JP2001141563A

JP2001141563A - 分光測定方法と装置および温度測定装置と膜圧測定装置

Info

Publication number: JP2001141563A
Application number: JP32660099A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Suzuki; 宏美鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-11-17
Filing date: 1999-11-17
Publication date: 2001-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】測定帯域全般に亘って、同時に測定のできる
広帯域分光方法と装置を提供すること。【解決手段】分光器５、６、７、１５、１６、１７を
波長域の異なる複数個から構成し、かつ、光伝達手段
９、５０は分光器５、６、７、１５、１６、１７の波長
域に対応した複数の光伝送路２、３、４、３２、３３、
３４、４２、４３、４４で形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物体の透過光、反
射光や放射光等の広帯域の分光測定を行う分光測定方法
と分光測定装置、および、それを用いた温度測定装置と
膜圧測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、広帯域分光測定装置は測定対象
に応じて交換可能な検出器を備え、分光測定の際に分光
素子と検出器を測定波長に合わせて交換することにより
測定する方式が取られている。また、測定光を取込むた
めにファイバを使う場合には、測定波長に合わせてファ
イバも全部を交換している。

【０００３】次に、分光測定装置の一例を、赤外線を対
象とした場合について、特開平７−８３８２６号公報を
引用して説明する。

【０００４】図１１は赤外線分光光度計の構造を示す模
式図である。干渉計室８２内にはビームスプリッタ８
４、固定鏡８６及び移動鏡８８からなるマイケルソン型
干渉計と、赤外光源９０が設けられており、赤外光源９
０からの赤外光９０ａが集光鏡９２、９３を経て干渉計
に導入される。赤外光９０ａは赤外分光データを収集す
るためのものである。一方、そのマイケルソン型干渉計
でデータ収集の起動や移動鏡８８の摺動速度を安定化す
るために用いられるコントロール干渉計も同時に構成す
るために、可視光源として例えばＨｅ−Ｎｅ（へリウム
ーネオン）レーザ９４が干渉計室８２の外部に設けら
れ、レーザ９４からの可視光（レーザ光）９４ａがミラ
ー９５によってこの干渉計に導入されている。

【０００５】赤外光９０ａと可視光９４ａがビームスプ
リッタ８４に入射して分割され、固定鏡８６と移動鏡８
８でそれぞれ反射した光がビームスプリッタ８４に戻っ
て会合する。

【０００６】赤外干渉光と可視干渉光は同じ光軸上を進
み、反射鏡９６によって光ファイバプローブ室９８へ導
かれる。ビームスプリッタ８４と反射鏡９６の問の光軸
上には可視干渉光の一部を取りだし、可視用の検出系に
導いて検出し、赤外光によるデータ収集の起動や移動鏡
の摺動速度安定化に用いるための可視検出系が設けられ
ているが、可視光の検出系の図示は省略されている。

【０００７】光ファイバプロープ室９８には光ファイバ
プローブ１００の光ファイバ束１００ａと１００ｂの基
端部が接続されており、ミラー９６で導かれた赤外光と
可視光が平面鏡１０２、１０４を経て楕円面鏡１０６で
１点に集光されて光ファイバ束１００ａに導かれる。一
方、光ファイバ束１００ｂを戻ってきた赤外光と可視光
は楕円面鏡１０８により集光され、平面鏡１１０、１１
２を経て赤外検出部１１３へ導かれる。赤外検出部１１
３には集光鏡１１４と、集光鏡１１４で集められた赤外
光を検出する赤外検出器１１６が配置されている。

【０００８】光ファイバブローブ１００の先端部には赤
外分光光度計本体の外部にある試料１２０に赤外光と可
視光を照射し、試料１２０からの透過光や散乱光を受光
するために、光ファイバ束１００ａの出射端１２２から
の光を試料１２０へ導く楕円面鏡１２４と、試料１２０
を透過又は散乱してきた光を集光して光ファイバ束１０
０ｂの入射端１２８へ導く楕円面鏡１２６が配置されて
いる。試料１２０はシート状試料など、通常の赤外分光
光度計の試料室には設置できない形状の試科や、生産ラ
インやプラントでの試料などである。赤外検出部１１３
の赤外検出器１１６による検出信号は増幅器１３０で増
幅されてデータ処理部１３２へ取り込まれる。データ処
理部１３２は測定結果の計算や表示を行っている。

【０００９】光ファイバプローブ１００の光ファイバ束
１００ａ、１００ｂの一例を図１２に示す。軸心部に赤
外用の太径の第１の光ファイバ１３４が１本配置され、
その周囲に赤外用の細径の第２の光ファイバ１３６の複
数本と可視光用の細径の光ファイバ１３８の複数本が配
置され、外皮１４０により被覆されている。赤外用の光
ファイバ１３４と第２の光ファイバ１３６とは互いに低
損失波長域の異なる光ファイバであり、全体として透過
波長範囲を広げるためにこのように複数種類の赤外用光
ファイバを組み合わせて束ねている。測定が可能な低損
失波長域は光ファイバ材料によって定まっており、例え
ば代表的組成がＡｓ＋ＳであるＡｓ−Ｓ系カルコゲン化
物ガラスの低損失波長域は０．９２〜６６μｍにあり、
代表的組成がＡｓ＋Ｇｅ＋ＳｅであるＡＳ−Ｇｅ−Ｓｅ
系かレコゲン化物ガラスの低損失波長域は１．３〜９．
５μｍにあり、フッ化物ガラスの低損失波長域は０．４
〜４．３μｍにある。

【００１０】これらの２種類又は３種類以上の光ファイ
バを束ねて１つの光ファイバ束とした場合には、０．４
〜１０μｍにわたる広い波長域で測定を行なうことがで
きるようになる。

【００１１】可視光用の光ファイバ１３８としては、例
えば石英ファイバが用いられる。赤外用光ファイバと可
視光用光ファイバの束ね方は、図１２に示されるものに
限らない。例えば、多数の光ファイバ素線を種類ごとの
片寄りがないように均質に分散させて束ねてもよい。

【００１２】なお、上述の赤外線分光光度計では、測定
用の赤外光用の他に可視光用の光路が設けられている
が、それらは、分光測定そのものには関係がなく、上述
のように光ファイバプローブを経て試料から戻ってきた
光をミラー等の光学素子を用いて検出器へ導くような構
成にした場合、光学系を調整するための光路追跡が不可
欠であるためである。つまり、光ファイバプローブを設
けた赤外分光光度計ではその光ファイバプローブが赤外
線のみしか通さないため、光ファイバプローブを透過し
た後の光路を追跡するには、光路を特定するための専用
の光学系を用いる必要があることによる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
広帯域の分光測定装置では、測定波長に応じて波長レン
ジを変えるには、グレーティングなどの分光素子を交換
する必要がある。この交換作業は自動であっても、交換
には時間がかかり、また、交換した領域のみを測定でき
ても、同時に広帯域の波長を測定することは出来ない。
また、交換の際にはグレーティングが機械的に移動する
のに伴い波長の信頼性が低下する。

【００１４】さらに、これまでのバンドルファイバは、
分光測定用については同種類のファイバをバンドルして
いるため、異なる波長帯域の分光測定を行う場合には、
その都度、その測定波長帯域に適合するファイバに交換
して測定を行う必要がある。

【００１５】本発明はこれらの事情にもとづいて成され
たもので、測定帯域全般に亘って、同時に測定のできる
広帯域の分光測定方法と装置、および、それを用いた温
度測定装置と膜圧測定装置を提供することを目的として
いる。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明による手
段によれば、波長域の異なる複数の分光器を備え、測定
体からの測定光を前記分光器の波長域に対応した複数の
光伝送路で形成した光伝達手段を介して、前記分光器へ
導いて測定することを特徴とする分光測定方法である。

【００１７】また請求項２の発明による手段によれば、
測定体からの測定光を伝達する光伝達手段と、この光伝
達手段で伝達された測定光を測定する分光器とを具備し
た分光測定装置において、前記分光器は波長域の異なる
複数個で構成され、かつ、前記光伝達手段は前記分光器
の波長域に対応した複数の光伝送路を有していることを
特徴とする分光測定装置である。

【００１８】また請求項３の発明による手段によれば、
前記分光器はそれぞれ、ファイバを介して各波長帯域に
合わせた参照用の光源に接続され、前記ファイバには、
前記光源の光を前記測定体に投光し、かつ、前記測定体
からの反射または放射光を受光する光分岐結合手段が接
続されていることを特徴とする分光測定装置である。

【００１９】また請求項４の発明による手段によれば、
前記光分岐結合手段は、通過する光の一部を反射し、か
つ、一部を透過する機能を有した光学素子で、その反射
機能により参照用の照明光を、投光受光用の前記光伝達
手段へ導き、かつ、前記測定体からの反射および放射光
を、検出器に導くように構成されていることを特徴とす
る分光測定装置である。

【００２０】また請求項５の発明による手段によれば、
前記光伝達手段は、それぞれ可視域から近赤外、近赤外
から中赤外および中赤外から遠赤外の異なる応答波長帯
域を持った異種類のファイバで形成され、それらを直線
状、サークル状、あるいはランダムにバンドルしたこと
を特徴とする分光測定装置である。

【００２１】また請求項６の発明の手段によれば、前記
バンドルされたファイバの先端は、レンズ効果を持つ形
状に研磨されているか、あるいはＨＯＥ素子が組み込ま
れており、参照用の照明光を平行あるいは任意位置に集
光させ、反射光を受光部のファイバに集光させるように
形成されていることを特徴とする分光測定装置である。

【００２２】また請求項７の発明による手段によれば、
上記のいずれかに記載されている分光測定装置により測
定された分光測定情報を用いて前記測定体の温度を算出
する温度算出手段を備えたことを特徴とする温度測定装
置である。

【００２３】また請求項８の発明による手段によれば、
上記のいずれかに記載されている分光測定装置により測
定された分光測定情報を用いて前記測定体の膜厚を算出
する膜厚算出手段を備えたことを特徴とする膜厚測定装
置である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の広帯域分光装置の
実施の形態の一例を図面を参照して説明する。

【００２５】図１は照明用光源を持たない広帯域分光装
置の模式図である。測定体１からの光は、光伝達体であ
るバンドルされたファイバ２、３、４を介してそれぞれ
分光器５、６、７に伝達され入力される。また、この分
光器５、６、７から出力された信号は制御部８へ入力さ
れる。

【００２６】バンドルファイバ９は、可視光用ファイバ
である石英ファイバ２と、近赤外用ファイバであるサフ
ァイアファイバ３と、中赤外用ファイバであるカルコゲ
ナイトファイバ４とで構成され、図２にその断面を示す
ようにバンドルされてバンドルファイバ９を形成してい
る。このバンドルファイバ９の被測定体１に対面する端
面は、平面に研磨された研磨面である。バンドルの方法
は、接着によっても接合してもよいし、各ファイバ２、
３、４を溶融させて接合してバンドルさせてもよい。

【００２７】なお、各ファイバ２、３、４の種類は上記
の材質に限定されず、必要な透過率特性に合わせてそれ
ぞれ選定することが出来る。また、ファイバ２、３、４
ではなく、単結晶同士のロッドを用いることもできる。

【００２８】また、バンドルファイバ９は途中から各々
ファイバ２、３、４に分岐し、もう一方の端面は分光器
５、６、７に接続させるためのコネクタ（不図示）が取
り付けられている。これらのコネクタは、それぞれ、独
立して配置されている分光器５、６、７に接続してい
る。

【００２９】図３は各分光器５、６、７の基本構成を示
す模式図である。

【００３０】各分光器５、６、７は、各ファイバ２、
３、４が接続された入力側から、光軸上の光路の順にコ
リメートレンズ１０、バンドバスフィルタ１１、集光レ
ンズ１２、スリット１３、ミラー１４、グレーティング
１５、ミラー１６、検出器１７が光学筐体（不図示）内
に配置されている。

【００３１】これらの構成により、ファイバ２、３、４
を経由して入力された測定体１からの光１９は、コリメ
ートレンズ１０で平行光束になり、所望の帯域の光を透
過するバンドパスフィルタ１１を透過し光２０となり、
集光レンズ１２でスリット１３に集光する。スリット１
３を通過した光２１は、ミラー１４で反射されグレーテ
ィング１５に入射する。ここで、光２１はグレーティン
グ１５により分光され光２２となる。分光された光２２
は、ミラー１６で反射され、検出器１７面に結像する。

【００３２】検出器１７は、各応答波長帯域に感度を持
つセンサが直線状に並べられたリニアアレイセンサ（不
図示）で構成されている。本実施の形態の場合、リニア
アレイセンサの素子は可視光用にはＳｉ、近赤外用には
Ｇｅ、中赤外光用にはＩｎＳｂを用いている。また、グ
レーティング１５の分散能によって、リニアアレイの素
子位置とそれに対応する波長は定まっている。それによ
り、リニアアレイの素子位置とその位置での輝度を測定
することにより、分光波長分布が求めることができる。

【００３３】なお、リニアアレイセンサの素子にＳｉ、
Ｇｅ、ＩｎＳｂを用いたが、測定波長帯域に合わせて、
それらを組み合わせて用いることもできる。

【００３４】これらの構成により、図１に示したよう
に、測定体１から発せられる光は、ファイバ２、３、４
に入射し、これらのファイバ２、３、４を通過して、各
々分光器５、６、７に入射する。各ファイバ２、３、４
を透過してきた光の内、応答波長帯域以外の光は減衰さ
れているが、各分光器５、６、７内にそれぞれ設置され
ているバンドパスフィルタ１１で、応答波長帯域以外の
光はカットされ、ノイズの少ない分光測定が可能とな
る。分光器５では測定体１の可視光領域を、分光器６で
は測定体１の近赤外領域を、分光器７では測定体１の中
赤外領域を、それそれ分光測定する。

【００３５】このように、異なる応答波長領域を持った
バンドルファイバ９と分光器５、６、７を組み合わせる
ことにより、同時に広い波長帯域の分光測定を行うこと
が実現できる。

【００３６】図４は上述の実施の形態の第１の応用例を
示す模式図である。この応用例では各分光器１５、１
６、１７に接続した照明用の光源２３ａ、２３ｂ、２３
ｃを備え、また、測定用の各分光器１５、１６、１７と
共に補正用分光器３３ａ、３３ｂ、３３ｃを備えてい
る。それらにより高精度で反射率や放射率測定が可能な
広帯域分光測定装置を構成している。

【００３７】すなわち、全体の大略構成は上述の実施の
形態と同様であるので、同一箇所には同一符号を付して
個々の説明を省略する。ただし、この応用例では、各測
定用の各分光器１５、１６、１７と補正用分光器３３
ａ、３３ｂ、３３ｃと測定体１を照明するための光源２
３ａ、２３ｂ、２３ｃとの間に分岐光学系が設けられて
いる。なお、測定波長域に対応して設けられた３つの分
光測定部の基本構成は同じであるので、その一つについ
て説明する。

【００３８】分岐光学系は、光源２３ａ側から順次光軸
に沿って、光源２３ａからの光をＯＮ、ＯＦＦするため
のシヤッタ２４、光源２３ａからの光を伝達するファイ
バ２５、ファイバ２５の光を平行にする対物レンズ２
６、光源２３ａからの光を一部反射するプリズム２７、
プリズム２７で反射された光をファイバ２の端面に集光
する対物レンズ２８、測定体１からの反射光を集光する
対物レンズ２９、この対物レンズ２９で集光された光を
分光器１５に伝達するファイバ３０、プリズム２７で透
過した光を集光する対物レンズ３１と、この対物レンズ
３１で集光された光を補正用分光器３３ａに伝達するフ
ァイバ３２が設けられている。

【００３９】これらの構成により、光源２３ａからの光
は、ファイバ２５により伝達されて対物レンズ２６で平
行光３４となり、プリズム２７で一部反射され反射光３
５となって対物レンズ２８でファイバ２の端面上に集光
する。ファイバ２に入射した光３５はファイバ２内を伝
達して測定体１を照明する。測定体１からの反射光３６
は、再びファイバ２を伝達し、対物レンズ２８で平行と
なり、プリズム２７を透過し、対物レンズ２９で、ファ
イバ３０の端面上に集光され、分光器１５に入射する。
また、プリズム２７を透過した光源２３ａからの光３８
は対物レンズ３１により、ファイバ３２の端面上に集光
して補正用分光器３３ａに入射する。

【００４０】反射率の測定は、標準サンプルを所定の位
置に置き、分光器１５、で標準サンプルの分光輝度を測
定し、この値を１００％と正規化する。次に、測定体１
に置き換え、分光器１５で分光輝度を測定し、標準サン
プルの分光輝度と比較し、相対反射率を求める。標準サ
ンプルを測定した時と測定体１を測定した時の光源２３
ａの輝度分布が異なると測定誤差を生むので、補正用分
光器３３で常に光源２３ａ輝度の分光輝度を測定して補
正する。

【００４１】さらに、シャッタ２４ａをＯＮ、ＯＦＦさ
せ、シャッタ２４ａがＯＮの場合は、分光器１５では測
定体１の反射光の分光輝度分布を、シャッタ２４ａがＯ
ＦＦの場合は、分光器１５では測定体１の放射光の分光
輝度分布の測定を行うことができる。

【００４２】同様な機構をファイバ３、４にそれぞれ組
み込み、広帯域の分光測定を可能にした。なお、ファイ
バ３、４に組み込まれる光源２３ｂ、２３ｃや分光器１
６、１７は、それぞれ各応答波長帯域に対応したものを
用いている。

【００４３】図５は上述の実施の形態の第２の応用例を
示す基本配置の模式図である。この応用例では投光専用
のファイバ３２、３３、３４と受光専用のファイバ４
２、４３、４４をバンドルしたバンドルファイバ５０を
用いている。

【００４４】すなわち、投光専用ファイバ３２、３３、
３４の入力端には、それぞれ、図４で示した場合に用い
たものと同様の光源２３ａ、２３ｂ、２３ｃが接続され
ており、また、受光専用ファイバ４２、４３、４４の出
力端には、図４で示した場合に用いたものと同様の分光
器１５、１６、１７が接続されている。この場合、投光
専用ファイバ３２、３３、３４と受光専用ファイバ４
２、４３、４４とは、それぞれ同じ応答波長帯域を持っ
た同種のファイバである。

【００４５】これらの構成により、光源２３ａ、２３
ｂ、２３ｃからの光は、各々のファイバ３２、３３、３
４を伝達して測定体１を照明する。測定体１の反射光は
ファイバ４２、４３、４４を伝達して分光器１５、１
６、１７に入射され、測定体１の分光輝度分布を測定す
る。

【００４６】なお、ファイバのバンドルの仕方には様々
な方法がある。図６および図７はそれらの一例を示す模
式図である。

【００４７】図６は、測定帯域の異なるそれぞれ３本の
投光専用のファイバ３２、３３、３４と受光専用のファ
イバ４２、４３、４４とを隣り合わせに配置し、縦一列
に並べてバンドルした例である。

【００４８】図７（ａ）に示したものは、それそれ一本
づつの投光専用ファイバ３２、３３、３４と、それぞれ
三本からなる受光専用ファイバ４２、４３、４４とがバ
ンドルされている。中心に投光専用ファイバ３２、３
３、３４を、周辺に図示したような配置で受光専用ファ
イバ４２、４３、４４をバンドルする。この場合、分光
器１５、１６、１７に接続するファイバ４２、４３、４
４の出力端は、図７（ｂ）に示すようにスリットの縦方
向に直線状にバンドルする。

【００４９】なお、このようなバンドルの場合、測定体
１の測定位置は、ファイバ４２、４３、４４の視野によ
り若干異なる。このずれを補正するには、図８に模式図
を示すように、ファイバ３２、３３、３４、４２、４
３、４４の先端にＨＯＥ４５を取り付け、同一測定位置
を照明し、同一測定位置の光を受光するようにすること
で改善できる。

【００５０】なお、上述の実施の形態では、光伝達手段
としてファイバを用いたが、それ以外にも、単結晶ロッ
トや中空伝達手段（例えば、パイプの内面に反射面を形
成したもの）を用いることができる。

【００５１】以上に述べたように、本発明では異なる透
過波長帯域を持ったファイバ等の光伝達手段同士をバン
ドルすることで、同時に測定可能な広帯域の応答波長領
域を実現し、各波長領域に最適化されたグレーティング
と検出器を数種類組み合わせることで、広帯域の波長を
同時に分光できる。

【００５２】また、各ファイバ等には、各応答波長領域
に一致させた光源の光を測定体に照射するファイバ等
と、測定体１からの反射光、透過光、放射光を受光する
ファイバ等とを組み合わせたり、或いは、測定光学系の
中に、ハーフミラーなど光分岐結合素子を組み入れるこ
とで、測定体の、反射率、透過率や放射率を高精度に測
定することができる。

【００５３】また、広帯域の同時分光測定が可能にな
り、分光特性の時間変化を克明に捕らえて測定すること
が出来る。それらは、例えば、半導体製造工程における
成膜時の分光特性の時間変化を求める場合や、膜の厚さ
や、温度を随時、高精度に測定することができる。

【００５４】例えば、膜厚の測定は多色光を被測定体に
照射し、それぞれの反射光を検出して分光すると、それ
ぞれの反射光は膜厚値の情報を含んでいるため、予め定
められている分光スペクトル信号との差が最小になるカ
ーブフィッティングにより理論波形を選択し、その理論
波形の算出に使用した膜厚値から実際の値を求めること
ができる。

【００５５】膜厚測定系の一例を図９にブロック図で示
すと、膜厚測定系は光干渉法を用いたもので、光源６０
に投・受光部６１が接続し、この投・受光部６１に膜厚
測定部６２が接続している。また、膜厚測定部６２は、
投・受光部６１からの出力が接続されている分光スペク
トル検出部６３と、この分光スペクトル検出部６３から
の出力が接続されている極値算出部６４と、さらに、こ
の極値算出部６４の出力が接続されている膜厚算出部６
５とで構成されている。

【００５６】すなわち、光源６０から出射した光は投・
受光部６１を介して被測定体６６に入射光Ｉｉｎとして
入射される。そして、被測定体６６で反射された反射光
Ｉｏｕｔは投・受光部６１で受光される。この投・受光
部６１で受光された反射光Ｉｏｕｔは膜厚測定部６２の
分光スペクトル検出部６３に入力される。この分光スペ
クトル検出部６３は、被測定体６６に入射される光の波
長に対する反射率の関係を予め格納されているデータか
ら検出する。分光スペクトル検出部６３で検出された波
長に対する反射率の関係より極値算出部６４で反射分光
スぺクトルの極大値と極小値が算出される。さらに、極
値算出部６４で算出された反射分光スぺクトルの極大値
と極小値に基づいて膜厚算出部６５において膜厚が算出
される。

【００５７】また、温度の測定は、例えば、輝度温度に
よる測定を行うことで測定することができる。すなわ
ち、所定波長における被測定体の分光スペクトル放射輝
度と完全放射体の分光スペクトル放射輝度とを比較して
温度を測定する。波長λにおける被測定体のスペクトル
分光輝度と温度Ｔｓの完全放射体の波長λにおけるスペ
クトル分光輝度が等しい場合、温度Ｔｓを被測定体の温
度としている。

【００５８】温度測定系の一例を図１０にブロック図で
示すと、温度測定系は光干渉法を用いたもので、光源７
０に投・受光部７１が接続し、この投・受光部７１に温
度測定部７２が接続している。また、温度測定部７２
は、投・受光部７１からの出力が接続されている分光ス
ペクトル検出部７３と、この分光スペクトル検出部７３
からの出力が接続されている放射輝度比較部７４と、さ
らに、この放射輝度比較部７４の出力が接続されている
温度算出部７５とで構成されている。

【００５９】すなわち、光源７０から出射した光は投・
受光部７１を介して被測定体７６に入射光Ｉｉｎとして
入射される。そして、被測定体７６で反射された反射光
Ｉｏｕｔは投・受光部７１で受光される。この投・受光
部７１で受光された反射光Ｉｏｕｔは温度測定部７２の
分光スペクトル検出部７３に入力される。この分光スペ
クトル検出部７３は、被測定体７６に入射される光の波
長に対する反射率の関係を予め格納されているデータか
ら検出する。放射輝度比較部７４では分光スペクトル検
出部７３で検出された波長に対するデータと、被測定体
６６の反射分光スぺクトル輝度が比較される。この比較
結果により温度算出部７５で被測定体７６の温度が算出
される。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、分光測定装置を構成し
ている光伝達手段であるファイバ等やグレーティングを
交換することなく、随時、広帯域の分光測定を同時に行
う事ができる。

【００６１】また、測定体からの反射光と放射光とをそ
れぞれ測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の広帯域分光装置の模式図。

【図２】本発明のバンドルファイバの断面図。

【図３】分光器の基本構成図。

【図４】本発明の広帯域分光装置の第１の応用例の模式
図。

【図５】本発明の広帯域分光装置の第２の応用例の模式
図。

【図６】本発明のバンドルファイバの断面図。

【図７】（ａ）本発明のバンドルファイバの断面図、
（ｂ）はその出力端の断面図。

【図８】本発明のバンドルファイバの端部の断面側面
図。

【図９】膜圧測定系のブロック図。

【図１０】温度測定系のブロック図。

【図１１】従来の分光測定装置の構成図。

【図１２】ファイバ束の断面図。

【符号の説明】

１…測定体、２、３、４、３２、３３、３４、４２、４
３、４４…ファイバ、５、６、７、１５、１６、１７…
分光器、、９、５０…バンドルファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｋ 11/12 Ｇ０１Ｋ 11/12 Ｂ２Ｈ０４６Ｇ０１Ｎ 21/27 Ｇ０１Ｎ 21/27 Ｂ 21/35 21/35 ＺＧ０２Ｂ 6/04 Ｇ０２Ｂ 6/04 ＺＦターム(参考） 2F056 VF11 VF16 2F065 AA30 DD06 FF41 FF51 FF61 JJ02 JJ25 LL01 LL03 LL22 LL28 LL30 LL42 LL46 LL67 NN03 QQ25 QQ29 RR06 2G020 AA03 AA04 BA20 CA14 CB42 CB43 CC02 CC28 CC47 CC48 CC49 CC63 CD04 CD24 CD38 2G059 AA03 BB08 EE02 EE11 EE12 GG01 GG03 HH01 HH02 JJ02 JJ05 JJ14 JJ17 JJ22 KK04 MM04 NN06 2G066 AA01 AA04 AB02 AB06 AB08 BA12 BA38 BC15 2H046 AA46 AA48 AD02 AD09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】波長域の異なる複数の分光器を備え、測
定体からの測定光を前記分光器の波長域に対応した複数
の光伝送路で形成した光伝達手段を介して、前記分光器
へ導いて測定することを特徴とする分光測定方法。
【請求項２】測定体からの測定光を伝達する光伝達手
段と、この光伝達手段で伝達された測定光を測定する分
光器とを具備した分光測定装置において、前記分光器は波長域の異なる複数個で構成され、かつ、
前記光伝達手段は前記分光器の波長域に対応した複数の
光伝送路を有していることを特徴とする分光測定装置。
【請求項３】前記分光器はそれぞれ、ファイバを介し
て各波長帯域に合わせた参照用の光源に接続され、前記
ファイバには、前記光源の光を前記測定体に投光し、か
つ、前記測定体からの反射または放射光を受光する光分
岐結合手段が接続されていることを特徴とする請求項２
記載の分光測定装置。
【請求項４】前記光分岐結合手段は、通過する光の一
部を反射し、かつ、一部を透過する機能を有した光学素
子で、その反射機能により参照用の照明光を、投光受光
用の前記光伝達手段へ導き、かつ、前記測定体からの反
射および放射光を、検出器に導くように構成されている
ことを特徴とする請求項３記載の分光測定装置。
【請求項５】前記光伝達手段は、それぞれ可視域から
近赤外、近赤外から中赤外および中赤外から遠赤外の異
なる応答波長帯域を持った異種類のファイバで形成さ
れ、それらを直線状、サークル状、あるいはランダムに
バンドルしたことを特徴とする請求項３記載の分光測定
装置。
【請求項６】前記バンドルされたファイバの先端は、
レンズ効果を持つ形状に研磨されているか、あるいはＨ
ＯＥ素子が組み込まれており、参照用の照明光を平行あ
るいは任意位置に集光させ、反射光を受光部のファイバ
に集光させるように形成されていることを特徴とする請
求項５記載の分光測定装置。
【請求項７】請求項２乃至請求項６のいずれかに記載
されている分光測定装置により測定された分光測定情報
を用いて前記測定体の温度を算出する温度算出手段を備
えたことを特徴とする温度測定装置。
【請求項８】請求項２乃至請求項６のいずれかに記載
されている分光測定装置により測定された分光測定情報
を用いて前記測定体の膜厚を算出する膜厚算出手段を備
えたことを特徴とする膜厚測定装置。