(57)【要約】【課題】本発明の目的は、光路長を容易に制御することのできる光学装置を提供することにある。【解決手段】内方に向かって略凹状の曲面よりなる内面鏡２６を含む本体１２と、前記本体１２外側よりの光２８を前記本体内面鏡２６に入射させるために該本体１２内側に通過させる入射点３２と、前記内面鏡２６で所定回数、反射した光を出射光３０として該本体１２外側に通過させるための出射点３２と、を備え、所望光路長が得られるように前記入射点３２よりの光２８の本体内面鏡２６に対する入射角θと該本体内面鏡２６での反射回数である該本体１２内でのパス数が設定されることを特徴とする光学装置１２。【選択図】　　　図１
2004069381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内方に向かって略凹状の曲面よりなる内面鏡を含む本体と、
前記本体外側よりの光を前記本体内面鏡に入射させるために該本体内側に通過させる入射点と、
前記内面鏡で所定回数、反射した光を出射光として該本体外側に通過させるための出射点と、
を備え、所望光路長が得られるように前記入射点よりの光の本体内面鏡に対する入射角と該本体内面鏡での反射回数である該本体内でのパス数が設定されることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
請求項１記載の光学装置において、前記入射点と出射点を共通とする時、前記入射点よりの光の本体内面鏡に対する入射角θと前記本体内でのパス数ｎの関係は、
前記パス数ｎが奇数の時、θ＝９０／ｎ
前記パス数ｎが４で割りきれる偶数の時、θ＝１８０／ｎ
であることを特徴とする光学装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光学装置において、前記光を出射し、該光を前記入射点より本体内面鏡に対し、所望光路長が得られるように選択された所定入射角で入射させる光出射手段と、
前記光出射手段の光軸を変更する入射角変更手段と、
前記光出射手段より出射された光が前記入射点より本体内面鏡に対し、所望光路長が得られるように選択された所定入射角で入射するように、前記入射角変更手段に前記光出射手段の光軸の変更を行わせる入射角制御手段と、
を備えたことを特徴とする光学装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の光学装置において、前記内面鏡の形状は、円筒面の少なくとも一部、球面の少なくとも一部、楕円面の少なくとも一部、及びトロイダル面の少なくとも一部よりなる群より選ばれたことを特徴とする光学装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずかに記載の光学装置において、前記内面鏡を円筒面鏡の少なくとも一部とし、
前記入射点よりの光の内面鏡に対する入射角を制御することにより、前記本体内での光の軌跡を垂直方向にスパイラル状にしたことを特徴とする光学装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の光学装置において、前記内面鏡を球面鏡の少なくとも一部とし、
前記入射点よりの光の内面鏡に対する入射角を制御することにより、前記本体内での光の軌跡を垂直方向に複数列に配置したことを特徴とする光学装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の光学装置において、前記内面鏡を円筒面鏡の少なくとも一部とした時に、前記入射点より内面鏡に入射する光の垂直方向成分は平行光とし、該光の水平方向成分のみを本体の中心で結像させる収束手段を備えることを特徴とする光学装置。
【請求項８】
請求項７記載の光学装置において、前記収束手段は円筒レンズないし円筒鏡であることを特徴とする光学装置。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれかに記載の光学装置において、前記内面鏡を球面鏡の少なくとも一部、楕円面鏡の少なくとも一部又はトロイダル面鏡の少なくとも一部とした時に、前記入射点より内面鏡に入射する光の水平方向成分と垂直方向成分を本体の中心でほぼ一致して結像させる収束手段を備えることを特徴とする光学装置。
【請求項１０】
請求項９記載の光学装置において、前記収束手段は平凸レンズないし両凸レンズであることを特徴とする光学装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の光学装置を用いたことを特徴とする測定用セル。
【請求項１２】
請求項１１記載の測定用セルにおいて、前記入射点ないし出射点を含む所定範囲に、前記光を通過させる窓を垂直方向に縦長状に設けたことを特徴とする測定用セル。
【請求項１３】
請求項１１又は１２記載の測定用セルを前記垂直方向に複数個積み重ねたタンデム型としたことを特徴とする測定用セル。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載の光学装置を用いたことを特徴とする光学遅延装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学装置、測定用セル及び光学遅延装置、特に光路長の調整機構の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より光学系構成部材として測定用セル、光学遅延装置が用いられている。ところで、測定用セル、光学遅延装置は、適切な光路長を設定することが重要である。
すなわち、測定用セルは、試料の濃度に応じて測定感度を調整すること、例えば希薄試料の高感度測定を行うにはセルの光路長を長めに設定する必要がある。また光学遅延装置は、所望の遅延時間に応じて光学遅延装置内の光路長を調整する必要がある。
【０００３】
このように測定用セル、光学遅延装置においては、光路長の調整は非常に重要である。
このために従来は、例えば測定用セル内、光学遅延装置内に補助ミラー等の光学装置を配置している。そして、従来は、例えば補助ミラーの光軸の向きの変更、配置位置等の移動により、測定用セル内、光学遅延装置内での光路長の変更を行うことが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成の光学装置を測定用セル、光学遅延装置に用いるのには、その光路長調整の更なる容易化に関しては、改善の余地が残されていた。
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は光路長を容易に制御することのできる光学装置、測定用セル及び光学遅延装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明にかかる光学装置は、本体と、入射点と、出射点と、を備え、所望光路長が得られるように前記入射点よりの光の本体内面鏡に対する入射角と該本体内面鏡での反射回数である該本体内でのパス数が設定されることを特徴とする。
ここで、前記本体は、内方に向かって凹状の曲面よりなる内面鏡を含む。
【０００６】
また前記入射点は、前記本体外側よりの光を前記本体内面鏡に入射させるために該本体内側に通過させる。
また前記出射点は、前記内面鏡で所定回数、反射した光を出射光として該本体外側に通過させる。
ここにいう内方に向かって略凹状の曲面とは、断面円環の全体、該円環の特定部分を含めていう。該内方とは円環、円環を構成するであろう特定部分の中心をいい、略凹状とは円環の全体であれば円環状をいい、該円環の特定部分であれば凹状をいう。
【０００７】
なお、本発明において、前記入射点と出射点を共通とする時、前記入射点よりの光の本体内面鏡に対する入射角θと前記本体内でのパス数ｎの関係は
前記パス数ｎが奇数の時、θ＝９０／ｎ
前記パス数ｎが４で割りきれる偶数の時、θ＝１８０／ｎ
であることが好適である。
【０００８】
そして、パス数ｎが奇数の時、４で割りきれる偶数の時の何れも、内面鏡上の角度ｔで各々の反射点を表すと、パス数ｎが反射途中での反射回数として
ｔ＝Ｎ×π＋２×（Ｎ−１）×θ
となる。
【０００９】
また本発明の入射点と出射点は、共通位置とすること、別の異なる位置に設けることを含めていう。例えば用途に応じて、反射途中での反射点より光を出射することのできる位置に出射点を入射点とは別の異なる位置に設けることができる。
また本発明においては、光出射手段と、入射角変更手段と、入射角制御手段と、を備えることが好適である。
【００１０】
ここで、前記光出射手段は、前記光を出射し、該光を前記入射点より本体内面鏡に対し、所望光路長が得られるように選択された所定入射角で入射させる。
また前記入射角変更手段は、前記光出射手段の光軸を変更する。
前記入射角制御手段は、前記光出射手段より出射された光が前記入射点より本体内面鏡に対し、所望光路長が得られるように選択された所定入射角で入射するように、前記入射角変更手段に前記光出射手段の光軸の変更を行わせる。
【００１１】
また本発明において、前記内面鏡の形状は、円筒面の少なくとも一部、球面の少なくとも一部、楕円面の少なくとも一部、及びトロイダル面の少なくとも一部よりなる群より選ばれることが好適である。
ここにいう円筒面の少なくとも一部とは、円筒面の全体、或いは該円筒面の特定部分を含めていう。
【００１２】
またここにいう球面の少なくとも一部とは、球面の全体、或いは該球面の特定部分、例えば半球面等を含めていう。
またここにいう楕円面の少なくとも一部とは、楕円面の全体、或いは該楕円面の特定部分を含めていう。該楕円面とは、真の楕円面、及びその類似面を含めたものをいう。
【００１３】
またここにいうトロイダル面の少なくとも一部とは、トロイダル面の全体、或いは該トロイダル面の特定部分を含めていう。該トロイダル面とは、真のトロイダル面、及びその類似面を含めたものをいう。
また本発明においては、前記内面鏡を円筒面鏡の少なくとも一部とし、前記入射点よりの光の内面鏡に対する入射角を制御することにより、前記本体内での光の軌跡を垂直方向にスパイラル状にすることも好適である。
また本発明においては、前記内面鏡を球面鏡の少なくとも一部とし、前記入射点よりの光の内面鏡に対する入射角を制御することにより、前記本体内での光の軌跡を垂直方向に複数列に配置することも好適である。
【００１４】
本発明においては、前記内面鏡を円筒面鏡の少なくとも一部とし、例えば長光路の用途に使う時に結像特性を良好とするために、前記入射点より内面鏡に入射する光の垂直方向成分は平行光、その水平方向成分のみを本体の中心で結像させる収束手段を備えることが好適である。前記収束手段は、例えば平凸や両凸の円筒（シリンドリカル）レンズ、円筒鏡、これらの類似品等を用いることが特に好適である。
【００１５】
また本発明においては、前記内面鏡を球面鏡の少なくとも一部、楕円面鏡の少なくとも一部又はトロイダル面鏡の少なくとも一部とし、例えば長光路の用途に使う時に結像特性を良好とするために、前記入射点より内面鏡に入射する光の水平方向成分と垂直方向成分を本体の中心でほぼ一致して結像させる収束手段を備えることが好適である。前記収束手段は、例えば平凸レンズ、両凸レンズ、これらの類似品等を用いることが特に好適である。
【００１６】
ここにいう水平方向とは、本体の中心軸方向と直交する方向をいう。ここにいう垂直方向とは、該水平方向と直交する方向をいう。ここにいう球面、トロイダル面等における水平方向は、回転中心軸と直交する半径軸を回転させた面方向のことをいう。
また前記目的を達成するために本発明にかかる測定用セルは、前記光学装置を用いたことを特徴とする。
【００１７】
なお、本発明においては、前記入射点ないし出射点を含む所定範囲に、前記光を通過させる窓を垂直方向に縦長状に設けることも好適である。
また本発明においては、前記測定用セルを前記垂直方向に複数個積み重ねたタンデム型とすることも好適である。
また前記目的を達成するために本発明にかかる光学遅延装置は、前記光学装置を用いたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
測定用セル
以下、図面に基づき本発明の好適な一実施形態について説明する。
図１には本発明の一実施形態にかかる光学装置を測定用セルとして用いた測定装置の概略構成が示されている。なお、同図（Ａ）は測定用セルを側方（水平方向）より見た装置全体の図、同図（Ｂ）は測定用セルに対する光の配置を上方（垂直方向）より見た図である。
【００１９】
同図に示す測定装置１０は、測定用セル（光学装置，本体）１２と、光出射手段１４と、集光手段１６と、検出器１８と、信号処理手段２０と、コンピュータ２２を備える。
光出射手段１４の光軸２４は、測定用セル１２の入射点より内面鏡２６に対
する角度（ＸＹ平面成分，水平方向成分）が所定角度（入射角θ）となるように配置されている。
【００２０】
測定用セル１２と検出器１８間には集光手段１６が配置されている。
前記測定用セル１２は、本発明において特徴的な光学装置等よりなり、試料が導入されている。この測定用セル１２は、光出射手段よりの光２８，該測定用セル１２内での反射光を出射光３０として通過させる窓（入射点，出射点）３２が設けられている。
前記光出射手段１４は、光２８を出射し、測定用セル１２の窓３２より円環体内面鏡２６に所定入射角θで入射させる。
【００２１】
前記集光手段１６は、例えば集光レンズ等よりなる。
そして、光出射手段１４よりの光２８は、測定用セル１２の窓３２より、円環体（本体）内面鏡２６に対し所定の入射角θで入射される。この測定用セル１２内の内面鏡２６で所定回数、反射を繰返すことにより試料中を通過した光は、出射光３０として窓３２より測定用セル１２の外部（外側）に射出される。
【００２２】
この測定用セル１２の窓３２より射出された測定光３０は、集光手段１６により集光され、検出器１８により受光され、検出器１８では光電変換される。検出器１８よりの出力信号は、信号処理手段２０を介してコンピュータ２２に入力され、公知のデータ処理が行われることにより、測定用セル１２内の試料の吸収スペクトルデータが得られる。
【００２３】
入射角とパス数の関係
本発明において特徴的なことは、入射点よりの光の内面鏡に対する入射条件を調整するだけで、必要な光路長を設定可能としたことである。このために本実施形態においては、測定用セルとして光学装置を用いている。そして、光出射手段１４により入射条件としての、窓３２よりの光２８の円環体（本体）内面鏡２６に対する入射角θを制御している。
【００２４】
本実施形態において、測定用セル１２は、断面円環状（内方に略凹状の曲面）、例えば真円の内面鏡２６を有しており、つまり内面鏡２６を円筒面鏡としている。測定用セル１２には、光出射手段１４よりの光２８をセル内側に通過させる入射点、及び測定用セル１２内で所定回数反射した光をセル外側に出射光３０として通過させる出射点としての窓３２が一ケ所だけ設けられている。
【００２５】
そして、図２に示されるように窓３２より入射された光２８は、円環体内面鏡２６のＸＹ平面（水平面）上において、該円環体の略中心（内方）３８を介して、円環体内面鏡２６に対し入射角θで入射される。該円環体内面鏡２６での反射光は、該円環体の略中心３８を介して、円環体内面鏡２６に入射され、反射される。
このように光は円環体内面鏡２６上（円周方向，水平方向）にて、所望の光路長が得られるように設定された所定の回数、反射が繰返されることにより、所定のパス数ｎが得られて窓３２より出射される。
【００２６】
このとき、例えば円環体内面鏡２６上には、例えば偶数のパス２，４，６…３６と、奇数のパス１，３，５…３５が交互に現れており、例えばパス数ｎ＝３６となる時に、円環体内面鏡２６で反射した光を出射光３０として窓３２より出射している。
【００２７】
ここで、本実施形態においては、測定用セル１２内で所望の光路長が得られるように、光出射手段より出射された光２８の窓３２よりの円環体内面鏡２６に対する入射角θ（水平方向成分）と、該円環体内面鏡２６上での反射回数である該円環体内のパス数ｎが設定されている。
【００２８】
本実施形態のにように入射点と出射点を共通とする時、入射点よりの光２８の内面鏡２６に対する入射角θとパス数ｎの関係は
パス数ｎが奇数の時、θ＝９０／ｎ
パス数ｎが４で割りきれる偶数の時、θ＝１８０／ｎ
と表せる。
【００２９】
そして、パス数ｎが奇数の時でも、４で割りきれる偶数の時の何れでも、円環体内面鏡２６の円周上の角度ｔで各々の反射点を表すと、パス数ｎが反射途中での反射回数として
ｔ＝Ｎ×π＋２×（Ｎ−１）×θ
となる。
【００３０】
例えば円環体内面鏡２６の直径より、所望の光路長を得るためのパス数を求める。例えば７．２ｍの光路長を得るには、円環体内面鏡２６の直径が２００ｍｍの時は、パス数は３６必要である。このパス数３６が得られるような入射角θ＝５度を選択すればよいこととなる。
【００３１】
この結果、本実施形態にかかる測定用セル１２によれば、前述のような光学装置を用いているので、窓３２よりの光２８の内面鏡２６に対する入射角θを調整するだけで、必要な光路長を設定することができる。
【００３２】
したがって、本発明にかかる測定用セル１２は、小型、軽量、低容積でかつ容易に、長光路のガス吸収測定を行うことができる。例えば試料の濃度に応じて光路長を調整することにより高感度測定が行える。このとき、本実施形態の測定用セル１２を用いることにより、光路長の調整が容易に行えるので、種々の測定が容易に、迅速に行える。
【００３３】
これにより一個の測定用セルを、所望の光路長が異なる種々の測定装置に適用することができるので、汎用性も向上される。仮に直径２０ｃｍの測定用セル１２を例に挙げれば、後述する表１のように４０ｃｍの光路長から数十ｍの光路長まで、一個の測定用セル１２で対応することができる。すなわち、使用者の要望（試料の濃度等）に合わせた光路長の測定用セル１２を迅速に供給することが容易に可能になる。
【００３４】
更に言えば、本実施形態の測定用セル１２の光路長の制御は、測定用セル１２の窓よりの光２８の内面鏡２６に対する入射角θの調整のみで行うが、近接した角度内で偶数のパス数と奇数のパス数が交互に現れて、その時、奇数のパス数は偶数のパス数の約半分になるという特性もある。つまり、微小な角度θの調整のみで、光路長を半分にすることもできる。通常、基本の光路長の設定は、使用者の要請によって製造元等の専門家が行うことになるが、この設定された光路長を半分に切り替える調整は使用者自身が容易に行える。
【００３５】
＜入射光収束手段＞
本実施形態においては、光の結像特性を良好するために入射光収束手段（収束手段）の種類の選択は重要であり、長光路の用途に使う時は特に重要である。
このために本実施形態において、図３に示すように光出射手段１４は、例えば光源４０と、入射光収束手段（収束手段）４２を備える。
例えば本実施形態のような円筒面鏡では、入射光収束手段４２は、例えば平凸ないし両凸の円筒（シリンドリカル）レンズやその類似品、円筒鏡やその類似品等よりなる。
【００３６】
そして、入射光収束手段４２は、光源４０よりの光２８の、同図（Ａ）に示されるようなＺ方向成分（垂直方向成分）を平行光線とし、同図（Ｂ）に示されるようなＸＹ方向成分（水平方向成分）のみが円環体の中心３８で結像している。この結果、本実施形態は、円環体内面鏡を円筒面鏡とした時に、入射光収束手段４２を用いることにより、光の結像特性を良好することができる。
【００３７】
＜窓＞
前記構成では、一個の測定用セルに対して一の光路を設定した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図４に示されるように一個の測定用セルに対して複数の光路を同時に設定することも可能である。なお、同図（Ａ）は、測定用セルを側方より見た図、同図（Ｂ）は測定用セルを上方より見た図である。前記図と対応する部分には符号１００を加えて示し説明を省略する。
【００３８】
これは色々な波長での同時測定も可能なことを示している。また窓より測定用セル内の試料に紫外光等を当て、試料を反応させてその反応途中（経過）をリアルタイムに計測することも構造上、容易に行える。
このために同図（Ａ）に示すように測定用セル１１２に、上下方向（垂直方向，縦長状）に光を通過させる窓１３２を設ける。また第一光出射手段１１４ａと、第二光出射手段１１４ｂを設ける。第一光出射手段１１４ａの光軸は、第二光出射手段１１４ｂの光軸に対し上方に設定している。
【００３９】
そして、第一光出射手段１１４ａよりの第一光線（光）１２８ａを測定用セル１１２の窓１３２より内面鏡に対し所定の入射角で入射させる。同時に第二光出射手段１１４ｂよりの第二光線（光）１２８ｂを測定用セル１１２の窓１３２より内面鏡に対し所定の入射角で入射させる。
【００４０】
＜同時測定＞
ここで、第一光線１２８ａと第二光線１２８ｂの波長を異なるものとし、測定用セル１１２の窓１３２より、各波長の出射光１３０ａ，１３０ｂを得ることにより、一個の測定用セル１１２で色々な波長での同時測定が行える。
また第一光線１２８ａと第二光線１２８ｂの測定用セル１１２の窓より内面鏡に対する入射角を異なるものとすることによりパス数を異なるものとし、各パス数の出射光１３０ａ，１３０ｂを得ることにより、一個の測定用セル１１２で色々なパス数での同時測定が行える。
【００４１】
＜反応測定＞
第一光出射手段１１４ａよりの第一光線１２８ａを測定用セル１１２に所定の入射角θで入射させる。第二光出射手段１１４ｂよりの第二光線１２８ｂを例えば紫外線としている。そして、該紫外線である第二光線１２８ｂを窓１３２より内面鏡に対し、測定用セル１１２より出射されない入射角で入射させ、測定用セル１１２内に充填されている試料を反応させる。そして、測定用セル１１２内を通過してきた第一出射光１３０ａを窓１３２より取出すことにより、測定用セル１１２内に充填されている試料の反応経過をリアルタイムに計測することができる。
【００４２】
＜スパイラル＞
前記構成では、円筒面鏡のあるＸＹ平面（水平面）上にビームスポット軌跡を設定した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図５に示すようにビームスポット軌跡をＺ方向（垂直方向）にスパイラル状にし、光路長を制御することも好ましい。なお、前記図１と対応する部分には符号２００を加えて示し説明を省略する。
【００４３】
すなわち、同図において、光出射手段２１４よりの平行光（光）２２８の窓（入射点）２３２ａより円筒面鏡に対する入射角のＺ方向成分（垂直方向成分）を上向きにα度傾けて入射させると、光２２８の軌跡は、円筒面鏡の円周上を入射角αに応じた距離づつ次第に上方（垂直方向）にシフトする。
そして、この光は、円筒面鏡の円周上を一回転して来た時は、入射点である窓２３２ａの上方に位置するので、この位置に出射光の窓（出射点）２３２ｂを設けている。
【００４４】
このように入射点よりの光の内面鏡に対する入射角のＸＹ方向成分（水平方向成分）の制御に加えて、前述のようなＺ方向成分（垂直方向成分）の角度αを調整すると、任意のパス数をより容易に設定することができるし、途中に同図とは別の位置に出射点である窓２３２ｂを設け、任意のパス数で取り出すことも容易にできる。
なお、光の軌跡をスパイラル状に上方ないし下方にシフトさせるものも、円筒面鏡を用いているのであれば、光の結像特性を良好とするために、前記シリンドリカルレンズ等の入射光収束手段を用いることが特に好ましい。
【００４５】
＜タンデム＞
前記図５では、一の測定用セル２１２を用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、より長光路を必要とするときは、二以上の測定用セルを連結し、タンデム型とすることも好ましい。
例えば図６に示すようなタンデム型の測定用セルとすることも好ましい。なお、前記図５と対応する部分には符号１００を加えて示し説明を省略する。
【００４６】
すなわち、同図においては、測定用セル３１２ａ，３１２ｂを上下（Ｚ軸方向）に二個積み重ねて設置している。
そして、第一のセル３１２ａよりの出射光を第二のセル３１２ｂに導入している。
【００４７】
この結果、前記図５に示した光の軌跡がスパイラル状としたものと同様、前記入射点よりの光の内面鏡に対する入射角の水平方向成分（入射角θ）の制御に加えて、垂直方向成分の角度αを調整すると、任意のパス数をより容易に設定することができるし、途中に同図とは別の位置に出射点である窓３３２ｂを設け、任意のパス数で取り出すことも容易にできる。
【００４８】
＜光学装置＞
前記実施形態では、円筒面鏡を用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、球面鏡、自由曲線面鏡、例えば楕円面及びその類似面鏡、トロイダル面鏡及びその類似面鏡を用いることも好適である。
トロイダル面鏡や楕円面鏡、球面鏡等を長光路の用途に使う時に光の結像特性を良好とするために、入射光出射手段は、入射点よりの光のＸＹ方向成分（水平方向成分）とＺ方向成分（垂直方向成分）を円環体（本体）の中心でほぼ一致して結像させるのが望ましいので、平凸レンズや両凸レンズと組み合わせて使用することが特に好ましい。勿論、球面鏡やその類似品の反射鏡を使用してもよい。
【００４９】
この結果、本発明は、トロイダル面鏡、楕円面鏡、球面鏡等を用いても、前述のような入射光収束手段を備えることとしたので、結像特性が改善される。つまりパス数を多くしても、ビームスポット形状の変形が大幅に低減される。
【００５０】
＜球面鏡＞
球面鏡においてビームスポット軌跡を図７に示すように球面の中心を通るＸＹ平面（球面の水平面）に対し上下二列にし、光路長を制御することも好ましい。なお、前記図１と対応する部分には符号４００を加えて示し説明を省略する。球面の水平面に対して上下二列に光の軌跡を配置した時も、該光の結像特性を良好とするために入射光収束手段として平凸レンズ、両凸レンズ等を用いることが特に好ましい。
【００５１】
すなわち、本実施形態にかかる光学装置において、入射点より内面鏡に対する光は、図７に示すような球面の水平面の上方より、その中心４３８を通る様に入射させている。このように入射点よりの光の内面鏡に対する入射角のＺ方向成分（垂直方向成分）をα度に設定し、入射点と共通の出射点より光線４３０ａを取出すことができる。
【００５２】
この光学装置では、ビームスポットは球面の中心４３８を通る水平面に対して、上下二列に分離し、上側が偶数回目の反射点の列、下側が奇数回目の反射点の列となる。つまり軌跡４５０ａは、偶数番のスポットの軌跡であり、軌跡４５０ｂは、奇数番のスポットの軌跡である。
なお、入射点と出射点を共通の時は出射光４３０ａを取出しているが、奇数番のスポットの軌跡上に出射点を設けた時には、入射点とは異なる位置より出射光４３０ｂを取出すことができる。
【００５３】
このように入射点よりの光の内面鏡に対する入射角の水平方向成分（入射角θ）の設定に加えて、球面の中心４３８を通る垂直方向成分の角度αを設定することにより、任意のパスを容易に設定することができるので、特に長光路が必要なときには最適である。
なお、本実施形態においても、前記円筒面鏡と同様、上下方向に光を通過させる窓を追加し、ここから紫外光等を当てて試料を反応させ、その反応途中（経過）をリアルタイムで計測することや、一の測定用セルで色々な波長での同時測定等も行える。
【００５４】
光学遅延装置
前記実施形態では、光学装置を測定用セルに用いた例について説明したが、本発明の光学装置は、これに限定されるものではなく、光学遅延装置に適用することも好ましい。
図８には本発明の一実施形態にかかる光学装置を光学遅延装置として用いた測定装置の概略構成が示されている。なお、前記図１と対応する部分には符号５００を加えて示し説明を省略する。
同図に示す測定装置は、光学遅延装置５６０と、チョッパ５６２と、ビームスプリッタ５６４を備える。
【００５５】
前記光学遅延装置５６０は、入射光収束手段（収束手段）５７０と、光学装置５６８と、集光手段５７２を備える。
前記光源５４０と前記入射光収束手段（収束手段）５４２間にチョッパ５６２と、ビームスプリッタ５６４が順に設けられている。
前記ビームスプリッタ５６４の後段に、前記入射光収束手段５４２と同様の本発明の入射光収束手段５７０と、前記測定用セル５１２と同様の構造の本発明の光学装置５６８と、集光手段５７２を順に設けている。
【００５６】
そして、集光手段５７２よりの光は信号処理手段５２０の受光部（図示省略）に受光される。信号処理手段５２０の受光部は集光手段５７２よりの光を受光すると、これをトリガ信号として信号処理手段５２０に検出器５１８よりの電気信号の取込みを指示する。
【００５７】
ここで、検出器５１８よりの電気信号の取込みタイミングは、光学装置５６８での光路長を変えることにより、早める或いは遅くする等の調整が容易に行える。
従来は、光学遅延装置内に補助ミラー等の光学装置を配置し、該ミラーの並行移動により光路長を変更していたが、面倒であると共に、光学装置が大型化してしまう。
【００５８】
そこで、本実施形態においては、光学遅延装置での光路長（遅延時間）の調整のために、本発明の光学装置５６８を用いている。
この結果、本実施形態においては、光学遅延装置内に補助ミラー、その移動機構等を別途配置することなしに、入射点よりの光の内面鏡に対する入射角θの制御のみで、所望の光路長が容易に得られるので、一個の光学装置で所望の遅延時間の調整が容易に行える。これにより一個の光学遅延装置を、所望の遅延時間が異なる種々の装置に適用することができるので、汎用性も向上される。
【００５９】
＜入射角制御機構＞
本実施形態において、前記光学装置での光路長調整のための入射角の制御は、光出射手段の光軸の角度の調整を手動で行うことにより行えるが、自動に行うことが特に好ましい。
図９には本実施形態において好適な入射角制御機構の一例が示されている。なお、前記図１と対応する部分には符号６００を加えて示し説明を省略する。
【００６０】
すなわち、同図（Ａ）に示す入射角制御機構は、光出射手段６１４の光軸の角度の制御で行える。光出射手段６１４の角度の制御機構は、入射角変更手段６８０と、コンピュータ（入射角制御手段）６２２を備える。
入射角変更手段６８０は、光出射手段６１４の光軸の角度θ，αが所望の角度となるように変更する。
コンピュータ６２２は、メモリ６８２と、ＣＰＵ６８４を備え、入力デバイス６８６が接続されている。
【００６１】
メモリ６８２に予め、前記所望光路長が得られるようなパス数ｎと入射角の関係情報（例えば後述する表１等）を記憶しており、入力デバイス６８６より、パス数または入射角が入力されると、ＣＰＵ６８４はメモリ６８２のパス数と入射角の関係情報にアクセスし、対応する入射角またはパス数を検索する。ＣＰＵ６８４は検索結果に基づいて入射角変更手段６８０の動作を制御し、光出射手段６１４の光軸の角度を適切な角度θ，αとする。
【００６２】
例えば同図（Ｂ）に示すように入射点より内面鏡に対する入射角の水平方向成分を適切な角度θとする。加えて同図（Ｃ）に示すように入射点より内面鏡に対する入射角の垂直方向成分を適切な角度αとしてもよい。
この結果、同図に示すような入射点より内面鏡に対する入射角の制御機構を用いることにより、所望の光路長を得るための入射角の制御がより容易に行えるので、光路長の変更がより容易に行える。
【００６３】
【実施例】
本発明の光学装置の基本的な振る舞いについて説明する。
前記光学装置の基本的な振る舞いをわかりやすく説明するため、ここでは主光線のみについて述べ、結像の大きさ等の詳細については後述する。
【００６４】
まず入射光線と円環体内面鏡円周上の入射点の法線とのなす角度（入射点よりの光の内面鏡に対する入射角）をθとすると、入射点の円周上の角度を０度としてｎ回目の反射点の角度ｔは以下の式で表せる。
ｔ＝ｎ×π＋２×ｎ×θ（π＝１８０度）
ここでは、ｎが奇数ならｎπ＝πと等価、ｎが偶数ならｎπ＝０と等価となる。
そして、光線が円周上のどの位置で出射させてもその出射角は出射点を通る法線に対して常に−θとなる。
【００６５】
何回反射した後で光線が円環体から射出されてくるかはθの値によっていろいろなケースがあり、更に入射点と同一の位置で出射させるか別の位置で出射させるかでまた分かれてくる。
光線の出入口（入射点、出射点）も基本的には一箇所で十分であるが、複数個あっても差し支えはないが、ここではわかりやすく説明するために、入出射が同一の点で行われる場合を四個の整数Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４を使用して考える。
【００６６】
＜第一のケース＞
第一のケースは、奇数回目の反射点が最初の反射点から円周上を何回転かしてから入射点と一致する時である。
このとき、光線が（２Ｎ１＋１）回目に射出されたとすると、以下の式が成立する。
１８０＋２θ（２Ｎ１＋１）＝Ｎ２×３６０　　…　式１
ここで、Ｎ２は入射点近傍を反射点のスポットが通過した回数である。
【００６７】
変形すると
１８０×（２Ｎ２−１）＝２θ（２Ｎ１＋１）
となる。
よって
θ＝９０×（２Ｎ２−１）／（２Ｎ１＋１）　　…　式１−１
となる。
【００６８】
ここで、最小のパス数はＮ２＝１の時で、その時、上の式は
θ＝９０／（２Ｎ１＋１）　　…　式１−２
となり、パス数は９０／θとなる。
これが第一の整合条件であり、全ての後の整合条件に優先する。
【００６９】
＜第二のケース＞
第二のケースは、奇数回目の反射点は入射点をすり抜けて偶数回目の反射点が円周上を何回転かしてきて入射点に一致する時である。
このとき、２Ｎ１回目に射出されたとすると、以下の式が成立する。
４θ×Ｎ１＝３６０×Ｎ２　　…　式２
ここで、Ｎ２は入射点近傍を反射点のスポットが通過した回数である。
【００７０】
ここで、最小のパス数はＮ２＝１の時で、その時、上の式は
θ＝１８０／２Ｎ１＝９０／Ｎ１　　…　式２−１
となり、パス数は１８０／θとなる。
これが第二の整合条件となる。
第一の整合条件ではすべての奇数がパス数として選択でき、第二の整合条件では全ての偶数がパス数として選択できるが、重複している分があるので除く必要がある。
【００７１】
式１−２を
θ＝１８０／（２×（２Ｎ１＋１））
と表してみると、第二の整合条件中でパス数が奇数の倍の偶数の時には全て第一の整合条件に該当する。
結局、第二の整合条件の中で選択できるパス数は４で割り切れる偶数のみとなる。
【００７２】
＜第三のケース＞
第三のケースは　　Ｎ２＝１では式１も式２も成立しない場合である。
この時は、奇数回、偶数回の反射点は共に最初に入射点近傍を通ったときは入射点をすりぬけて光線が射出せず、円周上を何回か回転したあとで光線が射出することになる。
【００７３】
ここで、角度θを
θ＝Ｎ２／Ｎ４
とおいて、式１−１と式２に代入する。ここで整数Ｎ３とＮ４は因数として１以外の共通の素数を含まないものとする。
【００７４】
式１−１に代入して整理すると、
（２Ｎ１＋１）＝（２Ｎ２−１）×２×５×３×３×Ｎ３／Ｎ４　　…　式１−３
式２に代入して整理すると
Ｎ１＝Ｎ２×２×５×３×３×Ｎ３／Ｎ４　　…　式２−２
のどちらかが成立した時、光線が出射される。
【００７５】
実際の計算は、予定した入射角を順に第一の整合条件、第二の整合条件にあてはめてどちらも成立しない時に、式１−３と式２−２にあてはめて最小のＮ１をさがす。
例をあげるとＮ３＝２でＮ４＝３なら式１−２に代入すると、
２／３＝９０／（２Ｎ１＋１）となり、これを変形すると２Ｎ１＋１＝１３５となるので、第一の整合条件が成立し、パス数は１３５となる。
【００７６】
Ｎ３＝３、Ｎ４＝５を
式１−２に代入すると
３／５＝９０／（２Ｎ１＋１）となる。これを変形すると、２Ｎ１＋１＝１５０となり、第一の整合条件は不成立なので、式２−１に代入してみると、
３／５＝９０／Ｎ１となり、Ｎ１＝１５０となるので、第二の整合条件が成立し、パス数は３００となる。
【００７７】
上記の二例でわかる様に、Ｎ３が９０の公約数だとＮ２，Ｎ４の値に無関係に必ず第一の整合条件か第二の整合条件が成立するので、今度は
Ｎ３＝７、Ｎ４＝２とすると、式１−２に代入すると、
７／２＝９０／（２Ｎ１＋１）となり、これを変形すると２Ｎ１＋１＝９０×２／７となり、第一の整合条件は不成立なので、式２−１に代入してみると、
７／２＝９０／Ｎ１となり、Ｎ１＝９０×２／７となるので、これも成立しない。
【００７８】
そこで、式１−３　に代入すると
（２Ｎ１＋１）×７＝（２Ｎ２−１）×２×５×３×３×２
となり、左辺は奇数、右辺は偶数となるので、これも成立しない。
そこで、式２−２に代入すると、
Ｎ１×７＝Ｎ２×２×５×３×３×２となり、Ｎ２＝７の時、Ｎ１が最小となり、
Ｎ１＝２×５×３×３×２＝１８０となるので、パス数は３６０となる。
【００７９】
ここで、下記表１を参照すると、入射角θに対してパス数が極端に大きいのがわかる。
これは、第一、第二の整合条件が成立しない時には、光線スポットが何度も円周上を回転してからでないと射出されないからである。
以上をまとめると、以下のような特徴が明らかになる。
【００８０】
入射点より円環体内面鏡に対する光２８の入射角θを小さくしてゆくに従って、該円環体内面鏡の円周上に奇数のパス数（第一の整合条件）と偶数のパス数（第二の整合条件）が交互に現れながらパス数が増加してゆく。
そのパス数は奇数のパス数が偶数のパス数のほぼ半分になっている。
その間にはどちらの整合条件にも合致しないパス数がいくつか現れるがそのパス数は第一、第二の整合条件に合致する時のパス数より極端に大きいので容易に区別がつく。
【００８１】
但し、ここで述べているのはあくまで入射点と出射点が数学的に一致する時の反射回数であり、光源の大きさや入射窓の大きさ、反射点での光のスポットサイズ等はまったく考慮されていないことに注意しなければならない。
実際の入射角θとパス数の関係を、直径（内径）２００ｍｍの光学装置の光路長で試算した結果を表１に示す。ここで、入射角はパス数との関連をわかりやすくするために分数で表してある。
【００８２】
【表１】
2004069381.tif 000003
【００８３】
以上が入射点と出射点を同一点にとった場合であるが、上記例の第一の整合条件を満足する入射角設定の時に、出射点を偶数回目の反射点に定めることも問題なくできるし、反対に上記例の第二の整合条件を満足する入射角設定の時に出射点を奇数回目の反射点に定めることも問題ない。つまり、どのようなパス数でも設計できることになる。
次に本発明の光学装置の結像特性について述べる。
【００８４】
本発明の光学装置は、特に長光路の用途に使う時は、以下の様にした方が結像特性が良好である。
すなわち、円筒面鏡の場合は水平方向成分のみが円環の中心で結像し、垂直方向成分に関しては平行光線であるのが望ましいので、平凸や両凸の円筒レンズやその類似品と組み合わせて使用することが特に好ましい。勿論、円筒面鏡やその類似品の反射鏡を使用してもよい。
【００８５】
またトロイダル面鏡や楕円面鏡、球面鏡等の場合は、水平方向成分と垂直方向成分がほぼ一致して結像するのが望ましいので、平凸レンズや両凸レンズと組み合わせて使用することが特に好ましい。勿論、球面鏡やその類似品の反射鏡を使用してもよい。
この結果、本発明の光学装置は円環体内面鏡の形状に応じた入射光収束手段を備えることで、結像特性が改善される。つまりパス数を多くしても、ビームスポット形状の変形が大幅に低減される。
【００８６】
前記入射光収束手段の考慮の違いによる結像特性を検証する目的で、各実施例の光学装置の入出射関係及びビームスポット形状を示す。
以下の実施例は何れも入出射関係は上から見た円環内の主光線の軌跡であり、ビームスポット形状は円環を帯状に展開した上に表したものである。
【００８７】
以下の実施例は何れも、帯幅、すなわち円環の高さは２０ｍｍで円環の直径は２００ｍｍに取ってある。ビームスポット形状は、ビームの中心点とビームの外周を等分割した点を線で結んで表現している。
本発明の実施例１〜２は光学装置の内面鏡の形状に対して適切な入射光収束手段が考慮されていないのに対し、本発明の実施例３〜８は、光学装置の内面鏡の形状に対して適切な入射光収束手段が考慮されている。
【００８８】
実施例１
本実施例にかかる光学装置においては、円筒面鏡の水平面に対して光線を直径１ｍｍの平行ビームで入射させ、入射角を６度に設定して入射した点からビームを取り出している。
その入出射関係を図１０（Ａ）に、ビームスポット形状を同図（Ｂ）に示す。
【００８９】
この時、パス数は１５であり、ビームスポット形状は、縦方向につぶれて横方向に広がってきているのが同図（Ｂ）より理解される。
本実施例では、パス数が多くなるとビームスポットが重複してきてしまうが、この程度のパス数であれば充分に実用に耐えうる。
【００９０】
実施例２
本実施例にかかる光学装置においては、球面鏡の水平面に対して光線を直径１ｍｍの平行ビームで入射させ、入射角を６度に設定して入射した点からビームを取り出している（直径２００ｍｍの球面鏡以外は実施例１と同じ条件）。
その入出射関係を図１１（Ａ）に、ビームスポット形状を同図（Ｂ）に示す。
【００９１】
この時、パス数は１５であり、ビームスポット形状は、円筒面鏡の時とは僅かに違うがやはり縦方向につぶれて横方向に広がってきているのが同図（Ｂ）より理解される。
本実施例もパス数が多くなるとビームスポットが重複してきてしまうが、この程度のパス数であれば充分に実用に耐えうる。
【００９２】
実施例３
本実施例にかかる光学装置においては、円筒面鏡の水平面に対して、直径１ｍｍの平行ビーム光線を水平方向成分が円環の中心で結像させ垂直方向成分が平行ビームのままで入射させ、入射角を３度に設定して入射した点からビームを取り出している。
その入出射関係を図１２（Ａ）に、ビームスポット形状を同図（Ｂ）に示す。この時、パス数は６０であり、ビームスポット形状はよく維持されており、その変形が識別できない。
【００９３】
図１３に示されるようにビームの径のみを１０ｍｍ　に拡大してみてもスポットの変形は識別できない。
そこで、ビーム径を１ｍｍに戻し、入射角を０．９度に変更した時の入出射関係を図１４（Ａ）に、そのビームスポット形状を同図（Ｂ）に示す。
この時のパス数は２００であるが、ビームスポットが重複せずに分離しているのが同図（Ｂ）よりよくわかる。
【００９４】
本実施例はビームスポットの変形が少ないので、パス数を多く必要とする光学装置には最適である。
このために本実施例にかかる光学装置を上下に積み重ねて設置し、出射されてきた光線を次の光学装置に入射させるタンデム型の構造にすることも容易にできる。
【００９５】
実施例４
本実施例にかかる光学装置においては、球面鏡の水平面に対して、直径１ｍｍの平行ビーム光線を球体の中心で結像させて入射させ、入射角を３度に設定して入射した点からビームを取り出している。
その入出射関係を図１５（Ａ）にビームスポット形状を同図（Ｂ）に示す。
この時、パス数は６０で、ビームスポット形状はよく維持されて変形が識別できない。
【００９６】
ここで、ビームの径のみを１０ｍｍ　に拡大して見ると、図１６（Ｂ）に示すようにビームスポットの形状は入射点から９０度円環を回転した付近でのみ縦方向につぶれているが、横方向は広がっておらず、出射点では元に戻っているのがわかる。
そこで、ビーム径を１ｍｍに戻し、入射角を０．９度に変更した時の入出射関係を図１７（Ａ）に、そのビームスポット形状を同図（Ｂ）に示す。
【００９７】
この時のパス数は２００であるが、ビームスポットが重複せずに分離しているのが同図（Ｂ）よりよくわかる。
本実施例もビームスポットの変形が少ないので、パス数を多く必要とする光学装置には最適である。このために、本実施例の光学装置を上下に積み重ねて設置し、出射されてきた光線を次の光学装置に入射させるタンデム型の構造にすることも容易にできる。
【００９８】
実施例５
本実施例にかかる光学装置においては、楕円面鏡の水平面に対して、直径　１ｍｍの平行ビーム光線を円環の中心で結像させて入射させ、入射角を０．９度に設定して入射した点からビームを取り出している。
その入出射関係を図１８（Ａ）に、ビームスポット形状を同図（Ｂ）に示す。この時のパス数は２００であるが、ビームスポットが重複せずに分離しているのが同図（Ｂ）よりよくわかる。
【００９９】
本実施例もビームスポットの変形が少ないのでパス数を多く必要とする光学装置には最適である。
このために本実施例の光学装置を上下に積み重ねて設置し、出射されてきた光線を次の光学装置に入射させるタンデム型の構造にすることも容易にできる。
【０１００】
実施例６
本実施例にかかる光学装置において、トロイダル面鏡の水平面に対して、直径１ｍｍの平行ビーム光線を円環の中心で結像させて入射させ、入射角を０．９度に設定して入射した点からビームを取り出している。
ビームスポットは前記実施例５（図１８（Ｂ））に示されるような楕円面鏡の場合と極めて近似している。
【０１０１】
本実施例もビームスポットの変形が少ないので、パス数を多く必要とする光学装置には最適である。このために本実施例の光学装置を上下に積み重ねて設置し、出射されてきた光線を次の光学装置に入射させるタンデム型の構造にすることも容易にできる。
【０１０２】
実施例７
本実施例にかかる光学装置において、円筒面鏡の水平面に対して、直径１ｍｍの平行ビーム光線を水平方向成分が円環の中心で結像させ垂直方向成分が平行ビームのままで０．０１度上向きに傾けて入射させ、入射角を０．９度に設定して入射した点の真上からビームを取り出している。
【０１０３】
この時ビームスポットはパス１回につき
２００ｍｍ×ｔａｎ（０．０１度）＝０．０３５ｍｍ
上方にシフトし、円環上を一回転して来た時は
２００×０．０３５ｍｍ＝７ｍｍ
入射点の上方に来る。ここに光線の出口（出射点）を設ける。
【０１０４】
ここで、円筒面水平面に対する上向きの角度を半分にすれば、一回転目のビームスポットは入射点の３．５ｍｍ上方、二回転目に出口（出射点）に来る。
この時のパス数は４００となり、更に長光路の光学装置が製作できる。
本実施例は、勿論、角度を調整すればパス数を６００、８００と倍に増やすことも容易であるし、途中に別の出口（出射点）を設ければ、任意のパス数で取り出すことも容易にできる。
【０１０５】
本実施例の入出射関係及びビームスポットは、その軌跡が上方にシフトするのだけが前記実施例３と異なる所であり、他の条件は変わってないので、結像特性は図１４（Ｂ）とほぼ同様の良好である。
本実施例はビームスポットの変形が少く、更にパス数を容易に多くできるので特に長光路の光学装置には最適である。
【０１０６】
実施例８
本実施例にかかる光学装置において、球面鏡の水平面に対して、直径１ｍｍの平行ビーム光線を円環の中心で結像させて水平面の上方から水平面中心を通る様に入射させ、入射角を０．４５度に設定して入射点からビームを取り出している。
本実施例では上下二列のビームスポット列を形成し、入射点側の列が偶数回目の反射点の列、他方が奇数回目の反射点の列となる。
この時のパス数は４００であるがビームスポットが上下に２００ずつに分離するので重複せずにすむ。
【０１０７】
本実施例の入出射関係及びビームスポットは上下二列に分離することだけが、前記実施例４と異なり、他の条件は変わってないので、結像特性は図１７とほぼ同様であり良好である。
本実施例もビームスポットの変形が少なく、パス数を容易に例えば二倍にできるので特に長光路の光学装置には最適である。
【０１０８】
なお、前記各実施例では、主に光線の入射点と出射点が円環円周上の共通点にある例を多く挙げているが、光線の入射点と出射点を円環円周上の別の点に取る構造も勿論容易にできる。
この時、パス数はどんな数でも取れるが、ほぼ固定パス数となる。
【０１０９】
更に入射点と出射点が共通の時は、出入りする光線のなす角度は常に入射角の二倍である。
パス数が多い場合、入射角は必然的に小さくなるので付属の光学装置も近接して配置することになり易い。付属の光学装置の配置については、こちらの方がやりやすくなる可能性が高い。
【０１１０】
以上のように実施例１〜２は、光学装置の内面鏡の形状に対して適切な入射光収束手段が考慮されていないので、ビームスポット形状の変形が見られるが、実用上のパス数であれば、充分に実用に耐える。
このために本発明の実施例は、何れも光学装置に上下方向に光を通過させる窓を追加し、該窓より紫外光等を当てて反応させ、その反応途中（経過）をリアルタイムで計測することが構造上容易にできる。
【０１１１】
これに対し、前記実施例３〜８は、光学装置の内面鏡の形状に対して適切な入射光収束手段が考慮されているので、実施例１〜２に比較しビームスポットの変形が非常に少ない、つまり極めて良好な結像特性が得られている。
さらに実施例３〜８は、前述のような本発明の光学装置の持つ色々な利点、例えば必要な光路長の光学装置の容易な供給、光路長を半分に切り替える調整を使用者自身が容易に行えること、色々な波長での同時測定等も当然に兼ね備えている。
【０１１２】
したがって、本発明の光学装置は、円環体内面鏡面の形状に対して適切な入射光収束手段が考慮されていることが特に好適である。
なお、前記各構成では、略凹状の曲面として全体、つまり円環を用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば円環全体ではなく、該円環の特定部分を用いることも好適である。
【０１１３】
例えば円筒面鏡の全体、或いは該円筒面鏡の特定部分を用いることができる。また球面鏡の全体、或いは例えば半球面鏡等の該球面鏡の特定部分を用いることができる。
【０１１４】
また楕円面鏡の全体、或いは該楕円面鏡の特定部分を用いることができる。該楕円面としては、真の楕円面、或いはその類似面も含めて、本発明の楕円面として用いることができる。
またトロイダル面鏡の全体、或いは該トロイダル面鏡の特定部分を用いることができる。該トロイダル面としては、真のトロイダル面、或いはその類似面も含めて、本発明のトロイダル面として用いることができる。
【０１１５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかる光学装置によれば、内方に向かって略凹状の曲面よりなる内面鏡を含む本体を用いて、特定の入射点よりの光の内面鏡に対する入射角を調整することとしたので、必要な光路長を容易に設定することができる。
また本発明においては、前記内面鏡を円筒面鏡とした時に、収束手段により、光の垂直方向成分は平行光、その水平方向成分のみを本体の中心で結像させることにより、必要な光路長をより容易に設定することができる。
また本発明においては、前記内面鏡を球面鏡、楕円面鏡又はトロイダル面鏡とした時に、収束手段により、光の水平方向成分と垂直方向成分を本体の中心でほぼ一致して結像させることにより、必要な光路長をより容易に設定することができる。
また本発明においては、光出射手段より出射された光の入射点より内面鏡への入射角の入射角変更手段と、入射角制御手段を備えることにより、必要な光路長をより容易に設定することができる。
また本発明にかかる測定用セルによれば、本発明の光学装置を用いることにより、必要な光路長を容易に設定することができる。
また本発明にかかる光学遅延装置によれば、本発明の光学装置を用いることにより、必要な光路長を容易に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる光学装置を測定用セルとして用いた測定装置の概略構成の説明図であり、同図（Ａ）は側面図、同図（Ｂ）は上面図（セルは水平方向の横断面図）である。
【図２】図１に示した光学装置において特徴的な入射角とパス数の関係の説明図である。
【図３】図１に示した光学装置において入射光収束手段の説明図である。
【図４】図１に示した光学装置において、ビームスポット軌跡を上下二列に設定した例の説明図である。
【図５】図１に示した光学装置において、ビームスポット軌跡をスパイラル状に設定した例の説明図である。
【図６】図１に示したセルをタンデム型とした例の説明図である。
【図７】球面鏡（内面鏡）を用いた光学装置において、水平方向のビームスポット軌跡を上下二列に設定した例の説明図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかる光学装置を用いた光学遅延装置の概略構成の説明図である。
【図９】本発明の一実施形態にかかる光学装置における入射角変更機構の一例の説明図である。
【図１０】本発明の実施例１にかかる光学装置におけるビーム入出射関係及びビームスポット形状の説明図である。
【図１１】本発明の実施例２にかかる光学装置におけるビーム入出射関係及びビームスポット形状の説明図である。
【図１２】本発明の実施例３にかかる光学装置におけるビーム入出射関係及びビームスポット形状の説明図である。
【図１３】本発明の実施例３にかかる光学装置におけるビーム入出射関係及びビームスポット形状の説明図である。
【図１４】本発明の実施例３にかかる光学装置におけるビーム入出射関係及びビームスポット形状の説明図である。
【図１５】本発明の実施例４にかかる光学装置におけるビーム入出射関係及びビームスポット形状の説明図である。
【図１６】本発明の実施例４にかかる光学装置におけるビーム入出射関係及びビームスポット形状の説明図である。
【図１７】本発明の実施例４にかかる光学装置におけるビーム入出射関係及びビームスポット形状の説明図である。
【図１８】本発明の実施例５にかかる光学装置におけるビーム入出射関係及びビームスポット形状の説明図である。
【符号の説明】
１２，１１２，２１２，３１２，４１２，５１２　測定用セル（光学装置）
１４，１１４，２１４，３１４，６１４　光出射手段
２６，１２６，２２６，３２６，４２６，５２６，６２６　内面鏡
４２，５４２，５７０　入射光収束手段（収束手段）
５６０　光学遅延装置
５６８　光学装置
【図１】
2004069381.tif 000004
【図２】
2004069381.tif 000005
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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