(57)【要約】  【課題】  高精度に光スペクトルを解析できるようにすること。  【解決手段】  前記波長可変光フィルタと光ビームとの相対位置を掃引させ、前記波長可変光フィルタを透過した光ビームの前記検出信号と該光ビームが透過したビーム透過位置をそれぞれ量子化データとして取得する。目的の透過中心波長に応じて前記波長可変光フィルタ近傍の温度から第２のテーブルにより名目の透過中心波長を参照し、該名目の透過中心波長に応じて第１のテーブルによりビーム透過位置を参照し、該ビーム透過位置を透過した光ビームの検出信号に応じて第４のテーブルにより前記光ビームの光強度を参照し、前記ビーム透過位置に応じて第３のテーブルにより透過損失を参照して前記光強度を実光強度に補正し、前記目的の透過中心波長に対する前記実光強度を得る。【選択図】  図１
2005196085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
名目の透過中心波長に対するビーム透過位置の関係を示す第１のテーブルと、波長可変光フィルタ近傍の温度変化に対する透過中心波長の変化の関係を示す第２のテーブルと、ビーム透過位置に対する透過損失の関係を示す第３のテーブルと、前記波長可変光フィルタを透過した光ビームの検出信号に対する光強度を示す第４のテーブルを用意し、
前記波長可変光フィルタと光ビームとの相対位置を掃引させ、前記波長可変光フィルタを透過した光ビームの前記検出信号と該光ビームが透過したビーム透過位置をそれぞれ量子化データとして取得して前記光ビームの光スペクトルを解析する方法であって、
目的の透過中心波長に応じて前記波長可変光フィルタ近傍の温度から前記第２のテーブルにより名目の透過中心波長を参照し、該名目の透過中心波長に応じて前記第１のテーブルによりビーム透過位置を参照し、該ビーム透過位置を透過した光ビームの検出信号に応じて前記第４のテーブルにより前記光ビームの光強度を参照し、前記ビーム透過位置に応じて前記第３のテーブルにより透過損失を参照して前記光強度を実光強度に補正し、
前記目的の透過中心波長に対する前記実光強度を得ることにより前記光ビームの光スペクトルを解析することを特徴とする光スペクトル解析方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光スペクトル解析方法において、
前記第２のテーブルにより目的の透過中心波長から名目の透過中心波長を得る手法は、目的の透過中心波長をλT、現在の温度をＴ、名目の透過中心波長をλref、該名目の透過中心波長λrefを取得した時の温度をTrefとするとき、温度変化に対して前記透過中心波長が変化する割合ｋを前記第２のテーブルから取得し、
λref＝λT−ｋ（Ｔ−Ｔref）
により、名目の透過中心波長λrefを求めることを特徴とする光スペクトル解析方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光スペクトル解析方法において、
前記第３のテーブルによる透過損失の補正は、各ビーム透過位置の透過損失を求めてこれを各ビーム透過位置毎に前記第３のテーブルに予め記載しておき、特定のビーム透過位置に応じて読み出した透過損失を前記光強度に加算することを特徴とする光スペクトル解析方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の光スペクトル解析方法において、
前記第３のテーブルによる透過損失の補正は、各ビーム透過位置における透過損失をある基準スペクトルに対する透過損失として各ビーム透過位置毎に前記第３のテーブルに予め記載しておき、特定のビーム透過位置に応じて読み出した透過損失を前記光強度に加算することを特徴とする光スペクトル解析方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の光スペクトル解析方法を実施するための光スペクトル解析装置であって、
光ビームが透過する前記波長可変光フィルタと、
前記波長可変光フィルタの前記ビーム透過位置を量子化したデータとして取得する第１の手段と、
前記波長可変フィルタを透過した光ビームの光強度を量子化したデータとして取得する第２の手段と、
前記光ビームと前記波長可変光フィルタの相対位置を変化させて前記ビーム透過位置を掃引する第３の手段と、
記憶手段と、
前記ビーム透過位置の掃引時に前記ビーム透過位置と対応付けて前記光強度を前記記憶手段に書き込む第４の手段と、
演算処理手段と、
前記記憶手段に対する前記ビーム透過位置と前記光強度の書き込みと独立並行して前記記憶手段の書込内容を読み出して前記演算処理手段に転送する第５の手段と、
演算処理のワーク領域として働くメモリ手段と、
を備え、
前記記憶手段から読み出した前記ビーム透過位置と前記光強度を、前記第１、第２、第３、第４のテーブルを使用して前記演算処理手段と前記メモリ手段により処理し、前記目的の透過中心波長に対して得られた前記実光強度を得て、前記光ビームの光スペクトル解析を行うことを特徴とする光スペクトル解析装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光スペクトル解析装置において、
前記記憶手段は、前記ビーム透過位置の掃引の１周期毎において、前記ビーム透過位置と前記光強度の書き込みが有効である領域が制限され、書き込みが無効である領域に対応する前記波長可変光フィルタのビーム透過位置を掃引している間に、前記演算処理手段に前記ビーム透過位置と前記透過中心波長を転送することを特徴とする光スペクトル解析装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の光スペクトル解析装置において、
前記記憶手段は、少なくとも２つの独立なデータバスに接続され、前記ビーム透過位置および前記光強度の書き込みと前記演算手段への転送とを該各データバスで個別に独立に行うことを特徴とする光スペクトル解析装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか１つに記載の光スペクトル解析装置において、
前記波長可変光フィルタは、透過中心波長が回転角とともに単調に変化するディスク型光フィルタであって、ディスクの周縁部に回転角を量子化して検出するマークと、該マークを検出して前記ビーム透過位置の信号を発生させる手段とを備えたことを特徴とする光スペクトル解析装置。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれか１つに記載の光スペクトル解析装置において、
前記光ビームは複数の光ビームからなり、各光ビーム毎に、前記ビーム透過位置および前記光強度の取得から前記光スペクトル解析までの処理が各々独立に実行されるようにしたことを特徴とする光スペクトル解析装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光スペクトル解析装置において、
前記複数の光ビームは、集積化されたレンズアレイ又はレンズマトリックスにファイバアレイ又はファイバマトリックスを各々配置して形成したビームコリメータアレイまたはビームコレクタメータマトリックスを、前記波長可変光フィルタの入射側と出射側に対向配置してなる空間光結合系により設定されるようにしたことを特徴とする光スペクトル解析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メカニカルに透過中心波長を変化させる波長可変バンドパス光フィルタ（以下では単に「光フィルタ」とよぶこともある）を用い、透過中心波長を掃引して透過光強度を検出することにより入射する光ビームのスペクトルを解析する装置において、メカニカル機構による掃引精度劣化を防止し、高い波長精度の光スペクトル解析を可能とする光スペクトル解析方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光スペクトル解析とは、光ビームの波長に対する強度密度（単位波長あたりの強度）の分布を測定して解析することである。このため、種々の分光技術が利用されている。光フィルタ（含エタロン光フィルタ）を用いる方法は分光技術のひとつである。
【０００３】
光フィルタを分光技術に適用するために、その光フィルタの選択波長（透過中心波長）を連続可変としている。このような光フィルタを用いれば、選択波長をある波長範囲内で連続かつ周期的に掃引できるからである。選択波長を一定周期で再現性よく掃引すると、１周期内での相対時間と通過中心波長とを対応させることができる。そこで、このような掃引を行いながら光フィルタを通過する光の強度を検出すれば、時間軸上で光スペクトルの測定が実現されることになる。
【０００４】
種々の形態の光フィルタには連続可変光フィルタが利用可能である。例えば、誘電体多層膜光フィルタがその代表としてあげられる。この誘電体多層膜光フィルタは平行光を入射させて特定の波長の光を選択透過させる機能を有するもので、屈折率の異なる２種類の４分の１波長膜の多層高反射コートとそれに両面が挟まれる半波長の共振器層から成る。選択波長は、中心部の共振器層の厚みを変化させることにより可変となる。物理的に共振器層の厚みを変えられない場合でも、ウエッジ型（楔型）の共振器層構造にすれば、光ビームのビーム透過位置に応じて実効的に厚みを変えることができる。このようなウエッジ構造が直線方向に沿って形成されているリニア型光フィルタの場合には、光ビームのビーム透過位置を直線的に往復させることにより、波長掃引を実現することができる。また、円周方向に沿って共振器層の厚みが線形に変化するディスク型光フィルタを用いた場合には、そのディスクを等速回転させることにより透過中心波長を時間軸上で線形掃引することが可能となり、時間軸を波長軸に置き換えた光スペクトル測定が実現できる（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特許第３１９８２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
時間軸を波長軸に置き換えた光スペクトル測定では、透過中心波長を厳密に線形掃引する必要がある。しかし、現状の光フィルタを作製する技術では、共振器層の厚みを厳密に線形変化させた光フィルタを形成するのは困難である。図９に回転角（カウント値）に対する透過中心波長（ｎｍ）の関係を示した。直線Ａが理想特性、曲線Ｂが実際の特性である。右上の特性図は線形（直線Ａ）からの偏差（ｎｍ）の特性を示す。従って、単に平行光のビーム透過位置を厳密に等速移動する機構だけでは時間軸を波長軸に厳密に置き換えることはできない。また、等速移動機構を実現すること自体にも多くの課題があり、一定速度からの偏差を完全に除去することは困難で、例えば、比較的等速回転が実現しやすい位相同期ループ（ＰＬＬ）を用いたディスクの安定回転においてさえ、回転ジッタの残留を認めざるを得ない。このような移動機構の不完全性は、時間から透過中心波長への対応付けの精度を劣化させ、高確度の波長スペクトル測定を阻む要因となっている。
【０００６】
本発明は、このような連続波長可変の光フィルタの波長掃引時における透過中心波長の不確定性を除去し、高精度の光スペクトル解析方法および装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１にかかる発明の光スペクトル解析方法は、名目の透過中心波長に対するビーム透過位置の関係を示す第１のテーブルと、波長可変光フィルタ近傍の温度変化に対する透過中心波長の変化の関係を示す第２のテーブルと、ビーム透過位置に対する透過損失の関係を示す第３のテーブルと、前記波長可変光フィルタを透過した光ビームの検出信号に対する光強度を示す第４のテーブルを用意し、前記波長可変光フィルタと光ビームとの相対位置を掃引させ、前記波長可変光フィルタを透過した光ビームの前記検出信号と該光ビームが透過したビーム透過位置をそれぞれ量子化データとして取得して前記光ビームの光スペクトルを解析する方法であって、目的の透過中心波長に応じて前記波長可変光フィルタ近傍の温度から前記第２のテーブルにより名目の透過中心波長を参照し、該名目の透過中心波長に応じて前記第１のテーブルによりビーム透過位置を参照し、該ビーム透過位置を透過した光ビームの検出信号に応じて前記第４のテーブルにより前記光ビームの光強度を参照し、前記ビーム透過位置に応じて前記第３のテーブルにより透過損失を参照して前記光強度を実光強度に補正し、前記目的の透過中心波長に対する前記実光強度を得ることにより前記光ビームの光スペクトルを解析することを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の光スペクトル解析方法において、前記第２のテーブルにより目的の透過中心波長から名目の透過中心波長を得る手法は、目的の透過中心波長をλT、現在の温度をＴ、名目の透過中心波長をλref、該名目の透過中心波長λrefを取得した時の温度をTrefとするとき、温度変化に対して前記透過中心波長が変化する割合ｋを前記第２のテーブルから取得し、λref＝λT−ｋ（Ｔ−Ｔref）により、名目の透過中心波長λrefを求めることを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１又は２に記載の光スペクトル解析方法において、前記第３のテーブルによる透過損失の補正は、各ビーム透過位置の透過損失を求めてこれを各ビーム透過位置毎に前記第３のテーブルに予め記載しておき、特定のビーム透過位置に応じて読み出した透過損失を前記光強度に加算することを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項１又は２に記載の光スペクトル解析方法において、前記第３のテーブルによる透過損失の補正は、各ビーム透過位置における透過損失をある基準スペクトルに対する透過損失として各ビーム透過位置毎に前記第３のテーブルに予め記載しておき、特定のビーム透過位置に応じて読み出した透過損失を前記光強度に加算することを特徴とする。
請求項５にかかる発明の光スペクトル解析装置は、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の光スペクトル解析方法を実施するための光スペクトル解析装置であって、光ビームが透過する前記波長可変光フィルタと、前記波長可変光フィルタの前記ビーム透過位置を量子化したデータとして取得する第１の手段と、前記波長可変フィルタを透過した光ビームの光強度を量子化したデータとして取得する第２の手段と、前記光ビームと前記波長可変光フィルタの相対位置を変化させて前記ビーム透過位置を掃引する第３の手段と、記憶手段と、前記ビーム透過位置の掃引時に前記ビーム透過位置と対応付けて前記光強度を前記記憶手段に書き込む第４の手段と、演算処理手段と、前記記憶手段に対する前記ビーム透過位置と前記光強度の書き込みと独立並行して前記記憶手段の書込内容を読み出して前記演算処理手段に転送する第５の手段と、演算処理のワーク領域として働くメモリ手段と、を備え、前記記憶手段から読み出した前記ビーム透過位置と前記光強度を、前記第１、第２、第３、第４のテーブルを使用して前記演算処理手段と前記メモリ手段により処理し、前記目的の透過中心波長に対して得られた前記実光強度を得て、前記光ビームの光スペクトル解析を行うことを特徴とする。
請求項６にかかる発明は、請求項５に記載の光スペクトル解析装置において、前記記憶手段は、前記ビーム透過位置の掃引の１周期毎において、前記ビーム透過位置と前記光強度の書き込みが有効である領域が制限され、書き込みが無効である領域に対応する前記波長可変光フィルタのビーム透過位置を掃引している間に、前記演算処理手段に前記ビーム透過位置と前記透過中心波長を転送することを特徴とする。
請求項７にかかる発明は、請求項５又は６に記載の光スペクトル解析装置において、前記記憶手段は、少なくとも２つの独立なデータバスに接続され、前記ビーム透過位置および前記光強度の書き込みと前記演算手段への転送とを該各データバスで個別に独立に行うことを特徴とする。
請求項８にかかる発明は、請求項５乃至７のいずれか１つに記載の光スペクトル解析装置において、前記波長可変光フィルタは、透過中心波長が回転角とともに単調に変化するディスク型光フィルタであって、ディスクの周縁部に回転角を量子化して検出するマークと、該マークを検出して前記ビーム透過位置の信号を発生させる手段とを備えたことを特徴とする。
請求項９にかかる発明は、請求項５乃至８のいずれか１つに記載の光スペクトル解析装置において、前記光ビームは複数の光ビームからなり、各光ビーム毎に、前記ビーム透過位置および前記光強度の取得から前記光スペクトル解析までの処理が各々独立に実行されるようにしたことを特徴とする。
請求項１０にかかる発明は、請求項９に記載の光スペクトル解析装置において、前記複数の光ビームは、集積化されたレンズアレイ又はレンズマトリックスにファイバアレイ又はファイバマトリックスを各々配置して形成したビームコリメータアレイまたはビームコレクタメータマトリックスを、前記波長可変光フィルタの入射側と出射側に対向配置してなる空間光結合系により設定されるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ビーム透過位置をメカニカルに直接制御するのではなく、ビーム透過位置を量子化したデータとして得るとともに、そのビーム透過位置の光強度を量子化したデータとして取得して、目的の透過中心波長における光スペクトル測定を行うので、メカニカルな波長掃引において掃引機構の揺らぎに起因する波長精度の劣化を完全に排除して波長精度の高い光スペクトル測定が可能となる。
【０００９】
また、テーブルを使用することにより目的の透過中心波長に対して名目の透過中心波長とその名目の透過中心波長の透過ビームの光強度をメモリ手段上で直接参照できるので、スペクトル情報を高速に算出することができる。
【００１０】
さらに、ビーム透過位置と光強度のデータ取得を行うユニットと解析を行うユニットを分離して各々独立にデータ処理できるようにすることにより、高速で複雑な演算処理を必要とする高機能スペクトル測定が可能となる。この機能には、波長校正用のテーブルを参照して高波長確度（基準波長準拠）を実現する機能のみならず、ピークサーチ等をはじめとするスペクトル解析をリアルタイムで行う機能が含まれる。これらの機能により解析した結果を出力すれば、掃引毎に解析処理した結果を出力できるため、サンプル値サーボ制御とはなるものの各種制御（たとえば、波長追尾など）に適用できる。
【００１１】
さらに、複数の光ビームを用いる構成では、光フィルタやデータ解析部等を共通化することができるので、単位チャンネルあたりに換算すると装置コストを大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の概要を図１、図２、図３を用いて説明する。発明の実施の形態は、これらの概要で示す基本構成を有している。
【００１３】
図１は本発明の基本原理を説明するための図である。ここには、光ビームのビーム透過位置を制御することにより選択波長（透過中心波長）が制御される波長可変光フィルタ１と、その光フィルタ１のビーム透過位置を示すマーク検出信号を取り込む位置信号発生回路２と、ここからの信号を演算処理しビーム透過位置を量子化してデジタル信号にする手段としてのカウンタ３と、光フィルタ１を透過した光出力を検出する光検出器（光電変換器：ＰＤ等）４と、この光検出器４で検出された光強度（電圧信号）を量子化してデジタル信号にする手段としてのＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）５と、それらのデジタル信号（光強度とカウント値）を対応付けて記憶する記憶素子（記憶手段）６が示されている。光フィルタ１のビーム透過位置は独立に設けられた手段により周期的に掃引され、１周期毎のフレーム同期信号はマーク検出信号から位置信号発生回路２によりリセット信号として取り出せるようにしている。このような仕組みにより、量子化されたビーム透過位置が変化する毎に透過光の光強度を、掃引の揺らぎに影響されずに、取得することができる。
【００１４】
図２は取得したデータの書き込みと転送を１つのＣＰＵで行う本発明の基本機能の説明図である。ここには、書き込みと独立並行して記憶素子６から演算処理回路（ＣＰＵその他）にデータを転送する手段と、各種テーブルを格納するメモリ（メモリ手段）７と、それを参照する手段が同一データバス８上に接続されたＣＰＵ（演算ユニット）９による構成例が示されている。取得したデータの書き込みは掃引している間中終始行われるが、ＣＰＵ９がビーム透過位置と光強度のデータの書き込みが有効である領域を制限して、データの書き込みを禁止している間に、記憶素子６から演算処理回路にデータを転送してスペクトル解析の演算処理行うことが可能となっている。
【００１５】
解析処理では、ワーク領域として設けられたメモリ空間をＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの高速のランダムアクセス型のメモリ７で実現し、量子化されたビーム透過位置と、量子化された光強度と、温度センサ１０で取得した光フィルタ１近傍の温度の測定値を補償回路１１で温度に比例した電圧値に変換しＡＤＣ１２で量子化した温度データとを取得して、前記した各種テーブルにより、一連の目的の波長と実光強度との組を取得できるようになっている。なお、前記したテーブルは高速演算処理のため、アーカイブ等からメモリ７にあらかじめ転送されている。
【００１６】
図３は取得したデータの書き込みと転送を２つのＣＰＵで行う本発明の基本機能の説明図であり、２つの独立なデータバス８Ａ，８Ｂに接続された独立のＣＰＵ９Ａ，９Ｂによりデータの書き込みと転送を行うシステムの構成例である。この構成により、書込み禁止等のメモリ制御をする必要がないため、高速のデータ書き込み読み出し転送が可能となっている。また、データを記憶する記憶素子６Ａには、書き込みと読み出しのポートが別となっているリングバッファメモリ（ＦＩＦＯ）やデュアルポートメモリが利用でき、基本的に高速データ処理を可能とするハードウェア構成を踏襲できる。
【００１７】
なお、温度センサ１０は、光フィルタ１の近傍に配置され、データを解析するＣＰＵが１回転毎に逐次モニタするか、回転とは非同期にモニタして、解析データの波長確度を向上させている。この温度補正は、以上説明したスペクトル解析に必要なデータ処理とは独立して行うことが効率的である。
【実施例１】
【００１８】
図４は、本発明の最も基本的な実施例１を示す図である。光フィルタ１としてディスク型光フィルタ１Ａを利用している。このディスク型光フィルタ１Ａは、円周方向に沿って共振器層の厚みがリニアに変化する層構造を有していて、ディスクの回転角を制御することにより光ビームの透過中心波長を制御することができる（詳細は図５を用いて後述する）。ディスク型光フィルタ１Ａの周縁部にはビーム透過位置検出用マークが付与されており、位置センサ１３（位置信号発生回路２に相当）がそのマークを検出して発生するエンコード信号を信号処理回路１４で処理することによりリセット信号、回転方向を示す信号（ロジック）とカウントアップ信号を得る。これらの信号からディスク型光フィルタ１Ａの回転位置（ビーム透過位置）を量子化して一意に決定することができる（詳細は図６、７を用いて後述する）。カウンタ３を通じてＡＤＣ５のゲートがトリガされ、光検出器４の出力電圧をデジタル値に変換する。このトリガは、時間遅延を最小にして測定精度劣化を防止するため、カウントアップ信号をできるかぎり加工せずに用いることが望ましい。このトリガにより得られるデジタル信号発生と同時にカウンタ３からのデュアルポート記憶素子６Ｂのアドレスを指定し、前記デジタル信号をそこに格納する。このような書き込みは、アドレスの先頭（例えば０）から始まりディスク型光フィルタ１Ａが１回転するまでアドレスを変えながら行われ、１回転すると同時にリセット信号により再びアドレスの先頭から同様の書き込みを行う。この間、記憶素子６Ｂは消去せず、従って、書き込みは追記モードで行われる。このような書き込みの仕組みにより、繰返しの書き込みを高速で行うことができるようになっている。なお、図４において、１５はディスク型光フィルタ１Ａを回転駆動するロータリアクチュエータ、１６はそのドライバである。
【００１９】
デュアルポート記憶素子６Ｂに書き込まれた一連の量子化されたビーム透過位置対光強度のデータは、ＣＰＵ９によりメモリ７に転送され、加工される。転送のタイミングは、カウンタ３の値を監視しているＣＰＵ９が、ディスク型光フィルタ１Ａとしての無効領域の先頭位置を検出した段階で開始される。転送速度は回転速度に比べ十分速いので、無効領域が終了するまでに１回転分のデータを転送することが可能である。データ転送時においてもデュアルポート記憶素子６Ｂに書き込みが行われているが、この書き込みはディスク型光フィルタ１Ａの無効領域対応しているデータであるので、主要な解析結果には何らの影響もおよぼさない。このような無効領域は通常の作製方法でディスク型光フィルタ１Ａを作製する場合には必ず存在するものである。メモリ７には、波長可変光フィルタ近傍の温度変化に対する透過中心波長の変化率を記載した第２のテーブルと、ビーム透過位置を関数として透過損失を参照できる第３のテーブルとが格納されており、演算処理によりスペクトル解析の主要な構成要素である目的の透過中心波長とそれに対応する光強度の関係に即時変換することができる。
【００２０】
この変換作業には、目的の透過中心波長に応じて光ビームの光強度を得る作業と、該光強度が得れられたビーム透過位置に応じて光強度を実光強度に補正する作業がある。
【００２１】
目的の透過中心波長に応じて光ビームの光強度を得る作業は、まず、目的の透過中心波長に応じて前記波長可変光フィルタ近傍の温度から前記第２のテーブルにより名目の透過中心波長を参照する。先述の通り、デュアルポート記憶素子６Ｂにおける記憶されたメモリアドレスと量子化されたビーム透過位置は同値であり、ビーム透過位置と同値のメモリアドレスに透過中心波長の情報を記憶しているので、ビーム透過位置をアドレスとしたデュアルポート記憶素子６Ｂの内容を参照するだけで、名目の透過中心波長を求めることができる（第１のテーブルに相当）。ただし、この名目の透過中心波長は温度変化による影響を考慮していない、ある基準温度における透過中心波長を表している。
【００２２】
そこで、温度変化に対して透過中心波長の変化する割合を記したテーブル（第２のテーブル）から、温度係数としての割合ｋ（このｋは波長の関数でもあるがここでは詳説しない。）を求める。このｋに温度センサ１０で取得した温度Ｔと基準温Ｔref度との差「＝Ｔ−Ｔref 」を掛けた値「ｋ（Ｔ−Ｔref ）」を名目の透過中心波長λrefに加えることにより、現在の温度Ｔにおける透過中心波長λTが求まり、
λT ＝λref＋ｋ（Ｔ−Ｔref ）
となるので、目的の透過中心波長λTから名目の透過中心波長λrefを求めるときには、
λref ＝λT−ｋ（Ｔ−Ｔref ）
により求める。
【００２３】
透過中心波長λref、つまりビーム透過位置の測定光強度を実光強度に変換する作業は、光フィルタ１Ａを透過した光ビームの光検出信号をＡＤＣ５により量子化してから第４のテーブルにより測定光強度を得ておき、ビーム透過位置に対応するディスク型光フィルタ１Ａの透過損失を第３のテーブルを参照して求め、この透過損失を測定光強度に加える。これにより実光強度が求まり、測定光強度を実光強度に直す作業が完了する。
【００２４】
第３のテーブルに記載する透過損失を決める手法として次のものがある。その１つは、ビーム透過位置Pcにおける透過損失Loss(Pc)とバンド幅BW(Pc)から透過損失（損失補正量）を、
透過損失[ｄＢ]＝Loss(Pc)−１０log｛BW(Pc)／BWref｝
と定義する方法（ただし、BWrefは規格バンド幅で公称の分解能を表す。）である。また他の１つは、既知のある基準スペクトルを測定した時の、ビーム透過位置Ｐｃにおける測定透過光強度からビーム透過位置Ｐｃに対応した透過中心波長における基準スペクトルの光強度を引いた値を、透過損失として定義する、つまりある基準スペクトルに対する損失で定義する方法がある。なお、
【００２５】
図５にディスク型光フィルタ１Ａを使用する機構の詳細構成を示す。ディスク型光フィルタ１Ａはロータリーアクチュエータ１５の回転軸にディスクの回転軸が一致するように固定されている。回転軸の一致は、ディスクの周縁部に付与されたマーク１ａの偏心を厳密に検出することにより調整できる。ディスク型光フィルタ１Ａはロータリーアクチュエータ１５により回転駆動される。ロータリーアクチュエータ１５としては、ＤＣサーボモータが利用できる。２つのファイバコリメータ１７，１８を結ぶコリメート光のプリズムミラー１９，２０による折りたたみ光ビームの経路中に垂直入射となるようにディスク型光フィルタ１Ａがアラインメントされている。このような構成では、ディスク型光フィルタ１Ａを回転していても常に垂直入射の条件は変わらない。
【００２６】
さて、回転角は、ディスク型光フィルタ１Ａの周縁部に付与されたマーク１ａを検出する位置センサ１３の信号により次のように決定される。図６に示すマーク１ａの検出信号（エンコード信号）は、通常Ａ相、Ｂ相、Ｚ相とよばれる信号の組である。Ａ相とＢ相は位相が９０度ずれていて移動量と同時に回転方向を決定（検出）できるようになっている。Ｚ層は１周にひとつのパルスを発生するフレーム同期信号である。これらの信号を論理演算処理するロジックを図７に示す。Ａ↑はＡ相パルスの立ち上がりエッジ、Ａ↓はＡ相立ち下がりエッジ、Ｂ↑はＢ相パルスの立ち上がりエッジ、Ｂ↓はＢ相立ち下がりエッジ、Ｌはローレベル、Ｈはハイレベル、Reset(0)はカウンタ３を０リセットすること、Up(+1)はカウンタ３を１だけアップカウントすること、Down(−1)はカウンタ３を１だけダウンカウントすること、を示す。また、「(A=L）^（Z=L)」はＡ相パルス、Ｚ相パルスともローレベルであることを示す。この論理演算処理によりＡ相またはＢ相の周期の４分の１の精度で回転位置を量子化して決定することができる。
【００２７】
なお、データの書き込みと転送を２つのデータバス８Ａ，８Ｂで別々に行う図３に示す回路への変更は、図４に示した本実施例１の基本構成（ディスク型光フィルタ１ＡとＡＤＣ５およびデュアルポート記憶素子６Ａの関係）を変更することなく容易に行える。また、温度センサ１０で検出した温度は、測定値を温度に比例した電圧値に変換する補償回路１１およびＡＤＣ１２を介してＣＰＵ９により直接取得される。
【実施例２】
【００２８】
図８はレンズアレイを用いた複数ビーム対応の実施例２の光スペクトル解析装置の構成を示す図である。ディスク型光フィルタ１Ａを透過する光ビームを複数とし、各光ビームに対してデータ取得からデータ校正までスペクトルを解析するすべてを各々独立に備えている。複数の光ビームの形成には、ファイバアレイに光結合する集積化されたレンズアレイ２１，２２による空間光結合系を利用し、ファイバコリメータアレイ（図示せず）を構成している。レンズアレイ２１，２２には、イオン拡散により屈折率の空間分布を利用する従来のレンズアレイが利用可能である。アレイピッチは、標準で２５０μｍである。このピッチで図示された４アレイを構成すると、アレイの全幅はのりしろを含めて数ｍｍ以下とすることができるので、図に示すように、直径５０ｍｍ程度のディスク型光フィルタ１Ａに十分実装可能である。
【００２９】
これらのレンズアレイ２１，２２を通過する光ビームについては互いに独立に光スペクトルを解析できる。このため、ビーム透過位置ポートには独立に、光検出器４１〜４４とＡＤＣ５１〜５４およびデュアルポート記憶素子６１〜６４が配置されている。ディスク型光フィルタ１Ａの回転機構は共通であり、従って、回転角も共通である。このため、量子化された回転角を決定するユニットは１装置につき１つである。そこで、信号処理回路１４から得られる共通のカウントアップ信号とアドレス信号を分配して独立ポート毎に配置されたＡＤＣ５１〜５４とデュアルポート記憶素子メモリ６１〜６４を駆動して、データを取得する。デュアルポート記憶素子６１〜６４に格納されたデータは、バスブリッジを介して配置したバス８Ｂを制御するＣＰＵ９Ｂによりメモリ７に転送される。ＣＰＵ９Ｂは十分に速く、４チャンネル分のデータを１回転内で順次転送可能である。さらに、各種のテーブルは各ポート毎にメモリ７内に予め格納してあり、それぞれのポート毎にスペクトル解析を行うようになっている。温度センサ１０で検出した温度は、測定値を温度に比例した電圧値に変換する補償回路１１およびＡＤＣ１２を介してＣＰＵ９Ｂにより取得される。
【００３０】
さらに光ビームの本数を増大する場合には、レンズアレイはレンズマトリックスに、ファイバアレイはファイバマトリックスに、ファイバコリメータアレイはファイバコリメータマトリックスに置き換えればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の基本原理を説明する光スペクトル解析装置のブロック図である。
【図２】データの書き込みと転送を１つのＣＰＵで行う本発明の光スペクトル解析装置のブロック図である。
【図３】データの書き込みと転送を２つのＣＰＵで行う本発明の光スペクトル解析装置のブロック図である。
【図４】ディスク形光フィルタを用いた光スペクトル解析装置の本発明の実施例１の説明図である。
【図５】ディスク型光フィルタの機構部の説明図である。
【図６】ディスク型光フィルタの回転角を量子化して検出する原理の説明図である。
【図７】ディスク型光フィルタの量子化回転角を決定するための論理演算の説明図である。
【図８】レンズアレイを用いた複数光ビーム対応の光スペクトル解析装置の本発明の実施例２の説明図である。
【図９】光フィルタのビーム透過位置（回転角）と透過中心波長の線形性の説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１：波長可バンドパス光フィルタ
２：位置信号発生回路
３：カウンタ（第１の手段）
４，４１〜４４：光検出器（ＰＤ）
５,５１〜５４：ＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器：第２の手段）
６，６Ａ：記憶素子（記憶手段）
６Ｂ，６１〜６４：デュアルポート記憶素子（記憶手段）
７：メモリ（テーブル格納用のＤＲＡＭ，ＳＲＡＭ等：メモリ手段）
８，８Ａ，８Ｂ：データバス
９，９Ａ，９Ｂ：ＣＰＵ（第４の手段、第５の手段）
１０：温度センサ
１１：補償回路
１２：ＡＤＣ
１３：位置センサ
１４：信号処理回路
１５：ロータリアクチュエータ（第３の手段）
１６：ドライバ
１７，１８：ファイバコリメータ
１９，２０：プリズムミラー
２１，２２：レンズアレイ
【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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