラッド３５２上に設けられた光導波路３０４及び光導波路３０６と、クラッド３５２上に設けられ光導波路３０４及び光導波路３０６を覆うクラッド３５０と、試料３００ａが収容される溝３０２とを有する。光導波路３０４の出力端３０４ａは溝３０２に光学的に結合されている。光導波路３０６の入力端３０６ａは、溝３０２を介して光導波路３０４の出力端３０４ａに光学的に結合されている。基板３０８の構成材料としては、基板８と同様のものが挙げられる。また、本変形例において試料３００ａはフィルムである。
【００７１】
光導波路３０４を通る波長成分λｋは、光導波路３０４の出力端３０４ａから出射され試料３００ａに照射される。試料３００ａを通過した波長成分λｋは、光導波路３０６の入力端３０６ａに入射される。
【００７２】
溝３０２の側面３０２ｓは、基板３０８の厚さ方向Ａ２と交差することが好ましい。これにより、光導波路３０４の出力端３０４ａから試料３００ａに照射された波長成分λｋが試料３００ａにより反射された場合に、反射光が光導波路３０４の出力端３０４ａに再入射することを抑制できる。
【００７３】
溝３０２の側面３０２ｓ及び溝３０２内に収容された試料３００ａは、方向Ａ１に沿って延びている。溝３０２の側面３０２ｓと基板３０８の厚さ方向Ａ２とのなす角θは、３〜１５度であることが好ましい。一実施例において、なす角θは８度である。このような溝３０２は例えばダイシング法を用いて形成される。溝３０２の幅は例えば約２０μｍである。試料３００ａは、例えば厚さ約１５μｍの高分子フィルムである。この場合、赤外吸収スペクトルを好適に測定することができる。
【００７４】
図８は、第２実施形態の変形例に係る分析装置の基板に形成された溝を模式的に示す断面図である。本変形例では、図８に示されるように、基板４０８は、クラッド４５２と、クラッド４５２上に設けられた光導波路４０４及び光導波路４０６と、クラッド４５２上に設けられ光導波路４０４及び光導波路４０６を覆うクラッド４５０と、試料４００ａが収容される溝４０２とを有する。光導波路４０４の出力端４０４ａは溝４０２に光学的に結合されている。光導波路４０６の入力端４０６ａは、溝４０２を介して光導波路４０４の出力端４０４ａに光学的に結合されている。基板４０８の構成材料としては、基板８と同様のものが挙げられる。溝４０２は例えばドライエッチング法を用いて形成される。溝４０２の幅は例えば約３０μｍであり、溝４０２の深さは例えば約５０μｍである。
【００７５】
光導波路４０４を通る波長成分λｋは、光導波路４０４の出力端４０４ａから出射され試料４００ａに照射される。試料４００ａを通過した波長成分λｋは、光導波路４０６の入力端４０６ａに入射される。試料４００ａは、例えば有機色素溶液等の流体である。この場合、可視吸収スペクトルを好適に測定することができる。
【００７６】
また、本変形例では、基板４０８上に溝４０２を覆うようにカバー部材４５４が設けられている。これにより、試料４００ａが溝４０２の外に出ることを抑制できる。カバー部材４５４は、カバーガラス等のカバー板であることが好ましい。カバー部材４５４は、例えば、接着剤等により基板４０８に固定される。
【００７７】
（第３実施形態）
図９は、第３実施形態に係る分析デバイスを備えた分析装置を模式的に示す平面図である。図９に示される分析装置５１０は、分析デバイス５０１、光源５１２及び光検出器５１４を備える。分析装置５１０を用いると、例えば、赤外吸収スペクトル、可視吸収スペクトル又は紫外吸収スペクトル等の吸収スペクトルを好適に測定することができる。
【００７８】
分析デバイス５０１は、光分波器５２０と基板５０８とを備える。本実施形態では、光分波器５２０は基板５０８上に設けられているが、基板５０８上に設けられていなくてもよい。また、光源５１２及び光検出器５１４は基板５０８上に設けられているが、基板５０８上に設けられていなくてもよい。基板５０８の構成材料としては、基板８と同様のものが挙げられる。
【００７９】
光分波器５２０は、入力端５２０ａと複数の出力端５２０ｂ１〜５２０ｂｎとを有する。入力端５２０ａには、光源５１２から出射された光Ｌ１０１が入射される。光Ｌ１０１は、互いに異なる複数の波長成分λ１〜λｎを含む。
【００８０】
光分波器５２０は、例えばアレイ導波路型回折格子（ＡＷＧ）である。この場合、光分波器５２０は、チャネル導波路５３４と、スラブ導波路５３０と、アレイ導波路５２８１〜５２８ｎと、スラブ導波路５３２と、チャネル導波路５３６１〜５３６ｎとを有する。
【００８１】
チャネル導波路５３４の入力端は光分波器５２０の入力端５２０ａに光学的に結合されている。チャネル導波路５３４の出力端はスラブ導波路５３０に光学的に結合されている。アレイ導波路５２８１〜５２８ｎの各入力端は、スラブ導波路５３０に光学的に結合されている。アレイ導波路５２８１〜５２８ｎの各出力端は、スラブ導波路５３２に光学的に結合されている。チャネル導波路５３６１〜５３６ｎの入力端はスラブ導波路５３２に光学的に結合されている。チャネル導波路５３６１〜５３６ｎの出力端は光分波器５２０の出力端５２０ｂ１〜５２０ｂｎにそれぞれ光学的に結合されている。
【００８２】
基板５０８は、複数の第１の光導波路５０４１〜５０４ｎと複数の第２の光導波路５０６１〜５０６ｎと試料５００ａが収容される溝５０２とを有する。試料５００ａとしては、試料ａと同様のものが挙げられる。
【００８３】
光導波路５０４ｋ（ｋ＝１〜ｎ）は、光分波器５２０の出力端５２０ｂｋ（ｋ＝１〜ｎ）に光学的に結合された入力端５０４ｂｋと溝５０２に光学的に結合された出力端５０４ａｋ（ｋ＝１〜ｎ）とを有している。
【００８４】
光導波路５０６ｋ（ｋ＝１〜ｎ）は、溝５０２を介して光導波路５０４ｋの出力端５０４ａｋに光学的に結合された入力端５０６ａｋ（ｋ＝１〜ｎ）と出力端５０６ｂｋ（ｋ＝１〜ｎ）とを有する。
【００８５】
本実施形態において、光源５１２は、光導波路５１８を介して光分波器５２０の入力端５２０ａに光学的に結合されている。光検出器５１４は、光導波路５０６１〜５０６ｎの出力端５０６ｂ１〜５０６ｂｎに光学的に結合されている。光源５１２としては、例えば光源１２と同様のものが挙げられる。本実施形態では、光源５１２は広帯域ＬＥＤであることが特に好ましい。
【００８６】
光検出器５１４としては、例えばフォトダイオードアレイ等が挙げられる。光検出器５１４は、出力端５０６ｂ１〜５０６ｂｎにそれぞれ光学的に結合された光検出素子（例えば、ＰＤ等）を含むことが好ましい。光源５１２及び光検出器５１４には、給電用の電極５２８がそれぞれ電気的に接続されていることが好ましい。電極５２８としては電極１２８と同様のものが挙げられる。
【００８７】
本実施形態に係る分析デバイス５０１を備えた分析装置５１０では、光源５１２から出射された光Ｌ１０１が、光導波路５１８を通って光分波器５２０の入力端５２０ａに入射される。光分波器５２０の入力端５２０ａに入射された光Ｌ１０１は互いに異なる複数の波長成分λ１〜λｎに分波される。分波された波長成分λ１〜λｎは、光分波器５２０の出力端５２０ｂ１〜５２０ｂｎからそれぞれ出射される。
【００８８】
光導波路５０４ｋの入力端５０４ｂｋに波長成分λｋが入射されると、波長成分λｋは光導波路５０４ｋを通って光導波路５０４ｋの出力端５０４ａｋから溝５０２に収容された試料５００ａに照射される。その結果、波長成分λｋは、試料５００ａによって例えば吸収される。試料５００ａを通過した波長成分λｋは、光導波路５０６ｋの入力端５０６ａｋに入射する。
【００８９】
光導波路５０６ｋの入力端５０６ａｋに入射された波長成分λｋは、光導波路５０６ｋを通って光導波路５０６ｋの出力端５０６ｂｋから出射される。光導波路５０６ｋの出力端５０６ｂｋから出射された波長成分λｋは、光検出器５１４に入射される。光検出器５１４により波長成分λｋを検出することができる。
【００９０】
光導波路５０６１〜５０６ｎの出力端５０６ｂ１〜５０６ｂｎから出射された波長成分λ１〜λｎを検出することにより、試料５００ａを分析することができる。具体的には、例えば波長成分λ１〜λｎの光量（光強度）を各光検出素子を用いて測定することにより、吸収スペクトルを測定することができる。また、予め、試料５００ａを溝５０２内に収容せずにバックグラウンド測定を行うと、より高精度に吸収スペクトルを測定することができる。
【００９１】
分析デバイス５０１及び分析装置５１０では、光導波路５０４ｋを通る波長成分λｋが試料５００ａに照射されるので、試料５００ａに波長成分λｋを照射する時に良好な照射位置精度が得られる。よって、試料５００ａに波長成分λｋを簡便に照射することができる。また、試料５００ａを通過した波長成分λｋを光導波路５０６ｋの入力端５０６ａｋに簡便に入射させることができる。このため、熟練技術を必要とする光軸調整が不要となるので、吸収スペクトル等を簡便に測定することができる。また、例えば振動等の外部要因によって光軸がずれることを防止できるので、安定した測定が可能となる。
【００９２】
（第４実施形態）
図１０は、第４実施形態に係る分析デバイスを備えた分析装置を模式的に示す平面図である。図１０に示される分析装置６１０は、分析デバイス６０１、光源６１２及び光検出器６１４を備える。分析装置６１０を用いると、例えば、ラマン散乱スペクトル又は蛍光スペクトル等を好適に測定することができる。
【００９３】
分析デバイス６０１は、基板６０８、光分波器６２０、光遅延回路部６２４及び光合波器６２２を備える。本実施形態では、光分波器６２０、光遅延回路部６２４及び光合波器６２２は基板６０８上に設けられているが、基板６０８上に設けられていなくてもよい。また、光源６１２及び光検出器６１４は基板６０８上に設けられているが、基板６０８上に設けられていなくてもよい。基板６０８の構成材料としては、基板８と同様のものが挙げられる。
【００９４】
基板６０８は、入力端６０４ｂと出力端６０４ａとを有する第１の光導波路６０４と、入力端６０６ａと出力端６０６ｂとを有する第２の光導波路６０６と、試料６００ａが収容される溝６０２とを備える。試料６００ａとしては、試料ａと同様のものが挙げられる。光導波路６０４の入力端６０４ｂには、例えば励起光等の波長成分λｐが入射される。溝６０２は、光導波路６０４の出力端６０４ａに光学的に結合されている。光導波路６０６の入力端６０６ａは、溝６０２を介して光導波路６０４の出力端６０４ａに光学的に結合されている。
【００９５】
光分波器６２０は、入力端６２０ａ及び複数の出力端６２０ｂ１〜６２０ｂｎを有する。光分波器６２０の入力端６２０ａは、光導波路６０６の出力端６０６ｂに光学的に結合されている。光分波器６２０の入力端６２０ａには、光導波路６０６の出力端６０６ｂから出射され互いに異なる複数の波長成分λ１〜λｎ，λｐを含む光Ｌ６０１が入射される。光分波器６２０の出力端６２０ｂ１〜６２０ｂｎからは、波長成分λ１〜λｎがそれぞれ出射される。
【００９６】
本実施形態では、光分波器６２０は別の出力端６２０ｂｐを有する。この場合、光分波器６２０の入力端６２０ａに入射される光Ｌ６０１に含まれる波長成分λ１〜λｎ，λｐのうち、所望の波長成分λｐを出力端６２０ｂｐから出射させることができる。出力端６２０ｂｐから出射された波長成分λｐは、光導波路６２６ｐを通って基板６０８の出力ポート６２９から出射される。
【００９７】
光遅延回路部６２４は、複数の入力端６２４ａ１〜６２４ａｎと複数の出力端６２４ｂ１〜６２４ｂｎとを有する。入力端６２４ａ１〜６２４ａｎは、光分波器６２０の出力端６２０ｂ１〜６２０ｂｎにそれぞれ光学的に結合されている。本実施形態では、光遅延回路部６２４は、互いに光路長が異なる複数の光導波路６２６１〜６２６ｎを含む。光導波路６２６１〜６２６ｎは、例えば、光導波路６２６１から光導波路６２６ｎに向かうにつれて光路長が長くなるように配置される。したがって、光導波路６２６ｋ（ｋ＝２〜ｎ）を通る波長成分λｋが出力端６２４ｂｋから出射される時刻は、光導波路６２６ｋ−１を通る波長成分λｋ−１が出力端６２４ｂｋ−１から出射される時刻よりも遅くなる。光導波路６２６１〜６２６ｎの入力端は、入力端６２４ａ１〜６２４ａｎにそれぞれ光学的に結合されている。光導波路６２６１〜６２６ｎの出力端は、出力端６２４ｂ１〜６２４ｂｎにそれぞれ光学的に結合されている。よって、波長成分λ１〜λｎは、出力端６２４ｂ１〜６２４ｂｎから所定の時間間隔を置いて順に出射される。
【００９８】
光合波器６２２は、複数の入力端６２２ａ１〜６２２ａｎと出力端６２２ｂとを有する。複数の入力端６２２ａ１〜６２２ａｎは、光遅延回路部６２４の出力端６２０ｂ１〜６２０ｂｎにそれぞれ光学的に結合されている。
【００９９】
本実施形態において、光源６１２は、光導波路６０４の入力端６０４ｂに光学的に結合されている。光検出器５１４は、光導波路６１８を介して光合波器６２２の出力端６２２ｂに光学的に結合されている。光源６１２としては、例えば光源１２と同様のものが挙げられる。本実施形態では、光源６１２はＬＤであることが特に好ましい。光検出器６１４としては、例えば光検出器１４と同様のものが挙げられる。本実施形態では、光検出器６１４はＰＤであることが特に好ましい。光源６１２及び光検出器６１４には、給電用の電極６２８がそれぞれ電気的に接続されていることが好ましい。電極６２８としては電極１２８と同様のものが挙げられる。
【０１００】
本実施形態に係る分析デバイス６０１を備えた分析装置６１０では、光源６１２から出射された例えば励起光等の波長成分λｐが光導波路６０４の入力端６０４ｂに入射される。波長成分λｐが光導波路６０４の入力端６０４ｂに入射されると、波長成分λｐは光導波路６０４を通って光導波路６０４の出力端６０４ａから溝６０２に収容された試料６００ａに照射される。その結果、例えば、試料６００ａからラマン散乱光又は蛍光等を含む光Ｌ６０１が出射される。光Ｌ６０１は、光導波路６０６の入力端６０６ａに入射する。光導波路６０６の入力端６０６ａに光Ｌ６０１が入射されると、光Ｌ６０１は光導波路６０６を通って光導波路６０６の出力端６０６ｂから出射される。
【０１０１】
光導波路６０６の出力端６０６ｂから出射された光Ｌ６０１は、光分波器６２０の入力端６２０ａに入射される。光分波器６２０の入力端６２０ａに入射された光Ｌ６０１は互いに異なる複数の波長成分λ１〜λｎ，λｐに分波される。
【０１０２】
分波された複数の波長成分λ１〜λｎは、光分波器６２０の出力端６２０ｂ１〜６２０ｂｎからそれぞれ出射され、光遅延回路部６２４の入力端６２４ａ１〜６２４ａｎに入射される。光遅延回路部６２４の出力端６２４ｂ１〜６２４ｂｎからは、波長成分λ１〜λｎがそれぞれ所定の時間間隔を置いて順に出射され、光合波器６２２の入力端６２２ａ１〜６２２ａｎにそれぞれ入射される。光合波器６２２の出力端６２２ｂからは、波長成分λ１〜λｎが所定の時間間隔を置いて順に出射される。出力端６２２ｂから出射された波長成分λｋは、光検出器６１４に入射される。光検出器６１４により波長成分λｋを検出することができる。光合波器６２２の出力端６２２ｂから出射された波長成分λ１〜λｎを検出することにより、試料６００ａを分析することができる。具体的には、例えば波長成分λｋの光量（光強度）を各時刻において測定することにより、ラマン散乱スペクトル又は蛍光スペクトルを測定することができる。
【０１０３】
なお、光量と時刻との関係は、光遅延回路部６２４の回路設計を考慮した演算を施すことにより、光量と波長との関係に換算することができる。よって、光検出器６１４が例えば光量しか測定できない光検出器（例えば、ＰＤ等）であっても、各波長に対する光量を算出することができるので、吸収スペクトルを測定することができる。光検出器６１４としてＰＤを用いると、分析デバイス６０１及び分析装置６１０を小型化できると共に低コストで製造することができる。
【０１０４】
光遅延回路部６２４の回路設計を行う際には、ラマン散乱光又は蛍光等の光Ｌ６０１の波長範囲と所望の波長分解能とを考慮して、例えば回路次数等を決定することが好ましい。また、光導波路６２６１〜６２６ｎの各光路長は、光検出器６１４の時間分解能を考慮して決定されることが好ましい。また、予め、試料６００ａを溝６０２内に収容せずにバックグラウンド測定を行うと、より高精度に吸収スペクトルを測定することができる。
【０１０５】
一方、分波された波長成分λｐは、出力端６２０ｂｐから出射される。これにより、波長成分λｐが例えば励起光のように高い光強度を有している場合に、ラマン散乱光等のように微弱な光を検出し易くなる。よって、波長成分λ１〜λｎを高感度で検出することができる。
【０１０６】
分析デバイス６０１及び分析装置６１０では、光導波路６０４を通る波長成分λｐが試料６００ａに照射されるので、試料６００ａに波長成分λｐを照射する時に良好な照射位置精度が得られる。よって、試料６００ａに波長成分λｋを簡便に照射することができる。また、試料６００ａを通過した波長成分λｋを光導波路６０６の入力端６０６ａに簡便に入射させることができる。このため、熟練技術を必要とする光軸調整が不要となるので、ラマン散乱スペクトル又は蛍光スペクトル等を簡便に測定することができる。また、例えば振動等の外部要因によって光軸がずれることを防止できるので、安定した測定が可能となる。
【０１０７】
（第５実施形態）
図１１は、第５実施形態に係る分析デバイスを備えた分析装置を模式的に示す平面図である。図１１に示される分析装置７１０は、分析デバイス７０１、光源７１２及び光検出器７１４を備える。分析装置７１０を用いると、例えば、ラマン散乱スペクトル又は蛍光スペクトル等を好適に測定することができる。
【０１０８】
分析デバイス７０１は、基板７０８と、入力端７２０ａと複数の出力端７２０ｂ１〜７２０ｂｎとを有する光分波器７２０とを備える。本実施形態では、光分波器７２０は基板７０８上に設けられているが、基板７０８上に設けられていなくてもよい。また、光源７１２及び光検出器７１４は基板７０８上に設けられているが、基板７０８上に設けられていなくてもよい。基板７０８の構成材料としては、基板８と同様のものが挙げられる。
【０１０９】
基板７０８は、入力端７０４ｂと出力端７０４ａとを有する第１の光導波路７０４と、試料７００ａが収容される溝７０２と、入力端７０６ａと出力端７０６ｂとを有する第２の光導波路７０６とを有する。試料７００ａとしては、試料ａと同様のものが挙げられる。光導波路７０４の入力端７０４ｂには波長成分λｐが入射される。溝７０２は、光導波路７０４の出力端７０４ａに光学的に結合されている。光導波路７０６の入力端７０６ａは、溝７０２を介して光導波路７０４の出力端７０４ａに光学的に結合されている。
【０１１０】
光分波器７２０の入力端７２０ａは、光導波路７０６の出力端７０６ｂに光学的に結合されている。光分波器７２０の入力端７２０ａには、光Ｌ７０１が入射される。光Ｌ７０１は、光導波路７０６の出力端７０６ｂから出射され互いに異なる複数の波長成分λ１〜λｎ，λｐを含む。光分波器７２０の出力端７２０ｂ１〜７２０ｂｎからは、波長成分λ１〜λｎがそれぞれ出射される。
【０１１１】
本実施形態では、光分波器７２０は別の出力端７２０ｂｐを有する。この場合、光分波器７２０の入力端７２０ａに入射される光Ｌ７０１に含まれる波長成分λ１〜λｎ，λｐのうち、所望の波長成分λｐを出力端７２０ｂｐから出射させることができる。出力端７２０ｂｐから出射された波長成分λｐは、光導波路７１８ｐを通って基板７０８の出力ポート７２９から出射される。
【０１１２】
光分波器７２０は、例えばアレイ導波路型回折格子（ＡＷＧ）である。この場合、光分波器７２０は、チャネル導波路７３４と、スラブ導波路７３０と、アレイ導波路７２８１〜７２８ｎ，７２８ｐと、スラブ導波路７３２と、チャネル導波路７３６１〜７３６ｎ，７３６ｐとを有する。
【０１１３】
チャネル導波路７３４の入力端は光分波器７２０の入力端７２０ａに光学的に結合されている。チャネル導波路７３４の出力端はスラブ導波路７３０に光学的に結合されている。アレイ導波路７２８１〜７２８ｎ，７２８ｐの各入力端は、スラブ導波路７３０に光学的に結合されている。アレイ導波路７２８１〜７２８ｎ，７２８ｐの各出力端は、スラブ導波路７３２に光学的に結合されている。チャネル導波路７３６１〜７３６ｎ，７３６ｐの入力端はスラブ導波路７３２に光学的に結合されている。チャネル導波路７３６１〜７３６ｎ，７３６ｐの出力端は光分波器７２０の出力端７２０ｂ１〜７２０ｂｎ，７２０ｐにそれぞれ光学的に結合されている。
【０１１４】
本実施形態において、光源７１２は、光導波路７０４の入力端７０４ｂに光学的に結合されている。光検出器７１４は、複数の光導波路７１８１〜７１８ｎを介して光分波器７２０の出力端７２０ｂ１〜７２０ｂｎに光学的に結合されている。光源７１２としては、例えば光源１２と同様のものが挙げられる。光検出器７１４としては、例えば光検出器５１４と同様のものが挙げられる。光検出器７１４は、光導波路７１８１〜７１８ｎにそれぞれ光学的に結合された光検出素子（例えば、ＰＤ等）を含むことが好ましい。光源７１２及び光検出器７１４には、給電用の電極７２８がそれぞれ電気的に接続されていることが好ましい。電極７２８としては電極１２８と同様のものが挙げられる。
【０１１５】
本実施形態に係る分析デバイス７０１を備えた分析装置７１０では、光源７１２から出射された例えば励起光等の波長成分λｐが光導波路７０４の入力端７０４ｂに入射される。波長成分λｐが光導波路７０４の入力端７０４ｂに入射されると、波長成分λｐは光導波路７０４を通って光導波路７０４の出力端７０４ａから溝７０２に収容された試料７００ａに照射される。その結果、例えば、試料７００ａから例えばラマン散乱光又は蛍光等を含む光Ｌ７０１が出射される。光Ｌ７０１は、光導波路７０６の入力端７０６ａに入射する。光導波路７０６の入力端７０６ａに光Ｌ７０１が入射されると、光Ｌ７０１は光導波路７０６を通って光導波路７０６の出力端７０６ｂから出射される。
【０１１６】
光導波路７０６の出力端７０６ｂから出射された光Ｌ７０１は、光分波器７２０の入力端７２０ａに入射される。光分波器７２０の入力端７２０ａに入射された光Ｌ７０１は互いに異なる複数の波長成分λ１〜λｎ，λｐに分波される。分波された波長成分λ１〜λｎ，λｐは、光分波器７２０の出力端７２０ｂ１〜７２０ｂｎ，７２０ｂｐからそれぞれ出射される。出力端７２０ｂ１〜７２０ｂｎから出射される波長成分λ１〜λｎは、光検出器７１４に入射される。光検出器７１４により波長成分λ１〜λｎをそれぞれ検出することができる。
【０１１７】
光分波器７２０の出力端７２０ｂ１〜７２０ｂｎから出射された波長成分λ１〜λｎを検出することにより、試料７００ａを分析することができる。具体的には、例えば波長成分λ１〜λｎの光量（光強度）を各光検出素子を用いて測定することにより、ラマン散乱スペクトル又は蛍光スペクトルを測定することができる。また、予め、試料７００ａを溝７０２内に収容せずにバックグラウンド測定を行うと、より高精度に吸収スペクトルを測定することができる。
【０１１８】
分析デバイス７０１及び分析装置７１０では、光導波路７０４を通る波長成分λｐが試料７００ａに照射されるので、試料７００ａに波長成分λｐを照射する時に良好な照射位置精度が得られる。よって、試料７００ａに波長成分λｐを簡便に照射することができる。また、試料７００ａを通過した波長成分λｐを光導波路７０６の入力端７０６ａに簡便に入射させることができる。このため、熟練技術を必要とする光軸調整が不要となるので、ラマン散乱スペクトル又は蛍光スペクトル等を簡便に測定することができる。また、例えば振動等の外部要因によって光軸がずれることを防止できるので、安定した測定が可能となる。
【０１１９】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されない。
【０１２０】
例えば、図６〜図８に示される変形例を、第２実施形態と同様に、第１実施形態、第３実施形態、第４実施形態及び第５実施形態に適用するとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】第１実施形態に係る分析デバイスを備えた分析装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】第２実施形態に係る分析デバイスを備えた分析装置を模式的に示す平面図である。
【図３】第２実施形態に係る分析デバイスの光分波器を模式的に示す平面図である。
【図４】第２実施形態に係る分析デバイスの光合波器を模式的に示す平面図である。
【図５】第２実施形態に係る分析装置の光源を模式的に示す斜視図である。
【図６】第２実施形態の変形例に係る分析装置の光検出器を模式的に示す断面図である。
【図７】第２実施形態の変形例に係る分析装置の基板に形成された溝を模式的に示す断面図である。
【図８】第２実施形態の変形例に係る分析装置の基板に形成された溝を模式的に示す断面図である。
【図９】第３実施形態に係る分析デバイスを備えた分析装置を模式的に示す平面図である。
【図１０】第４実施形態に係る分析デバイスを備えた分析装置を模式的に示す平面図である。
【図１１】第５実施形態に係る分析デバイスを備えた分析装置を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１，１０１，５０１，６０１，７０１…分析デバイス、２，１０２，３０２，４０２，５０２，６０２，７０２…溝、４，１０４，３０４，４０４，５０４１〜５０４ｎ，６０４，７０４…第１の光導波路、４ａ…第１の光導波路の一端、４ｂ…第１の光導波路の他端、６，１０６，２０６，３０６，４０６，５０６１〜５０６ｎ，６０６，７０６…第２の光導波路、６ａ…第２の光導波路の一端、６ｂ…第２の光導波路の他端、８，１０８，２０８，３０８，４０８，５０８，６０８，７０８…基板、１０，１１０，５１０，６１０，７１０…分析装置、１２，１１２，５１２，６１２，７１２…光源、１４，１１４，２１４，５１４，６１４，７１４…光検出器、１０４ｂ，５０４ｂ１〜５０４ｂｎ，６０４ｂ，７０４ｂ…第１の光導波路の入力端、１０４ａ，３０４ａ，４０４ａ，５０４ａ１〜５０４ａｎ，６０４ａ，７０４ａ…第１の光導波路の出力端、１０６ａ，３０６ａ，４０６ａ，５０６ａ１〜５０６ａｎ，６０６ａ，７０６ａ…第２の光導波路の入力端、１０６ｂ，２０６ｂ，５０６ｂ１〜５０６ｂｎ，６０６ｂ，７０６ｂ…第２の光導波路の出力端、１２０，５２０，６２０，７２０…光分波器、１２０ａ，５２０ａ，６２０ａ，７２０ａ，…光分波器の入力端、１２０ｂ１〜１２０ｂｎ，５２０ｂ１〜５２０ｂｎ，６２０ｂ１〜６２０ｂｎ，７２０ｂ１〜７２０ｂｎ…光分波器の出力端、１２２，６２２…光合波器、１２２ａ１〜１２２ａｎ，６２２ａ１〜６２２ａｎ…光合波器の入力端、１２２ｂ，６２２ｂ…光合波器の出力端、１２４，６２４…光遅延回路部、１２４ａ１〜１２４ａｎ，６２４ａ１〜６２４ａｎ…光遅延回路部の入力端、１２４ｂ１〜１２４ｂｎ，６２４ｂ１〜６２４ｂｎ…光遅延回路部の出力端、３０２ｓ…溝の側面、４５４…カバー部材、６２０ｂｐ，７２０ｂｐ…光分波器の別の出力端、ａ，１００ａ，３００ａ，４００ａ，５００ａ，６００ａ，７００ａ…試料、Ａ２…基板の厚さ方向、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ１０１，Ｌ６０１，Ｌ７０１…光、λ１〜λｎ，λｐ…波長成分。
【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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【図９】
2006300564.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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