分光裝置以及磁測(cè)定裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及分光裝置以及磁測(cè)定裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]公知有配置多個(gè)使用光來測(cè)定物理量(物理狀態(tài))的光傳感器的光傳感器陣列。作為光傳感器而使用光泵浦型磁傳感器的光傳感器陣列用于對(duì)例如從生物體的心臟產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)定的心磁儀、腦磁儀。為了使光傳感器陣列進(jìn)行動(dòng)作，需要使來自光源的光分支，向各光傳感器射入光。例如，專利文獻(xiàn)I公開有配置多個(gè)偏振分光器(PBS)而將激光分支為多束的技術(shù)。
[0003]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2008-277279號(hào)公報(bào)
[0006]發(fā)明的概要
[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]偏振分光器的透過率(或者反射率)通常存在數(shù)％左右的偏差。為此，反復(fù)透過多個(gè)偏振分光器的光在累積的透過率誤差的作用下難以使分支的光的光量變得均勻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]與此相對(duì)，本發(fā)明提供一種使分支的光的光量比較均勻的技術(shù)。
[0010]用于解決課題的手段
[0011]本發(fā)明提供一種分光裝置，具有:導(dǎo)光體，其具有對(duì)入射的光進(jìn)行反射的第一面以及第二面，使所述光在所述第一面與第二面之間傳播；分光膜，其設(shè)于所述導(dǎo)光體的內(nèi)部，具有使所述光反射的特性與使所述光透過的特性；以及多個(gè)光取出部，其設(shè)于所述第一面，使在所述分光膜處透過的光射出。
[0012]根據(jù)該分光裝置，與排列透過/反射型的棱鏡、衍射光柵等分光元件而依次分支的方法相比較，能夠穩(wěn)定地分支更均勻的光束。
[0013]所述導(dǎo)光體也可以具有包含多層的層構(gòu)造，所述分光膜設(shè)置在所述多層中的相鄰兩層之間。
[0014]根據(jù)該分光裝置，能夠通過多層的層疊而穩(wěn)定地分支更均勻的光束。
[0015]所述多層也可以包含η層，設(shè)置在所述η層中的第(i+Ι)層與第(i+2)層之間的分光膜的數(shù)量是設(shè)置在第i層與第(i+Ι)層之間的分光膜的數(shù)量的2倍。
[0016]該分光裝置也可以具有光束移位器，其設(shè)于所述導(dǎo)光體的內(nèi)部，使所述光的光路平行移動(dòng)。
[0017]根據(jù)該分光裝置，能夠分支出間隔均勻的多個(gè)光束。
[0018]該分光裝置還可以具有:構(gòu)造體，其設(shè)于所述第一面的整面，將在所述導(dǎo)光體的內(nèi)部傳播的光束取出；以及反射膜，其在所述第一面中設(shè)置于所述多個(gè)光取出部以外的部分的至少一部分。
[0019]根據(jù)該分光裝置，與在每一個(gè)光取出部中單獨(dú)形成構(gòu)造體的情況相比較，能夠降低制造成本。
[0020]所述多個(gè)光取出部也可以分別由將在所述導(dǎo)光體的內(nèi)部傳播的光束取出的多個(gè)構(gòu)造體形成，所述多個(gè)構(gòu)造體等間隔地配置。
[0021]根據(jù)該分光裝置，即使沒有在導(dǎo)光體上形成全反射膜，也能夠分支多個(gè)光束。
[0022]另外，本發(fā)明提供一種磁測(cè)定裝置，具有:導(dǎo)光體，其具有對(duì)入射的光進(jìn)行反射的第一面以及第二面，使所述光在所述第一面與第二面之間傳播；分光膜，其設(shè)于所述導(dǎo)光體的內(nèi)部，具有使所述光反射的特性與使所述光透過的特性；多個(gè)光取出部，其設(shè)于所述第一面，使在所述分光膜處透過的光射出；以及多個(gè)氣室，其設(shè)于與所述多個(gè)光取出部對(duì)應(yīng)的位置，各自封入有與磁場(chǎng)以及從所述光取出部取出的光束相互作用的氣體。
[0023]根據(jù)該磁測(cè)定裝置，能夠更高精度地測(cè)定磁場(chǎng)。
【附圖說明】
[0024]圖1是表示第一實(shí)施方式的分光裝置I的結(jié)構(gòu)的圖。
[0025]圖2是表示第二實(shí)施方式的分光裝置2的結(jié)構(gòu)的圖。
[0026]圖3是表示第三實(shí)施方式的磁測(cè)定裝置10的結(jié)構(gòu)的圖。
[0027]圖4是表示變形例的分光裝置4的概要的圖。
[0028]圖5是表示其他變形例的分光裝置5的概要的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]1.第一實(shí)施方式
[0030]圖1是表示第一實(shí)施方式的分光裝置I的結(jié)構(gòu)的圖。分光裝置I是將入射的一個(gè)光束分支成多個(gè)光束的裝置。在此，示出了將入射光分支為八個(gè)光束的例子。圖1表示與入射光的光路垂直的剖面的示意圖。入射光從光源(省略圖示)輸出。該光源包含例如半導(dǎo)體激光二極管。需要說明的是，通常激光的強(qiáng)度具有高斯分布，因此在使輸出光的強(qiáng)度分布均勻化時(shí)，也可以使用均光器。
[0031]分光裝置I中，作為導(dǎo)光體而具有三張基板(基板11、基板12以及基板13)。這些基板皆是由透光材料(例如石英玻璃或者硼硅玻璃)形成的平行平板。這些基板使用粘合劑進(jìn)行貼合。該粘合劑優(yōu)選為固化后的折射率與基板的折射率幾乎相等的物質(zhì)。導(dǎo)光體的表面(圖1中的上表面與下表面)通過與空氣的折射率之差而成為全反射面(但是除去后述的光取出部)。入射到導(dǎo)光體的光在上表面與下表面反復(fù)反射而在圖1中從左向右傳播。傳播的光的一部分的光束從光取出部向外部取出。需要說明的是，為了使導(dǎo)光體的表面成為全反射面，也可以形成金屬薄膜或者電介質(zhì)薄膜。
[0032]分光裝置I還具有多個(gè)半反射膜。半反射膜是將傳播的光的一部分反射且使一部分透過的膜。即，半反射膜是具有反射光的特性以及透過光的特性的分光膜的一個(gè)例子。在該例中，分光裝置I具有七個(gè)反射膜(半反射膜111、半反射膜121、半反射膜122、半反射膜131、半反射膜132、半反射膜133、以及半反射膜134)。這些半反射膜的反射率皆為50%(透過率50%)。需要說明的是，實(shí)際上在半反射膜處產(chǎn)生損失，但在此，為了便于說明，假設(shè)損失為零的理想的半反射膜。這些半反射膜設(shè)于兩個(gè)基板的界面、或者基板與空氣的界面。半反射膜例如為在基板上形成的電介質(zhì)薄膜或衍射光柵的圖案。設(shè)于兩個(gè)基板的界面的半反射膜可以形成在任意基板上。例如，半反射膜111可以形成在基板11以及基板12中的任一者的表面上。
[0033]分光裝置I中的基板的數(shù)量以及反射膜的數(shù)量與輸出的光束(分支光)的數(shù)量相應(yīng)地確定。在輸出N束光束的情況(N分支的情況)下，導(dǎo)光體的基板的數(shù)量(層的數(shù)量)Slog2N15例如，在N = 8(8分支)的情況下，導(dǎo)光體具有包含三張基板的三層構(gòu)造。或者，在N= 16(16分支)的情況下，導(dǎo)光體具有包含四張基板的四層構(gòu)造。
[0034]這些層中的、某一層處的半反射膜的數(shù)量為相對(duì)于光的入射側(cè)前一層半反射膜的數(shù)量的2倍。S卩，在第(i+Ι)層與第(i+2)層之間設(shè)置的半反射膜的數(shù)量是在第i層與第(i+Ι)層之間設(shè)置的半反射膜的數(shù)量的2倍。在圖1的例子中，反射膜的數(shù)量從入射側(cè)依次為一個(gè)(半反射膜111)、兩個(gè)(半反射膜121以及半反射膜122)以及四個(gè)(半反射膜131、半反射膜132、半反射膜133以及半反射膜134)。
[0035]需要說明的是，在N不是2的指數(shù)的情況(1g2N不是整數(shù)的情況)下，導(dǎo)光體使用1g2N的小數(shù)點(diǎn)以下進(jìn)位而成的數(shù)量的基板。例如，在N= 10(10分支)的情況下，使用四張基板，輸出16分支的光束中的10束即可。
[0036]分光裝置I還具有光束移位器。光束移位器是以將從后述的光取出部輸出的多個(gè)光束的間隔(距離)調(diào)整為決定的值為目的，用于使在導(dǎo)光體中傳播的光束的光路平行移動(dòng)的光學(xué)元件，在該例中為全反射層。在該例中，分光裝置I具有三個(gè)光束移位器(光束移位器112、光束移位器113以及光束移位器123)。光束移位器通過例如空氣層來形成?？諝鈱油ㄟ^在基板上形成凹部而形成。需要說明的是，光束移位器并不限定于由空氣層形成。也可以由空氣以外的、與基板相比折射率較小的材料來形成光束移位器。
[0037]分光裝置I還具有光取出部。光取出部是用于從在導(dǎo)光體的內(nèi)部傳播的光束取出分支的光束的構(gòu)造。光取出部具有用于取出光束的構(gòu)造體。該構(gòu)造體例如為衍射光柵、剖面為鋸齒波形狀的一維格子或者三棱鏡。在該例中，分光裝置I具有八個(gè)光取出部(光取出部141?148)。光取出部設(shè)置為與輸出的光束的數(shù)量相同。對(duì)于構(gòu)成光取出部的構(gòu)造體，在各光取出部中使用單獨(dú)的構(gòu)造體。即，在該例中使用八個(gè)構(gòu)造體(例如三棱鏡)。這些構(gòu)造體等間隔地進(jìn)行配置。
[0038]接下來，說明分光裝置I的動(dòng)作。從光源供給的入射光為平行光束。入射光。0從導(dǎo)光體的上表面以規(guī)定的入射角Θ (在圖1的例中為Θ = 45° )入射。在供入射光Φ。入射的部分，也可以粘貼具有相對(duì)于導(dǎo)光體的上表面與入射角相同角度Θ的面的三棱鏡。向?qū)Ч怏w入射的光在導(dǎo)光體的內(nèi)部以角度Θ進(jìn)行傳播。
[0039]入射光Otl首先在設(shè)于基板11/基板12的界面處的半反射膜111分支為兩個(gè)光束(作為透過光的光束O11以及作為反射光的光束Φ12)。由于半反射膜的反射率以及透過率為50%，因此光束O11以及光束φ12的強(qiáng)度皆為入射光Otl的50%。
[0040]光束O11在設(shè)于基板12/基板13的界面處的半反射膜121分支為兩個(gè)光束(作為透過光的光束Φ21以及作為反射光的光束Φ22)。光束Φ21以及光束Φ22的強(qiáng)度皆為入射光Φ。的25%。
[0041]光束Φ21在設(shè)于基板13的表面(導(dǎo)光體的下表面)處的半反射膜131分支為兩個(gè)光束(作為透過光的光束Φ31以及作為反射光的光束φ32)。光束Φ31以及光束φ32的強(qiáng)度皆為入射光Φο的12.5%0光束Φ31經(jīng)由光取出部141而向外部取出。另外，光束φ3