(57)【要約】   【課題】  組み立てが容易で複雑な位置調整機構が不要であり、小型化が可能な分光機能を有する光学モジュールを提供する。  【解決手段】  分光素子として透過型回折格子１０を使用し、入射光を光ファイバ５０から入射し、コリメートレンズ３０で平行光として透過型回折格子に入射する。この回折格子で回折された回折光は約９０°折り曲げられ、集光レンズ４０で受光素子アレイ２０上に集光される。この構成の光学モジュールにおいて回折格子１０はコリメートレンズを保持するコリメータ保持部材３５および集光レンズを保持する集光レンズ保持部材４５で挟み込み位置決め固定する。集光レンズ保持部材は受光素子アレイを保持する受光素子保持部材２５と嵌合し、回転による調芯機構を備える。【選択図】  図３
2006234920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回折格子を分光素子として用いた分光機能を有する光学モジュールにおいて、前記回折格子は透過型回折格子であり、該回折格子は、２つの中空部分を有する筒状の保持部材に挟み込まれ光入射面を第１の保持部材に接し光出射面を第２の保持部材に接して固定されており、前記第１の保持部材はその中空部分に光入射手段を保持しかつその中空部分は入射光の光路をなしており、前記第２の保持部材は前記回折格子に接する端部と反対側の端部が回折光検出手段と接続されその中空部分は回折光の光路をなしていることを特徴とする光学モジュール。
【請求項２】
前記第１の保持部材の回折格子に接する側の端面とその筒の軸の方向とがなす角度と、前記第２の保持部材の回折格子に接する側の端面とその筒の軸の方向とがなす角度との和が、前記入射光と前記回折光がなす角度範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
【請求項３】
前記光入射手段はコリメート手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
【請求項４】
前記第２の保持部材はその中空部分に集光手段を保持していることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
【請求項５】
前記第１の保持部材はコリメート手段の調整機構を備えることを特徴とする請求項３に記載の光学モジュール。
【請求項６】
前記第２の保持部材の回折光検出手段との接続部は、該回折光検出手段を保持する保持部材と光軸周りに回転自在に嵌合されていることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
【請求項７】
前記透過型回折格子の溝本数Ｎは、前記光入射手段から入射される光に含まれる波長λの入射光を入射角αで入射させ、ｍ次回折光（ｍは整数）を利用するとき、
Ｎ＝±（cosα＋sinα）／（ｍλ）、（ただし式中の±はｍの符号と同じ符号を使用するものとする。）
で表されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学モジュール。
【請求項８】
前記光入射手段は、光ファイバと平凸レンズを備えることを特徴とする請求項５に記載の光学モジュール。
【請求項９】
前記光入射手段は、光ファイバと屈折率分布型ロッドレンズを備えることを特徴とする請求項５に記載の光学モジュール。
【請求項１０】
前記集光手段は、平凸レンズであることを特徴とする請求項４に記載の光学モジュール。
【請求項１１】
前記回折光検出手段は、受光素子アレイであることを特徴とする請求項６に記載の光学モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は波長多重光通信技術や分光分析技術の分野で使用される分光機能を有する光学モジュールに関し、とくに光学モジュールを構成する光学部品の保持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
回折格子は、分光分析機器において光スペクトルの解析のために広く利用されている。分光分析においては広帯域に渡ってエネルギー利用効率の高いことが要求される。広帯域で高い回折効率を得るには、反射型回折格子が適している。また、反射型回折格子は、波長に対する回折角度の変化割合、すなわち波長角度分散特性が良好であるため、分光分析機器に広く用いられている（例えば非特許文献１参照）。
【０００３】
とくに環境計測などの分野においては、作業現場に携帯でき、その場で計測が行えるような小型の分光分析機器に対する需要が高まっている。また微小流路中を流れる液体の光スペクトルを測定したり、光スペクトルを利用して液体の性質、例えばｐＨを評価することを目的とした小型センサーがいくつか提案がなされ、小型の分光分析機器がこれに用いられている。
【０００４】
これらの用途に使用される小型の分光分析機器においても、従来の大型の分光分析装置と同様に分光素子としては反射型の回折格子が用いられ、一般にはミラー等を用いて光学系を工夫することで、分光機能の小型化を実現している。
【０００５】
また波長多重光通信に用いる光分波器にも回折格子が利用される。反射型回折格子を用いて入射光と回折光の光軸がほぼ一直線上になる、いわゆるリトロー配置の光学系を構成すると、小型の光分波モジュールが実現できる（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】国際公開第９９／４６６２８号パンフレット
【非特許文献１】鶴田匡夫、「応用光学１」、培風館、１９９０年、ｐ．３０７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら反射型回折格子には、入射光と回折光の位置関係が回折格子の取り付け角度に依存して敏感に変化する性質がある。例えば図８に示すように、λ１、λ２、λ３の波長成分を含む入射光１０２をレンズ１３０により平行光１０４に変換し反射型回折格子１１０に入射する。回折格子１１０によって回折された回折光１０８は波長ごとに異なる方向に出射される。例えば波長λ２の成分の回折光は、その光軸１０７と回折格子基板１１２の垂線１０５のなす角（回折角）がβ２となる方向に出射され、この回折光を集光して受光素子などの回折光検出手段１２０の要素１２０−２に入射する。
【０００７】
このとき入射光の光軸１０３と回折格子基板１１２の垂線１０５のなす角（入射角）αが変化すると、入射光の光軸１０３と回折光の光軸１０７がなす角（上記の例の波長λ２の回折光に対する角度γ２）も変化する。このため入射光に対する回折格子の取り付け角度と回折光検出手段の取り付け位置に対して厳密な調整が必要であり、組立が難しいという問題があった。
【０００８】
またそのため、反射型回折格子を用いた光学モジュールにおいては、そのモジュールを収容する筐体内に各部品に対して複雑な位置調整機構を設ける必要があったり、素子を保持するための接着固定用のスペースをあらかじめ確保する必要があったため、このような光学モジュールを用いた装置が大型化するという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的は組み立てが容易で複雑な位置調整機構が不要であり、小型化が可能な光学モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の問題点を解決するため、本発明の回折格子を分光素子として用いた分光機能を有する光学モジュールにおいては、回折格子を透過型回折格子とし、この回折格子は、２つの筒状の保持部材に挟み込まれ光入射面を第１の保持部材に接し光出射面を第２の保持部材に接して固定されている。第１の保持部材はその中空部分に光入射手段を保持しかつその中空部分は入射光の光路をなしており、第２の保持部材は前記回折格子に接する端部と反対側の端部が回折光検出手段と接続されその中空部分は回折光の光路をなしている。
【００１１】
透過型回折格子を用いることによって、入射光と回折光の角度関係が回折格子の取り付け角度によって変化する割合が小さくなるため、回折格子の厳密な角度調整を不要にできる。また回折格子を機械的な挟み込みによってのみ保持するため、回折格子に関する煩雑な位置決め、調芯およびその後の接着固定の工程を省くことができる。
【００１２】
上記第１の保持部材の回折格子に接する側の端面とその筒の軸の方向とがなす角度と、第２の保持部材の回折格子に接する側の端面とその筒の軸の方向とがなす角度との和を、入射光と回折光がなす角度範囲内にすることが望ましい。この構造により２つの保持部材で透過型回折格子を挟み込んで固定するだけで、入射光と回折光が所定の角度で折り曲げられた分光光学系を得ることができる。
【００１３】
上記の光入射手段はコリメート手段を含むことが望ましい。コリメート手段を備えることにより、発散性の光源を用いる場合、それをモジュール内で平行光に変換して回折格子に入射することができる。
【００１４】
上記第２の保持部材はその中空部分に集光手段を保持していることが望ましい。集光手段を備えることにより、モジュール内で回折光を集光し回折光検出手段に効率よく入射させることができる。
【００１５】
さらに第１の保持部材はコリメート手段の調整機構を備えることが望ましい。この構成により、光学モジュールを組み込む筐体内に調芯や接着固定用のスペースを追加することなく、光軸に平行および垂直な方向の位置および角度の調整を可能となり光学モジュールの大幅な小型化が実現できる。
【００１６】
上記第２の保持部材の回折光検出手段との接続部は、回折光検出手段を保持する保持部材と光軸周りに回転自在に嵌合されていることが望ましい。この構成により、光学モジュールを組み込む筐体内に調芯や接着固定用のスペースを追加することなく、光軸周りの回転方向の位置調整が可能となり、光学モジュールの大幅な小型化が実現できる。
【００１７】
使用する透過型回折格子の溝本数Ｎは、光入射手段から入射される光に含まれる波長λの入射光を入射角αで入射させ、ｍ次回折光（ｍは整数）を利用するとき、
Ｎ＝±（cosα＋sinα）／（ｍλ）、（ただし式中の±はｍの符号と同じ符号を使用するものとする。）
で表されるように選ぶことが望ましい。この関係を満たす回折格子を使用することにより、入射角４５°で回折光が入射光に対しておよそ９０°折り曲げられる光学系を構成することができる。
【００１８】
上記の光入射手段は、光ファイバと平凸レンズ、または光ファイバと屈折率分布型ロッドレンズを備えることが望ましい。この構成部品を用いることにより、保持部材に一体化されたコリメータが構成できる。
【００１９】
また上記の集光手段は、平凸レンズであることが望ましい。この構成部品によって保持部材に一体化された集光手段を提供することができる。
【００２０】
さらに上記の回折光検出手段は、受光素子アレイであることが望ましい。この構成部品により光学モジュールを小型化でき、分光機能を光学モジュール内で完結させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の構成により、本来非常に煩雑な回折格子の取り付け位置調整を行うことなく、機械的当て込みだけで回折格子の位置決めおよび取り付けを行うことができる光学モジュールを提供できる。
また、回折光検出手段の位置合わせ機構が組み込まれているため、組立工程を大幅に簡便化することができる。
さらに光学モジュールを収容する筐体の中に、別途各光学素子の位置調整機構や接着固定時に必要なスペースを設ける必要がないので、光学モジュールの大幅な小型化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明の光学モジュールについて図を用いて説明する。各図において同一対象には同一の符号を付し文中の説明を省略する場合がある。
本発明の光学モジュールの基本的な光学系を図１に示す。本発明では分光素子として回折光学素子を使用する。図１に示す例では、回折光学素子として平板状透明基板１２上に周期的な溝（格子）１４を形成した透過型回折格子１０を使用している。入射光４は略平行光であり、回折格子により回折された光は集光手段によって集光され回折光検出手段で検出される。
【００２３】
例えば図１に示すように、λ１、λ２、λ３の波長成分を含む入射光４を透過型回折格子１０に入射する。回折格子１０によって回折された回折光８は波長ごとに異なる方向に出射される。例えば波長λ２の成分の回折光は、その光軸７と回折格子基板１２の垂線５のなす角（回折角）がβ２となる方向に出射され、この回折光を集光手段である集光レンズ４０により集光して回折光検出手段である受光素子アレイ２０の対応する受光素子２０−２に入射する。
【００２４】
略平行光を光学モジュールに入射させる光入射手段は例えばレーザ光源、光ファイバコリメータ、あるいは拡散光源とコリメートレンズの組み合わせなどであってもよい。集光手段は上記集光レンズのほか、集光性ミラー、回折光学素子であってもよい。また、分光素子である回折光学素子自体に集光機能が備わっていれば、別途集光手段を設けなくとも良い。回折光検出手段は例えばフォトダイオードなどの受光素子、あるいは光ファイバであってもよい。
【００２５】
図１は簡単化するため３波長の場合について示しているが、入射光は２波長以上多数の波長成分を含んでいてもよく、連続的な波長分布を有する光であってもよい。回折光検出手段の要素は必要なチャンネル数だけ配置すればよい。
【００２６】
回折格子においては、入射角αと出射角（回折角）βの間に次の式が成り立つ。
sinβ＝sinα±Ｎｍλ        （１）
ただし、Ｎは回折格子の溝本数、ｍは回折次数、λは波長である。また式中の±はｍの符号と同じ符号を使用するものとする。
【００２７】
ここで使用する透過型回折格子の溝本数Ｎを、
Ｎ＝±（cosα＋sinα）／（ｍλ）        （２）
の関係で表されるように選ぶと入射角４５°で回折光が入射光に対しておよそ９０°折り曲げられる図１のような光学系を構成することができる。
【００２８】
一例として、９００本／ｍｍの溝本数を持つ透過型回折格子に、λ１＝１５５０ｎｍ、λ２＝１５７０ｎｍ、λ３＝１５９０ｎｍの波長の光を入射角α＝４５°で入射し使用した場合を考える。この例の場合、λ２の波長で（２）式がほぼ満たされる。
【００２９】
上記の条件において入射光である略平行光と回折格子のなす角度（以下、回折格子の取り付け角度という）が、所定の角度（ここではα＝４５°）からずれた場合の、入射光と回折光のなす角を表１および図２に示す。
表１より、透過型回折格子の場合は、回折格子の取り付け角度が±５°ずれても、入射光と回折光のなす角は０．３°以下の変化量にとどまることが分かる。
すなわち、入射光源であるコリメータと、回折光を受光する集光レンズおよび受光素子の間の位置関係は、回折格子の取り付け角度によらず一定に保てばよい。
【００３０】
一方、図８に示した反射型回折格子を用いた分光光学系において、前述の例と同じく９００本／ｍｍの回折格子にλ１＝１５５０ｎｍ、λ２＝１５７０ｎｍ、λ３＝１５９０ｎｍの波長の光を入射角α＝４５°で入射し使用した場合を考える。回折格子の取り付け角度が、所定の角度（ここではα＝４５°）からずれた場合の、入射光と回折光のなす角を表２および図２に示す。
表２より、反射型回折格子の場合は、回折格子の取り付け角度が±５°ずれると、入射光と回折光のなす角は約２０°もの変化量を生じることが分かる。
すなわち、回折格子の取り付け角度ずれに合わせて、入射光源であるコリメータと、回折光を受光する集光レンズおよび受光素子の間の位置関係を調整しなければ、分光した光を受光素子に導くことができない。
【００３１】
表１、表２、図２より、透過型回折格子は反射型回折格子に比べ、入射光と回折光のなす角度の変化量において６０倍以上も安定であることがわかる。
これは例えば、焦点距離７．９６ｍｍの集光レンズを使用し、有効受光幅３５μｍの受光素子にスポットを受光させる場合には、反射型回折格子よりも透過型回折格子のほうが２５倍以上の角度許容誤差があることに相当する。
以上を踏まえ、本発明の光学モジュールは次のような各構成部品の保持機構を備えることを特徴とする。
【００３２】
図３および図４に本発明の実施形態の一例を示す。
図３は本発明の光学モジュールの中心軸における断面図である。光入射手段は光ファイバ６０とコリメートレンズ３０とで構成されるコリメータであり、光ファイバ６０の端面から出射される入射光を平行光に変換して透過型回折格子１０に入射する。このコリメータは第１の保持部材（コリメータ保持部材）３５によって保持されている。コリメータ保持部材３５は円筒状であり、円筒内の中空部分に光ファイバ６０を保持するフェルール６５とコリメートレンズ３０が挿入され保持される。またこの中空部分は断面が円形でコリメータから出射した平行光束の光路となる。
【００３３】
回折格子によって回折された回折光は集光レンズ４０によって回折光検出手段である受光素子アレイ２０の受光面上に集光される。この集光レンズ４０は第２の保持部材（集光レンズ保持部材）４５によって保持されている。集光レンズ保持部材４５も円筒状であり、円筒内の中空部分に集光レンズ４５が挿入され保持される。またこの中空部分は断面が円形で回折格子から出射した回折光の光路となる。
【００３４】
透過型回折格子１０は上記のコリメータ保持部材３５と集光レンズ保持部材４５の端面間に挟み込んで保持される。
また、受光素子アレイ２０を保持する第３の保持部材（受光素子保持部材）２５は集光レンズ保持部材と接続されている。その接続部の詳細については後述する。
【００３５】
上記の例ではフェルール６０に保持された光ファイバ５０とコリメートレンズ３０として平凸レンズをそれぞれコリメータ保持部材３５によって固定したが、コリメートレンズには屈折率分布型ロッドレンズなどを用いてもよい。また図４に示すように予め作製された光ファイバコリメータをコリメータ保持部材３５に固定してもよい。この光ファイバコリメータは光ファイバ５０を固定したフェルール６０と屈折率分布型ロッドレンズ３２を管状部材３４に固定したものである。
【００３６】
光ファイバコリメータの組み立てにおいては、良好な平行光を得る条件として光ファイバの光出射端面とレンズの距離や光ファイバおよび／またはレンズの光軸のあおり角の調整が必要である。本発明の光学モジュールでは、コリメータ保持部材にその調整機構を設ける。具体的には図５に示す例のようにネジによる調整機構を設けた。図５（ａ）の例はコリメータ保持部材３５の側面の対称位置にネジ穴を設け調整ネジ３８の押し込み量によってフェルール６０の光軸を調整するとともに固定する手段を採用している。図５（ｂ）の例は同様に光ファイバコリメータ全体を調整する場合である。
【００３７】
上記のように透過型回折格子１０は上記のコリメータ保持部材３５と集光レンズ保持部材４５の端面間に挟み込んで保持されるが、このため、コリメータ保持部材３５の光出射用開口部側の端面１７は光軸に対して回折格子の取り付け角θと等しくなるように斜め加工されている。
【００３８】
またコリメータ保持部材３５端面に設けられる回折格子保持部１５は、集光レンズ保持部材の片側端面に設けられた回折格子保持部と組み合わせたときに回折格子基板を挟み、かつ端面の一部同士が突き合わせられるように窪み１８を形成した。回折格子を挟み込む窪み１８の深さは、回折格子の破損および位置ずれを防ぐため、回折格子基板１２の厚みの５１〜５３％であることが特に望ましい。集光レンズ保持部材４５の端面にも同様の窪みを設ける。上記のように透過型回折格子の場合は、取り付け角の許容誤差が大きいので、取り付け角の調整機構はとくに設ける必要がない、
【００３９】
図６に示すように、集光レンズ保持部材４５の回折格子保持部４８と反対側には、受光素子保持部材２５と嵌合しかつ光軸周りに回転できる構造を設ける。集光レンズ保持部材４５の受光素子保持部材２５と嵌合する端部４７はとくに円筒形状とする。受光素子保持部材２５の集光レンズ保持部材４５の端部４７と嵌合する部分には断面が円形の貫通穴２６を設ける。この貫通穴２６の内径は、集光レンズ保持部材４５の円筒状端部４７の外径よりわずかに大きく作製し、両者が嵌合しかつ回転可能なようにする。
【００４０】
受光素子保持部材２５は集光レンズ保持部材４５の端部と嵌合する構造を有するとともに、受光素子アレイ２０を保持する機構も備える必要がある。例えば、図６（ｂ）に示すように、受光素子保持部材２５に設けられたコの字型部分２７に受光素子アレイ２０のパッケージを嵌合し保持する。なお、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【００４１】
受光素子アレイ２０はコの字型部分２７に沿って受光素子の配列方向に沿ってスライドさせることができる。受光素子アレイ保持部材２５のコの字型部分２７にはネジ穴が設けられ、固定ネジ２８によって受光素子アレイを受光素子の配列方向および受光面に対して垂直な方向の位置調整終了後、受光素子アレイを固定する。
【００４２】
受光素子保持部材２５は回折格子を保持する集光レンズ保持部材４５に対して回転できるので、回折格子によって異なる波長が回折される方向（分散方向）と受光素子の配列方向が一致するように調整することができる。調整後、受光素子保持部材に設けられた固定ネジ２３によって固定する。
【００４３】
上記の例は入射光を回折格子により約９０°折り曲げる光学系を示したが、この折り曲げ角は９０°には限られない。折り曲げ角が９０°の場合はコリメータ保持部材と集光レンズ保持部材の回折格子保持部はともに軸に対して４５°の角度で加工するが、他の角度で回折格子を固定する場合は、コリメータ保持部材の端面が軸方向となす角度と集光レンズ保持部材の端面が軸方向となす角度の和が、入射光と回折光がなす角度範囲内になるようにする。
【００４４】
[実施例］
以下、本発明の実施例として、小型分光モジュールの具体的構成について説明する。
この実施例は、光ファイバチップ、コリメータレンズ、透過型回折格子、集光レンズ、受光素子アレイによって構成される分光モジュールで、図３に示す基本構成を備えている。
【００４５】
光ファイバチップは外径が４ｍｍの円柱形フェルール６０に石英系単一モード光ファイバ５０が固定されたものを使用した。コリメータレンズ３０としては、材質はＢＫ７、直径が４ｍｍ、焦点距離ｆが１５５０ｎｍの波長に対し７．９６ｍｍである平凸レンズを使用した。
【００４６】
コリメータ保持部材３５は長さ３０ｍｍ、外径８ｍｍ、内径４ｍｍのアルミニウム製の円筒で、片側端面が円筒の軸に対して４５°の斜め面になるように加工され、端面に回折格子１０がはめ込めるような窪みを作製した。また円筒側面四方にはＭ１．４のネジ穴を２箇所に合計８箇所設け、ネジ止めによる光ファイバ位置の固定および、ネジの押し込み量による光ファイバのあおり角の調整機構を備えた。また、保持部材には迷光防止のため、黒アルマイト処理を施した。
【００４７】
集光レンズ４０はコリメータレンズと同じ平凸レンズを使用した。
集光レンズ保持部材４５はコリメータ保持部材と同様黒アルマイト処理されたアルミニウム製の長さ６ｍｍ、外径約８ｍｍ、内径４ｍｍの円筒で、片側端面を円筒の軸に対して４５°の斜め面に加工し、もう一方の端部は受光素子保持部材２５と嵌合させるために長さ３ｍｍにわたって外径が６ｍｍになるように外周を加工した。
【００４８】
回折格子１０には有効面積を４×６ｍｍ、溝本数を９００本／ｍｍとした深溝のラミナー型回折格子を使用した。回折格子は石英基板上に作製されており、格子部分はＳｉＯ2とＴａ2Ｏ5の２層構造であり、溝の深さは約１．４５μｍ、溝のピッチに対する溝の幅の占める割合（デューティ比）は０．５とした。回折格子の基板厚は２ｍｍとした。
【００４９】
回折格子は格子の作製されている面を光入射面としてコリメータ保持部材３５側に、基板裏面側を光出射面として集光レンズ保持部材４５側になるように固定する。固定はコリメータ保持部材３５の回折格子保持部に作製された窪みに回折格子１０をはめ込んだ後、集光レンズ保持部材４５で挟み込み、コリメータ保持部材３５と集光レンズ保持部材４５とをネジ止めする方法をとった。
【００５０】
受光素子アレイ２０は３５μｍ×１００μｍの有効受光面を有する受光素子が５０μｍ間隔で２２素子、すなわち２２チャンネル分配列されているものを使用した。
受光素子保持部材２５は、黒アルマイト処理されたアルミニウム製で上面１０ｍｍ四方、足の長さ約５ｍｍのコの字型のものを用いた。上面には集光レンズ保持部材４５と嵌合するための直径約６．１ｍｍの貫通穴を設けた。上面の側壁にはＭ１．７のネジ穴を設け、集光レンズ保持部材４５と嵌合した後、ネジ止めにより集光レンズ保持部材４５を固定する。受光素子アレイ２０は受光素子保持部材２５のコの字形部分にはめ込み、接着剤により固定する。
各保持部材同士はネジ止めにより固定は可能であるが、最終的には熱硬化性接着剤などで固定することが望ましい。
【００５１】
上記実施例では、コリメータ保持部材と集光レンズ保持部材は円筒形状であるが、外形の断面は円形であることに限定されない。本モジュールを収容する筐体への固定条件等に適した形状とすることが望ましい。中空部分の断面は光束の光路となるため、通常は円形であることが望ましいが、必ずしもこれに限られない。その他各保持部材および素子の寸法、角度、材質などは一例であり、上記の例に限定されるものではない。
【００５２】
上記構成を使って、各光学素子を次のように配置した。
光ファイバ５０の端面からコリメータレンズ３０の第１面までの距離は約６．２１ｍｍとした。また図７に示すように、コリメータレンズ３０の光軸３３と集光レンズ第１面４０ａの頂点の距離Ｙは４．０ｍｍとした。また回折格子１０の基板の中心線１０ｃを通りコリメータレンズ３０の光軸３３に平行な線からのコリメータレンズ３０の光軸３３の変位量Ｄ１は１．１ｍｍとし、コリメータレンズ３０の光軸３３が回折格子基板中心面１０ｃを通り回折格子１０ａ面に平行な軸で９０°折り返えした軸からの集光レンズ４０の光軸４３の変位量Ｄ２は０．８ｍｍとした。また集光レンズ４０第２面から受光素子表面までの距離を約６．１７ｍｍになるよう各素子を配置した。
【００５３】
作製した分光モジュールの光ファイバ５０に、１４７０ｎｍ〜１５９０ｎｍの連続スペクトルを有する光を入射させ、コリメートレンズ３０で略平行光に変換した後、回折格子面へ約４５°の入射角で入射させると、回折格子１０で回折された出射光は波長ごとに異なる角度で回折格子の基板面から出射される。この出射光（回折光）は集光レンズ４０に入射し、集光されて受光素子アレイ２０の各受光素子に波長ごとに入射する。この構成で波長分解能が約５ｎｍの分光性能を得ることができる。
筐体および受光素子アレイを含むモジュールのサイズは２０×４０×１０ｍｍ内に実装でき、分光モジュールのサイズを大幅に小型化することができた。
【００５４】
【表１】
2006234920.tif 000003
【００５５】
【表２】
2006234920.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は本発明の光学モジュールの基本光学系を説明する図である。
【図２】図２は透過型回折格子と反射型回折格子の特性差を示す図である。
【図３】図３は本発明の光学モジュールの実施形態を示す断面図である。
【図４】図４は本発明の光学モジュールの他の実施形態を示す断面図である。
【図５】図５はコリメータ保持部材の構成を示す断面図である。
【図６】図６は集光レンズ保持部材および受光素子保持部材の構成を示す断面図である。
【図７】図７は本発明の光学モジュールの回折格子周辺の光学系を説明する図である。
【図８】図８は従来の反射型回折格子による分光光学系の説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  透過型回折格子
２０  受光素子アレイ
２５  受光素子保持部材
３０  コリメータレンズ
３５  コリメータ保持部材
４０  集光レンズ
４５  集光レンズ保持部材
５０  光ファイバ
６０  フェルール
【図１】
2006234920.tif 000005
【図２】
2006234920.tif 000006
【図３】
2006234920.tif 000007
【図４】
2006234920.tif 000008
【図５】
2006234920.tif 000009
【図６】
2006234920.tif 000010
【図７】
2006234920.tif 000011
【図８】
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