光干渉計を用いた高次スペクトル測定装置の開発

• 研究課題/領域番号: 11640400
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理学一般
• 研究機関: 東京女子医科大学
• 研究代表者: 木下 順二 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (70161023)
• 研究期間 (年度): 1999 – 2000
• 研究課題ステータス: 完了 (2001年度)
• 配分額: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2000年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 1999年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
• キーワード: マイケルソン干渉計 / フーリエ分光 / 高次スペクトル / interferometer / bi-spectrum / biーspectrum

研究概要

2光束を重ね合わせる光路差可変のマイケルソン型干渉計を試作し、その基本性能を調べた。光路長の変化はステッピングモーターを用いた微動ステージで行う。本研究で開発する予定の3光束を合わせる干渉計では、2つの光路の光路長を可変とし、1つのビームを掃引している間は、他方を固定しておく必要があるため、光路長をステヅプ的に掃引できなければならないからである。ステッピングモーターの刻み幅は50nmに固定されているため、ピェゾアクチュエーターを用いて誤差の補正を行う。
試験用にフーリエ分光装置を組み上げた。光源からの光を広帯域ビームスプリッターで2つのビームに分割し、微動ステージ上に取りつけた2つのコーナーキューブ・プリズムで反射させる。干渉計の一方のアームはステッピングモーターによって光路長を変化させ、他方のアームはピエゾアクチュエーターで位置の微調整や位相変調を行う。ステッピングモーターを2ステップずつ動かすことにより光路長は200nmずつ変化し、400nmまでの分光の帯域幅を得た。He-Neレーザーを測定し、FFTをかけて周波数データに直して、分解能および絶対精度の確認を行った。測定点数を増やしていくと、絶対精度は向上していくが、スペクトルは、ステッピングモーターの移動量の揺らぎなどによってむしろ拡がる傾向があった。