(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の試料で反射した反射光のスペクトルを求める反射型のフーリエ変換型分光計であって、
所定光が入射され、前記所定光の入射位置から干渉位置までの間に２個の光路を形成する複数の光学素子を備え、前記複数の光学素子には、光軸方向に移動することによって前記２個の光路間に光路差を生じさせる光路差形成光学素子が含まれる干渉計と、
前記干渉計で生成された前記所定光のインターフェログラムを複数積算することによって積算インターフェログラムを求めるインターフェログラム算出部と、
前記インターフェログラム算出部によって求められた積算インターフェログラムをフーリエ変換することによって求められたフーリエ変換結果と実際の波長値とを対応付ける波長校正を行う波長校正部と、
前記波長校正部による波長校正結果に基づいて、前記インターフェログラム算出部によって求められた積算インターフェログラムをフーリエ変換することによってスペクトルを求めるスペクトル算出部と、
前記測定対象の試料に照射するための連続スペクトルを持つ測定光を放射して前記測定光の反射光を前記所定光として前記干渉計に入射させる測定光光源部とを備え、
前記波長校正部は、１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光および連続スペクトルを持つバイアス光を前記所定光として前記干渉計に入射させることによって前記スペクトル算出部で求められた第１スペクトルと、前記バイアス光を前記所定光として前記干渉計に入射させることによって前記スペクトル算出部で求められた第２スペクトルとの差分を求めることによって前記輝線光の前記輝線スペクトルを求め、この求めた前記輝線スペクトルに含まれる輝線ピークに基づいて、前記波長校正を行い、
前記測定光は、前記バイアス光としても用いられること
を特徴とするフーリエ変換型分光計。
【請求項２】
請求項１に記載のフーリエ変換型分光計において、
前記所定光を入射させるための入射開口を形成した試料台に配置されて用いられるフーリエ変換型分光計用アタッチメントをさらに備え、
前記フーリエ変換型分光計用アタッチメントは、
１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光を放射する輝線光光源と、
前記輝線光光源を収容する筐体とを備え、
前記筐体は、前記輝線光光源から放射される輝線光を外部へ照射するための照射開口と、前記照射開口に隣接する領域の表面に形成され、前記バイアス光に含まれる波長帯域の光を反射する反射領域とを備えること
を特徴とするフーリエ変換型分光計。
【請求項３】
請求項１に記載のフーリエ変換型分光計において、
前記所定光を入射させるための入射開口を形成した試料台に配置されて用いられるフーリエ変換型分光計用アタッチメントをさらに備え、
前記フーリエ変換型分光計用アタッチメントは、
１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光を放射する輝線光光源と、
前記輝線光光源を収容し、前記輝線光光源から放射される輝線光を外部へ照射するための照射開口を形成した筐体と、
貫通開口と、前記貫通開口に隣接する領域の表面に形成され前記バイアス光に含まれる波長帯域の光を反射する反射領域とを備える反射部材とを備えること
を特徴とするフーリエ変換型分光計。
【請求項４】
請求項１に記載のフーリエ変換型分光計において、
前記所定光を入射させるための入射開口を形成した試料台に配置されて用いられるフーリエ変換型分光計用アタッチメントをさらに備え、
前記フーリエ変換型分光計用アタッチメントは、
１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光を放射する輝線光光源と、
連続スペクトルを持つバイアス光を放射するバイアス光光源と、
前記輝線光光源およびバイアス光光源を収容し、前記輝線光光源から放射される輝線光および前記バイアス光光源から放射されるバイアス光を外部へ照射するための照射開口を形成した筐体とを備えること
を特徴とするフーリエ変換型分光計。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載のフーリエ変換型分光計において、
前記フーリエ変換型分光計用アタッチメントは、
前記輝線光光源から前記照射開口以前に配置され、前記輝線光光源から放射された前記輝線光を集光する集光光学系をさらに備えること
を特徴とするフーリエ変換型分光計。
【請求項６】
請求項１に記載のフーリエ変換型分光計において、
１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光を放射する輝線光光源とをさらに備えること
を特徴とするフーリエ変換型分光計。
【請求項７】
請求項２ないし請求項６のいずれか１項に記載のフーリエ変換型分光計において、
前記輝線光光源は、低圧キセノンランプであること
を特徴とするフーリエ変換型分光計。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のフーリエ変換型分光計において、
前記所定光は、測定対象として入射される８００ｎｍ以上の近赤外域光であること
を特徴とするフーリエ変換型分光計。
【請求項９】
請求項１に記載のフーリエ変換型分光計における前記所定光を入射させるための入射開口を形成した試料台に配置されることによって、該フーリエ変換型分光計と組み合わせて用いられるフーリエ変換型分光計用アタッチメントであって、
１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光を放射する輝線光光源と、
前記輝線光光源を収容する筐体とを備え、
前記筐体は、前記輝線光光源から放射される輝線光を外部へ照射するための照射開口と、前記照射開口に隣接する領域の表面に形成され、前記バイアス光に含まれる波長帯域の光を反射する反射領域とを備えること
を特徴とするフーリエ変換型分光計用アタッチメント。
【請求項１０】
請求項１に記載のフーリエ変換型分光計における前記所定光を入射させるための入射開口を形成した試料台に配置されることによって、該フーリエ変換型分光計と組み合わせて用いられるフーリエ変換型分光計用アタッチメントであって、
１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光を放射する輝線光光源と、
前記輝線光光源を収容し、前記輝線光光源から放射される輝線光を外部へ照射するための照射開口を形成した筐体と、
貫通開口と、前記貫通開口に隣接する領域の表面に形成され前記バイアス光に含まれる波長帯域の光を反射する反射領域とを備える反射部材とを備えること
を特徴とするフーリエ変換型分光計用アタッチメント。
【請求項１１】
請求項１に記載のフーリエ変換型分光計における前記所定光を入射させるための入射開口を形成した試料台に配置されることによって、該フーリエ変換型分光計と組み合わせて用いられるフーリエ変換型分光計用アタッチメントであって、
１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光を放射する輝線光光源と、
連続スペクトルを持つバイアス光を放射するバイアス光光源と、
前記輝線光光源およびバイアス光光源を収容し、前記輝線光光源から放射される輝線光および前記バイアス光光源から放射されるバイアス光を外部へ照射するための照射開口を形成した筐体とを備えること
を特徴とするフーリエ変換型分光計用アタッチメント。
【請求項１２】
請求項９ないし請求項１１のいずれか１項に記載のフーリエ変換型分光計用アタッチメントにおいて、
前記輝線光光源から前記照射開口以前に配置され、前記輝線光光源から放射された前記輝線光を集光する集光光学系をさらに備えること
を特徴とするフーリエ変換型分光計用アタッチメント。
【請求項１３】
測定対象の試料で反射した反射光のスペクトルを求める反射型のフーリエ変換型分光方法であって、
所定光を、前記所定光の入射位置から干渉位置までの間に２個の光路を形成する複数の光学素子を備え、前記複数の光学素子には、光軸方向に移動することによって前記２個の光路間に光路差を生じさせる光路差形成光学素子が含まれる干渉計に入射させる入射工程と、
前記干渉計で生成された前記所定光のインターフェログラムを複数積算することによって積算インターフェログラムを求めるインターフェログラム算出工程と、
前記インターフェログラム算出工程によって求められた積算インターフェログラムをフーリエ変換することによって求められたフーリエ変換結果と実際の波長値とを対応付ける波長校正を行う波長校正工程と、
前記波長校正工程による波長校正結果に基づいて、前記インターフェログラム算出工程によって求められた積算インターフェログラムをフーリエ変換することによって前記所定光のスペクトルを求めるスペクトル算出工程と、
前記測定対象の試料に照射するための連続スペクトルを持つ測定光を測定光光源部から放射して前記測定光の反射光を前記所定光として前記干渉計に入射させる測定光放射工程とを備え、
前記波長校正工程は、１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光および連続スペクトルを持つバイアス光を前記所定光として前記干渉計に入射させることによって前記スペクトル算出工程で第１スペクトルを求める第１スペクトル算出サブ工程と、前記バイアス光を前記所定光として前記干渉計に入射させることによって前記スペクトル算出工程で第２スペクトルを求める第２スペクトル算出サブ工程と、これら求めた前記第１スペクトルと前記第２スペクトルとの差分を求めることによって前記輝線光の前記輝線スペクトルを求める輝線スペクトル算出サブ工程と、この求めた前記輝線スペクトルに含まれる輝線ピークに基づいて前記波長校正を行う波長校正サブ工程とを備え、
前記測定光は、前記バイアス光としても用いられること
を特徴とするフーリエ変換型分光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光方法に関し、特に、輝線スペクトルを用いることによって波長校正を行うことができるフーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光方法に関する。そして、本発明は、このフーリエ変換型分光計に好適に用いられるフーリエ変換型分光計用アタッチメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
分光計は、測定対象の被測定光における各波長（各波数）の成分（光強度）を表すスペクトルを測定する装置であり、その１つに干渉計で被測定光の干渉光を測定し、この測定結果をフーリエ変換することによって被測定光のスペクトルを求めるフーリエ変換型分光計がある。
【０００３】
このフーリエ変換型分光計では、前記干渉計の出力は、前記被測定光に含まれる複数の波長の光が前記干渉計によって一括で干渉された合成波形であり、インターフェログラムと呼ばれ、このインターフェログラムをフーリエ変換することによって、被測定光のスペクトルが求められる。このインターフェログラムは、所定の範囲で１または複数の急峻なピークを持つと共に残余の範囲では略ゼロレベルとなるプロファイルとなり、この１または複数の急峻なピークのうちの中央のピークは、センターバーストと呼ばれる。
【０００４】
そして、フーリエ変換型分光計では、１回の測定で得られたインターフェログラムをフーリエ変換することによって被測定光のスペクトルを求めると、通常、ＳＮ比が悪く、良好な精度の結果が得られ難い。このため、フーリエ変換型分光計では、１個の測定対象に対しインターフェログラムが複数回測定され、これら複数のインターフェログラムが積算されることによって、被測定光のスペクトルを求めるために用いられるインターフェログラム（以下、「積算インターフェログラム」と呼称する。）が生成される。これら複数回の測定は、通常、干渉計の２つの光路のうちの一方の光路の光路長を連続的に変化させながら行われる。
【０００５】
このような分光計では、インターフェログラムまたは積算インターフェログラムのフーリエ変換結果におけるどのデータがどの波長値のデータを表しているか（例えば波長１０００ｎｍのスペクトルのデータはインターフェログラムまたは積算インターフェログラムのフーリエ変換結果におけるどのデータか）を値付ける波長校正、すなわち、インターフェログラムまたは積算インターフェログラムのフーリエ変換結果における各データと実際の各波長値とを対応付ける波長校正が必要であり、この波長校正によってフーリエ変換型分光計における横軸（波長軸）の値付けができる。この波長校正は、例えば、波長の既知な物理特性を持つ標準試料を分光計で測定し、その測定結果と前記既知な波長とを対比することによって行われる。
【０００６】
例えば、波長の既知な基準光を分光計で測定し、その測定結果と前記既知な波長とを対比することによって、波長校正が行われる。このような波長校正に関する技術は、例えば、特許文献１に開示されており、この特許文献１では、波長校正の基準光は、１次スペクトルピークにおいて吸収するネオジウムでドーピングされたイツトリウムアルミニウムガーネツト（Ｎｄ：ＹＡＧ）水晶フイルタとファブリペローエタロンフィルタとを組み合わせて狭帯域化することによって生成されている。
【０００７】
また例えば、吸収ピーク波長の既知な標準試料を分光計で測定し、その測定結果と前記既知な吸収ピーク波長とを対比することによって、波長校正が行われる。このような波長校正に関する技術は、例えば、特許文献２に開示されており、この特許文献２では、波長校正には、水とプロパノール（３．８３ｗ／ｗ％）から成る標準化液体における２つの明確な吸収ピークが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３５４７７７１号公報
【特許文献２】特許第３６９４０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、前記特許文献１に開示の基準光は、狭帯域化されているが、或る程度の半値幅を有しているため、波長校正の精度は、前記半値幅の大きさに応じた精度となり、前記半値幅の大きさで制限されてしまう。また、前記特許文献２では、前記標準化液体の吸収ピークは、ブロードなピーク形状であり、比較的半値幅が広い。このため、前記特許文献１および特許文献２に開示の技術では、高精度に波長校正を行うことが難しい。
【００１０】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、新たな波長校正技術を提案するものであり、より高精度に波長校正を行うことができるフーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光方法ならびにこのフーリエ変換型分光計に好適に用いられるフーリエ変換型分光計用アタッチメントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかるフーリエ変換型分光計は、測定対象の試料で反射した反射光のスペクトルを求める反射型のフーリエ変換型分光計であって、所定光が入射され、前記所定光の入射位置から干渉位置までの間に２個の光路を形成する複数の光学素子を備え、前記複数の光学素子には、光軸方向に移動することによって前記２個の光路間に光路差を生じさせる光路差形成光学素子が含まれる干渉計と、前記干渉計で生成された前記所定光のインターフェログラムを複数積算することによって積算インターフェログラムを求めるインターフェログラム算出部と、前記インターフェログラム算出部によって求められた積算インターフェログラムをフーリエ変換することによって求められたフーリエ変換結果と実際の波長値とを対応付ける波長校正を行う波長校正部と、前記波長校正部による波長校正結果に基づいて、前記インターフェログラム算出部によって求められた積算インターフェログラムをフーリエ変換することによってスペクトルを求めるスペクトル算出部と、前記測定対象の試料に照射するための連続スペクトルを持つ測定光を放射して前記測定光の反射光を前記所定光として前記干渉計に入射させる測定光光源部とを備え、前記波長校正部は、１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光および連続スペクトルを持つバイアス光を前記所定光として前記干渉計に入射させることによって前記スペクトル算出部で求められた第１スペクトルと、前記バイアス光を前記所定光として前記干渉計に入射させることによって前記スペクトル算出部で求められた第２スペクトルとの差分を求めることによって前記輝線光の前記輝線スペクトルを求め、この求めた前記輝線スペクトルに含まれる輝線ピークに基づいて、前記波長校正を行い、前記測定光は、前記バイアス光としても用いられることを特徴とする。
【００１２】
そして、本発明の他の一態様にかかるフーリエ変換型分光方法は、測定対象の試料で反射した反射光のスペクトルを求める反射型のフーリエ変換型分光方法であって、所定光を、前記所定光の入射位置から干渉位置までの間に２個の光路を形成する複数の光学素子を備え、前記複数の光学素子には、光軸方向に移動することによって前記２個の光路間に光路差を生じさせる光路差形成光学素子が含まれる干渉計に入射させる入射工程と、前記干渉計で生成された前記所定光のインターフェログラムを複数積算することによって積算インターフェログラムを求めるインターフェログラム算出工程と、前記インターフェログラム算出工程によって求められた積算インターフェログラムをフーリエ変換することによって求められたフーリエ変換結果と実際の波長値とを対応付ける波長校正を行う波長校正工程と、前記波長校正工程による波長校正結果に基づいて、前記インターフェログラム算出工程によって求められた積算インターフェログラムをフーリエ変換することによって前記所定光のスペクトルを求めるスペクトル算出工程と、前記測定対象の試料に照射するための連続スペクトルを持つ測定光を測定光光源部から放射して前記測定光の反射光を前記所定光として前記干渉計に入射させる測定光放射工程とを備え、前記波長校正工程は、１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光および連続スペクトルを持つバイアス光を前記所定光として前記干渉計に入射させることによって前記スペクトル算出工程で第１スペクトルを求める第１スペクトル算出サブ工程と、前記バイアス光を前記所定光として前記干渉計に入射させることによって前記スペクトル算出工程で第２スペクトルを求める第２スペクトル算出サブ工程と、これら求めた前記第１スペクトルと前記第２スペクトルとの差分を求めることによって前記輝線光の前記輝線スペクトルを求める輝線スペクトル算出サブ工程と、この求めた前記輝線スペクトルに含まれる輝線ピークに基づいて前記波長校正を行う波長校正サブ工程とを備え、前記測定光は、前記バイアス光としても用いられることを特徴とする。
【００１３】
このような構成のフーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光方法は、波長校正を行うための基準光として輝線を用いるので、従来より高精度に波長校正を行うことができる。そして、このような構成のフーリエ変換型分光計は、干渉計の光路差形成光学素子として、いわゆる反射鏡を光軸方向に往復振動させる往復振動型の移動鏡が用いられる場合でも、バイアス光によってセンターバースト位置が検出可能であるから、積算インターフェログラムを適切に求めることができ、したがって、輝線を用いた波長校正が可能となる。
【００１５】
そして、このような構成のフーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光方法は、測定光光源部が測定光およびバイアス光を放射する光源として兼用されるので、別途にバイアス光を放射するバイアス光光源部を必要とせず、小型化とコストダウンとを図ることができる。
【００１６】
また、他の一態様では、上述のフーリエ変換型分光計において、前記所定光を入射させるための入射開口を形成した試料台に配置されて用いられるフーリエ変換型分光計用アタッチメントをさらに備え、前記フーリエ変換型分光計用アタッチメントは、１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光を放射する輝線光光源と、前記輝線光光源を収容する筐体とを備え、前記筐体は、前記輝線光光源から放射される輝線光を外部へ照射するための照射開口と、前記照射開口に隣接する領域の表面に形成され、前記バイアス光に含まれる波長帯域の光を反射する反射領域とを備えることを特徴とする。
【００１７】
そして、他の一態様にかかるフーリエ変換型分光計用アタッチメントは、上述のフーリエ変換型分光計における前記所定光を入射させるための入射開口を形成した試料台に配置されることによって、該フーリエ変換型分光計と組み合わせて用いられるフーリエ変換型分光計用アタッチメントであって、１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光を放射する輝線光光源と、前記輝線光光源を収容する筐体とを備え、前記筐体は、前記輝線光光源から放射される輝線光を外部へ照射するための照射開口と、前記照射開口に隣接する領域の表面に形成され、前記バイアス光に含まれる波長帯域の光を反射する反射領域とを備えることを特徴とする。
【００１８】
このような構成のフーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光計用アタッチメントでは、前記照射開口と前記反射領域とが互いに隣接して配置されているので、前記照射開口と前記反射領域とが同時に前記入射開口に臨むように、フーリエ変換型分光計用アタッチメントをフーリエ変換型分光計に取り付けることが可能となる。このため、このような構成のフーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光計用アタッチメントは、フーリエ変換型分光計の測定光光源部から放射される測定光をバイアス光として前記干渉計に入射させることができるとともに、輝線光光源から放射される輝線光を前記干渉計に入射させることができる。そして、このような構成のフーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光計用アタッチメントは、フーリエ変換型分光計用アタッチメントの取り付け位置を調整することによって、前記入射開口に臨む前記照射開口の開口面積と前記入射開口に臨む前記反射領域の反射面積との比を調整することができ、前記入射開口から前記干渉計に入射される輝線光の光量と前記入射開口から前記干渉計に入射されるバイアス光の光量との比を調整することができる。このため、このような構成のフーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光計用アタッチメントは、輝線光にバイアス光を重畳する場合でも、センターバースト位置を検出しつつ輝線を検出可能なインターフェログラムを得ることが可能となる。
【００１９】
また、他の一態様では、上述のフーリエ変換型分光計において、前記所定光を入射させるための入射開口を形成した試料台に配置されて用いられるフーリエ変換型分光計用アタッチメントをさらに備え、前記フーリエ変換型分光計用アタッチメントは、１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光を放射する輝線光光源と、前記輝線光光源を収容し、前記輝線光光源から放射される輝線光を外部へ照射するための照射開口を形成した筐体と、貫通開口と、前記貫通開口に隣接する領域の表面に形成され前記バイアス光に含まれる波長帯域の光を反射する反射領域とを備える反射部材とを備えることを特徴とする。
【００２０】
そして、他の一態様にかかるフーリエ変換型分光計用アタッチメントは、上述のフーリエ変換型分光計における前記所定光を入射させるための入射開口を形成した試料台に配置されることによって、該フーリエ変換型分光計と組み合わせて用いられるフーリエ変換型分光計用アタッチメントであって、１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光を放射する輝線光光源と、前記輝線光光源を収容し、前記輝線光光源から放射される輝線光を外部へ照射するための照射開口を形成した筐体と、貫通開口と、前記貫通開口に隣接する領域の表面に形成され前記バイアス光に含まれる波長帯域の光を反射する反射領域とを備える反射部材とを備えることを特徴とする。
【００２１】
このような構成のフーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光計用アタッチメントでは、前記貫通開口と前記反射領域とが互いに隣接して配置されているので、前記貫通開口と前記反射領域とが同時に前記入射開口に臨むように、フーリエ変換型分光計用アタッチメントをフーリエ変換型分光計に取り付けることが可能となる。このため、このような構成のフーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光計用アタッチメントは、照射開口を介して射出された輝線光を前記貫通開口に入射させることで、フーリエ変換型分光計の測定光光源部から放射される測定光をバイアス光として前記干渉計に入射させることができるとともに、輝線光光源から放射される輝線光を前記干渉計に入射させることができる。そして、このような構成のフーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光計用アタッチメントは、フーリエ変換型分光計用アタッチメントにおける反射部材の取り付け位置を調整することによって、前記入射開口に臨む前記貫通開口の開口面積と前記入射開口に臨む前記反射領域の反射面積との比を調整することができ、前記入射開口から前記干渉計に入射される輝線光の光量と前記入射開口から前記干渉計に入射されるバイアス光の光量との比を調整することができる。このため、このような構成のフーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光計用アタッチメントは、輝線光にバイアス光を重畳する場合でも、センターバースト位置を検出しつつ輝線を検出可能なインターフェログラムを得ることが可能となる。
【００２２】
また、他の一態様では、上述のフーリエ変換型分光計において、前記所定光を入射させるための入射開口を形成した試料台に配置されて用いられるフーリエ変換型分光計用アタッチメントをさらに備え、前記フーリエ変換型分光計用アタッチメントは、１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光を放射する輝線光光源と、連続スペクトルを持つバイアス光を放射するバイアス光光源と、前記輝線光光源およびバイアス光光源を収容し、前記輝線光光源から放射される輝線光および前記バイアス光光源から放射されるバイアス光を外部へ照射するための照射開口を形成した筐体とを備えることを特徴とする。
【００２３】
そして、他の一態様にかかるフーリエ変換型分光計用アタッチメントは、上述のフーリエ変換型分光計における前記所定光を入射させるための入射開口を形成した試料台に配置されることによって、該フーリエ変換型分光計と組み合わせて用いられるフーリエ変換型分光計用アタッチメントであって、１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光を放射する輝線光光源と、連続スペクトルを持つバイアス光を放射するバイアス光光源と、前記輝線光光源およびバイアス光光源を収容し、前記輝線光光源から放射される輝線光および前記バイアス光光源から放射されるバイアス光を外部へ照射するための照射開口を形成した筐体とを備えることを特徴とする。
【００２４】
このような構成のフーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光計用アタッチメントは、外付けで、輝線光光源とバイアス光光源とを提供することができる。したがって、フーリエ変換型分光計が測定光光源を備えない場合でも、波長校正を行うことができ、一方、フーリエ変換型分光計が測定光光源を備える場合には、輝線光の輝線スペクトルに対して好適な、測定光の連続スペクトルとは別の連続スペクトルを持つ光をバイアス光として用いることができる。
【００２５】
また、他の一態様では、これら上述のフーリエ変換型分光計において、前記フーリエ変換型分光計用アタッチメントは、前記輝線光光源から前記照射開口以前に配置され、前記輝線光光源から放射された前記輝線光を集光する集光光学系をさらに備えることを特徴とする。
【００２６】
また、他の一態様では、これら上述のフーリエ変換型分光計用アタッチメントにおいて、前記輝線光光源から前記照射開口以前に配置され、前記輝線光光源から放射された前記輝線光を集光する集光光学系をさらに備えることを特徴とする。
【００２７】
このような構成のフーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光計用アタッチメントは、集光光学系をさらに備えるので、より多くの光量の輝線光を前記干渉計へ入射させることができ、ＳＮ比の向上を図ることが可能となる。
【００２８】
また、他の一態様では、これら上述のフーリエ変換型分光計において、１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光を放射する輝線光光源とをさらに備えることを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、輝線光光源を備えたフーリエ変換型分光計を提供することができる。
【００３０】
また、他の一態様では、これら上述のフーリエ変換型分光計において、前記輝線光光源は、低圧キセノンランプであることを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、輝線光光源として低圧キセノンランプを用いることによって、比較的安定した輝線が得られる。
【００３２】
また、他の一態様では、これら上述のフーリエ変換型分光計において、前記所定光は、測定対象として入射される８００ｎｍ以上の近赤外域光であることを特徴とする。
【００３３】
この構成によれば、８００ｎｍ以上の近赤外域光を測定可能なフーリエ変換型分光計を提供することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明にかかるフーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光方法は、より高精度に波長校正を行うことができる。そして、本発明によれば、波長校正を行う際に好適に用いられるフーリエ変換型分光計用アタッチメントが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施形態におけるフーリエ変換型分光計の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態のフーリエ変換型分光計における主に干渉計の構成を示す図である。
【図３】実施形態のフーリエ変換型分光計における第１態様のアタッチメントの構成を示す断面図である。
【図４】一例として、実施形態のフーリエ変換型分光計における輝線光の輝線スペクトルを示す図である。
【図５】実施形態のフーリエ変換型分光計における波長校正の動作を示すフローチャートである。
【図６】一例として、輝線光とバイアス光を干渉計に入射した場合に観察されるインターフェログラムを示す図である。
【図７】一例として、バイアス光を干渉計に入射した場合に観察されるインターフェログラムを示す図である。
【図８】輝線スペクトルの算出方法を説明するための図である。
【図９】第２態様のアタッチメントの構成を示す断面図である。
【図１０】第３態様のアタッチメントの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。
【００３７】
図１は、実施形態におけるフーリエ変換型分光計の構成を示すブロック図である。図２は、実施形態のフーリエ変換型分光計における主に干渉計の構成を示す図である。図３は、実施形態のフーリエ変換型分光計における第１態様のアタッチメントの構成を示す断面図である。図４は、一例として、実施形態のフーリエ変換型分光計における輝線光の輝線スペクトルを示す図である。図４の横軸は、ｃｍ−１単位で表す波数であり、その縦軸は、相対強度である。
【００３８】
実施形態におけるフーリエ変換型分光計（以下、「ＦＴ型分光計」と略記する。）Ｄは、被測定光のスペクトルを測定する装置であって、前記被測定光を干渉計で測定し、この測定した被測定光の干渉光の波形（インターフェログラム）をフーリエ変換することによって被測定光のスペクトルを求める装置である。そして、本実施形態のＦＴ型分光計Ｄでは、ＳＮ比を改善し、良好な精度の結果を得るために、前記被測定光のスペクトルを求めるためにフーリエ変換される変換対象には、前記干渉計で生成された前記被測定光のインターフェログラムを複数積算することによって得られた積算インターフェログラムが用いられる。このようなＦＴ型分光計Ｄは、例えば、図１ないし図３に示すように、測定対象の物体である試料ＳＭに測定光を照射するための測定光光源５１と、試料ＳＭで反射した測定光の反射光が被測定光として入射され、前記被測定光の干渉光を射出する干渉計１１と、干渉計１１で得られた被測定光の干渉光を受光して光電変換することによって被測定光の干渉光の波形の電気信号（被測定光の干渉光における光強度変化を表す電気信号）を出力する受光処理部２０と、干渉計１１における移動鏡１１５の位置を検出する位置検出処理部３０と、制御演算部４１と、入力部４２と、出力部４３と、筐体１とを備えている。
【００３９】
筐体１は、これら測定光光源５１、干渉計１１、受光処理部２０、位置検出処理部３０、制御演算部４１、入力部４２および出力部４３を収容する箱体であり、その一面には、試料ＳＭを載置するための試料台１ｂが形成されている。試料台１ｂには、被測定光を入射させるための入射開口１ａとして貫通開口が形成されている。そして、このＦＴ型分光計Ｄは、その波長校正を行うために用いられるフーリエ変換型分光計用アタッチメント（以下、「アタッチメント」と略記する。）ＡＴをさらに備えている。このアタッチメントＡＴは、波長校正を行う場合、試料台１ｂに配置されて用いられる。
【００４０】
測定光光源５１は、測定光を放射してこの測定光を４５：０度のジオメトリで試料ＳＭへ照射する光源装置である。測定光は、予め設定された所定の波長帯で連続スペクトルを持つ光である。測定光は、測定の際には、試料ＳＭを測定するために用いられ、波長校正の際には、１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光に重畳されるバイアス光として用いられる。このように、本実施形態では、測定光光源５１は、バイアス光を放射するバイアス光光源としても用いられる。このような測定光光源５１には、本実施形態では、例えばハロゲンランプが用いられる。
【００４１】
試料ＳＭを測定する場合には、入射開口１ａを覆うように試料台１ｂに試料ＳＭが配置され、入射開口１ａに臨む試料ＳＭの表面が測定面ＳＦとなる。そして、測定光光源５１から照射された測定光は、４５度の入射角で試料ＳＭに入射し、試料ＳＭで反射され、この反射された測定光の反射光は、０度の方向から測定される。すなわち、入射開口１ａの開口面における法線方向（０度）に反射した反射光の成分が被測定光として干渉計１１に入射される。このように本実施形態のＦＴ型分光計Ｄは、試料ＳＭで反射した測定光の反射光を被測定光とする反射型である。
【００４２】
なお、この例では、被測定光は、試料ＳＭで反射した測定光の反射光であるが、測定光を照射することによって試料ＳＭから再放射（例えば蛍光発光等）される光であってもよく、また、測定光が照射されることなく、試料ＳＭで自発光した光であってもよい。よく、また、他の光源から放射された光が照射され、前記光を反射、透過または再放射（例えば蛍光発光等）することによって光を放射するものであってもよい。反射型のＦＴ型分光計Ｄは、反射光だけでなく、このような再放射の光や、自発光の光も測定可能である。
【００４３】
一方、波長校正を行う場合には、入射開口１ａを覆うように試料台１ｂにアタッチメントＡＴが配置される。このアタッチメントＡＴは、例えば、図３に示すように、輝線光光源６１と、この輝線光光源６１を収容する筐体６２とを備える第１態様のアタッチメントＡＴａである。
【００４４】
輝線光光源６１は、波長の既知な１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光を放射する光源装置である。輝線光光源６１は、本実施形態では、キセノンランプであり、好ましくは、複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ光を、比較的、安定的に再現性良く放射することができることから、封入されているガス圧が比較的低い低圧キセノンランプである。より具体的には、本実施形態では、輝線光光源６１は、ペン型低圧キセノンランプである。この低圧キセノンランプの輝線スペクトルが図４に示されている。図４には、波数４０００（ｃｍ−１）から波数８４００（ｃｍ−１）までの間に、キセノン（Ｘｅ）の輝線として、１１個の輝線が示されている。
【００４５】
筐体６２は、略直方体形状の箱体であり、一方主面には、輝線光光源６１が嵌り込む収容凹部６２１が形成されている。この収容凹部６２１に輝線光光源６１としての前記ペン型低圧キセノンランプ６１が嵌り込んで配設されることで、ペン型低圧キセノンランプ６１が筐体６２に収納され、収容凹部６２１の開口６２２が、ペン型低圧キセノンランプ６１から放射される輝線光を外部へ照射するための照射開口６２２となっている。そして、この照射開口６２２が形成されている筐体６２の前記一方主面には、少なくとも照射開口６２２に隣接する領域の表面に、バイアス光に含まれる波長帯域の光を反射する反射領域６２３が形成されている。この反射領域６２３は、ＦＴ型分光計Ｄに備えられている測定光光源５１から放射される測定光をバイアス光として用いるために、輝線光の照射方向に合わせて測定光を反射するための領域である。反射領域６２３は、例えば、照射開口６２２の一方側に形成されてもよく、また例えば、照射開口６２２の両側に形成されてもよく、また例えば、前記一方主面の全面が反射領域６２３とされてもよい。なお、照射開口６２２には、例えば防塵のために、カバーガラスが配置されてもよい。
【００４６】
このような構成の第１態様のアタッチメントＡＴａでは、波長校正のために試料台１ｂに配置されている場合に、輝線光光源６１から放射された輝線光ＯＰ３は、照射開口６２２を介して入射開口１ａに入射し、干渉計１１に入射する。また、ＦＴ型分光計Ｄの測定光光源５１から放射された測定光ＯＰ１は、反射領域６２３で反射することによってバイアス光ＯＰ２として輝線光の照射方向に合わせて入射開口１ａに入射し、干渉計１１に入射する。そして、輝線光ＯＰ３とバイアス光ＯＰ２とを被測定光として干渉計１１に入射させる場合には、輝線光光源６１と測定光光源５１とが同時に点灯され、バイアス光ＯＰ２のみを被測定光として干渉計１１に入射させる場合には、輝線光光源６１が消灯されるとともに測定光光源５１が点灯される。
【００４７】
図１に戻って、干渉計１１は、被測定光が入射され、この入射された被測定光を２個の第１および第２被測定光に分岐し、これら分岐した第１および第２被測定光のそれぞれを、互いに異なる２個の経路である第１および第２光路のそれぞれに進行（伝播）させ、再び合流させるものであり、この分岐点（分岐位置）から合流点（合流位置、干渉位置）までの間に第１および第２光路間に光路差があると、前記合流の際に位相差が生じているため、前記合流によって干渉縞を生じるものである。干渉計１１は、例えばマッハツェンダー干渉計等の種々のタイプの第１および第２光路を備える干渉計を利用することができるが、本実施形態では、図２に示すように、マイケルソン干渉計によって構成されている。
【００４８】
より具体的には、図２に示すように、干渉計１１は、複数の光学素子として半透鏡（ハーフミラー）１１２、固定鏡１１４、および、光反射面が光軸方向に移動する移動鏡１１５を備え、固定鏡１１４と移動鏡１１５とは、各鏡面の各法線が互いに直交するようにそれぞれ配置され、半透鏡１１２は、その法線が前記固定鏡１１４および移動鏡１１５における各法線の直交点を通り、これら各法線に対し４５度の角度で交差するように配置される。この干渉計１１において、干渉計１１に入射された被測定光は、半透鏡１１２で２個の第１および第２被測定光に分岐する。この分岐した一方の第１被測定光は、半透鏡１１２で反射されて固定鏡１１４に入射する。この第１被測定光は、固定鏡１１４で反射し、来た光路を逆に辿って再び半透鏡１１２に戻る。一方、この分岐した他方の第２被測定光は、半透鏡１１２を通過して移動鏡１１５に入射する。この第２被測定光は、移動鏡１１５で反射し、来た光路を逆に辿って再び半透鏡１１２に戻る。これら固定鏡１１４で反射された第１被測定光および移動鏡１１５で反射された第２被測定光は、半透鏡１１２で互いに合流して干渉する。このような構成のマイケルソン干渉計１１では、被測定光は、移動鏡１１５の鏡面における法線方向に沿って干渉計１１へ入射され、被測定光の干渉光は、固定鏡１１４の鏡面における法線方向に沿って干渉計１１から射出される。
【００４９】
そして、本実施形態では、干渉計１１は、被測定光を半透鏡１１２で２個の第１および第２被測定光に分岐する場合において、半透鏡１１２で反射した半透鏡１１２の反射側に配置される位相補償板１１３をさらに備えている。すなわち、本実施形態では、半透鏡１１２で反射した第１被測定光は、位相補償板１１３を介して固定鏡１１４へ入射され、固定鏡１１４で反射された第１被測定光は、位相補償板１１３を介して再び半透鏡１１２へ入射される。位相補償板１１３は、第１被測定光の半透鏡１１２の透過回数と第２被測定光の半透鏡１１２の透過回数の相違から生じる第１被測定光と第２被測定光との位相差を無くして前記位相差を補償するものである。
【００５０】
したがって、本実施形態では、第１被測定光は、このような被測定光の入射位置から、半透鏡１１２、位相補償板１１３、固定鏡１１４および位相補償板１１３をこの順に介して半透鏡１１２に再び至る第１光路を辿る。第２被測定光は、このような被測定光の入射位置から、半透鏡１１２および移動鏡１１５をこの順に介して半透鏡１１２に再び至る第２光路を辿る。
【００５１】
この位相補償板１１３を備えることによって、ＦＴ型分光計Ｄの干渉計１１は、移動鏡１１５によって生じる光路差に起因する干渉縞を生じる。
【００５２】
また、本実施形態では、移動鏡１１５には、光路差形成光学素子の一例であり、共振振動を用いることによって２個の第１および第２光路間に光路差を生じさせる光学素子である。移動鏡１１５は、被測定光のインターフェログラムを複数生成するために、光軸方向に２回以上往復する。このような移動鏡１１５として、例えば、特開２０１１−８０８５４号公報や特開２０１２−４２２５７号公報に開示の光反射機構が挙げられる。この光反射機構は、互いに対向して配置される第１および第２の板ばね部と、前記第１および第２の板ばね部の間で互いに離間して配置され、それぞれが前記第１および第２の板ばね部と連結される第１および第２の支持体と、前記第１および第２の板ばね部の前記対向方向に、前記第１の支持体に対して前記第２の支持体を平行移動させる駆動部とを備えている。そして、この光反射機構では、前記第２の支持体の前記移動方向において、前記第１および第２の支持体の厚さは、前記第１および第２の板ばね部よりも厚く、前記第２の支持体における前記移動方向に垂直な一端面に、反射膜が形成されており、前記第２の支持体は、前記反射膜が露出するように前記第１および第２の板ばね部と連結されている。このような光反射機構は、共振振動によって前記反射膜を往復移動させるものであり、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術によって製造される。
【００５３】
ここで、移動鏡１１５の絶対位置を検出することができる場合には、積算インターフェログラムを求める際にセンターバースト位置は、必要とされないが、このような共振を利用する移動鏡１１５の場合には、積算インターフェログラムを求める際に、各測定で得られる各インターフェログラムを重ね合わせる積算の基準位置としてセンターバースト位置は、必要とされる。なお、移動鏡１１５の絶対位置の検出では、例えば試料ＳＭの位置変動による検出誤差が含まれ、高精度に検出することが難しいが、センターバースト位置の検出には、このような点で優位性がある。
【００５４】
さらに、本実施形態では、被測定光を平行光で半透鏡１１２へ入射させるために、試料面ＳＦと半透鏡１１２との間の適宜な位置に、入射光学系として例えばコリメータレンズ１１１が配置され、半透鏡１１２で第１および第２被測定光を合流して干渉させることによって生じた被測定光の干渉光を集光して第１受光部２１へ入射させるために、半透鏡１１２と第１受光部２１との間の適宜な位置に、射出光学系として例えば集光レンズ１１６がさらに配置されている。
【００５５】
図１に戻って、受光処理部２０は、例えば、第１受光部２１と、増幅部２２と、アナログ−ディジタル変換部（以下、「ＡＤ変換部」と呼称する。）２３とを備えている。第１受光部２１は、干渉計１１で得られた被測定光の干渉光を受光して光電変換することによって、被測定光の干渉光における光強度に応じた電気信号を出力する回路である。本実施形態のＦＴ型分光計Ｄは、例えば、波長８００ｎｍ以上の近赤外域の光、より具体的には、波長１２００ｎｍ以上から２５００ｎｍ以下までの近赤外域の光を測定対象とする仕様であるために、第１受光部２１は、例えばＩｎＧａＡｓフォトダイオードおよびその周辺回路を備えて構成される赤外線センサ等である。増幅部２２は、第１受光部２１の出力を予め設定された所定の増幅率で増幅する増幅器である。ＡＤ変換部２３は、増幅部２２の出力をアナログ信号からディジタル信号へ変換（ＡＤ変換）する回路である。このＡＤ変換のタイミング（サンプリングタイミング）は、後述のゼロクロス検出部３７から入力されたゼロクロスタイミングで実行される。
【００５６】
また、位置検出処理部３０は、例えば、位置測定用光源３１と、第２受光部３６と、ゼロクロス検出部３７とを備えている。そして、位置検出処理部３０は、この位置測定用光源３１から放射されたレーザ光の干渉光を干渉計１１で得るために、図２に示すように、コリメータレンズ３２と、光合波器３３と、光分波器３４と、集光レンズ３５とをさらに備えている。
【００５７】
位置測定用光源３１は、単色レーザ光を放射する光源装置である。図２において、コリメータレンズ３２および光合波器３３は、位置測定用光源３１から放射されたレーザ光を平行光で干渉計１１へ入射させるための入射光学系である。光合波器３３は、例えばレーザ光を反射するとともに被測定光を透過するダイクロイックミラー等であり、その法線が移動鏡１１５の法線（光軸）に対し４５度で交差するように、コリメータレンズ１１１と半透鏡１１２との間に配置される。コリメータレンズ３２は、例えば両凸のレンズであり、このように配置された光合波器３３に対し４５度の入射角で位置測定用光源３１から放射されたレーザ光が入射されるように、適宜な位置に配置される。そして、光分波器３４および集光レンズ３５は、干渉計１１で生じた前記レーザ光の干渉光を干渉計１１から取り出すための射出光学系である。光分波器３４は、例えばレーザ光の干渉光を反射するとともに被測定光の干渉光を透過するダイクロイックミラー等であり、その法線が固定鏡１１４の法線（光軸）に対し４５度で交差するように、半透鏡１１２と集光レンズ１１６との間に配置される。集光レンズ３５は、例えば両凸のレンズであり、このように配置された光分波器３４において４５度の射出角で射出されるレーザ光の干渉光を集光して第２受光部３６へ入射させる。
【００５８】
このようにコリメータレンズ３２、光合波器３３、光分波器３４および集光レンズ３５の各光学素子が配置されると、位置測定用光源３１から放射された単色のレーザ光は、コリメータレンズ３２で平行光とされ、その光路が光合波器３３のダイクロイックミラー３３で約９０度曲げられて、干渉計１１の光軸（移動鏡１１５の鏡面における法線方向）に沿って進行するようになる。したがって、このレーザ光は、被測定光と同様に、干渉計１１内を進行し、干渉計１１でその干渉光を生じさせる。そして、このレーザ光の干渉光は、光分波器３４のダイクロイックミラー３４で約９０度曲げられて、干渉計１１から外部に取り出され、集光レンズ３５で集光されて第２受光部３６で受光される。
【００５９】
図１に戻って、第２受光部３６は、干渉計１１で得られたレーザ光の干渉光を受光して光電変換することによって、レーザ光の干渉光の光強度に応じた電気信号を出力する回路である。第２受光部３６は、例えばシリコンフォトダイオード（ＳＰＤ）およびその周辺回路を備えて構成される受光センサ等である。第２受光部３６は、レーザ光の干渉光の光強度に応じた電気信号をゼロクロス検出部３７へ出力する。
【００６０】
ゼロクロス検出部３７は、第２受光部３６から入力された、レーザ光の干渉光の光強度に応じた電気信号がゼロとなるタイミング（ゼロクロスタイミング）を検出する回路である。ゼロクロスタイミングは、前記電気信号がゼロとなる時間軸上の位置である。干渉計１１の移動鏡１１５が光軸方向に移動している場合に、半透鏡１１２から固定鏡１１４を介して再び半透鏡に戻ったレーザ光の位相に対し、半透鏡１１２から移動鏡１１５を介して再び半透鏡に戻ったレーザ光の位相がずれるので、レーザ光の干渉光は、その移動量に応じて正弦波状に強弱する。そして、干渉計１１の移動鏡１１５がレーザ光の波長の１／２の長さだけ移動すると、半透鏡１１２から移動鏡１１５を介して再び半透鏡に戻ったレーザ光の位相は、この移動の前後において、２πずれる。このため、レーザ光の干渉光は、移動鏡１１５の移動に従って正弦波状に強弱を繰り返すことになる。ゼロクロス検出部３７は、この正弦波状に強弱を繰り返す前記電気信号のゼロクロスを検出している。ゼロクロス検出部３７は、この検出したゼロクロスのタイミングをＡＤ変換部２３へ出力し、ＡＤ変換部２３は、このゼロクロスのタイミングで、第１受光部２１から入力された、被測定光の干渉光の光強度に応じた電気信号をサンプリングしてＡＤ変換する。
【００６１】
制御演算部４１は、被測定光のスペクトルを求めるべく、ＦＴ型分光計Ｄの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御するものである。制御演算部４１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、このＣＰＵによって実行される種々のプログラムやその実行に必要なデータ等を予め記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）やＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の不揮発性記憶素子、このＣＰＵのいわゆるワーキングメモリとなるＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性記憶素子およびその周辺回路等を備えたマイクロコンピュータによって構成される。なお、制御演算部４１は、ＡＤ変換部２３から出力されるデータ等を記憶するために、例えばハードディスク等の比較的大容量の記憶装置をさらに備えてもよい。そして、制御演算部４１には、プログラムを実行することによって、機能的に、サンプリングデータ記憶部４１１、センターバースト位置算出部４１２、インターフェログラム算出部４１３、スペクトル算出部４１４、波長校正部４１５および記憶部４１６が構成される。
【００６２】
サンプリングデータ記憶部４１１は、ＡＤ変換部２３から出力された、被測定光の干渉光に関する測定データを記憶するものである。この測定データは、上述したように、被測定光の干渉光における光強度に応じた電気信号を、ゼロクロス検出部３７で検出したゼロクロスのタイミングで、ＡＤ変換部２３によってサンプリングすることによって得られる。より具体的には、サンプリングデータ記憶部４１１は、波長校正では、ＡＤ変換部２３から出力された、波長校正用の光に対する干渉光に関する測定データを記憶し、サンプリングデータ記憶部４１１は、試料ＳＭの測定では、ＡＤ変換部２３から出力された、試料ＳＭの光に対する干渉光に関する測定データを記憶する。波長校正用の光は、上述したように、被測定光としての輝線光およびバイアス光と、被測定光としての前記バイアス光のみとであり、また、試料ＳＭの光は、上述したように、測定光の反射光、再放射光および自発光光である。
【００６３】
センターバースト位置算出部４１２は、サンプリングデータ記憶部４１１に記憶された測定データから、公知の常套手法によってセンターバーストの位置を求めるものである。より具体的には、センターバースト位置算出部４１２は、波長校正では、サンプリングデータ記憶部４１１に記憶された、波長校正用の光に対する干渉光に関する測定データからセンターバーストの位置を求め、センターバースト位置算出部４１２は、試料ＳＭの測定では、サンプリングデータ記憶部４１１に記憶された、試料ＳＭの光に対する干渉光に関する測定データからセンターバーストの位置を求める。
【００６４】
インターフェログラム算出部４１３は、被測定光を複数回測定することによって得られた複数のインターフェログラムを、センターバースト位置算出部４１２によって求められた各センターバースト位置で位置合わせを行いつつ、積算することによって積算インターフェログラムを求めるものである。より具体的には、インターフェログラム算出部４１３は、波長校正では、波長校正用の光を複数回測定することによって得られた、波長校正用の光に対する干渉光に関する複数のインターフェログラムを、センターバースト位置算出部４１２によって求められた各センターバースト位置で位置合わせを行いつつ、積算することによって積算インターフェログラム（波長校正用の積算インターフェログラム）を求め、インターフェログラム算出部４１３は、試料ＳＭの測定では、試料ＳＭの光を複数回測定することによって得られた、試料ＳＭの光に対する干渉光に関する複数のインターフェログラムを、センターバースト位置算出部４１２によって求められた各センターバースト位置で位置合わせを行いつつ、積算することによって積算インターフェログラム（試料ＳＭの積算インターフェログラム）を求める。
【００６５】
波長校正部４１５は、波長校正のための測定でインターフェログラム算出部４１３によって求められた波長校正用の積算インターフェログラムをフーリエ変換することによって求められたフーリエ変換結果と実際の波長値とを対応付ける波長校正を行うものである。
【００６６】
記憶部４１６は、波長校正部４１５で求められた波長校正結果のデータを記憶するものである。波長校正部４１５は、求めた波長校正結果のデータを記憶部４１６に記憶させる。
【００６７】
スペクトル算出部４１４は、インターフェログラム算出部４１３でインターフェログラムを複数積算することによって得られた積算インターフェログラムをフーリエ変換することによってスペクトルを求めるものである。より具体的には、スペクトル算出部４１４は、波長校正では、波長校正のための測定でインターフェログラム算出部４１３によって求められた波長校正用の積算インターフェログラムをフーリエ変換することによって、波長校正用の光におけるスペクトルを求め、また、スペクトル算出部４１４は、試料ＳＭの測定では、波長校正部４１５によって求められ記憶部４１６に記憶されている波長校正結果に基づいて、試料ＳＭの測定でインターフェログラム算出部４１３によって求められた試料ＳＭの積算インターフェログラムをフーリエ変換することによって試料ＳＭの光におけるスペクトルを求める。
【００６８】
ここで、前記波長校正部４１５は、本実施形態では、１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光および連続スペクトルを持つバイアス光を干渉計１１に入射させることによってスペクトル算出部４１４で求められた第１スペクトルと、前記バイアス光を干渉計１１に入射させることによってスペクトル算出部４１４で求められた第２スペクトルとの差分を求めることによって前記輝線光の前記輝線スペクトルを求め、この求めた前記輝線スペクトルに含まれる輝線ピークに基づいて、前記波長校正を行う。
【００６９】
入力部４２は、例えば、波長校正を指示するコマンドや試料ＳＭの測定開始を指示するコマンド等の各種コマンド、および、例えば測定対象の試料ＳＭにおける識別子の入力やフーリエ変換の際に用いられる窓関数の選択入力等のスペクトルを測定する上で必要な各種データをフーリエ変換型分光計Ｄに入力する機器であり、例えば、キーボードやマウス等である。出力部４３は、入力部４２から入力されたコマンドやデータ、および、ＦＴ型分光計Ｄによって測定された被測定光のスペクトルを出力する機器であり、例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤ、有機ＥＬディスプレイおよびプラズマディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。
【００７０】
次に、本実施形態の動作について説明する。図５は、実施形態のフーリエ変換型分光計における波長校正の動作を示すフローチャートである。図６は、一例として、輝線光とバイアス光とを干渉計に入射した場合に観察されるインターフェログラムを示す図である。図７は、一例として、バイアス光を干渉計に入射した場合に観察されるインターフェログラムを示す図である。図６（Ａ）および図７（Ａ）は、全体を示す全体図であり、図６（Ｂ）および図７（Ｂ）は、センターバースト位置の付近部分を拡大した一部拡大図であり、そして、図６（Ｃ）および図７（Ｃ）は、センターバースト位置を除いた部分を拡大した一部拡大図である。これら各図の横軸は、時間（ゼロクロスのカウント値）であり、その縦軸は、強度（ＡＤ変換のカウント値）である。図８は、輝線スペクトルの算出方法を説明するための図である。
【００７１】
図５において、波長校正を行う場合には、まず、輝線光およびバイアス光に対する第１積算インターフェログラムが求められ（Ｓ１１）、輝線光およびバイアス光に対する第１スペクトルが求められる（Ｓ１２）。
【００７２】
より具体的には、アタッチメントＡＴａにおける照射開口６２２の一部または全部および反射領域６２３の一部または全部が入射開口１ａに同時に臨むように、試料台１ｂにアタッチメントＡＴａが配置される。そして、アタッチメントＡＴａの輝線光光源６１が図略の点灯スイッチの操作等によって点灯される。そして、入力部４２から波長校正の開始の指示が入力されると、ＦＴ型分光計Ｄにおける制御演算部４１の波長校正部４１５は、バイアス光を放射するために、測定光光源５１を点灯する。
【００７３】
これによって、輝線光光源６１から放射された輝線光ＯＰ３は、照射開口６２２を介して入射開口１ａに入射し、干渉計１１に入射する。そして、測定光光源５１から放射された測定光ＯＰ１は、反射領域６２３で反射することによってバイアス光ＯＰ２として輝線光の照射方向に合わせて入射開口１ａに入射し、干渉計１１に入射する。このように輝線光ＯＰ３およびバイアス光ＯＰ２（測定光ＯＰ１）が被測定光として干渉計１１に入射される。
【００７４】
この干渉計１１に入射された輝線光およびバイアス光の被測定光は、干渉計１１で被測定光の干渉光となって第１受光部２１で受光される。より具体的には、被測定光は、コリメータレンズ１１１で平行光とされ、光合波器３３を介して半透鏡１１２で反射および透過することで第１および第２被測定光に分岐される。半透鏡１１２で反射することによって分岐した第１被測定光は、位相補償板１１３を介して固定鏡１１４へ入射し、固定鏡１１４で反射し、来た光路を逆に辿って再び半透鏡１１２に戻る。一方、半透鏡１１２を通過することによって分岐した第２被測定光は、移動鏡１１５へ入射し、移動鏡１１５で反射し、来た光路を逆に辿って再び半透鏡１１２に戻る。これら固定鏡１１４で反射された第１被測定光および移動鏡１１５で反射された第２被測定光は、半透鏡１１２で互いに合流して干渉する。この被測定光の干渉光は、干渉計１１から第１受光部２１へ射出される。第１受光部２１は、この入射された被測定光の干渉光を光電変換し、前記被測定光の干渉光における光強度に応じた電気信号を増幅部２２へ出力する。増幅部２２は、所定の増幅率で前記被測定光の干渉光に応じた前記電気信号を増幅し、ＡＤ変換部２３へ出力する。
【００７５】
一方、ＦＴ型分光計Ｄは、位置測定用光源３１から放射された単色のレーザ光も取り込む。このレーザ光は、光合波器３３を介して干渉計１１に入射され、上述と同様に干渉計１１で干渉し、レーザ光の干渉光となって光分波器３４を介して第２受光部３６で受光される。第２受光部３６は、この入射されたレーザ光の干渉光を光電変換し、前記レーザ光の干渉光における光強度に応じた電気信号をゼロクロス検出部３７へ出力する。ゼロクロス検出部３７は、前記レーザ光の干渉光に応じた前記電気信号がゼロとなるタイミングをゼロクロスタイミングとして検出し、このゼロクロスタイミングをサンプリングタイミング（ＡＤ変換タイミング）としてＡＤ変換部２３へ出力する。
【００７６】
このような被測定光およびレーザ光がそれぞれ干渉計１１に取り込まれている間に、干渉計１１の移動鏡１１５は、制御演算部４１の制御に従って光軸方向に沿って移動される。
【００７７】
ＡＤ変換部２３は、増幅部２２から出力された、前記被測定光の干渉光における光強度に応じた電気信号を、ゼロクロス検出部３７から入力されたゼロクロスタイミングでサンプリングしてアナログ信号からディジタル信号へＡＤ変換し、このＡＤ変換したディジタル信号の前記電気信号を制御演算部４１へ出力する。
【００７８】
このように動作することによって、輝線光およびバイアス光のインターフェログラムにおける測定データがＡＤ変換部２３から制御演算部４１へ出力され、サンプリングデータ記憶部４１１に記憶される。このように測定される、輝線光およびバイアス光のインターフェログラムの一例が図６に示されている。輝線光のみでは、輝線光のスペクトルが不連続スペクトルであるためセンターバーストが現れないが、輝線光に、連続スペクトルを持つバイアス光を重畳しているので、図６に示すように、このバイアス光によるセンターバーストが現れている。そして、ＳＮ比を改善し、良好な精度の結果を得るために、このような輝線光およびバイアス光のインターフェログラムが複数回、同様に、測定され、これら各インターフェログラムの各測定データがサンプリングデータ記憶部４１１に記憶される。
【００７９】
次に、センターバースト位置算出部４１２は、サンプリングデータ記憶部４１１に記憶された各インターフェログラムの各測定データのそれぞれについて、輝線光およびバイアス光のインターフェログラムにおけるセンターバーストの位置を求める。
【００８０】
次に、インターフェログラム算出部４１３は、複数回測定することによって得られた、輝線光およびバイアス光の複数のインターフェログラムを、センターバースト位置算出部４１２によって求められた各センターバースト位置で位置合わせを行いつつ、積算することによって、輝線光およびバイアス光に対する波長校正用の第１積算インターフェログラムを求める。
【００８１】
次に、スペクトル算出部４１４は、インターフェログラム算出部４１３によって求められた前記第１積算インターフェログラムをフーリエ変換することによって、輝線光およびバイアス光の第１スペクトルを求める。
【００８２】
このスペクトルの算出について、より具体的に説明すると、まず、ｍ回目の測定でのインターフェログラムＦｍ（ｘｉ）は、光路差をｘｉとし、波数をνｊとし、波数νｊのスペクトル振幅をＢ（νｊ）とし、光路差０の位置をＸ０とし、波数νｊの光路差０の位置における位相をφ（νｊ）とする場合に、式１で表される。なお、ｍは、ｍ番目の測定による測定結果であることを表す。
【００８３】
【数１】
0005835101.tif 000002
【００８４】
したがって、積算インターフェログラムＦ（ｘｉ）は、式２で表される。
【００８５】
【数２】
0005835101.tif 000003
【００８６】
このように積算インターフェログラムがインターフェログラム算出部４１３で求められると、スペクトル算出部４１４は、積算インターフェログラムを例えば高速フーリエ変換（ＦＦＴ）することによって被測定光のスペクトルを求める。
【００８７】
より具体的には、高速フーリエ変換する場合には、サイドローブの発生を低減するために、センターバーストの位置を中心に左右対称な窓関数Ａｗｉｎｄｏｗ（ｘｉ）が掛け合わされてから（式３）、高速フーリエ変換が行われ、被測定光のスペクトルの振幅｜Ｂｗｉｎｄｏｗ（νｊ）｜が求められる（式４）。
【００８８】
【数３】
0005835101.tif 000004
【００８９】
【数４】
0005835101.tif 000005
【００９０】
上記窓関数Ａｗｉｎｄｏｗ（ｘｉ）は、適宜な種々の関数を挙げることができるが、例えば、式５−１ないし式５−３で表される関数である。式５−１は、Ｈａｎｎｉｎｇ  Ｗｉｎｄｏｗ（ハニング窓）関数と呼ばれ、式５−２は、Ｈａｍｍｉｎｇ  Ｗｉｎｄｏｗ（ハミング窓）関数と呼ばれ、式５−３は、Ｂｌａｃｋｍａｎ  Ｗｉｎｄｏｗ（ブラックマン窓）関数と呼ばれる。
【００９１】
【数５】
0005835101.tif 000006
【００９２】
上述のように、第１スペクトルが求められると、次に、バイアス光に対する第２積算インターフェログラムが求められ（Ｓ１３）、バイアス光に対する第２スペクトルが求められる（Ｓ１４）。
【００９３】
より具体的には、まず、アタッチメントＡＴａの輝線光光源６１が図略の点灯スイッチの操作等によって消灯される。ここで、アタッチメントＡＴａは、そのまま試料台１ｂに配置される。なお、第１スペクトルを求めたか否かは、例えば、第１スペクトルを求めた旨を表すメッセージを出力部４３に表示すればよい。
【００９４】
これによって、測定光光源５１から放射された測定光ＯＰ１が反射領域６２３で反射することによって入射開口１ａに入射したバイアス光ＯＰ２のみが、干渉計１１に入射する。このようにバイアス光ＯＰ２（測定光ＯＰ１）のみが被測定光として干渉計１１に入射される。
【００９５】
そして、この干渉計１１に入射されたバイアス光のみの被測定光は、干渉計１１で被測定光の干渉光となって第１受光部２１で受光され、上述と略同様な動作によって、バイアス光のインターフェログラムにおける測定データがＡＤ変換部２３から制御演算部４１へ出力され、サンプリングデータ記憶部４１１に記憶される。このように測定される、バイアス光のインターフェログラムの一例が図７に示されている。図７に示すように、バイアス光は、この連続スペクトルを持つので、バイアス光のインターフェログラムには、センターバーストが現れている。そして、ＳＮ比を改善し、良好な精度の結果を得るために、このようなバイアス光のインターフェログラムが複数回、同様に、測定され、これら各インターフェログラムの各測定データがサンプリングデータ記憶部４１１に記憶される。
【００９６】
次に、センターバースト位置算出部４１２は、サンプリングデータ記憶部４１１に記憶された各インターフェログラムの各測定データのそれぞれについて、バイアス光のインターフェログラムにおけるセンターバーストの位置を求める。
【００９７】
次に、インターフェログラム算出部４１３は、複数回測定することによって得られた、バイアス光の複数のインターフェログラムを、センターバースト位置算出部４１２によって求められた各センターバースト位置で位置合わせを行いつつ、積算することによって、バイアス光に対する波長校正用の第２積算インターフェログラムを求める。
【００９８】
次に、スペクトル算出部４１４は、インターフェログラム算出部４１３によって求められた前記第２積算インターフェログラムをフーリエ変換することによって、バイアス光の第２スペクトルを求める。
【００９９】
次に、波長校正部４１５は、第１および第２スペクトルから輝線光に対するスペクトルを求める（Ｓ１５）。より具体的には、図８（Ａ）に示すように、波長校正部４１５は、輝線光およびバイアス光に対する第１スペクトルから、バイアス光に対する第２スペクトルを差し引くことによって、輝線光に対するスペクトルを求める。このように第１スペクトルと第２スペクトルとの差分を求めることによって、前記第１スペクトルにおけるバイアス光に対する成分が除去され、輝線光に対するスペクトルが求められる。
【０１００】
そして、波長校正部４１５は、この輝線光に対するスペクトルから波長校正を行うための波長校正データを求める（Ｓ１６）。
【０１０１】
より具体的には、波長校正部４１５は、まず、輝線光に対するスペクトルから、輝線のピーク位置（ピーク波長、ピーク波数）を求める。この求める輝線のピーク位置は、１個であってもよいが、より高精度に波長校正を行うために、複数であることが好ましい。
【０１０２】
このピーク位置は、第１および第２スペクトルの差分における輝線（極大値）の位置（波長、波数）そのものであってもよい。しかしながら、第１および第２スペクトルの差分における輝線（極大値）の前記位置が必ずしも真の位置であるとは限らないので、より高精度にピーク位置を検出するために、図８（Ｂ）に示すように、まず、前記輝線（極大値）が、単一の極大値を持ち上に凸なプロファイルを持つ関数、例えば、ガウス関数で近似され、この近似したガウス関数のピーク位置が、輝線のピーク位置とされる。なお、ガウス関数は、一般に、ａ×ｅｘｐ（−（ｘ−ｂ）２／（２ｃ２））で表される（ａ，ｂ，ｃは前記近似によって決定されるパラメータである）。
【０１０３】
このように求めた輝線のピーク位置は、既知であるので、波長校正部４１５は、例えば、この求めた輝線のピーク位置をこの既知な値で値付けすることによって、波長校正を行う。また例えば、既に値付けされている場合には、波長校正部４１５は、この求めた輝線のピーク位置と既に値付けされている値とのずれを補償（解消）する補正データを求めることによって、波長校正を行う。例えば、Ｗａと既に値付けされている値がＷｂと求められた場合には、補正データは、補正倍率として、Ｗａ／Ｗｂとなる。
【０１０４】
なお、輝線のピーク位置が複数である場合には、複数の各輝線の各ピーク位置が既知ないずれの値に対応するか特定する必要がある。この場合には、例えば、輝線スペクトルの各輝線の間隔（波長間隔、波数間隔）には、例えば、図４から分かるように、所定のパターンが有るので、この求めた各輝線の各ピーク位置から求まる輝線間隔パターンと、既知な輝線スペクトルから求まる輝線間隔パターンとのパターンマッチングを行うことによって、この求めた各輝線の各ピーク位置が既知ないずれの値に対応するか特定することができる。また例えば、図４から分かるように、輝線スペクトルの各輝線の相対強度には、所定のパターンが有るので、この求めた各輝線の各ピーク強度から求まる輝線強度パターンと、既知な輝線スペクトルから求まる輝線強度パターンとのパターンマッチングを行うことによって、この求めた各輝線の各ピーク位置が既知ないずれの値に対応するか特定することができる。
【０１０５】
また、複数の輝線のピーク位置が用いられる場合、所定の波長帯に生じる全ての輝線が用いられてもよいが、相対強度の比較的小さい輝線は、例えばノイズによって検出されない虞や、また例えばノイズによって発生したピークと誤認する虞があるので、相対強度の比較的大きな輝線が用いられることが好ましい。例えば、低圧キセノンランプの場合、相対強度の比較的大きな輝線として、波長１２６２．３３９１ｎｍ（波数７９２１．８０１７ｃｍ−１）、波長１３６５．７０５５ｎｍ（波数７３２２．２２２８ｃｍ−１）、波長１４７３．２８０６ｎｍ（波数６７８７．５７３３ｃｍ−１）、波長１５４１．８３９４ｎｍ（波数６４８５．７５９８ｃｍ−１）および波長２０２６．２２４２ｎｍ（波数４９３５．２８８０ｃｍ−１）の各輝線が挙げられる。
【０１０６】
そして、波長校正部４１５は、試料ＳＭのスペクトルを求める際にこの波長校正データを使用することができるように、この求めた波長校正データを記憶部４１６に記憶する。
【０１０７】
このように動作することによって、本実施形態のＦＴ型分光計Ｄおよびこれに実装されたＦＴ型分光方法は、波長校正を行うことができる。そして、本実施形態のＦＴ変換型分光計ＤおよびＦＴ型分光方法は、波長校正を行うための基準光として、物理的に波長が決まり単一波長の輝線を用いるので、その再現性が非常に高くそして半値幅が極めて狭いから、従来より高精度に波長校正を行うことができる。そして、このような本実施形態のＦＴ型分光計ＤおよびＦＴ型分光方法は、干渉計１１の光路差形成光学素子として、いわゆる反射鏡を光軸方向に往復振動させる往復振動型の移動鏡１１５が用いられる場合でも、バイアス光によってセンターバースト位置が検出可能であるから、積算インターフェログラムを適切に求めることができ、したがって、輝線を用いた波長校正が可能となる。
【０１０８】
ここで、上述の特許文献１に開示の技術と比較すると、特許文献１では、前記狭帯域化にファブリペローエタロンフィルタを用いているため、その対向した反射面間の干渉効果により特定の波長の光を強めてその特定の波長の光を透過させるという原理から、高精度な研磨技術、コーティング技術、干渉間距離の調整技術および平行度調整技術等が必要となり、その製作難易度が高い。そして、ファブリペローエタロンフィルタは、入射角に応じて透過波長が大きく変化してしまうため、波長校正対象の分光計に所望の透過波長の光を入射させるためには、前記分光計にファブリペローエタロンフィルタを組み込む際に、高度な組み込み調整技術も必要となる。さらに、ファブリペローエタロンフィルタは、温度変化による光路長変化や圧力変化による屈折率変化によって、透過波長が変化するため、使用環境も考慮する必要がある。しかしながら、本実施形態のＦＴ型分光計Ｄは、輝線光光源６１、より具体的には例えば低圧キセノンランプを用い、輝線光光源６１から放射される輝線光を用いているので、このような技術を特に必要としていない。
【０１０９】
一方、上述の特許文献２に開示の技術と比較すると、特許文献２では、標準化液体が用いられており、この標準化液体の吸収ピークは、温度変化によって変化してしまうため、使用環境を考慮する必要がある。しかしながら、本実施形態のＦＴ型分光計Ｄは、輝線光光源６１から放射される輝線光を用いているので、輝線の生成メカニズムから使用環境によって輝線の波長が変化することはなく、このような使用環境の変化を特に考慮する必要がない。
【０１１０】
また、本実施形態のＦＴ型分光計Ｄは、測定光光源５１が測定光およびバイアス光を放射する光源として兼用されるので、別途にバイアス光を放射するバイアス光光源を必要とせず、小型化とコストダウンとを図ることができる。
【０１１１】
また、本実施形態のＦＴ型分光計Ｄでは、第１態様のアタッチメントＡＴａを備えるので、照射開口６２２と反射領域６２３とが互いに隣接して配置されているから、照射開口６２２と反射領域６２３とが同時に入射開口１ａに臨むように、アタッチメントＡＴａをＦＴ型分光計Ｄに取り付けることが可能となる。このため、このようなＦＴ型分光計ＤおよびアタッチメントＡＴａは、ＦＴ型分光計Ｄの測定光光源５１から放射される測定光をバイアス光として干渉計１１に入射させることができるとともに、輝線光光源６１から放射される輝線光を干渉計１１に入射させることができる。そして、このようなＦＴ型分光計ＤおよびアタッチメントＡＴａは、そのアタッチメントＡＴａの取り付け位置を調整することによって、入射開口１ａに臨む照射開口６２２の開口面積と入射開口１ａに臨む反射領域６２３の反射面積との比を調整することができ、入射開口１ａから干渉計１１に入射される輝線光の光量と入射開口１ａから干渉計１１に入射されるバイアス光の光量との比を調整することができる。このため、このようなＦＴ型分光計ＤおよびアタッチメントＡＴａは、輝線光にバイアス光を重畳する場合でも、センターバースト位置を検出しつつ輝線を検出可能なインターフェログラムを得ることが可能となる。なお、干渉計１１に入射される輝線光の光量とバイアス光の光量との前記比を調整するために、前記位置調整に代え、または前記位置調整と合わせて、反射領域６２３の表面処理や材質等が適宜に選択されてよい。
【０１１２】
図９は、第２態様のアタッチメントの構成を示す断面図である。図１０は、第３態様のアタッチメントの構成を示す断面図である。
【０１１３】
なお、上述の実施形態では、図３に示す第１態様のアタッチメントＡＴａが用いられたが、アタッチメントＡＴは、これに限定されるものではなく、他の態様も可能である。
【０１１４】
第２態様のアタッチメントＡＴｂは、ＦＴ型分光計Ｄを波長校正する際に、所定光を入射させるための入射開口１ａを形成した試料台１ｂに配置されて用いられる装置である。第１態様のアタッチメントＡＴａは、輝線光光源６１を収容する筐体６２の一方主面に反射領域６２３を設けたが、第２態様のアタッチメントＡＴｂは、輝線光光源を収容する筐体とは別体に、バイアス光として測定光を反射する反射領域を備える反射部材を設けたものである。このような第２態様のアタッチメントＡＴｂは、例えば、図９に示すように、輝線光光源７１と、筐体７２と、反射部材７４とを備え、さらに、図９に示す例では、輝線光光源７１から放射された輝線光を集光する集光光学系７３を備えている。
【０１１５】
輝線光光源７１は、輝線光光源６１と同様であり、波長の既知な１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光を放射する光源装置である。輝線光光源７１は、本実施形態では、例えば、輝線光光源６１と同様に、ペン型低圧キセノンランプである。
【０１１６】
筐体７２は、輝線光光源７１および集光光学系７３を収容する略直方体形状の箱体である。筐体７２の内部には、輝線光光源７１が嵌り込む収容凹部７２１が形成されている。この収容凹部７２１に輝線光光源７１としての前記ペン型低圧キセノンランプ７１が嵌り込んで配設されることで、ペン型低圧キセノンランプ７１が筐体７２に収納される。筐体７２の一方主面には、収容凹部７２１の開口に臨むように（収容凹部７２１の開口位置と一致するように）、ペン型低圧キセノンランプ７１から放射される輝線光を外部へ照射するための照射開口７２２が形成されている。そして、筐体７２内に形成される、ペン型低圧キセノンランプ７１と照射開口７２２との間の空間７２３には、適宜な位置に、集光光学系７３が配置されている。この集光光学系７３は、例えば両凸の正レンズ等の１または複数のレンズを備えている。
【０１１７】
反射部材７４は、ＦＴ型分光計Ｄに備えられている測定光光源から放射される測定光をバイアス光として用いるために、輝線光の照射方向に合わせて測定光を反射するための部材である。反射部材７４は、輝線光を透過させるための貫通開口７４１と、少なくとも貫通開口７４１に隣接する領域の表面に形成され、バイアス光に含まれる波長帯域の光を反射する反射領域７４２とを備える。反射領域７４２は、例えば、貫通開口７４１の一方側に形成されてもよく、また例えば、貫通開口７４１の両側に形成されてもよく、また例えば、前記一方主面の全面が反射領域７４２とされてもよい。反射部材７４は、筐体７２と、ＦＴ型分光計Ｄにおける入射開口１ａを形成した試料台１ｂとの間に、筐体７２の照射開口７２２と貫通開口７４１とが一部または全部で一致するように、配置される。このように配置されることによって、輝線光光源７１から放射された輝線光は、集光光学系７３、照射開口７２２および貫通開口７４１を介して入射開口１ａに入射され、そして、反射領域７４２によって、ＦＴ型分光計Ｄに備えられている測定光光源から放射される測定光をバイアス光として、輝線光の照射方向に合わせて測定光を反射し、バイアス光としての測定光が入射開口１ａに入射される。
【０１１８】
なお、照射開口７２２および／または貫通開口７４１には、例えば防塵のために、カバーガラスが配置されてもよい。ここで、Ａおよび／またはＢは、ＡおよびＢのうちの少なくとも一方を意味する。
【０１１９】
このような構成の第２態様のアタッチメントＡＴｂでは、輝線光光源７１から放射された輝線光は、集光光学系７３、照射開口７２２および貫通開口７４１を介して入射開口１ａに入射するとともに、ＦＴ型分光計Ｄの測定光光源から放射された測定光ＯＰ１は、反射領域７４２で反射することによってバイアス光ＯＰ２として輝線光の照射方向に合わせて入射開口１ａに入射する。
【０１２０】
したがって、このような第２態様のアタッチメントＡＴｂを備えるＦＴ型分光計Ｄでは、貫通開口７４１と反射領域７４２とが互いに隣接して配置されているので、貫通開口７４１と反射領域７４２とが同時に入射開口１ａに臨むように、アタッチメントＡＴｂをＦＴ型分光計Ｄに取り付けることが可能となる。このため、このようなＦＴ型分光計ＤおよびアタッチメントＡＴｂは、照射開口７２２を介して射出された輝線光を貫通開口７４１に入射させることで、ＦＴ型分光計Ｄの測定光光源から放射される測定光をバイアス光として干渉計１１に入射させることができるとともに、輝線光光源７１から放射される輝線光を干渉計１１に入射させることができる。そして、このようなＦＴ型分光計ＤおよびアタッチメントＡＴｂは、そのアタッチメントＡＴｂの反射部材７４の取り付け位置を調整することによって、入射開口１ａに臨む貫通開口７４１の開口面積と入射開口１ａに臨む反射領域７４２の反射面積との比を調整することができ、入射開口１ａから干渉計１１に入射される輝線光の光量と入射開口１ａから干渉計１１に入射されるバイアス光の光量との比を調整することができる。このため、このような構成のＦＴ型分光計およびアタッチメントＡＴｂは、輝線光にバイアス光を重畳する場合でも、センターバーストを検出しつつ輝線を検出可能なインターフェログラムを得ることが可能となる。
【０１２１】
そして、第２態様のアタッチメントＡＴｂは、集光光学系７３を備えるので、より多くの光量の輝線光を干渉計１１へ入射させることができ、ＳＮ比の向上を図ることが可能となる。
【０１２２】
また、第３態様のアタッチメントＡＴｃは、ＦＴ型分光計Ｄを波長校正する際に、所定光を入射させるための入射開口１ａを形成した試料台１ｂに配置されて用いられる装置である。第１および第２態様のアタッチメントＡＴａ、ＡＴｂは、ＦＴ型分光計Ｄの測定光をバイアス光としても用いたが、第３態様のアタッチメントＡＴｃは、輝線光光源だけでなくバイアス光を放射するバイアス光光源も備えるものである。このような第３態様のアタッチメントＡＴｃは、例えば、図１０に示すように、輝線光光源８１と、バイアス光光源８２と、重畳光学系８３と、筐体８４とを備えている。
【０１２３】
輝線光光源８１は、輝線光光源６１と同様であり、波長の既知な１または複数の輝線を含む輝線スペクトルを持つ輝線光を放射する光源装置である。輝線光光源８１は、本実施形態では、例えば、輝線光光源６１と同様に、ペン型低圧キセノンランプである。
【０１２４】
バイアス光光源８２は、連続スペクトルを持つバイアス光を放射する光源装置である。バイアス光光源８２には、バイアス光として用いられる波長帯の光を放射する適宜なランプが用いられ、例えば、本実施形態では、ハロゲンランプが用いられる。
【０１２５】
重畳光学系８３は、輝線光光源８１から放射される輝線光と、バイアス光光源８２から放射されるバイアス光とを互いに重畳するための光学系である。本実施形態では、輝線光光源８１とバイアス光光源８２とは、各光軸が互いに直交するように、筐体８４内にそれぞれ配置されており、このため、重畳光学系８３には、例えば、前記各光軸が直交するように交差する位置に、輝線光およびバイアス光がそれぞれ４５度の入射角で入射するように配置された半透鏡（ハーフミラー）８３である。
【０１２６】
筐体８４は、輝線光光源８１、バイアス光光源８２および重畳光学系８３を収容する略直方体形状の箱体である。筐体８４の一方主面には、重畳光学系８３で重畳された、輝線光光源８１から放射される輝線光およびバイアス光光源８２から放射されるバイアス光を外部へ照射するための照射開口８４１が形成されている。
【０１２７】
このような第３態様のアタッチメントＡＴｃでは、輝線光光源８１から放射された輝線光ＯＰ３は、半透鏡８３を透過し、照射開口７２２を介して入射開口１ａに入射するとともに、バイアス光光源８２から放射されたバイアス光ＯＰ２は、半透鏡８３で反射することによってその光路が輝線光ＯＰ３の照射方向に折り曲げられ、輝線光ＯＰ３の照射方向に合わせて照射開口７２２を介して入射開口１ａに入射する。
【０１２８】
このような第３態様のアタッチメントＡＴｃは、外付けで、輝線光光源８１とバイアス光光源８２とを提供することができる。したがって、ＦＴ型分光計が測定光光源を備えない場合でも、波長校正を行うことができ、一方、ＦＴ型分光計が測定光光源を備える場合には、輝線光の輝線スペクトルに対して好適な、測定光の連続スペクトルとは別の連続スペクトルを持つ光をバイアス光として用いることができる。例えば、バイアス光は、輝線光における輝線の位置（波長、波数）に相当する位置（波長、波数）の強度が比較的小さい連続スペクトルを持つことが好ましい。
【０１２９】
なお、第１態様のアタッチメントＴＡａおよび第３態様のアタッチメントＴＡｃも、図９に示す第２態様のアタッチメントＡＴｂと同様に、輝線光光源６１としてのペン型低圧キセノンランプ６１から照射開口６２２以前に配置され、ペン型低圧キセノンランプ６１から放射された輝線光を集光する集光光学系をさらに備えてもよい。
【０１３０】
また、上述では、ＦＴ型分光計Ｄは、測定対象の試料ＳＭで反射した反射光のスペクトルを求める反射型であったが、測定対象の試料ＳＭを透過した透過光のスペクトルを求める透過型であってもよい。このような透過型のＦＴ型分光計では、測定光光源が入射開口に対向する位置に配置され、試料ＳＭは、測定光光源と入射開口との間における試料台に配置される。このため、波長校正を行う場合に、試料ＳＭに代えアタッチメントＡＴが測定光光源と入射開口との間における前記試料台に配置されると、測定光光源からの測定光が入射開口に入射できない虞がある。このような場合でも図１０に示す第３態様のアタッチメントＡＴｃは、バイアス光光源８２を備えるので、波長校正を行うことができ、透過型のＦＴ型分光計に対し、好適である。
【０１３１】
また、上述では、ＦＴ型分光計Ｄは、輝線光光源６１、７１、８１がアタッチメントＡＴａ、ＡＴｂ、ＡＴｃ内に設けられたが、ＦＴ型分光計Ｄの筐体１内に設けられてもよい。
【０１３２】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【０１３３】
Ｄ  フーリエ変換型分光計
ＳＭ  試料
ＡＴａ、ＡＴｂ、ＡＴｃ  フーリエ変換型分光計用アタッチメント
１１  干渉計
４１  制御演算部
４１１  サンプリングデータ記憶部
４１２  センターバースト位置算出部
４１３  インターフェログラム算出部
４１４  スペクトル算出部
４１５  波長校正部
４１６  記憶部
【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】
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【図１０】
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