(57)【要約】   いくつかの実施形態によれば、マイクロ広帯域分光分析装置（ＭＷＳＡＤ）は、可視から遠赤外線まで動作するように設計されている。ＭＷＳＡＤは、ほぼすべての種類の分子分光法を実装する最初の統合プラットフォームです。この設計は、フレネルレンズ／ゾーンプレートなどの回折集束素子（ＤＦＥ）を、広範囲の有限範囲の調整デバイスと組み合わせて統合することに基づいている。広範囲の調整デバイスは、調整可能なレンズおよび／またはロングストロークリニアモーターです。有限調整デバイスは、ＭＥＭＳ  ／  ＰＺＴアクチュエーターによって制御されるマイクロピンホールです。ＭＥＭＳ  ／  ＰＺＴアクチュエータは、フレネルレンズ／  ＤＦＥのクロマティックフォーカス全体のマイクロピンホールの位置を有限調整するために使用されます。ロングストロークリニアモーターは、クロマティックスフォーカス全体のピンホール位置を広範囲にチューニングするために使用されます。チューナブルレンズは、マイクロピンホール内のクロマティックスフォーカスの位置を広帯域でチューニングするために使用される。【選択図】      図１Ｂ
2021512338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
１つまたは複数の分光入力ビームを受け取るように構成され、１つまたは複数の分光入力ビームに関連する光の少なくとも一部を送信するように構成された準クロマティック集束要素と、
準クロマティック集束要素の焦点位置を調整するように構成された可動または調整可能なレンズと、
順次光学装置と、
透過した少なくとも一部の光を受け取り、透過した光の少なくとも一部をシーケンシャル光学デバイスに送ることができるように構成された可動または静的光開口と
を有する装置。
【請求項２】
前記逐次光学装置が、光センサ、コリメート光学素子およびファブリ、ペロー干渉計デバイスのうちの少なくとも（１つ）を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記可動光開口部がピンホールまたはスリットを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記準有彩集束要素は、フレネルレンズ、フレネル帯板、フォトンシーブ、ピンホールシーブ、および調整可能な回折集束素子のうちの少なくとも（１つ）を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
請求項（１）に記載の装置であって、さらに、下記の少なくとも（１つ）を含むことを特徴とするデバイス
（ｉ）送信された光の少なくとも一部からスペクトル帯域を送信することを可能にするように構成された調整可能な空間ノッチフィルタ
（ｉｉ）前記透過光の少なくとも一部を平行化するように構成されたコリメーティングレンズであって、前記コリメートされた光の少なくとも一部を分光分析器に前進させるように構成されたコリメーティングレンズであって、前記透過光の少なくとも一部を分析するように構成された分光分析器である。
【請求項６】
請求項（１）に記載の装置であって、
準有彩集束素子は、広帯域動作状態において、透過光の少なくとも一部を集束させるように構成される、
準有彩集束要素および可動または調節可能なレンズおよび光センサのうちの少なくとも（１つ）は、少なくとも（１つ）の広帯域材料を含む。
【請求項７】
前記可動光開口部を通して前記光の少なくとも一部を集束させるように構成された少なくとも（１つ）のさらなるデバイスをさらに備え、前記少なくとも（１つ）のさらなるデバイスは、調節可能な焦点回折素子、圧電アクチュエータ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）光開口膜、ｄｃリニアモータ、および微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）光開口フォトセンサのうちの１つ以上を含む、請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記可動光開口部は、高分解能分光分析を行うように構成された準有彩集束素子の回折限界に近づく直径又は幅を有するように設計されている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記光センサに結合された１つ以上のさらなる装置をさらに備え、前記１つ以上のさらなる装置は、電子増幅器、冷却装置、光検出器、電子増幅器、および冷却装置を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記準有彩集束要素および前記可動または調節可能なレンズのうちの少なくとも（１つ）は、広帯域透過材料を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記可動または調節可能なレンズは、少なくとも（１つ）のレンズを含むことを特徴とする請求項１記載の装置、
広帯域透明窓、広帯域透明導電性電極、広帯域透明凸レンズ、広帯域透明液晶、広帯域液体材料、広帯域液体流体、調整可能な回折集束素子、エレクトロウェッティング、レンズ及び液晶レンズ。
【請求項１２】
請求項７記載の装置であって、少なくとも（１つ）の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）光開口センサは、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ピンホール装置に結合される
可動または調節可能なレンズは、送信された光の少なくとも一部の広帯域同調を実行するように構成され、
ｄｃリニアモータは、送信された光の少なくとも一部の広帯域同調を可能にするように構成される
圧電アクチュエータは、透過光の少なくとも一部の微調整を可能にするように構成される
マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）光開口光センサは、透過光の少なくとも一部の微調整を可能にするように構成される。
【請求項１３】
前記１つ以上の入力ビームは、以下の種類の１つ以上のプローブビームを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記可動または調節可能なレンズは、前記移動可能な光開口を通して前記透過光の少なくとも一部を整列させるように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記ノッチフィルタは、分光法のさらなる段階を実行するように構成された調整可能なノッチ−空間フィルタである、請求項５に記載の装置。
【請求項１６】
装置は、
光子ふるいまたはピンホールシーブを含むふるい光学素子であって、１つ以上の分光入力ビームを受け取り、少なくとも（１つ）または複数の分光入力ビームに関連する光の少なくとも一部を透過するように構成されたふるい光学素子と、
透過光の少なくとも一部を受光するように構成された光センサと、光センサが透過光の少なくとも一部を受光することを可能にするように構成された可動光開口部とを含む。
【請求項１７】
請求項１６記載の装置であって、さらに、可動または調節可能なレンズを含むことを特徴とする装置
ふるい光学素子の焦点位置を調整する。
【請求項１８】
前記可動光開口部がピンホールまたはスリットを含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記準有彩集束要素は、フレネルレンズ、フレネル帯板、フォトンシーブ、ピンホールシーブ、および調整可能な回折集束素子のうちの少なくとも（１つ）を含むことを特徴とする請求項１６記載の装置。
【請求項２０】
請求項１６記載の装置であって、さらに、以下の少なくとも（１つ）を含む装置
（ｉ）送信された光の少なくとも一部からスペクトル帯域を送信することを可能にするように構成された調整可能な空間ノッチフィルタ
（ｉｉ）前記透過光の少なくとも一部を平行化するように構成されたコリメーティングレンズであって、前記コリメートされた光の少なくとも一部を分光分析器に前進させるように構成されたコリメーティングレンズであって、前記透過光の少なくとも一部を分析するように構成された分光分析器である。
【請求項２１】
請求項１６記載の装置であって、
準有彩集束素子は、広帯域動作状態において、透過光の少なくとも一部を集束させるように構成される準有彩集束要素および可動または調節可能なレンズおよび光センサのうちの少なくとも（１つ）は、少なくとも（１つ）の広帯域材料を含む。
【請求項２２】
少なくとも（１つ）のさらなるデバイスをさらに備える、請求項１６記載のデバイス
可変焦点回折素子、圧電アクチュエータ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）光開口膜、ｄｃリニアモータ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）光開口光センサ、および可動または調整可能レンズのうちの（１つ）または複数を含む少なくとも（１つ）のさらなるデバイス。
【請求項２３】
請求項１６記載の装置であって、前記可動光開口部は、
高分解能分光分析を行うように構成された準有彩集束素子の回折限界に近づく直径又は幅を有する。
【請求項２４】
前記光センサに結合された１つ以上のさらなる装置をさらに備え、前記１つ以上のさらなる装置は、電子増幅器、冷却装置、光検出器、電子増幅器、および冷却装置を含む、請求項に記載の装置。
【請求項２５】
前記準有彩集束要素および前記可動または調節可能なレンズのうちの少なくとも（１つ）は、広帯域透過材料を含む、請求項に記載の装置。
【請求項２６】
可動または調節可能なレンズは、広帯域透明窓、広帯域透明導電性電極、広帯域透明凸レンズ、および広帯域透明液晶、広帯域液体材料、広帯域液体流体、調整可能な回折集束素子、エレクトロウェッティング、レンズ及び液晶レンズ。
【請求項２７】
請求項２２記載の装置であって、さらに、可動または調節可能なレンズを含むことを特徴とする装置、
前記篩光学素子の焦点位置を調整する工程であって、前記篩光学素子の焦点位置を調整する工程であって、前記篩光学素子の焦点位置を調整する
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）光開口センサは、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ピンホール装置に結合され、
可動または調節可能なレンズは、送信された光の少なくとも一部の広帯域同調を実行するように構成され、
ｄｃリニアモータは、送信された光の少なくとも一部の広帯域同調を可能にするように構成され、
圧電アクチュエータは、透過光の少なくとも一部の微調整を可能にするように構成される
マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）光開口光センサは、透過光の少なくとも一部の微調整を可能にするように構成される。
【請求項２８】
前記１つ以上の入力ビームが１つ以上を含む、請求項に記載の装置、レーザ、ラマン散乱、赤外吸収、赤外反射、紫外−可視（ＵＶ−Ｖｉｓ）吸収、紫外−可視（ＵＶ−Ｖｉｓ）反射、蛍光散乱、および測色ビームのタイプのプローブ、ビーム。
【請求項２９】
前記可動または調節可能なレンズは、前記移動可能な光開口を通して前記透過光の少なくとも一部を整列させるように構成されている、請求項に記載の装置。
【請求項３０】
前記ノッチフィルタは、調整可能なノッチ−空間フィルタである、請求項に記載の装置
分光法のさらなる段階を実行するように構成されている。
【請求項３１】
前記光学ふるいは広帯域分光法を実行するように構成され、前記光学ふるいの１つ以上のピンホールは、前記光学ふるいの１つ以上の内輪より長い波長に関連する１つ以上の外側リングを有する、請求項に記載の装置。
【請求項３２】
広帯域の調整可能な空間ノイズフィルタは、以下のようになる
（１つ）または複数の分光プローブ入力ビームを受け取るように構成された準有彩集束素子と、
前記準有彩色集束光が前記光開口部自体を通過することを可能にするように構成された光開口部と、前記光開口部を通過するように構成された光開口部と
光開口部を通過した光の焦点を制御するように構成された集束モジュールを含む。
【請求項３３】
分光分析の１段階を実行するように構成された分光分析装置の少なくとも一部を含み、さらに、光開口部を通過した光を検出するように構成された光センサを備える、請求項３２記載の広帯域可変空間ノイズフィルタ。
【請求項３４】
少なくとも（１つ）のスペクトル帯域を含む１つ以上の分光プローブ入力ビームに、１つ以上の分光プローブ入力ビームに関連する光を焦点および透過させるように構成されたノッチフィルタをさらに備える、請求項（３２）に記載の広帯域可変空間ノイズフィルタ。
【請求項３５】
前記集束モジュールは、調整可能なレンズ、調整可能な回折素子、圧電アクチュエータ、直流（ＤＣ）モータ、およびピンホール微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）のうちの少なくとも（１つ）を含む、請求項３２記載の広帯域可変空間ノイズフィルタ。
【請求項３６】
２段階の分光分析を実行するように構成された分光分析装置の少なくとも一部を含む、請求項３２記載の広帯域可変空間ノイズフィルタ光開口部を通過した準有彩色光をコリメートするように構成されたコリメート光学系と、分光分析を可能にするように構成されたコリメートレンズと、分光分析を行うように構成されたファブリ、ペロー干渉計装置とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連アプリケーション
本出願は、ＬＴ．Ｓ。の利点を主張する。２０１８年１月２６日に提出された仮出願番号６２  ／  ６２２，７６０およびＬＴ．Ｓ．２０１８年２月２７日に提出された仮出願番号６２  ／  ６２３，００９、上記の出願のすべての教は、参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
分光法は、質量分光法、原子顕微鏡、および分子分光法の（３つ）の主要なカテゴリーに分割される。本発明のｍｗｓａｄは、分子分光分析に関連し、いくつかの実施形態では、光学的原子顕微鏡に関連する。分子分光法は、ラマン、赤外、ＵＶ−可視、測色ｎｉｒ、フーリエ変換分光法、および、蛍光を生成する。
【０００３】
ほとんどのｉｒ分光法は、フーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光技術を使用し、これは、好ましくは、スペクトルを分析するための可動ミラーを有する干渉計を必要とする。出力データに従うスペクトルデータを抽出するための変換アルゴリズムが必要である。しかし、他の分光分析装置／コンポーネントは、グレーティング、プリズム、及びファブリ、ペロー干渉計を使用することに依存する。一般に、格子ベースのスペクトル分析は、ｆｔｉｒで使用される干渉計よりもはるかに高い解像力を有する。ｆｐは、通常、非常に高い分解能で設計される。これらの種類の分光技術または装置）の基本的な設計は、ほとんど共通していない。格子ベースの分光計は、グレーティング内の溝の数によって区別される。溝の数は、分光計の分解能に影響を及ぼすＦＴＩＲ、グレーティングベース、及びファブリ。ペロー分光計は、完全に異なる技術であり、それらが動作する方法における基本的な相違に起因して組み合わされないことがある。
【発明の概要】
【０００４】
実施形態は、デバイスおよび方法に関する。
一実施形態では、デバイスは、１つ以上の分光入力ビームを受け取るように構成され、１つ以上の分光入力ビームに関連する光の少なくとも一部を透過するように構成された準有彩集束素子を危うくする。装置は、逐次光学装置を含み、光の少なくとも一部を透過し、透過光の少なくとも一部を順次光学装置に通すことを可能にするように構成された可動または静止光開口部を含む。
【０００５】
いくつかの実施形態によれば、装置は、準有彩集束要素の焦点位置を調整するように構成された可動または調節可能なレンズを含むことができる。いくつかの実施形態によれば、逐次光学装置は、光センサ、コリメート光学素子およびファブリ。ペロー干渉計デバイスのうちの少なくとも（１つ）を備えることができる。可動光開口部はピンホールまたはスリットを含む  準有彩集束要素は、フレネルレンズ、フレネル帯板、フォトンシーブ、ピンホールシーブ、および調整可能な回折集束素子のうちの少なくとも（１つ）を含むことができる。
【０００６】
いくつかの実施形態によれば、装置は、（ｉ）散乱ノイズを除去することができる透過光の少なくとも一部からスペクトル帯域を透過させることを可能にするように構成された調整可能な空間ノッチフィルタと、（ｉｉ）透過光の少なくとも一部を平行化するように構成されたコリメーティングレンズとを含み、コリメートレンズは、さらに、透過光の少なくとも一部をスペクトルアナライザに前進させるように構成されていると、透過光の少なくとも一部を分析するように構成された分光分析器（ファブリ。ペロー干渉計デバイスまたは他の分光システムを含むスペクトルアナライザ）である。
【０００７】
いくつかの実施形態によれば、準有彩集束要素は、広帯域動作状態において、透過光の少なくとも一部を集束させるように構成することができる。準有彩集束要素および可動または調節可能なレンズおよび光センサのうちの少なくとも（１つ）は、少なくとも（１つ）の広帯域材料を含むことができる。
【０００８】
いくつかの実施形態によれば、デバイスは、可動光開口を通して光の少なくとも一部を集束させるように構成された少なくとも（１つ）のさらなるデバイスと、調整可能な焦点回折素子、圧電アクチュエータ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）光開口膜、ｄｃリニアモータ、および微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）光開口フォトセンサのうちの１つ以上を含む少なくとも（１つ）のさらなるデバイスとを含むことができる。ｄｃリニアモータは、例えばリニアボイスコイルモータであってもよい。
【０００９】
いくつかの実施形態によれば、可動光開口部は、高分解能分光分析を行うように構成された準有彩集束素子の回折限界に近づく直径または幅を有するように設計され得る。デバイスは、光センサに結合された１つ以上のさらなるデバイスと、電子増幅器と、冷却デバイスと、光検出器と、電子増幅器と、冷却デバイスとを含む１つ以上のさらなるデバイスとを含むことができる。
【００１０】
いくつかの実施形態によれば、準有彩集束要素および可動または調節可能なレンズのうちの少なくとも（１つ）は、広帯域透過材料を含む。可動または調節可能なレンズは、広帯域透明窓、広帯域のうちの少なくとも（１つ）を含むことができる。透明導電性電極、広帯域透明凸レンズ、広帯域透明液晶、広帯域液体材料、広帯域液体流体、調整可能な回折集束素子、エレクトロウェッティング。レンズ、及び液晶レンズを含む。
【００１１】
いくつかの実施形態によれば、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）光開口光センサは、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ピンホール装置に結合され得る。可動または調節可能なレンズは、透過光の少なくとも一部の広帯域同調を実行するように構成することができる。例えば、リニアボイスコイルモータであってもよいｄｃリニアモータは、送信された光の少なくとも一部の広帯域同調を可能にするように構成することができる  圧電アクチュエータは、透過光の少なくとも一部の微調整を可能にするように構成することができる。マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）光開口光センサは、透過光の少なくとも一部の微調整を可能にするように構成することができる。
【００１２】
いくつかの実施形態によれば、１つ以上の入力ビームは、レーザラマン散乱、赤外吸収、赤外反射、赤外可視（ＵＶ−Ｖｉｓ）吸収、紫外可視（ＵＶ−Ｖｉｓ）反射、蛍光散乱、および測色ビームのタイプの１つ以上のプローブビームを含むことができる。可動または調整可能なレンズは、可動光開口を通して透過光の少なくとも一部を整列させるように構成することができる  ノッチフィルタは、分光法のさらなる段階を実行するように構成された調整可能なノッチ−空間フィルタであってもよい。
【００１３】
別の実施形態によれば、デバイスは、フォトンシーブまたはピンホールふるいを含むふるい光学素子を含む。ふるい光学素子は、１つ以上の分光入力ビームを受け取り、１つ以上の分光入力ビームに関連する光の少なくとも一部を透過するように構成される。装置は、透過光の少なくとも一部を受光するように構成された光センサを含む  装置は、光センサが透過光の少なくとも一部を受光することを可能にするように構成された可動光開口を含む。
【００１４】
さらに、関連する実施形態では、装置は、ふるい光学要素の焦点位置を調整するように構成された可動または調節可能なレンズを含むことができる。可動光開口部はピンホールまたはスリットを含むことができる。準有彩集束要素は、フレネルレンズ、フレネル帯板、フォトンシーブ、ピンホールシーブ、および調整可能な回折集束素子のうちの少なくとも（１つ）を含むことができる。
【００１５】
いくつかの実施形態によれば、装置は、（ｉ）散乱ノイズを除去することができる透過光の少なくとも一部からスペクトル帯域を透過させることができるように構成された調整可能な空間ノッチフィルタと、（ｉｉ）透過光の少なくとも一部を平行化するように構成されたコリメーティングレンズと、を含み、コリメートレンズは、透過光の少なくとも一部をスペクトルアナライザに前進させるようにさらに構成されると、透過光の少なくとも一部を分析するように構成された分光分析器（ファブリ。ペロー干渉計デバイスまたは他の分光システムを含むスペクトルアナライザ）である。
【００１６】
いくつかの実施形態によれば、準有彩集束要素は、広帯域動作状態において、透過光の少なくとも一部を集束させるように構成することができる。準有彩集束要素および可動または調節可能なレンズおよび光センサのうちの少なくとも（１つ）は、少なくとも（１つ）の広帯域材料を含むことができる。
【００１７】
いくつかの実施形態によれば、デバイスは、可動光開口を通して光の少なくとも一部を集束させるように構成された少なくとも（１つ）のさらなるデバイスを含むことができる。少なくとも（１つ）のさらなるデバイスは、調整可能な焦点回折素子、圧電アクチュエータ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）光開口膜、ｄｃリニアモータ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）光開口光センサ、および可動または調整可能レンズのうちの１つ以上を含むことができる。
【００１８】
いくつかの実施形態によれば、可動光開口部は、高分解能分光分析を行うように構成された準有彩集束素子の回折限界に近づく直径または幅を有するように設計され得る。デバイスは、光センサに結合された１つ以上のさらなるデバイスをさらに含むことができる。（１つ）または複数のさらなる装置は、電子増幅器、冷却装置、光検出器、電子増幅器、および冷却装置のうちの少なくとも（１つ）を含むことができる。
【００１９】
いくつかの実施形態によれば、準有彩集束要素および可動または調節可能なレンズのうちの少なくとも（１つ）は、広帯域透過材料を含む。可動または調節可能なレンズは、広帯域透明窓、広帯域透明導電性電極、広帯域透明凸レンズ、および広帯域透明液晶、広帯域液体材料、広帯域液体流体、調整可能な回折集束素子、エレクトロウェッティング。レンズ、および液晶レンズのうちの少なくとも（１つ）を含むことができる。
【００２０】
いくつかの実施形態によれば、デバイスは、ふるい光学素子の焦点位置を調整するように構成された移動可能または調節可能なレンズをさらに備え、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）光開口光センサの少なくとも（１つ）は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ピンホールデバイスに結合され、可動または調整可能レンズは、透過光の少なくとも一部の広帯域同調を実行するように構成される  の少なくとも一部の広帯域同調を可能にするように構成され、前記圧電アクチュエータは、前記透過光の少なくとも一部の微調整を可能にするように構成され、前記微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）光開口型フォトセンサは、透過光の少なくとも一部の微調整を可能にするように構成される。
【００２１】
いくつかの実施形態によれば、１つ以上の入力ビームは、レーザラマン散乱、赤外吸収、赤外反射、紫外可視（ＵＶ−Ｖｉｓ）吸収、紫外可視（ＵＶ−Ｖｉｓ）反射、蛍光散乱、および測色ビームのうちの１つ以上のプローブビームを含むことができる。可動または調整可能なレンズは、可動光開口を通して透過光の少なくとも一部を整列させるように構成することができる  ノッチフィルタは、分光法のさらなる段階を実行するように構成された調整可能なノッチ−空間フィルタであってもよい。
【００２２】
いくつかの実施形態によれば、光学ふるいは広帯域分光法を実行するように構成され、光学ふるいの１つ以上のピンホールは、光学ふるいの１つ以上の内輪より長い波長に関連する１つ以上の外側リングを有する。
【００２３】
さらなる実施形態では、広帯域可変空間ノイズフィルタが提供される。広帯域可変空間ノイズフィルタは、１つ以上の分光プローブ入力ビームを受信するように構成された準有彩集束素子を含む。分光分析装置は、準有彩色集束光が光開口部自体を通過することを可能にするように構成された光開口部を含む。分光分析装置は、光開口部を通過した光の焦点を制御するように構成された集束モジュールを含む。
【００２４】
さらに、関連する実施形態では、広帯域可変空間ノイズフィルタは、分光分析の１段階を実行するように構成された分光分析装置の少なくとも一部を含むことができ、さらに、光開口部を通過した光を検出するように構成された光センサを備える。
【００２５】
いくつかの実施形態によれば、広帯域可変空間雑音フィルタは、準有彩集束要素が（１つ）または複数の分光プローブ入力ビームに関連付けられた光を集束させ、送信することを可能にするように構成されたノッチフィルタを含むことができる。１つ以上の分光プローブ入力ビームは、少なくとも（１つ）のスペクトル帯域を含むことができる。
【００２６】
広帯域可変空間ノイズフィルタのいくつかの実施形態によれば、集束モジュールは、調整可能なレンズ、調整可能な回折素子、圧電アクチュエータ、直流（ＤＣ）モータ、およびピンホール微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）のうちの少なくとも（１つ）を含むことができる。
【００２７】
広帯域可変空間ノイズフィルタのいくつかの実施形態は、２段階の分光を実行するように構成された分光分析装置の少なくとも一部を含むことができ、さらに、光開口部を通過した準有彩色光を平行化するように構成されたコリメート光学系と、分光分析を可能にするように構成されたコリメーティングレンズとをさらに含むことができる。分光分析装置のいくつかの実施形態は、ファブリ、ペローを含むことができる分光分析を実行するように構成された干渉計デバイス。
【００２８】
いくつかの実施形態によれば、分光分析装置は、分光プローブ入力ビームと、スペクトル帯域を透過させるためのノッチフィルタと、特定の準有彩光が光開口を通過することを可能にするためのライト開口とを含む  装置は、準有彩色焦点要素を光開口を通して集束させるように制御するための少なくとも（１つ）の手段と、光開口を透過した光を検出するための光センサと、スペクトル分析の第２段階のために光開口を通して透過された準有彩色光をコリメートするためのコリメーティングレンズと、第２段スペクトル分析を有するファブリ。ペロー干渉計デバイスとを備える  前記選択された少なくとも（１つ）の群の少なくとも（１つ）の部材が、フレネルレンズ、フレネル帯板、フォトンシーブ、ピンホールシーブ、調整可能な回折集束素子を含む。広帯域動作条件のための有彩色集束要素は、例えば、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）（０．４５ｐｍおよび２１．５ｐｍ）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）（０．１８−１４ｐｍ）フッ化カルシウム（ＣａＦ２）（０．１８−１１）からなる群のうちの少なくとも（１つ）の部材を含む材料を含むことができる  ５  ｍ）塩化カリウム（０．２１−２０ｐｍ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）０．２５−１６ｐｍ、ヨウ化セシウム（ｃｓｆ）（０．２５−５５ｐｍ）及びダイヤモンド（０．２２５−ＴＨｚ）、並びにこれらに限定されないが、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン（ｐｖｄｆ）及びｐｍｍａを含む有機材料が挙げられる。
【００２９】
いくつかの実施形態によれば、準有彩集束素子を制御するための手段は、波長可変レンズ、可変焦点回折素子、圧電アクチュエータ、光開口膜を有するｍｅｍｓ、ｄｃリニアモータ、およびｍｅｍｓ光開口光センサが一体化された、波長可変レンズ、可変焦点回折素子、圧電アクチュエータ、ｍｅｍｓからなる群のうちの少なくとも（１つ）の部材であることができる光開口を通して焦点を合わせる。
【００３０】
いくつかの実施形態によれば、光開口部は、高分解能分光分析を達成するために、有彩色集束要素の回折限界に近づく直径で設計される。
【００３１】
いくつかの実施形態によれば、光センサは広帯域動作ブランド材料から選択される。
【００３２】
いくつかの実施形態によれば、広帯域スペクトル応答を達成するための光センサは、チューナブル。ハイブリッド。ｐｙｏ検出器（０．１−１０００ｐｍ）、サーモパイル検出器（３００ｐｍ；ｐｂｓ検出器（ｌ５０ｎｍ−２．６ｐ）、ｐｂｓｅ検出器（１５０ｎｍ−４．６ｐ）、およびｉｎｇａａｓ（０．９−１．６ｐ）からなる群の少なくとも一つの部材とすることができる。高感度用の光センサは、電子増幅器と一体化され、冷却装置またはシステムと一体化され、光検出器、電子増幅器および冷却装置またはシステムを備える。
【００３３】
いくつかの実施形態によれば、広帯域液晶レンズは、広帯域透明窓を危うくし、ここで、前記選択された群の少なくとも（１つ）の部材は、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）を含む）フッ化バリウム（ＢａＦ２）（０．１８−１４ｐｍ）フッ化カルシウム（ＣａＦ２）（０．１８−１１．５ｐｍ）塩化カリウム（０．２１−２０ｐｍ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）０．２５−１６ｐｍ、ヨウ化セシウム（ｃｓｆ）（０．２５−５５ｐｍ）ダイヤモンド（０．２２５−ＴＨｚ）、有機材料としては、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン（ｐｖｄｆ）およびｐｍｍａが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３４】
いくつかの実施形態によれば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、アルミニウム酸化亜鉛（ＡＺＯ）、アルミニウム酸化亜鉛（ＡＺＯ）。ｚｎｏ、ドープされたダイヤモンド、カーボンナノチューブ、グラフェンおよびグラフェン酸化物。
【００３５】
いくつかの実施形態によれば、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）（０．４５ｐｍおよび２１．５ｐｍ）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）（０．１８−１４ｐｍ）フッ化カルシウム（ＣａＦ２）（０．１８−１１．５ｐｍ）塩化カリウム（０．２１−２０ｐｍ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）０．２５−１６ｐｍ、ヨウ化セシウム（ｃｓｆ）（０．２５−５５ｐｍ）ダイヤモンド（０．２２５−ＴＨｚ）を含む群から選択された凸レンズと、有機材料としては、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン（ｐｖｄｆ）およびｐｍｍａが挙げられるが、これらに限定されない  本発明の広帯域液晶レンズは、アゾベンゼン液晶、アゾベンゼン単量体、キラルアゾベンゼン色素、光配向性物質、高速アゾベンゼン液晶を含む群のうちの少なくとも１種を選択した液晶を含有することを特徴とする広帯域液晶レンズ。
いくつかの実施形態によれば、前記ファブリ。ペロー干渉計デバイスは、前記光センサと一体化されることを特徴とする、スペクトル分析の第２の位相のためのファブリ。ペロー干渉計デバイスである。
【００３６】
いくつかの実施形態によれば、前記ｍｅｍｓピンホールデバイスは、前記フォトセンサと一体化されることを特徴とする。
【００３７】
いくつかの実施形態によれば、可変レンズは広帯域同調のためのものであってもよく、直流リニアモータは広帯域同調のためのものであり、圧電アクチュエータは微調整のためのものである。ｍｅｍｓ光開口は、超高速チューニングのためのものである。
【００３８】
いくつかの実施形態によれば、広帯域分光法のためのふるいは、外側リングのピンホールが分光法に使用される最長波長のオーダーであると言われてもよい。入力ビームは、レーザラマン散乱からのプローブビーム、ｉｒ吸収からのプローブビーム、ＵＶ−ｖｉｓ吸収のプローブビーム、蛍光散乱からのプローブビーム、を含む群の少なくとも（１つ）のプローブビームを結合することができる。
【００３９】
いくつかの実施形態によれば、光開口は、準有彩色光の焦点合わせを通過するように制御するトランスバのための手段上に配置することができる。分光の第２段階のための調整可能なノッチ−空間フィルタは、特定の準位を可能にするための光開口を危うくする。
有彩色集束光は、光開口を通過し、準有彩焦点要素を制御するための少なくとも（１つ）の平均は、光開口を通して焦点を合わせる。調整可能なノッチ−空間フィルタは、特定の準有彩色集束光が光開口を通過することを可能にするための光開口を危うくし、準有彩焦点要素を制御するための少なくとも（１つ）の手段は、光開口を通して焦点を合わせる。
【００４０】
いくつかの実施形態によれば、入力ビームは、レーザラマン散乱からのプローブビーム、ｉｒ吸収からのプローブビーム、ＵＶ−ｖｉｓ吸収のプローブビーム、蛍光散乱からのプローブビームを含む、グループの少なくとも（１つ）のプローブビームを結合することができる。
【００４１】
実施形態は、以下の１つ以上を含むことができる。
光開口
球面光学用ピンホール
シリンドリカルレンズ用スリット
準有彩集束素子
フレネルレンズ
フォトンふるい
ピンホールふるい
［解決手段］
準有彩集束要素および手段の両方として機能する
準有彩集束素子を制御するために、光開口を介して焦点を合わせる
準有彩集束素子を制御する手段は、光開口を通して焦点を合わせる
調整可能なレンズ
液晶レンズ
エレクトロウェッティング、レンズ
ボイスコイル可変レンズのようなズームレンズ
伸縮性回折素子
、ピエゾ電気結晶（ｍ−１００ｍ）
、ピンホールｍｅｍｓ（微小電気機械システム）（）または最良数ミクロン）
リニアｄｃモータ（ｃｍ）。
いくつかの実施形態によれば、ｍｅｍｓピンホールデバイスは、光センサと一体化されてもよく、広帯域チューニング用の調整可能レンズ、広帯域チューニング用の可変レンズ、ｄｃリニアモータは広帯域同調用であってもよく、圧電アクチュエータは、微調整用であってもよく、ｍｅｍｓ光開口は、超高速チューニング用であってもよい。
いくつかの実施形態によれば、光センサ材料は広帯域動作ブランド材料（７）から選択することができ、広帯域スペクトル応答を達成するための光センサは、波長可変ハイブリッドｐｙｏ検出器（０．１−１０００ｐｍ）、サーモパイル検出器（３００ｐｍ；ｐｂｓ検出器（ｌ５０ｎｍ−２．６ｐ）、ｐｂｓｅ検出器（１５０ｎｍ−４．６ｐ）、およびｉｎｇａａｓ（０．９−１．６ｐ）を含む群の選択された少なくとも（１つ）の部材である  （８）高感度の光センサは電子増幅器（９）と一体化され、光センサは冷却装置（１０）と一体化され、光センサは冷却装置（１１）と一体化され、請求項７記載の光センサは光検出器、電子増幅器および冷却システムまたは装置を危うくする。（１２）広帯域液晶レンズは、（ａ）広帯域透明窓を含み、ここで、前記選択された少なくとも（１つ）のグループのメンバーは、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）（０．４５ｐｍ、（２１）を含む  ５  、フッ化バリウム（ＢａＦ（２）（０．１８−１４ｐｍ）フッ化カルシウム（ＣａＦ２）（０．１８−１１．５ｐｍ）塩化カリウム（０．２１−２０ｐｍ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）０．２５−１６ｐｍ、ヨウ化セシウム（ｃｓｆ）（０．２５−５５ｐｍ）ダイヤモンド（０．２２５−ＴＨｚ）、有機材料としては、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン（ｐｖｄｆ）およびｐｍｍａが挙げられるが、これらに限定されるものではない  （ｂ）錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、アルミニウム酸化亜鉛（ＡＺＯ）、アルミニウム酸化亜鉛（ＡＺＯ）。ｚｎｏ、ドープされたダイヤモンド、カーボンナノチューブ、グラフェンおよび酸化グラフェン（ｃ）凸レンズであって、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）（０．４５ｐｍおよび２１．５ｐｍ）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）（０．１８−１４ｐｍ）フッ化カルシウム（ＣａＦ２）（０．１８−１１．５ｐｍ）塩化カリウム（０）を含む群から選択される  ２１  −２０ｐｍ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）（０．２５−１６ｐｍ）、ヨウ化セシウム（ｃｓｆ）（０．２５−５５ｐｍ）ダイヤモンド（０．２２５−ＴＨｚ）であり、有機材料としては、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン（ｐｖｄｆ）およびｐｍｍａが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４２】
いくつかの実施形態によれば、微小広帯域分光分析デバイス（ＭＷＳＡＤ）は、可視から遠赤外線まで動作するように設計することができる。ｍｗｓａｄは、ほぼすべての種類の分子分光法を実施するための第１の統合プラットフォームである。この設計は、フレネル。レンズ／ゾーン。プレート、光子。ふるい、広範囲および有限範囲のチューニング。デバイスを有するピンホール。ふるいなどの回折集束素子（ＤＦＥ）を結合／統合することに基づく。
【００４３】
いくつかの実施形態によれば、単色光の場合、ｄｆｅは、焦点が増加するにつれて分解能が増大する複数の焦点を有する。有彩色（）または準有彩色）光の場合、各焦点は、多波長（）または準色収差）焦点に分散される。ｄｆｅの有彩色（）又は準有彩色）焦点の間の平均焦点では、ｄｆｅの回折限界の順に直径を有するピンホールが配置される。有彩色焦点位置を横切るピンホール位置を調整することにより、そのスペクトル成分に光を分析することが可能である。ピンホール位置は、広帯域および有限のチューニングデバイスを使用することによって調整される。
【００４４】
いくつかの実施形態によれば、調整可能レンズ、圧電結晶、ピンホールｍｅｍｓ膜、ｄｃリニアモータは、ピンホールまたは光開口を通して焦点を合わせる色収差を制御するための全ての手段である。
いくつかの実施形態によれば、広範囲のチューニングデバイスは、調整可能なレンズおよび／またはロングストロークのリニアモータである。有限同調デバイスは、ＭＥＭＳ／ｐｚｔアクチュエータによって制御される微小ピンホールである。ＭＥＭＳ／ｐｚｔアクチュエータは、ｄｆｅの有彩色（）または準色収差）焦点におけるピンホール位置を有限に調整するために使用される。これは、ラマン分光法を含む用途に適している  長ストロークリニアモータは、有彩色（）または準色収差）を横切る微小ピンホール位置を広範囲で調整するために使用される。波長可変レンズは、マイクロピンホール内の波長（）または準色収差）の焦点位置を広帯域に調整するために使用される。広範なチューニング装置は、ＥＴＶ−ｖｉｓを含む適用に適している測色法、蛍光体、原子分光法、ｉｒ分光法。
いくつかの実施形態によれば、有彩色（）または準有彩色）の焦点のいずれかでピンホールと組み合わされたｄｆｅは、空間ノイズフィルタとして動作すると共に、スペクトルの別の部分のためのノッチフィルタとして動作する。ｄｆｅを同調レンズと組み合わせることにより、調整可能なノッチ／空間フィルタの組合せが作成される。この組み合わせのこの特徴は、ラマン分光応用における蛍光及びレイリー散乱を軽減するために非常に重要である。したがって、特定の波長のノッチフィルタをｍｗｓａｄに合成／積分することが任意になる。
【００４５】
いくつかの実施形態によれば、より高度な設計において、ｍｗｓａｄは、微小ファブリ。ペロー干渉計デバイスのための調整可能なノッチフィルタとして使用される。ｍｗｓａｄとファブリ。ペロー干渉計デバイスとの組み合わせは、非常に高分解能の広帯域分光分析装置を製造する。解像力は（１０１１）のオーダーである。
【００４６】
いくつかの実施形態によれば、非常に高い分解能および３００ｎｍ−２０ｐｍの動作帯域を有するｄｆｅが、この装置のために設計される。ｄｆｅ用の好ましい材料は、セレン化亜鉛透過率窓（０．４５ｐｍ−２１．５ｐｍ）と塩化カリウム（０．２１−２０ｐｍ）である。他の一組の材料については、本発明において後述する。ｄｆｅがフォトンシーブまたはピンホールシーブである場合、ｄｆｅは、不透明な材料のシート上に穴を開けることによって製造することができる。この目的のために任意の金属を適切にすることができる。
【００４７】
いくつかの実施形態によれば、ｕｖと遠赤外線との間に広い動作帯域を有する２種類の可変レンズが、広帯域動作のために考慮されるＭＷＳＡＤ。一方のレンズはエレクトロウェッティング技術に基づくものであり、他方は液晶技術に基づくものである。任意の他の調整可能なレンズは、レンズが特定の分光的な実施のための十分な調整性を提供する場合に考慮され得る。
【００４８】
いくつかの実施形態によれば、高感度のハイブリッドｐｙｏ検出器は、光センサの好ましい選択である。集積された演算増幅器、冷却器、および０．１−１０００ｐｍの検出範囲を有する高感度のハイブリッド。ｐｙｏ検出器が市販されている。
【００４９】
いくつかの実施形態によれば、ヨウ化セシウム（ｃｓｆ）動作帯域（０．２５−５５ｐｍ）が、ｄｆｅと調整可能レンズの窓の両方のための好ましい材料である場合、ｍｗｓａｄ演算範囲は、０．２５−５５ｐｍとなる。ダイヤモンドは、０．２２５−ｔｈｚの間の極めて広帯域の動作条件に代替することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
図面の簡単な説明［図１］本発明の例示的な実施形態を示す図である。図面は必ずしも縮尺どおりではなく、代わりに実施形態を説明する上で強調されている。  
【図１Ａ】いくつかの実施形態によれば、図（１）は、いくつかの実施形態によるｍｗｓａｄ分光計の概略説明である。
【図１Ｂ】いくつかの実施形態によれば、図１Ｂ：いくつかの実施形態による、他のｍｗｓａｄ分光計の概略説明。
【図２】いくつかの実施形態によれば、図（２）は、フレネルレンズの説明と、球状、（Ａ）元の曲面レンズ（Ｂ）元の曲面（Ｄ）フレネル帯板（Ｅ）フレネル帯を２ｄ表示（Ｆ）ピンホールふるい（Ｇ）フォトンシーブに置換する等価フレネルレンズ（Ｃ）離散プリズム。
【図３】いくつかの実施形態によれば、図３は、圧電アクチュエータ、チューナブルレンズ、フォトセンサおよびマイクロクーラから一体化された微小広帯域スペクトル分析装置を示す。
【図４】いくつかの実施形態によれば、図４：液晶可変レンズ。
【図５】いくつかの実施形態によれば、図（５）は、図（３）における微小広帯域スペクトル分析デバイスｍｗｓａｄの下部置換を示す概略図である（成分（３０７）。この置換は、微小ピンホールアクチュエータ、オプションのノッチフィルタ、光センサ増幅器およびマイクロクーラを含む。
【図６】いくつかの実施形態によれば、図（６）は、圧電アクチュエータをロングストロークアクチュエータと組み合わせることに基づく微小広帯域スペクトル分析装置ｍｗｓａｄを示す概略図である。
【図７】いくつかの実施形態によれば、図７：圧電アクチュエータ、ロングストロークアクチュエータおよび可変レンズを組み合わせたマイクロ広帯域スペクトル分析デバイスｍｗｓａｄを示す概略図である。
【図８】いくつかの実施形態によれば、図（８）は、圧電アクチュエータ、ロングストロークアクチュエータ、可変レンズ、およびｍｅｍｓｆｐピンホールアクチュエータを組み合わせることに基づく微小広帯域スペクトル分析装置ｍｗｓａｄを示す概略図である。
【図９】いくつかの実施形態によれば、図９は、圧電アクチュエータ、ロングストロークアクチュエータ、可変レンズ、およびｆｐピンホールデバイスを組み合わせることに基づく微小広帯域スペクトル分析デバイスｍｗｓａｄを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
実施例の説明は以下の通りである。
分光法は、いくつかの産業用セクタ、政府機関、および学術機関で使用される技術である。分光法の応用は、品質保証、試験、診断、および特徴付けを含む。分光機器は、石油化学、医薬品、ポリマー、防御、ホームランおよびセキュリティ、化学物質、地質学、食品、土壌、環境および農業を含む広範囲の産業において使用される。
この研究は、ｅｔｖから遠赤外線までの範囲のスペクトルの非常に広帯域にわたって分光を行うための微小広帯域分光分析装置（ＭＷＳＡＤ）を設計することを含む。
【００５２】
本発明のｍｗｓａｄで分光系を設計すると、ラマン、ＩＲ、ＥＴＶ−ｖｉｓ分光法、測色法、蛍光分光法等の全ての分子分光器で機能することができる。このｍｗｓａｄが異なる目的の分光計として機能することを可能にする２つ以上の光源を使用することも可能であり、また、外部ソースからの光でｍｗｓａｄを使用することも可能である  ｍｗｓａｄは、微調整および広帯域同調性の両方を達成するために、集束回折素子（ＤＦＥ）と様々な同調装置の技術とを組み合わせることに基づく。
【００５３】
微小広帯域分光分析装置（ＭＷＳＡＤ）は、可視から遠赤外線まで動作するように設計されている。ｍｗｓａｄは、ほぼ全ての種類の分子分光法を実施するための第１の統一プラットフォームである。この設計は、以下の通りである。広範囲および有限範囲の同調デバイスを有するフレネルレンズ／ゾーンプレートのような回折集束素子（ＤＦＥ）を組み合わせる／積分する。広範囲のチューニングデバイスは、調整可能なレンズおよび／またはロングストロークのリニアモータである。有限同調デバイスは、ＭＥＭＳ／ｐｚｔアクチュエータによって制御される微小ピンホールである。ＭＥＭＳ／ｐｚｔアクチュエータは、フレネルレンズ／ｄｆｅの色収差を横切る微小ピンホール位置を有限に調整するために使用される  長ストロークリニアモータは、クロマチック焦点を横切るピンホール位置を広範囲で調整するために使用される。波長可変レンズは、マイクロピンホール内の位置を焦点位置に焦点合わせするために、広帯域同調のために使用される。光ノッチフィルタは、ラマン分光応用の蛍光およびレイリー散乱を回避するために、任意に装置内に一体化される。ｍｗｓａｄは、微小ファブリ。ペロー干渉計デバイスのための調整可能なノッチフィルタとして使用される  ｍｗｓａｄとファブリ。ペロー干渉計との組み合わせは、第１の高分解能広帯域分光分析装置を製造する。非常に高い分解能を有する回折素子および３００ｎｍ−２０ｐｍの間の動作帯域を、この装置のために設計する。
【００５４】
マイクロ広帯域分光分析装置（ＭＷＳＡＤ）は、可視から遠赤外線まで動作するように設計されている。この設計は、フレネルレンズ／ゾーンプレートのような回折集束素子（ＤＦＥ）を少なくとも（１つ）のアクチュエータに結合／統合することに基づく。（２つ）のアクチュエータ設計では、アクチュエータの（１つ）は、ピンホール内の準有彩焦点の位置を有限に調整するためのものであり、他方のアクチュエータは、微小ピンホール内の広帯域同調準色収差のためのものである  有限アクチュエータは、ピンホール膜又はｐｚｔ制御された微小ピンホールを作動させる。広帯域アクチュエータは、マイクロピンホール位置を制御するための長いストロークを有するｄｃリニアモータであり、またはピンホール内のｄｆｅの準色収差を調整するための調整可能なレンズである。調整可能なレンズは、当業者に知られている任意の調整可能なレンズであってもよく、任意のブランドの調整可能なレンズに限定されない。
【００５５】
非常に高い分解能を有するフレネル帯板のような集束回折素子（ＤＦＥ）、および３００ｎｍ−２０ｐｍの間の動作帯域をこの装置に設計する。ｄｆｅは、ラマン分光応用のための蛍光およびレイリー散乱を回避するために、任意にノッチフィルタと一体化される。分光器がｍｗｓａｄを用いて実施されると、ほぼすべての種類の分子分光法を実施するために第１の統合されたプラットフォームとなり、ｅｔｖから遠赤外線までの分光測定を行う。
【００５６】
有限同調性は、ラマン、ＥＴＶ−ｖｉｓおよび蛍光のような短波長分光器に適している。一方、ｉｒ分光法には広い範囲の調整性が適している。さらに、有限同調性は、ユーザが任意の波長の分解能を増加（ズーム）することを可能にする。
【００５７】
ｍｗｓａｄは、分光計の設計が小型で非常に正確である。（ａ）装置は、（ａ）ラマン、赤外、蛍光、可視、および紫外線を含む、異なる光源からの分光データの組合せおよび融合を容易にする。（ｂ）デバイスは、波長可変ノッチフィルタとして動作し、（ｃ）デバイスは、空間散乱ノイズフィルタとして機能する  これらの特徴は、信号が空間ノイズおよびレイリー散乱のような他のスペクトルノイズによって破損された場合に、すべての分光計、特にラマンにおいて極めて重要である。
【００５８】
ｆｔｉｒ分光法とは異なり、ｍｗｓａｄをベースとする分光法はｉｒ分光法に直接用いられ、出力データをｉｒ分光法に変換するためのアルゴリズムを必要としない対応するスペクトル成分を含む。
【００５９】
ｍｗｓａｄに基づく分光法は、あらゆる種類の分子で機能することができるラマン、ＩＲ、ＵＶ−Ｖｉｓ、測色および蛍光を含む分光分析。これは、ｍｍｗｓａｄを、ｕｖからｉｒまたは適切な電子ドライバおよびプロービング。セルとのそれらの組み合わせのいずれかから動作する任意の光源と組み合わせることによって達成される。
【００６０】
ｍｗｓａｄをベースにした分光法を用いて、散乱光を分析する
ラマン散乱は、ラマン分光計として機能する。試料との相互作用を受ける白色光を分析するために使用する場合、ＵＶ−ｖｉｓ分光計及び熱量計として用いることができる。ｍｗｓａｄ系分光計を用いて蛍光を分析すると、蛍光スペクトルアナライザとして機能することができる。ｉｒ光源と共に使用される場合、赤外分光法に使用することができる  ｍｗｓａｄは、分子分光法の全ての形態を同時に分析するために、いくつかの入力チャネルを用いて設計することができる。ｍｗｓａｄは、指先のように小さくてもよく、フラッシュメモリ筐体にカプセル化されていてもよい。ｍｗｓａｄが光源と組み合わされると、それはハンドヘルド。システムに組み込むことができる。
【００６１】
異なる種類の分光分析におけるｍｗｓａｄの重要性を評価するために、ここでは、異なる種類の分光計の短い要約を示す。
ラマン、ＮＩＲ、および赤外分光分析は、本質的に、振動および回転分光計であり、しばしば互いに相補的である。
【００６２】
ラマン分光法は、試料をプローブするために、非常に単色の可視（）または準色収差）または近赤外源を使用する。対照的に、ｆｔｉｒ分光法は、非常に広帯域のｉｒ源を用いて試料をプローブし、次いで、試料と相互作用した後、干渉計を用いてプローブ光を分析する。したがって、ｉｒおよびラマン分光分析を、ラマンおよびｆｔｉｒの両方の利点を提供する（１つ）の分光計に結合することを意味する。
【００６３】
ＵＶ−ｖｉｓ及び測色分光計は吸収性分光計であり、両方とも広帯域光源を使用して試料をプローブする。（２つ）の間の差は、測色が可視スペクトルに限定されることであり、一方、ＵＶ−ｖｉｓは、紫外およびスペクトルの近赤外部分の両方においてより延長される。したがって、広帯域光源を有するこのサブシステムを使用することによって、これら（２つ）の分光計を（１つ）に結合することを意味する。
【００６４】
蛍光体および原子顕微鏡は、ＵＶ−ｖｉｓ分光法に類似しており、主な違いは、試料をプローブするために広い白色光源を使用せず、代わりに外部試料からの広帯域光を取り込むことである。蛍光顕微鏡では、試料はｕｖ照射によって励起される。原子顕微鏡では、材料は火炎または他の方法によって攪拌される。したがって、外部ソースからの光結合を含むことを意味する。
【００６５】
今日では、（１つ）の機器においてすべての光分光分析を実行することができる単一のプラットフォームは存在しない。振動、吸収、蛍光、および原子分光分析の能力を結合する適切なプローブを有するｍｗｓａｄに基づく可搬型分光システム／テスタは、分光器を使用するすべての産業に多大な影響を及ぼすべきである  この分光計は、品質保証試験における時間を節約することができ、分析のより高い精度を提供し、コストおよびスペースを節約し、送達使用の柔軟性を改善することができる。
【００６６】
アドバンスドセキュリティ技術（ＡＳＴ）は、スペクトロメータを使用して、それに接近することなく爆発物を検出し、オフセットすることができる。危険な環境では、検査者を健康上の問題に暴露することなく、汚染された区域を遠隔で識別するのに使用することができる。軍事用途では、分光器は、超分光遠隔目標表示のためのガン上に設置することができ、ホームランおよびセキュリティでは、疑わしい品目のさらなる検査のために警備員によって使用することができる  作物および環境監視用途では、無人航空機（ｕａｖ）に容易に設置することができる。
【００６７】
最後に、ｍｗｓａｄは、全ての種類の光源と一体化することができ、あるいは、消費者のニーズに適したシステムを作るためにそれらの付属品と組み合わせることができる。分光計のためのハードウェア。ソフトウェア。ドライバは、ブルートゥースおよびｗｉ−ｆｉを含むように設計することができるデータの遠隔転送のための技術。
【００６８】
いくつかの実施形態によれば、図（１（ａ）は、多目的分光応用のｍｗｓａｄに基づく分光システムを示す。この実施は、ｉｒおよびラマン分光分析の両方を含む。フル分光計の実装は、（ａ）マイクロ広帯域スペクトル解析装置（ＭＷＳＡＤ）（１０１）（ｂ）光源方式（ＯＳＳ）（１０３）（ｃ）分光プローブ方式（ＳＰＳ）（１０５）を含む（３つ）の方式を含む  これらの方式／装置は、他の特殊設計のために他のプローブおよび電子機器とｍｗｓａｄを統合するために分解することができる。
【００６９】
いくつかの実施形態によれば、光源スキーム（ＯＳＳ）は、レーザ（１０７）と、広帯域赤外線源（１０９）と、補助光源（１１１）と、ビーム合成器（１１３）（１１５）と、ビーム拡大器（１１７）とを含むことができる。ｏｓｓは２つ以上の補助ソースを含むことができ、ソースは内部または外部とすることができる。補助光源は、測色またはｕｖ−ｖｉｓ分光法に関与する用途のための広帯域白色光源とすることができる。［解決手段］補助光源は、蛍光分光法に関与する用途のための試料'ｕｖ励起光源とすることができる。補助光源は、原子分光法または遠隔検知用途を含む用途のための外部ソースからも得ることができる。
【００７０】
光源からのビームは、結合され、コリメートされ、（１つ）のビームに拡大される。拡大されたビームは、分光プローブ機構（ＳＰＳ）（１０５）の入力として使用される。プロービング方式では、ビームは、試料容器（１１９）、ビームスプリッタ（１２１）、シャッター（１２３）レンズ（１２５）を通過し、試料容器（１２７）で終了する。試料は、容器（１１９）または容器（１１７）のいずれかで試験することができるが、両方とも同時に試験することができない  容器（１１９）内の試料を試験することは、透過試験に適しており、一方、容器（１２７）内の試料を試験することは、後方散乱又は反射により適している。試料容器は、例えばキュベットであってもよい。今日、ＵＶ、可視、赤外スペクトルのための様々なキュベットが存在する。キュベットは、このシステムの動作帯域を決定する。この分光計の広帯域動作のために、広帯域スペクトル透過率を有するキュベットを使用することが好ましい  また、出力が他のファイバに結合されている間に、ファイバからサンプルに集束される入力を有するキュベットホルダーが存在する。ファイバからの出力は、マイクロ広帯域スペクトル分析デバイス（ＭＷＳＡＤ）に入る前に、他のサンプルを使用する前に、ファイバコリメータを使用してコリメートすることができる。
【００７１】
キュベットに関する別の代替は、異なる材料からファセットを有するキュベットを設計することであり、各ファセットは、スペクトルの異なる帯域に対応する。
【００７２】
プロービング。スキーム（ＳＰＳ）を使用して透過容器内の試料をプローブする場合、ビームスプリッタ（１２１）から反射されたビームは出力に集光されるべきであり、ビームスプリッタ（１２１）を通る透過ビームはシャッタ（１２３）によって遮断されるべきである  プロービング方式が反射に使用される場合、容器（１２７）からの反射ビームは、（２つ）の反射の後に出力に集光されるべきである。すなわち、第１はビームスプリッタ（１２１）によって引き起こされ、第２はビームスプリッタ（１２９）上の集積ミラーによって引き起こされる。出力（ＳＰＳ）には、不要光を除去するためのノッチフィルタ（１３１）がある。ノッチフィルタは、必要に応じてｓｐｓを組み立て又は分解するのが容易であるべきである。
【００７３】
プローブシステムからの出力は収集ｍｗｓａｄ（（１０１）に収集される。ｍｗｓａｄは、任意のノッチフィルタ（１３３）と、エレクトロウェッティング。レンズ（１８）、（１９（１３５）、回折光学素子（１３７）（この場合はフレネルレンズ（２０）、微小ピンホール（１３９）、圧電アクチュエータ（１４１）、検出器（１４３）、マイクロ。ｃｏｏｅｒ２１（（１４５）である。ノッチフィルタは、（ＳＰＳ）によって既に組み立てられている場合には不要である。
【００７４】
フレネルレンズ（１３７）は、基本的には、異なる焦点で異なる光波長を集束させる同心プリズムであり、可変レンズ（１３５）は、レンズに電圧を印加するだけで焦点距離を調整する能力を有する。レンズの第１焦点では、圧電アクチュエータ（１４１）に取り付けられたピンホール（１３９）がある。ピンホールを透過した光は、冷却された広帯域高感度検出器（１４３）によって検出される  検出器は、マイクロクーラー（１４５）によって冷却される。これらの検出器は、以下でさらに説明される。フレネルレンズ（１３７）は、フレネル帯板、フォトンシーブ、ピンホールシーブなどの任意の回折集束素子（ＤＦＥ）に置き換えることができる。
【００７５】
可変レンズ（１３５）は、構造体のレンズの焦点距離を大きな距離（数センチメートル）にわたって調整する能力を有し、ピエゾアクチュエータ（１４１）は、焦点（１３９）にわたって数ミクロンのピンホールを移動させることができる。有限同調性は、ｐｚｔアクチュエータ（１４１）を使用して、ＵＶ−Ｖｉｓ、ラマン、ｉｒおよび蛍光に適したｍｗｓａｄ（（１０１）を作る分光計。広い範囲の調整性は、調整可能なレンズを使用し、（フーリエ変換分光法の代替として）中間および遠赤外分光法に適したｍｗｓａｄを作る。本発明のシステムは、ラマン分光計として機能するために、隣接する有彩色（）または準色収差）の焦点を横切って圧電変換器を作動させるのに十分である。ｉｒ分光法のためのシステムを使用する場合、広帯域ｉｒソースがオンしている間に、可視レーザをオフに切り替えるべきである。
【００７６】
赤外及び可視スペクトルの両方で作動される装置では、フレネル。ゾーン。プレート又は光子−Ｓｉｅｖｅ２２、（２３．）のような回折光学手段によってフレネルレンズを交換する方が良い。フレネル。ゾーン。プレートは、基本的には、不透明及び透明なリングを有するフレネルレンズのバイナリバージョンである。フォトンシーブは、回折光学手段装置である  それは、フレネル帯板のリングと同様のパターンで配列されたピンホールを完全に有する平坦な材料のシートを含むことができる。フレネル、ゾーン、プレートと光子、ふるいの両方は、可視から遠赤外線まで広帯域透明基板上に作製されるべきである。
【００７７】
いくつかの実施形態によれば、圧電アクチュエータと調整可能レンズとの組み合わせは、広帯域同調性を達成するの方法であり、当業者に知られているように、他の方法を採用することができる。可変レンズを使用せずに広帯域同調性を達成する他の方法は、圧電アクチュエータ（１４１）を積層型圧電アクチュエータによって置き換えることである。これらの積層された圧電アクチュエータの一部は、２００ｐｍまで作動する。他の代替方法は、圧電アクチュエータをｄｃリニアモータに置き換えることである。
【００７８】
ｍｗｓａｄの主な利点は、ｉｒおよび可視分光の両方を行うことができることである。分光装置は、ラマンおよびｉｒ分光の両方を行うことができず、これは、相補的な分光技術である。
【００７９】
ｉｒおよびラマンのための組み合わされた分光法において、レーザビームおよび赤外ビームからのビームは、試料の材料（（１１９）または（１２７）のいずれか）内で（２つ）の異なる相互作用を通過する。レーザビーム成分は、弾性および非弾性散乱を受ける。弾性散乱はレイリー散乱に対応し、非弾性散乱はラマン散乱に対応する。ラマン散乱は、レーザビームとフォノン、分子振動、および回転との相互作用によるものである。これらの結果は、上下周波数がシフトした散乱ビームである。他方の広帯域ｉｒ放射は、試料分子振動およびその回転によって吸収される。したがって、試料からの反射または透過した赤外放射はそれに応じて減衰する  分光プローブ機構（ＳＰＳ）（ｌ０５）からの出力ビームは収集され、ＭＷＳＡＤ（（１０１）によってスペクトル分析される。
【００８０】
測色およびｕｖ−ｖｉｓ分光法では、補助ソース（１１１）からの広帯域ソースが使用され、プローブシステムからの出力は、以前の場合と同様に分析される。
【００８１】
蛍光分光法の場合、補助（１１１）源はｕｖ光源とすることができ、試料は蛍光団（ｐａｌｍのように）または免疫標識（ｓｔｏｒｍのように）によって注入されるべきである。
【００８２】
一実施形態では、図（１Ｂ）は、多目的分光用途のｍｗｓａｄに基づく別の分光システムを示す。この実装におけるｍｗｓａｄは、広帯域可変ノッチ空間フィルタ（１５７）および広帯域可変ノッチ空間フィルタ（１５７）の（２つ）の部分に分割することができる準有彩集束素子（１５２）は、入力ビーム（１５０）からの光を、有彩色準有彩色焦点（１５３）の離散または連続または組み合わせに集束させ、次いで、光開口（１５６）および光センサ（１６０）を介して集束（）または放出された）光を前方に前進させることができる  光開口部（１５４）を通る準有彩集束素子の制御は、可動レンズ（１５０）または移動モジュール（１５８）のいずれかであってもよい。移動モジュールは、光開口上に位置する色収差をアライメントするように横方向に移動するように構成することができる。特定の準有彩色焦点（１５３）における光開口部（１５６）の位置を調整することができ、したがって、入力ビームの特定の波長を光センサに向けて通過させることができる  移動モジュールは、本明細書に記載されるような任意のタイプのアクチュエータまたはモータを含むことができる。
【００８３】
光センサ（）すなわち準有彩色集束要素（１５２）、光開口（１５６）、光開口移動モジュールおよび１５４を含む破線ボックス内の全ての構成要素は、調整可能な空間ノッチフィルタとみなすことができる。この調節可能なノッチ。ステムの空間フィルタリング機能は、光開口（１５６）が有彩色焦点面（１５３）に位置するという事実からのものである  レンズの焦点面には、入力情報の空間フーリエ変換が存在する。したがって、光開口がスリット（円筒光学用）またはピンホール（球面光学系）である場合、光開口は低域通過空間フィルタとして作用する。このように、このフィルタは、特定の波長を選択することに加えて、空間散乱ノイズおよびフラーレンノイズをフィルタリングする  図のボックス１５７内の調整可能な空間ノッチフィルタは、ｍｗｓａｄの２段階分光法で説明される任意の後続の分光システムと共に使用することができる。
【００８４】
本発明のシステムは、主操作機構を変更することなく、いくつかの方法で修正することができる。本明細書に記載のｏｓｓは、ラボアプリケーションに適している。光源サブシステム（ＯＳＳ）は、ハンドヘルド装置に適合するように２つ以上の方法で修正することができる  レーザ光源は、ピグテールレーザ（ピグテールレーザは、光ファイバに結合されたダイオードレーザである）または対物レンズまたは他の光学機構を使用して光ファイバに結合された他のレーザ光源で置き換えることができる。補助光源および赤外線源は、同様に、適切なファイバに結合することができる。今日、ＵＶ、可視、近赤外線および遠赤外線を含む異なるスペクトル帯域で動作するのに適した繊維が存在する  ビームスプリッタはファイバカプラに置き換えることができ、ビームエキスパンダはファイバコリメータに置き換えることができる。また、ファイバからサンプルに集束され、他のファイバに結合された出力を有するキュベット。ホルダが存在する。ファイバからの出力は、マイクロ広帯域分光装置に入る前に、他のサンプルで使用される前に、ファイバコリメータを用いてコリメートすることができる。ノッチフィルタは、検出器に直接組み込むことができる  今日、集積された干渉フィルタで販売されているフォトダイオードが存在する。
【００８５】
ｍｗｓａｄの性能パラメータ。
【００８６】
いくつかの要因がｍｗｓａｄ性能を制御する。回折集束素子は、ｍｗｓａｄの分解能及び分解能を決定する。光学コンポーネント材料、選択された検出器、および調整可能なレンズ材料およびウィンドウは、帯域幅を決定する。検出器はｍｗｓａｄの感度を制限する。回折集束素子。
【００８７】
回折集束素子は、分光計の分解能及び動作帯域を決定するための重要な構成要素である。ｍｗｓａｄ実装のために、いくつかの回折集束素子を考慮することができる。これらには、フレネルレンズ、フレネル帯板、フォトンシーブ、ピンホールシーブが含まれるが、これらに限定されない。
【００８８】
フレネルレンズ及びフレネル帯板。
【００８９】
図（２）は、フレネルレンズが、プリズム（２０２）の同心リングを含むことができる回折素子であることを示す。これらのプリズムは、レンズ（２００）を同心円状のプリズムリングに分割し、その高さを使用波長の整数倍に調整することにより生成される。微小製作では、プリズムはいくつかの別個のレベル（２０４）に分割される。
【００９０】
ｍｗｓａｄが広帯域スペクトル上で動作するためには、フレネル帯板の光学部品を製作するための広帯域材料を選択することが不可欠である。 解像力を向上させる。
【００９１】
高解像力を有するラマン分光法を実現するために、フレネルレンズは、高解像度、短焦点距離、および焦点深度が短いという特徴を有するべきである。
【００９２】
技術標準−１によれば、ラマンに使用される典型的なグレーティングは、おそらく３００ｇｒ／ｍｍ（低分解能）からｌ８００ｇｒ／ｍｍ（高分解能）に変化し、より特殊なグレーティング（２４００ｇｒ／ｍｍ及び３６００ｇ／ｍｍを含む）を有する。これらの高密度溝は、０．２７ｐｍ−３．３ｐｍの間の溝幅に対応する。［解決手段］。
【００９３】
（１）ラマン分光計におけるスペクトル分解能に影響を及ぼす要因
科学的に開示されている。
フレネル帯板に基づくラマン分光計を用いて同様の結果を達成するために、外側ゾーン幅の範囲は、市販のラマン分光計（）すなわち、０．２７ｐｍ−３．３ｐｍ）で使用される格子の溝の幅と同様でなければならない。
【００９４】
格子分光法の解像力は、回折次数ｎと、光源によって照射される溝ｎの総数とに依存する
ｚｎｌ。
Ｒ＝＝ｎＮ＝−（１）
ａｌｄ、ａｌｄ、ａｌｄ。
ここで、ｌは格子長であり、（５Ｇ）は格子溝寸法である。
フレネル帯板のようなフレネル手段は、ｆｉが１次回折の焦点距離である（ｆｉ／３、ｆｉ／５、ｆｉ／７等）に位置するマルチ焦点を有する回折素子である。
式（１）と同様に、ｉ番目の焦点のフレネル手段分光器解像力は次のようになる
ｌｉｄ
Ｒ、＝（２）
Ａｌ４ｄ。
【００９５】
［数１］ここで、ｄはフレネルレンズ直径であり、（５Ｆ）ｉｓはゾーンプレート上の最後の不透明リングの幅であり、（１）はｉ番目の焦点に対応する回折次数である。
【００９６】
［解決手段］
４ｄＲｌ
Ａｌｉ（（３）
ＩＤ。
【００９７】
式（１）及び（（２）から明らかなように、格子溝に相当する最後の不透明リングの幅を有する格子と同等の寸法を有するフレネルレンズについては、両方とも、同様の分解能電力を提供すべきである。例えば、ｌ＝５００ｎｍにおけるスペクトル分解能（半値全幅）は、Ｄ＝ｌ０ｍｍ、最後の不透明リング５Ｆ０．２７ｐｍの直径を有するゾーン平面を有するｌ＝５００ｎｍにおける半値全幅（ＦＷＨＭ）は５４ｎｍであり、３次は１８ｎｍである。
【００９８】
また、円形帯板の代わりに、直交直線帯板や螺旋帯板を用いることにより、解像力のさらなる向上を図ることができる。
現在、これらの範囲の溝を有するフレネル帯板は、ｘ線光学系に使用され、市販されている。これらのフレネル帯板は、広帯域透明基板を用いて製造されるべきであり、広帯域分光測定に適したものとする。
【００９９】
フォトンシーブ及びピンホールシーブ。
【０１００】
フォトンシーブ（２１０）及びピンホールシーブ（２１２）は、回折及び干渉を利用して光を集束させる装置である。ふるいは、フレネル帯板（２０８）のリングと同様の構成で配置されたピンホールを有する材料の平らなシートを含むが、ふるいは、光をゾーンプレートよりもはるかに鮮明な焦点に集中させる。スクリーン。フォーカス光は、フレネル。ゾーンで達成されるものに対して、スポット。サイズ５−５に光を集束させることがすでに実証されている  したがって、フレネル帯板の代わりにフォトンシーブを用いることで、フレネル帯板に比べて５倍、すなわち２５倍の２乗で解像力を高めることができる。
【０１０１】
フォトンシーブの選択は、ｉｒおよびｕｖ−ｖｉｓ用途の両方に適した集束回折素子の焦点におけるピンホールの選択の自由度を提供する。片手では、ｉｒ用途のための高分解能を提供し、さらに、ＵＶ−ｖｉｓ用途のためのフレネル。ゾーン。プレートほど良好な解像度を提供する。さらに、ふるいは、金属または他の適切な不透明材料のシートに穴を開けることによって製造することができ、フレネル帯板の材料選択の複雑さを回避する。
ふるいは様々な形態で設計されており、いくつかはｍｗｓａｄ用途により適しているかもしれない。
【０１０２】
フレネルレンズ用広帯域材料及び回折集束素子。
【０１０３】
広帯域動作に用いることができる有機材料および無機材料はほとんどない。赤外線で動作する最も一般的に使用される無機材料はセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）である。ｚｎｓｅの透過率は、０．４５ｐｍ−２１．５ｐｍの範囲である。装置動作帯域を紫外線に拡張することができる他の無機材料は、フッ化バリウム（ＢａＦ（２）（０．１８−１４ｐｍ）およびフッ化カルシウム（ＣａＦ２）（０．１８−１１．５ｐｍ）である  これらの材料は、セレン化亜鉛のような赤外で広帯域を有しないが、ｕｖにおいてより広い帯域を有する。ｕｖおよび赤外の両方において動作帯域を増加させることができる他の材料は、塩化カリウム（０．２１−２０ｐｍ）および塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）０．２５−１６ｐｍである。残念ながら、これらの材料は、湿度に対して非常に安定ではない。ｕｖからの動作帯域をｔｈｚに近づける必要がある場合、ヨウ化セシウム（ｃｓｆ）（０．２５−５５ｐｍ）及びダイヤモンド（０．２２５−ＴＨｚ）を使用することができる。ダイヤモンドは、（２つ）のフォノン吸収（２．５−６．５ｐｍ）に起因する微小吸収バンド（これらの広帯域材料の特性）は、いくつかの会社のカタログにおいて利用可能である例えば、非特許文献２参照）。
【０１０４】
同じ目的に用いることができる有機材料としては、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン（ｐｖｄｆ）およびｐｍｍａが挙げられるが、これらに限定されない。これらの材料の問題は、吸収窓が少なく、その透過率が無機材料ほど平坦でないことである。
【０１０５】
感度及び帯域幅。
【０１０６】
光検出器感度は、分光計感度を決定する。光コンポーネントに加えて、選択された光検出器は帯域幅を決定する。
【０１０７】
今日、集積された演算増幅器を有する高感度のハイブリッドｐｙｏ検出器および０．１−１０００ｐｍの検出範囲が市販されている。他の代替的な赤外線検出器は、３００ｐｍまでの動作帯域を有するビスマス−アンチモン（ＢｉＳｂ）から製造されたサーモパイル検出器と、ｌ５０ｎｍ−２．６ｐの動作帯域を有するｐｂｓ検出器の冷却されたバージョンと、（１５０ｎｍ−４．６）の動作帯域を有するｐｂｓｅ検出器と、（０．９−１）の間の動作帯域を有するｉｎｇａａｓとを含む  ６  積分増幅器を備えたｐ個の光検出器は、ＵＶ、可視、または近赤外スペクトルで動作するために利用可能であり、すべてが使用可能である熱電的に冷却され、これらの光検出器の多くは、アバランシェ又は光子計数検出器の設計において見出すことができる。
【０１０８】
微小広帯域分光分析装置（ＭＷＳＡＤ）。
【０１０９】
図（３）は、任意選択のノッチフィルタ（３０１）の上部が損なわれている微小広帯域分光分析装置（ＭＷＳＡＤ）の好ましい実施形態を示しており、可変レンズ（この例ではエレクトロウェッティング。レンズ）（２４２５（３０３）はフレネル手段（３０５）と一体化または組み合わされている。装置の下部（３０７）には、円筒形のｐｚｔ（（３０９）が光検出器（３１３）で集中した微小ピンホール（３１１）を制御する  遠赤外線検出のために、光検出器は、ペルチェ−熱電冷却器（３１５）のような微小冷却器によって冷却される（今日では、（１つ）のパッケージ内の増幅器および冷却器と光検出器を一体化する市販品がある）。冷却器は、センサまたは検出器の下のプレートの周りにリング状にすることができる。上部および下部の両方は、筐体（３１７）内に封入される。上部および下部の両方は、鋸歯状の制御ドライバによって制御される  上部は（３１９）で駆動され、下部は（３２１）によって駆動される。より良好な解像度のために、フレネル手段（３０５）をフォトンシーブに置き換えることができる。
【０１１０】
ｍｗｓａｄは、低域通過フィルタとしても動作し、レイリー散乱のような高周波空間ノイズをフィルタリングする。この機能は、回折格子、干渉計またはファブリ。ペロー共振器のような任意のｍｗｓａｄでは利用可能ではない。したがって、この特徴は、ｍｗｓａｄのためのノッチフィルタを使用することを可能にする。広帯域可変レンズ。
【０１１１】
ｍｗｓａｄと共に使用するための２種類の広帯域可変レンズが示されている。第１はエレクトロウェッティング技術に基づいており、第２は液晶技術に基づく。
広帯域エレクトロウェッティング、レンズ。
【０１１２】
エレクトロウェッティング。レンズを置換することができる、いくつかの種類の調整可能なレンズがある。これらの調整可能なレンズの大部分は、非常に限られた動作帯域を有し、本発明で考慮される広帯域帯域分光の適用には適しておらず、限定された帯域の用途に使用され得る。調整可能なレンズの一部は、フレネルレンズと組み合わされ／一体化されてもよく、他のものは、調整可能な回折素子の（１つ）として利用可能である  これらのレンズは、以下に限定されるものではないが、誘電体エラストマー作動器（２６）に基づくフレネルレンズと、グラファイト（２７）から作製された可変レンズと、可変焦点液晶フレネルレンズ（２８）と、光学流体可変フレネルレンズ（２９）と、伸縮性２進フレネルレンズ（３０）と、調整可能な液晶（３１）とを含み、液晶材料の一部は、ｕｖと遠赤外線との間の動作帯域を有する。
【０１１３】
ｍｗｓａｄは、（１つ）の使用回折素子、または調整可能な焦点回折素子、または調整可能なレンズを有する一体型回折素子の場合に応じて、いくつかの実施形態を有することができる。これらの光学構成要素の全ては、準単色（）または準色収差）集束要素として定義することができる。
【０１１４】
エレクトロウェッティング。レンズ（３０３）は、異なる屈折率を有する（２つ）の非混合液体を含むことができる。液体の（１つ）は導電性（３２３）であり、他方は絶縁性（３２５）である。両液体は、短筒（３２７）に収容されている。シリンダキャップ（２２９、３３１）は広帯域の透明材料からなり、内部側壁は撥水性材料（疎水性）（３３３）で被覆されている  水溶液の表面張力の違いにより、溶液は半球状であり、球面レンズとして作用する。
【０１１５】
円筒管（３２７）及び電極（３３５）の側壁に電界（３１９）を印加することにより、レンズの形状を変更することができる。電界は、（３１９）表面張力の変化を誘発し、その結果、（２つ）の水溶液の間の曲率を変化させる管の側壁を濡らす。続いて、これは、電場を印加することによってレンズの焦点距離を調整する。レンズは、凸状から平坦かつ凹状に調整することができる。
【０１１６】
この分光計の広帯域動作のためには、エレクトロウェッティング。レンズのための適切なエレクトロウエッティング液および適切な窓を選択することが非常に重要である
窓のためには、フレネル帯板について上で示唆された材料の（１つ）を選択することが不可欠である。窓は、レンズ内の液体に対して良好な表面張力を与える材料で被覆されるべきである。水は、シリコンオイルに対して反発性のある他の導電性液体で置換されるべきである。
【０１１７】
ｃｙｔｏｐ非晶質フルオロポリマーは、窓コーティングのための最良の選択であるｃｙｔｏｐアモルファスフルオロポリマー（３２）は、ＵＶ−Ｖｉｓ３００−ｎｍ７８０ｎｍ、近ｉｒ（０．７５−１．４ｐｍ）および短波長赤外ｓｗｉｒ（１．４−３ｐｍ）をカバーする２５０ｎｍ−３ｐｍの範囲で、優れた平坦な透明性を有する。ＣＹＴＯＰ'ｓはまた、中波長赤外（ｍｗｉｉｒ（３−８ｐｍ）の大部分に対して良好な変動透過性を有する。ｓｗｉｒにおけるｃｙｔｏｐ送信帯域は、３ｐｍ−７ｐｍの間である  長波長赤外（ＬＷＩＲ）では（８−１５ｐｍ）の範囲）、ｃｙｔｏｐは、（１０ｐｍ）、（１３ｐｍ）、（１５ｐｍ）の間の（３つ）の狭い透明バンドを有する。遠赤外線ｆｉｒ（１５−１０００ｐｍ）では、ｃｙｔｏｐは再び２２ｐｍからｔｈｚ周波数に透明になる。
【０１１８】
現在のオフシェルフエレクトロウェッティング。レンズは、ｕｖと近ｉｒ（（３００−１６００ｎｍ）またはｕｖ−短波長赤外（２００ｎｍ）−２２００ｎｍ）との間の動作バンドを提供する。これにより、ｍｗｓａｄの動作帯域がエレクトロウェッティング。レンズの同じ動作帯域に制限される。より広い動作帯域のために、エレクトロウェッティング。レンズ内の液体の一部を交換しなければならない。
【０１１９】
ｍｗｓａｄのより拡張された動作帯域に対して、図（３）のエレクトロウェッティング。レンズ（３０３）は、ｕｖとｌｗｉｒとの間で動作する液晶の特殊な材料設計に置き換えることができる。以下に、このレンズの設計について説明する。
【０１２０】
広帯域可変液晶レンズ。
【０１２１】
エレクトロウェッティング。レンズは、液晶可変レンズに置き換えることができる。液晶可変レンズの設計はほとんどないが、本発明の好ましいものは、図（４）に示すものであり、透明窓（４０１）、（４０３）、（４０５）、透明導電性電極（ＴＣＥ）（４０７、４０９）、凸レンズ（４１３）、凹レンズ（４１５）、及び液晶（４１１）を含むことができる。
【０１２２】
この設計において、（２つ）の電極（４０７、４０９）にバイアスが印加されると、液晶の異なる部分が凸部（４１３）および凹部（４１５）レンズの曲率に応じて異なるバイアスを受ける。このように、いくつかの実施形態は、レンズ（４１３）および（（４１５）に従って液晶分子の配向を変化させ、液晶を介して光路長を変化させる。
【０１２３】
広帯域で動作するために、窓及びレンズのための全ての材料は、上述した広帯域透明材料の任意の組み合わせから選択することができる透明導電性電極（ＴＣＥ）は、広帯域透明材料から選択することができる。［００１５３］最も一般的に使用されるｔｃｅは、ドープされた金属酸化物被覆ガラス、例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）（ＩＴＯ）（ｉｔｏ被覆基板をページ（１３）に参照）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、およびアルミニウム酸化亜鉛（ＡＺＯ）を含む  しかし、広い動作帯域では、ＺｎＯ３３（（３５）、ドープされたダイヤモンド（３６）、カーボンナノチューブ（３８）、グラフェンおよびグラフェンシート（３８４２）を選択することが好ましい。これらの材料は、遠赤外線を介して紫外から可視領域全体に透明である。
【０１２４】
ｍｅｍｓマイクロピンホールアクチュエータ。
【０１２５】
図（３）の微小ピンホールを制御するｐｚｔ（（３０９）を、図（５）に示す検出器に集積された微小ピンホールアクチュエータによって置き換えることにより、装置をよりコンパクトに集積することができる。マイクロピンホールアクチュエータ（５０１）、光センサ（５０５）、増幅器（５０７）、およびマイクロクーラ（５０９）は、（１つ）のユニットに組み込むことができる他の電子部品であってもよい。図（５）は、集積検出器、増幅器、及び冷却器に一体化された微小ピンホールアクチュエータを示す  ファブリ。ペロー配置で光検出器と一体化された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）アクチュエータは、スタンドアロン型分光計として機能する。
【０１２６】
ロングストロークアクチュエータを有するｍｗｓａｄ。
【０１２７】
いくつかの実施形態によれば、圧電アクチュエータと調整可能レンズの組み合わせは、微細かつ広帯域の調整性を達成するの方法であり、他のこのような方法は、当業者に知られているように、本明細書で使用することができる。微細かつ広帯域同調性を達成するための代替的な方法は、積層型圧電アクチュエータまたはｄｃリニアモータのような長ストロークアクチュエータを備えた微調整アクチュエータを組み合わせることによって簡単に達成される。ｄｃリニアモータは、例えばリニアボイスコイルモータであってもよい  圧電スタックのいくつかは、２００ｐｍを超える同調性を提供し、一方、ｄｃリニアモータは、ミリメートルまでの同調性を提供することができる。長ストロークアクチュエータが微調整性を有する場合には、微調整装置を必要としない。これらのアプローチは、バルクであってもよく、調整可能なレンズの使用を必要としない  このアプローチの利点は、エレクトロウェッティング。レンズまたは光透過窓、調整範囲、および望ましくない収差などの他の調整可能なレンズに関連するあらゆる潜在的な制限を克服することができることである。
【０１２８】
図（６）は、微細かつ広範囲（ロングストローク）のチューニングアクチュエータに基づくｍｗｓａｄ設計を示している。ビーム（６０１）の分光データは、集束回折素子手段（６０３）を通過し、それに関連する全ての成分を含む光センサ（６０７）上の微小ピンホール（６０５）に焦点を合わせる。圧電アクチュエータ（６０９）は、微調整のための微小ピンホール（６０５）位置を制御し、ロングストロークアクチュエータ（６１３）は、広範囲のチューニングのために微小ピンホールを制御する  圧電アクチュエータ（６０９）、微小ピンホール（６０５）、および光センサ（６０７）を含むことができる微調整部（６１７）は、光センサ上に一体化された微小ピンホールｍｅｍｓによって、図（５）に説明されるように置き換えることができる。微調圧電アクチュエータは、ドライバ（６１１）によって駆動され、ロングストロークアクチュエータは、ドライバ（６１５）によって駆動される。
【０１２９】
本発明では、図（３）によれば、広帯域同調用の可変レンズと有限チューニング用の圧電制御ピンホールとを組み合わせてｍｗｓａｄを実現することが検討された。図では、ｐｚｔで制御されたピンホールを交換することが考えられている
集積された光センサを有するピンホールアクチュエータによる光検出器。図（６）では、可変レンズをロングストロークリニアモータで置換することにより広帯域同調を達成することが検討された。
【０１３０】
可変レンズは広い範囲にわたって焦点調節可能性を提供するが、その光学帯域はレンズ光伝送によって支配される。ｐｚｔは数ミクロンのストロークを有することができ、数ｐｚｔｓのカスケードのためのｌｏｏｐｍまでとすることができる。リニアモータは、数センチメートルまで達するストロークを有することができる。ｍｅｍｓピンホールアクチュエータは、非常に限定された作動を有し、したがって、微調整性に適している。これらのデバイスの全ては、異なる機能を有する  このように、本発明では、これらのデバイスの特徴を利用し、図に記載されたｍｗｓａｄの能力を改善することが可能である。（１つ）は、極端な微細で非常に広いチューニング性を有するｍｗｓａｄを設計することができる。
【０１３１】
ロングストロークアクチュエータ及び可変レンズを有するｍｗｓａｄ。
（１つ）の可能な実施形態は、オプションのノッチフィルタ（７０３）、可変レンズ（７０５）、回折集束素子（７０７）、圧電制御ピンホール（７０９）、圧電アクチュエータ（７１３）、およびリニアモータ（７１３）を含むことであり、図（７）は、光センサ（７１１）およびリニアモータ（７１５）によって集中化された任意のノッチフィルタ（７０３）、可変レンズ（７０５）、回折集束手段（７０７）、ピンホール（７０９）、および圧電アクチュエータ（７１３）を含むことができるｍｗｓａｄのアセンブリを示す。
【０１３２】
上述したような光センサは、集積増幅器および微小冷却器を含むことができる。各構成要素は、ドライバ、調整可能なレンズ。ドライバ（７１７）、ｐｚｔアクチュエータ。ドライバ（７１９）、およびリニアモータ。ドライバ（７２１）を有する。ドライバ配線は、ハロキャビティ（７２３）のハロキャビティとの間に配置することができる。
【０１３３】
ｍｅｍｓピンホールアクチュエータの二重機能を有するｍｗｓａｄ。
【０１３４】
図（７）に記載されたｍｗｓａｄの改良された実施は、光センサ（７０９）を、図に記載されたような広帯域光センサを有する集積された作動ピンホールｍｅｍｓで置き換えることによって達成される。図（７）の改良された実施は、図（８）に示されている。
【０１３５】
本変形例によれば、ｍｗｓａｄ実装（図（８）に示す装置）は、任意のノッチフィルタ（８００）、可変レンズ（８０３）、回折集束手段（８０５）、ｍｅｍｓピンホールアクチュエータ（８０７）、圧電アクチュエータ（８０９）、リニアモータ（８１１）を含む。ｍｅｍｓピンホールアクチュエータ（８０７）は、両方として機能するようにアップグレードすることができるピンホールアクチュエータ及びｍｅｍｓファブリ。ペロー共振器。ｍｅｍｓファブリ−パーツは、マイクロ分光計として既に使用されている。この場合、部品（８０７）は、（２つ）の機能を有し、マイクロピンホールアクチュエータとして、およびマイクロ分光計として機能する。
【０１３６】
［課題を解決するための手段］高いフィネス。ファクタを有するファブリ。ペロー。分光計は、（１０６）のオーダーの分解能を提供する。この解像力は、グレーティング。ベースのスペクトル分析デバイスによって達成されるものよりも２桁高い。
【０１３７】
ｍｅｍｓｆｐピンホールアクチュエータ（８０７）は、（２つ）の方法で利用することができる。（ａ）図（５（Ｂ）で検討されたように、極端な有限チューニングのためのデバイスの作動ピンホール機能を用いて、非常に高い分解能を有する追加のスペクトル分析のための微小ファブリ。ペロー干渉計（微小分光計）として使用する。それを微小として使用するために、干渉計では、波長可変レンズは、特定の波長における回折集束手段からの出射波面（８１３）が部分的に平面波である位置にチューニングされるべきである。
【０１３８】
この実施形態は（２つ）の欠点を有し、第１は、ゾーンプレートの場合に回折集束素子から出力された平面波が、回折集束手段を透過する全エネルギーの４０％を表すことである。ゾーンプレートからの出射光の残りは、ノイズである。さらに、この実施形態は、ファブリ。ペロー共振器以外の事前蛍光ノイズフィルタリングを有しない  これらの欠点を克服するために、２段階のスペクトル分析を含むことができる代替的な実施形態がある。第１のスペクトル分析は、図（３）に記載されたｍｗｓａｄに基づいて行われ、続いて、マイクロファブリ。ペロー干渉計に基づくさらなるスペクトル分析が行われる。
【０１３９】
各構成要素は、ドライバ：調整可能レンズ。ドライバ（８１５）、ｍｅｍｓｆｐピンホールアクチュエータ。ドライバ（８１７）、ｐｚｔアクチュエータ。ドライバ（８１９）、リニアモータ。ドライバ（８２１）。ドライバ配線は、ハロキャビティのハロキャビティとの間に配置することができる。駆動配線の一部をリニアモータ（８２３）の中空空洞内に挿入することができる。
【０１４０】
高分解能広帯域分光分析装置。
【０１４１】
図（８）のｍｅｍｓｆｐピンホールアクチュエータ（８０７）は、微小ピンホールアクチュエータとして、またはマイクロ分光計として利用することができるが、両方に使用することはできない。図には、この問題を克服するための別の設計が示されている。
図（９）のセットアップは、ノッチフィルタ（９０１）、可変レンズ（９０５）、フレネル領域手段（９０７）、微小ピンホール（９０９）、コリメート光学（９１１）、ｆｐデバイス一体型光センサ（９１５）、ｐｚｔアクチュエータ（９１７）、及びリニアモータ（９１７）を含む。ｆｐデバイスは、ｍｅｍｓｆｐ光センサであってもよいし、あるいは光センサと一体化されたまたは組み合わされた代替の調整可能な液晶ｆｐであってもよい。
【０１４２】
装置は、図（６）のセットアップと同様に、図（７）および図（８）の両方のセットアップに対して追加の利点を有する。コリメート光学系（９１１）は、微小ピンホールから出る光の点光源を平行にし、平面波（９１３）としてｆｐ−フォトセンサ装置（９１３）に入射する。図（７）の実施形態とは対照的に、ｆｐ空洞に入射する光が非常にノイズが大きい場合には、（９１３）成分に入射する光がフィルタリングされる  光は、回折集束手段の高次回折次数から、並びにラマン分光法において非常に一般的な他の蛍光ノイズからフィルタリングされる。
【０１４３】
この実装では、光は（３つ）のフィルタリングステージを通過する。まず、ノッチフィルタ（９０１）を通過し、第２に、微小ピンホール（９０９）を通過し、第３に、（９１３）のファブリ。ペロー共振器で通過する。このファブリ。ペローは、（１０６ｃ）のオーダーの分解能を有するように設計することができ、スペクトル分析の第１段階は、（１０５ｃ）まで到達する分解能を有するように設計することができ、ノッチフィルタは、（１０９、１０６）までの分解能を提供することができ、これら全ての組み合わせは、順序（１０１７）において解像力を提供するはずである。
【０１４４】
ノッチフィルタを用いることなく、（１０１１）のオーダーの分解能を達成することができる。この解像力は、多くの複雑なラマン分光法を達成するのに十分である
環境を提供する。
【０１４５】
各構成要素は、駆動装置、可変レンズ駆動装置（９２１）、ｆｐドライバ（９２３）、ｐｚｔアクチュエータ（９２５）、及びリニアモータ駆動装置（９２７）を有する。駆動配線は、リニアモータのハロキャビティとの間に配置することができる。
【０１４６】
全ての図（３−９）において、ピンホール位置を調整するためのｘ−ｙナノ位置決め装置を含むことができる。
【０１４７】
ｍｗｓａｄは、球状または円筒形の光学部品を使用することができ、球面光学部品については、ピンホールの代わりにスリットを使用すべきである。スリットまたはピンホールのいずれかを光開口と考えることができる。
【０１４８】
付録。
【０１４９】
フレネルレンズ性能パラメータは、使用される波長、同心リングの数およびこの関係（３２）を介した離散レベル２値化に関連し、依存する。
【０１５０】
ここで、ｌは波長であり、ｎは屈折率であり、ｒ（ｎ、ｍ）はリングの幅であり、ｍはレンズ製造における離散的なレベルの数である。
【０１５１】
フレネルレンズが振幅２値化されている場合（（２つ）の離散レベル（０）、（１）、レンズは環状リングゾーンの対称配列を有する円形グレーティングとなる。これらのゾーンは、交互に透明で不透明である。（２つ）の２値レベルを有するフレネルレンズはフレネル帯ｐｌａｔであり、ｍ＝２およびｎｏ＝ｌ（屈折率の空気屈折率）を代入することにより、フレネル帯の方程式（１）を以下のように簡略化することができる。
【０１５２】
ここで、ｆは、ｌ。ｆで置き換えられ、ここで、（１）は焦点順を表す。好ましくは（１つ）の焦点を有する通常のレンズとは対照的に、フレネル帯板は、多くの焦点を有する回折格子である。これらの焦点は、回折格子の回折次数である。任意の他の回折格子として、回折次数は、波長の関数として離散的な位置を有するｎ＝１、（２）、（３）。ｎ（（２）。
【０１５３】
式（２）において、ｆはｌ。ｆに置き換えられている。ここで、（１）は焦点の順序を表す。ゾーン平面は、焦点オーダーを表すいくつかの回折次数を有する。
短波長については、式を変更することができる
ｒｎ  ＝（１）、（２）、（３）、（３）、（３）、（３）、（３）、（３）、ｎ（（３）。
【０１５４】
式（３）は、透明ゾーンからの波が焦点に到達する条件として説明される
ｒ；−ｒＬ＝Ｗ−&；ａｍｐ；＞Ｗ。
【０１５５】
［数１］ここで、ｄは、フレネル帯板上の幅の最後に不透明なリングである。
【０１５６】
このようにして、ゾーンプレートの１番目の焦点距離が次のようになる。
【０１５７】
レンズの焦点深度（ＤＯＦ）は、以下の通りである
ＤＯＦ＝２．４４１ｌ（ｆ／Ｄ）（２（６）。
【０１５８】
ｄはレンズ径である。
【０１５９】
式（５）を式（６）に代入すると、ゾーンプレートのｉ番目の焦点深度が得られる
ＤＯＦ、＝（２．４４）。
【０１６０】
ｉ番目の次数のフレネル帯板の分解能（スポットサイズ）は、式（５）と組み合わされた標準レンズの解像度のレイリー基準から導出することができる。
【０１６１】
これは、ゾーンプレート分解能がオーダー番号（１）と逆に改善することを意味する。
高次回折を用いるという欠点は、オーダー番号の２乗が増加するにつれてゾーンプレートの効率が低下することである。
【０１６２】
ゾーンプレートの効率は１０％であり、プレートが（２つ）の２進相レベルからなる場合には４０％まで改善することができる。（４０−７０ｎｍ）の範囲のゾーン幅を有するゾーンプレートが製造されており、これらのプレートはｘ線顕微鏡で使用されている。（４０ｎｍ）までの分解能は既に報告されている。
【０１６３】
［解決手段］。
【０１６４】
［数１］ここで、ｆは、以下のように定義されるレンズのｆナンバーである。
式（１０）を（９）に代入し、式（５）を用いて、ｉｓｔ焦点の解像力が以下のようになることが得られる。
これは、フレネルの解像力が、最終ゾーンに対するゾーンプレート直径の比に比例することを意味する。
【０１６５】
そして、ｉｓｔ焦点における解像度は、次式で与えられる。
分解能は、より短い波長、高次の焦点面選択、より大きなフレネル帯直径及び最後の不透明領域のより小さい幅で改善する。
【０１６６】
さらなる実施形態は、以下の番号付きステートメントに従ったものである。
１．  本発明の分光分析装置は、以下のものを含む：
（ａ）分光プローブ入力ビーム
（ｂ）スペクトル帯域を透過させるノッチフィルタ
（ｃ）特定の準有彩光が前記光開口を通過することを可能にするための光開口
（ｄ）準有彩焦点要素を制御するための少なくとも（１つ）の手段が、光開口を通して焦点を合わせる
（ｄ）光開口を透過した光を検出する光センサ
（ｅ）分光分析の第２段階のために、光開口を通して透過された準有彩色光をコリメートするためのコリメートレンズ
（ｆ）ファブリ。ペロー干渉計デバイスは、２段目のスペクトル分析を行う
前記選択された少なくともの部材は、フレネルレンズ、フレネル帯板、フォトンシーブ、ピンホールシーブ、調整可能な回折集束素子を含む群の少なくとも一つの部材であることを特徴とする請求項１記載の準有彩集束素子
広帯域動作条件のための請求項（２）に記載の有彩色集束素子は、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）からなる群の少なくとも（１つ）の部材で選択された広帯域のマルウェア上に配置されることを特徴とする）フッ化バリウム（ＢａＦ２）（０．１８−１４ｐｍ）フッ化カルシウム（ＣａＦ２）（０．１８−１１．５ｐｍ）塩化カリウム（０．２１−２０ｐｍ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）０．２５−１６ｐｍ、ヨウ化セシウム（ｃｓｆ）（０．２５−５５ｐｍ）及びダイヤモンド（０．２２５−ＴＨｚ）を含むが、これらに限定されないが、これらに限定されるものではない
（４）請求項（１）において、前記選択された少なくとも（１つ）の部材は、調整可能レンズ、調整可能な焦点回折素子、圧電アクチュエータ、光開口膜を有するｍｅｍｓ、ｄｃリニアモータおよびｍｅｍｓ光開口フォトセンサを含む群のうちの選択された少なくとも（１つ）の部材を含むことを特徴とする請求項（１）に記載の光開口部を中心にして準色集束素子を制御する手段
請求項１記載の光開口は、高分解能分光分析を達成するために、色収差補正要素の回折限界に近づく直径を有するように設計される
請求項（１）に記載の光センサは、広帯域運転ブランド材料から選択される
広帯域スペクトル応答を達成するための請求項１記載の光センサであって、広帯域スペクトル応答を実現するための光センサであって、前記選択された少なくとも（１つ）のグループの少なくとも（１つ）の部材は、調節可能なハイブリッド。ｐｙｏ検出器（０．１−１０００ｐｍ）、サーモパイル検出器（３００ｐｍ；ｐｂｓ検出器（ｌ５０ｎｍ−２．６ｐ）、ｐｂｓｅ検出器（１５０ｎｍ−４．６ｐ）、およびｉｎｇａａｓ（０．９−１．６ｐ）を含む群の少なくとも一つの部材である
高感度のための請求項７記載の光センサは、電子増幅器と一体化されている
請求項７記載の光センサは、冷却装置と一体化されている
請求項（８）に記載の光センサは、冷却装置と一体化されている
請求項７記載の光センサは、光検出器、電子増幅器及び冷却装置を含む
請求項５記載の広帯域液晶レンズは、妥協する
（ａ）セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）を含む群の少なくとも一つの部材が選択された広帯域透明窓）フッ化バリウム（ＢａＦ２）（０．１８−１４ｐｍ）フッ化カルシウム（ＣａＦ２）（０．１８−１１．５ｐｍ）塩化カリウム（０．２１−２０ｐｍ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）０．２５−１６ｐｍ、ヨウ化セシウム（ｃｓｆ）（０．２５−５５ｐｍ）ダイヤモンド（０．２２５−ＴＨｚ）、有機材料としては、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン（ｐｖｄｆ）およびｐｍｍａが挙げられるが、これらに限定されるものではない
（ｂ）錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、アルミニウム酸化亜鉛（ＡＺＯ）、アルミニウム酸化亜鉛（ＡＺＯ）。ｚｎｏ、ドープされたダイヤモンド、カーボンナノチューブ、グラフェンおよびグラフェン酸化物
（ｃ）セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）（０．４５ｐｍ、２１．５ｐｍ）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）（０．１８−１４ｐｍ）フッ化カルシウム（ＣａＦ２）（０．１８−１１．５ｐｍ）塩化カリウム（０．１８−１１．５ｐｍ）、塩化カリウム（０．２１−２０ｐｍ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）０．２５−１６ｐｍ、ヨウ化セシウム（ｃｓｆ）（０．２５−５５ｐｍ）ダイヤモンド（０．２２５−ＴＨｚ）を含む群から選択される凸レンズであって、有機材料としては、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン（ｐｖｄｆ）およびｐｍｍａが挙げられるが、これらに限定されるものではない
（ｄ）グループの少なくとも（１つ）のメンバーが選択された液晶
アゾベンゼン液晶と、アゾベンゼン単量体と、キラルアゾベンゼン色素と、光配向材料と、ｅｐａａｄアゾベンゼンを増強させた高速アゾベンゼン液晶と、を含むことを特徴とする
分光分析の第２の段階のための請求項のファブリ。ペロー干渉計装置であって、前記光センサと一体化されていることを特徴とするファブリ。ペロー干渉計装置
請求項（４）に記載のｍｅｍｓピンホール装置であって、前記ｍｅｍｓピンホール素子は、前記フォトセンサと一体化されていることを特徴とするｍｅｍｓピンホール
請求項（４）に記載の可変レンズは、広帯域同調のためのものであることを特徴とする
１６．  請求項（４）に記載の直流リニアモータは、広帯域同調のためのものである
１７．  請求項（４）に記載の圧電アクチュエータは、微調整のためのものであることを特徴とする圧電アクチュエータ
１８．  請求項（４）に記載のｍｅｍｓ光開口は、前記超高速チューニングのためのものであることを特徴とするｍｅｍｓ光開口
１９．  広帯域分光法のためのふるいは、外側リングのピンホールが、分光法に使用される最長波長のオーダーであることを意味する
２０．  （２０）請求項１記載の入力ビームは、レーザラマン散乱からのプローブビーム、ｉｒ吸収からのプローブビーム、ＵＶ−ｖｉｓ吸収のプローブビーム、蛍光散乱からのプローブビームを含む、グループの少なくとも（１つ）のプローブビームを結合する
２１．  請求項（１）に記載の光開口であって、前記光開口部は、前記準有彩色光の焦点合わせを制御するための手段上に配置されていることを特徴とする光開口
２２．  請求項１記載の調整可能なノッチ−空間フィルタは、第２ステージの分光器である
妥協
（ａ）特定の準有彩光を前記光開口部に通過させるための光開口
（ｂ）準有彩焦点要素を制御するための少なくとも（１つ）の平均が、光開口を通して焦点を合わせる
２３．  調整可能なノッチ−空間フィルタは妥協する
（ａ）特定の準有彩光を前記光開口部に通過させるための光開口
（ｂ）準有彩焦点要素を制御するための少なくとも（１つ）の平均が、光開口を通して焦点を合わせる。
【０１６７】
本明細書に引用された全ての特許、公開された出願および参考文献の教示は、その全体が参照により援用される。
【０１６８】
例示的な実施形態を特に図示し説明してきたが、添付の特許請求の範囲に包含される実施形態の範囲から逸脱することなく、形態および細部における様々な変更が可能であることは当業者には理解されよう。
【図１Ａ】
2021512338.tif 000003
【図１Ｂ】
2021512338.tif 000004
【図２】
2021512338.tif 000005
【図３】
2021512338.tif 000006
【図４】
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【図５】
2021512338.tif 000008
【図６】
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【図７】
2021512338.tif 000010
【図８】
2021512338.tif 000011
【図９】
2021512338.tif 000012
【国際調査報告】
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2021512338.tif 000014
2021512338.tif 000015
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