滤波器控制式导出方法、光测量系统、法布里-帕罗干涉滤波器的控制方法及滤波器控制程序与流程

本发明涉及一种滤波器控制式导出方法、光测量系统、法布里-帕罗干涉滤波器的控制方法、及滤波器控制程序。

背景技术：

例如专利文献1所公开的法布里-帕罗干涉滤波器具有固定镜部与可动镜部，且通过使可动镜部相对于固定镜部位移，而使固定镜部与可动镜部间的间隙可变。在该法布里-帕罗干涉滤波器中，通过控制施加于固定镜部与可动镜部的电压，而使间隙变化，由此控制透过波长。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-174721号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

在如上述那样的法布里-帕罗干涉滤波器中，已知即使由同样的制造装置制造，镜间的间隙长与施加电压的关系在个体间也有所不同。即，即使施加电压而使镜间产生相同大小的电位差，每个个体的透过波长也不同。因此，需要针对每个个体取得施加电压与透过波长的关系。然而，由于施加电压与透过波长的关系未一般化，因而为了高精度地取得该关系，需要大量的测量时间。

本发明的一方式的目的在于，提供能够较好地取得施加电压与透过波长的关系的滤波器控制式导出方法。

解决问题的技术手段

本发明的一方式的滤波器控制式导出方法具备：准备步骤，其准备通过在施加电压时在固定镜部与可动镜部之间产生的静电力与产生于可动镜部的弹性力平衡，而控制固定镜部与可动镜部间的距离的法布里-帕罗干涉滤波器；第1导出步骤，其关于准备的法布里-帕罗干涉滤波器，通过在规定的环境温度下实施规定的测量，导出可动镜部的弹性指标作为将可动镜部的挠曲量设为变量的2次以上的多项式记述的挠曲量与弹性指标的关系式；及第2导出步骤，其基于挠曲量与弹性指标的关系式、以及静电力与弹性力的关系式，将透过法布里-帕罗干涉滤波器的光的透过波长与电压的关系式作为滤波器控制式导出；在第1导出步骤中，作为规定的测量，在作为电压施加互不相同的多个电压的各个的状态下，测量透过法布里-帕罗干涉滤波器的光的透过波长。

在应用这样的滤波器控制式导出方法的法布里-帕罗干涉滤波器中，通过静电力与弹性力的平衡，而控制固定镜部与可动镜部间的距离，且通过控制该镜间的距离，透过波长为可变。静电力根据施加的电压而决定，弹性力根据可动镜部的挠曲量与弹性指标而决定。另外，挠曲量是自未施加电压状态下的镜间的距离减去施加电压状态下的镜间的距离而得的距离。即，可自挠曲量求得镜间的距离。因此，可基于挠曲量与可动镜部的弹性指标的关系式、以及静电力与弹性力的关系式，导出透过法布里-帕罗干涉滤波器的光的透过波长与电压的关系式。此处，镜间距离及挠曲量可基于透过波长求得，且挠曲量与弹性指标的关系式可通过在施加互不相同的多个电压的各个的状态下测量透过波长而求得。在挠曲量与弹性指标的关系式中，由于弹性指标作为将挠曲量设为变量的2次以上的多项式记述，因而可容易且精度良好地导出弹性指标。这是本发明者研究得出的见解。因此，可适宜取得施加电压与透过波长的关系。

另外，在一实施方式中，也可还具备：第3导出步骤，其关于与准备的法布里-帕罗干涉滤波器对应的其他的法布里-帕罗干涉滤波器，通过在包含规定的环境温度且互不相同的多个环境温度的各个的温度下实施规定的测量，而导出将挠曲量及环境温度的变化量设为变量的修正项，在第2导出步骤中，以包含修正项的方式，将透过波长与电压的关系式作为滤波器控制式导出。根据该构成，由于无需在所有个体中导出修正项，因而容易取得与环境温度的变化对应的透过波长与施加电压的关系。

另外，在一实施方式中，也可在第1导出步骤中，关于准备的法布里-帕罗干涉滤波器，通过在包含规定的环境温度且互不相同的多个环境温度的各个的温度下实施规定的测量，而导出将挠曲量及环境温度的变化量设为变量的修正项，在第2导出步骤中，以包含修正项的方式将透过波长与电压的关系式作为滤波器控制式导出。根据该构成，可精度良好地取得与环境温度的变化对应的透过波长与施加电压的关系。

本发明的一方式的光测量系统具备：法布里-帕罗干涉滤波器，通过在施加电压时在固定镜部与可动镜部间产生的静电力与产生于可动镜部的弹性力平衡，而控制固定镜部与可动镜部间的距离；及控制装置，其基于包含作为将可动镜部的挠曲量设为变量的2次以上的多项式记述的可动镜部的弹性指标的静电力与弹性力的关系式，而控制电压。

在该光测量系统中，基于静电力与弹性力的关系式，而进行控制以使电压与透过波长相对应。此处，静电力根据施加于固定镜部与可动镜的电压而决定，弹性力根据可动镜部的挠曲量与弹性指标而决定。该弹性指标作为将可动镜部的挠曲量设为变量的2次以上的多项式记述，且对应于挠曲量的变动而变动。因此，可精度良好地控制光的透过波长。

本发明的一方式的法布里-帕罗干涉滤波器的控制方法，是在法布里-帕罗干涉滤波器中控制电压的控制方法，上述法布里-帕罗干涉滤波器通过在施加电压时在固定镜部与可动镜部间产生的静电力与产生于可动镜部的弹性力平衡，而控制固定镜部与可动镜间的距离，上述法布里-帕罗干涉滤波器的控制方法具备：导出步骤，其基于包含作为将可动镜部的挠曲量设为变量的2次以上的多项式记述的可动镜部的弹性指标的静电力与弹性力的关系式，而导出与透过法布里-帕罗干涉滤波器的光的透过波长对应的电压；及设定步骤，其将导出的电压设为施加的电压。

本发明的一方式的滤波器控制程序是用于在法布里-帕罗干涉滤波器中使计算机执行控制电压的处理的程序，上述法布里-帕罗干涉滤波器通过在施加电压时在固定镜部与可动镜部间产生的静电力与产生于可动镜部的弹性力平衡，而控制固定镜部与可动镜部间的距离，所述滤波器控制程序使计算机作为如下构件而发挥功能：电压导出部，其基于包含作为将可动镜部的挠曲量设为变量的2次以上的多项式记述的可动镜部的弹性指标的静电力与弹性力的关系式，而导出与透过法布里-帕罗干涉滤波器的光的透过波长对应的电压；及电压设定部，其将导出的电压设定为施加的电压。

本发明的一方式的存储介质是存储滤波器控制程序的计算机可读取存储介质。

发明的效果

根据一实施方式，可提供容易取得施加电压与透过波长的关系的滤波器控制式导出方法。

附图说明

图1是表示一实施方式的光检测装置的截面图。

图2是法布里-帕罗干涉滤波器的立体图。

图3是沿着图2的iii-iii线的截面图。

图4是用于说明光测量系统的方块图。

图5是用于说明法布里-帕罗干涉滤波器的动作的模式图。

图6是通过模拟求得镜间距离与透过波长的关系的结果。

图7是描绘挠曲量与弹性指标的关系的图表。

图8是针对每个温度描绘v²/x²与挠曲量的关系的图表。

图9是在图8的各挠曲量中，将各温度变化作为横轴，v²/x²变化的量作为纵轴的图表。

图10是显示图9的各图表的回归直线的斜度与挠曲量的关系的图表。

图11是显示图9的各图表的相对于线性近似的背离程度的图表。

图12是将e×δt²作为纵轴，挠曲量作为横轴的图表的一个例子。

图13是显示滤波器控制式导出方法的流程图。

图14是显示滤波器控制程序的图。

图15是显示实施例的结果的图。

具体实施方式

以下，对实施方式一边参照附图一边进行具体的说明。为了方便起见，有对实质相同的要件标注相同符号，省略重复说明的情况。

首先，对具备法布里-帕罗干涉滤波器的光检测装置的一个例子进行说明。如图1所示，光检测装置1具备封装体2。封装体2是具有底座3与盖4的can封装体。盖4通过侧壁5及顶壁6一体构成。底座3及盖4由金属材料形成，且相互气密接合。在由金属材料形成的封装体2中，侧壁5的形状是以规定的线l为中心线的圆筒状。底座3及顶壁6在平行于线l的方向上彼此相对，且分别封闭侧壁5的两端。

在底座3的内面3a固定有配线基板7。作为配线基板7的基板材料，可使用例如硅、陶瓷、石英、玻璃、塑料等。在配线基板7安装有光检测器(光检测部)8与热敏电阻等温度检测器16(参照图4)。光检测器8配置于线l上。更具体而言，光检测器8以该受光部的中心线与线l一致的方式配置。光检测器8是例如使用ingaas等的量子型传感器、使用热电堆或测辐射热计等的热型传感器等红外线检测器。在检测紫外线、可见光、近红外线的各波长域的光的情况下，作为光检测器8，可使用例如硅光电二极管等。另外，在光检测器8中可设置1个受光部，或也可以阵列状设置有多个受光部。再者，也可将多个光检测器8安装于配线基板7。温度检测器16也可以能够检测法布里-帕罗干涉滤波器10的温度变化的方式配置于例如接近法布里-帕罗干涉滤波器10的位置。

在配线基板7上固定有多个间隔件9。作为各间隔件9的材料可使用例如硅、陶瓷、石英、玻璃、塑料等。在多个间隔件9上，通过例如粘结剂固定有法布里-帕罗干涉滤波器10。法布里-帕罗干涉滤波器10配置于线l上。更具体而言，法布里-帕罗干涉滤波器10以该透光区域10a的中心线与线l一致的方式配置。另外，间隔件9也可与配线基板7一体构成。另外，法布里-帕罗干涉滤波器10也可并非由多个间隔件9支撑，而是由1个间隔件9支撑。

在底座3固定有多个引线接脚11。更具体而言，各引线接脚11在维持与底座3之间的电性绝缘性及气密性的状态下，贯通底座3。在各引线接脚11通过导线12而电连接有设置于配线基板7的电极焊垫、光检测器8的端子、温度检测器16的端子、及法布里-帕罗干涉滤波器10的端子的各个。另外，光检测器8、温度检测器16及法布里-帕罗干涉滤波器10也可经由配线基板7电连接于各引线接脚11。例如，也可将各个端子与设置于配线基板7的电极焊垫电连接，并通过导线12连接电极焊垫与各引线接脚11。由此，可分别对于光检测器8、温度检测器16、及法布里-帕罗干涉滤波器10输入输出电信号等。

在封装体2形成有开口2a。更具体而言，开口2a以其中心线与线l一致的方式形成于盖4的顶壁6。在自平行于线l的方向观察的情况下，开口2a的形状是圆形状。在顶壁6的内面6a，以封闭开口2a的方式配置透光构件13。透光构件13与顶壁6的内面6a气密接合。透光构件13具有在平行于线l的方向上彼此相对的光入射面13a及光出射面(内面)13b、以及侧面13c。透光构件13的光入射面13a在开口2a与顶壁6的外表面成大致同一面。透光构件13的侧面13c接触于封装体2的侧壁5的内面5a。即，透光构件13到达开口2a内及侧壁5的内面5a。这样的透光构件13以将开口2a作为下侧的状态在盖4的内侧设置玻璃颗粒，且通过使该玻璃颗粒熔融而形成。即，透光构件13由熔接玻璃形成。

在透光构件13的光出射面13b，通过粘结构件15固定有带通滤波器14。即，粘结构件15经由接合于顶壁6的内面6a的透光构件13，对于顶壁6的内面6a固定带通滤波器14。带通滤波器14使透过透光构件13的光中的光检测装置1的测定波长范围的光(规定波长范围的光，即应入射至法布里-帕罗干涉滤波器10的透光区域10a的光)选择性透过(即，仅使该波长范围的光透过)。带通滤波器14的形状是四边形板状。更具体而言，带通滤波器14具有在与线l平行的方向上彼此相对的光入射面14a及光出射面14b、以及4个侧面14c。带通滤波器14在通过透光性材料(例如，硅、玻璃等)形成为四边形板状的透光构件的表面，形成电介质多层膜(例如，由tio2、ta2o5等高折射材料与sio2、mgf2等低折射材料的组合构成的多层膜)。

粘结构件15具有配置于带通滤波器14的光入射面14a的整个区域的第1部分15a。即，第1部分15a是粘结构件15中配置于彼此相对的透光构件13的光出射面13b与带通滤波器14的光入射面14a之间的部分。再者，粘结构件15具有在自平行于线l的方向观察的情况下自带通滤波器14的外缘朝外侧突出的第2部分15b。第2部分15b到达侧壁5的内面5a，并与侧壁5的内面5a接触。另外，第2部分15b与带通滤波器14的侧面14c接触。

在如以上所述构成的光检测装置1中，若自外部，经由开口2a、透光构件13及粘结构件15而将光入射至带通滤波器14，则使规定波长范围的光选择性透过。若将透过带通滤波器14的光入射至法布里-帕罗干涉滤波器10的透光区域10a，则使规定波长范围的光中的规定波长的光选择性透过。透过法布里-帕罗干涉滤波器10的透光区域10a的光入射至光检测器8的受光部，并由光检测器8检测。即，光检测器8将透过法布里-帕罗干涉滤波器10的光转换为电信号并输出。

如图2及图3所示，在法布里-帕罗干涉滤波器10中，将使与第1镜部(固定镜部)35与第2镜部(可动镜部)36之间(一对镜间)的距离对应的光透过的透光区域10a设置于线l上。透光区域10a是例如圆柱状的区域。在透光区域10a中，精度极良好地控制第1镜部35与第2镜部36的距离。即，透光区域10a是在法布里-帕罗干涉滤波器10中为了使具有规定波长的光选择性透过而能够将第1镜部35与第2镜部36的距离控制为规定距离的区域，且为可使具有与第1镜部35与第2镜部36的距离对应的规定波长的光透过的区域。

法布里-帕罗干涉滤波器10具备矩形板状的基板21。基板21具有在平行于线l的方向上彼此相对的第1表面21a及第2表面21b。第1表面21a是光入射侧的表面。第2表面21b是光检测器8侧(即，光出射侧)的表面。在第1表面21a配置有第1层构造体30。在第2表面21b配置有第2层构造体40。

第1层构造体30通过将第1反射防止层31、第2层叠体32、第1中间层33及第2层叠体34以该顺序层叠于第1表面21a而构成。在第1层叠体32与第2层叠体34之间，通过框状的第1中间层33形成空隙(气隙)s。基板21由例如硅、石英、玻璃等构成。在基板21由硅构成的情况下，第1反射防止层31及第1中间层33例如由氧化硅构成。第1中间层33的厚度是例如数十nm～数十μm。

第1层叠体32中的对应于透光区域10a的部分作为第1镜部35发挥功能。第1层叠体32通过将多个多晶硅层与多个氮化硅层逐层交替层叠而构成。构成第1镜部35的多晶硅层及氮化硅层各自的光学厚度优选为中心透过波长的1/4的整数倍。另外，第1镜部35也可未经由第1反射防止层31而直接配置于第1表面21a。

第2层叠体34中的对应于透光区域10a的部分作为第2镜部36发挥功能。第2镜部36在平行于线l的方向上，经由空隙sp与第1镜部35相对。第2层叠体34通过将多个多晶硅层与多个氮化硅层逐层交替层叠而构成。构成第2镜部36的多晶硅层及氮化硅层各自的光学厚度优选为中心透过波长的1/4的整数倍。

在第1层叠体32及第2层叠体34中，也可替代氮化硅层而配置氧化硅层。另外，作为构成第1层叠体32及第2层叠体34的各层的材料，除上述的材料的外，可使用氧化钛、氧化钽、氧化锆、氟化镁、氧化铝、氟化钙、硅、锗、硫化锌等。

在第2层叠体34中的对应于空隙sp的部分，形成有自第2层叠体34的与第1中间层33相反侧的表面34a至空隙sp的多个贯通孔34b。多个贯通孔34b形成为实质上不影响第2镜部36的功能的程度。多个贯通孔34b用于通过蚀刻去除第1中间层33的一部分而形成空隙sp。

在第1镜部35，以包围透光区域10a的方式形成第1电极22。在第1镜部35，以包含透光区域10a的方式形成第2电极23。即，第1镜部35包含第1电极22及第2电极23。第1电极22及第2电极23通过在第1层叠体32中最接近空隙sp的多晶硅层中掺杂杂质并低电阻化而形成。在第2镜部36，形成第3电极24。即，第2镜部36包含第3电极24。第3电极24在平行于线l的方向上，经由空隙sp与第1电极22及第2电极23相对。第3电极24通过在第2层叠体34中最接近空隙sp的多晶硅层中掺杂杂质并低电阻化而形成。另外，第2电极23的大小优选为包含透光区域10a的整体的大小，但也可与透光区域10a的大小大致相同。

在第1层构造体30，设置一对第1端子25及一对第2端子26。一对第1端子25隔着透光区域10a彼此相对。各第1端子25配置于自第2层叠体34的表面34a至第1层叠体32的贯通孔内。各第1端子25经由配线22a与第1电极22电连接。一对第2端子26在与一对第1端子25彼此相对的方向垂直的方向上，隔着透光区域10a而彼此相对。各第2端子26配置于自第2层叠体34的表面34a至第1中间层33的内部的贯通孔内。各第2端子26经由配线23a与第2电极23电连接，并且经由配线24a与第3电极24电连接。

在第1层叠体32的第1中间层33侧的表面32a，设置有沟槽27、28。沟槽27以包围配线23a的与第2端子26的连接部分的方式延伸为环状。沟槽27将第1电极22与配线23a电性绝缘。沟槽28沿第1电极22的内缘延伸为环状。沟槽28将第1电极22与第1电极22内侧的区域(即，存在第2电极23的区域)电性绝缘。在第2层叠体34的表面34a，设置有沟槽29。沟槽29以包围第1端子25的方式延伸为环状。沟槽29将第1端子25与第3电极24电性绝缘。各沟槽27、28、29内的区域可为绝缘材料，也可为空隙。

第2层构造体40通过将第2反射防止层41、第3层叠体42、第2中间层43及第4层叠体44以该顺序层叠于第2表面21b而构成。第2反射防止层41、第3层叠体42、第2中间层43及第4层叠体44具有分别与第1反射防止层31、第1层叠体32、第1中间层33及第2层叠体34同样的结构。这样，第2层构造体40具有将基板21作为基准与第1层构造体30对称的层叠构造。即，第2层构造体40以与第1层构造体30对应的方式构成。第2层构造体40具有抑制基板21的翘曲等的功能。

在第3层叠体42、第2中间层43及第4层叠体44，以包含透光区域10a的方式形成开口40a。开口40a的中心线与线l一致。开口40a是例如圆柱状的区域，且具有与透光区域10a大致相同的直径。开口40a在光出射侧开口，且开口40a的底面到达第2反射防止层41。开口40a使透过第1镜部35及第2镜部36的光通过。

在第4层叠体44的光出射侧的表面，形成遮光层45。遮光层45由例如铝等构成。在遮光层45的表面及开口40a的内面，形成保护层46。保护层46由例如氧化铝等构成。另外，通过将保护层46的厚度设为1～100nm(优选为30nm左右)，可忽略保护层46的光学影响。

如以上所述构成的法布里-帕罗干涉滤波器10具有经由空隙sp而互相相对的一对第镜部35、第2镜部36，且一对第1镜部35、第2镜部36间的距离与在一对第1镜部35、第2镜部36间产生的电位差对应地变化。即，在法布里-帕罗干涉滤波器10中，经由一对第1端子25及一对第2端子26对第1电极22与第3电极24施加电压。由此，通过该电压在第1电极22与第3电极24间产生电位差，且在第1电极22与第3电极24之间产生对应于该电位差的静电力。利用该静电力，将第2镜部36吸引至固定于基板21的第1镜部35侧，并调整第1镜部35与第2镜部36的距离。另外，在这样构成的法布里-帕罗干涉滤波器10中，具有第2镜部36的第2层叠体34中的主要包围透光区域10a的区域发生变形(倾斜)，由此，对应于透光区域10a的第2镜部36维持平坦性且被牵引至第1镜部35侧。即，因具有第2镜部36的第2层叠体34中一部分发生变形，而使第2镜部36被牵引至第1镜部35侧。这样，在法布里-帕罗干涉滤波器10中，第1镜部35与第2镜部36的距离为可变。

透过法布里-帕罗干涉滤波器10的光的波长(峰透过波长)依赖于透光区域10a上的第1镜部35与第2镜部36的距离(镜间距离)。因此，通过调整施加于第1电极22与第3电极24的电压，可适当选择透过的光的波长。第1电极22与第3电极24之间的电位差越大，第1镜部35与第2镜部36的距离越小，且透过法布里-帕罗干涉滤波器10的光的波长越短。第2电极23是与第3电极24相同电位。因此，第2电极23作为用于在透光区域10a上将第1镜部35及第2镜部36保持为平坦的补偿电极发挥功能。

在光检测装置1中，通过例如一边使施加于法布里-帕罗干涉滤波器10的电压变化(即，在法布里-帕罗干涉滤波器10中一边使第1镜部35与第2镜部36的距离变化)，一边以光检测器8检测透过法布里-帕罗干涉滤波器10的透光区域10a的光的强度，而可获得分光光谱。

接着，参照图4对光测量系统进行说明。如图4所示，光检测系统100包含光检测装置1、电源装置60及控制装置70。如上所述，光检测装置1包含法布里-帕罗干涉滤波器10、光检测器8及温度检测器16。电源装置60可对构成法布里-帕罗干涉滤波器10的一对第1镜部35、第2镜部36施加电压。更具体而言，电源装置60电连接于引线接脚11，并经由一对第1端子25及一对第2端子26对第1电极22与第3电极24施加电压，而使电位差产生。

控制装置70具有电压导出部71、电压设定72、信号数据取得部73及温度数据取得部74。控制装置70可由计算机构成，该计算机包含进行运算处理的cpu等运算电路；由ram及rom等的存储器构成的存储介质；及输入输出装置。例如控制装置70也可由包含智能型手机、平板终端等的智能型设备等计算机构成。控制装置70与电源装置60电连接。另外，控制装置70与光检测装置1的光检测器8及温度检测器16电连接。控制装置70所执行的法布里-帕罗干涉滤波器10的控制方法可基于储存于存储介质的程序而执行。

电压导出部71基于例如由使用者设定的条件，导出施加于法布里-帕罗干涉滤波器10的电压的信息。例如，电压导出部71导出施加的电压的大小、施加的时序及施加的持续时间。电压设定部72根据由电压导出部71导出的电压的信息而生成控制信号。电压设定部72向电源装置60输出控制信号，并控制自电源装置60施加于法布里-帕罗干涉滤波器10的电压。另外，所谓施加于法布里-帕罗干涉滤波器10的电压是指施加于第1电极22与第3电极24的电压。

信号数据取得部73取得由光检测器8转换后的电信号。例如，信号数据取得部73基于自电压设定部72输出至电源装置60的控制信号与所取得的来自光检测器8的电信号，可将施加于法布里-帕罗干涉滤波器10的电压与在施加该电压的状态下取得的电信号建立关联并保持。

温度数据取得部74取得法布里-帕罗干涉滤波器10的温度。在本实施方式中，温度数据取得部74基于来自光检测装置1的温度检测器16的输入值而取得法布里-帕罗干涉滤波器10的温度。在例如温度检测器16为热敏电阻的情况下，温度数据取得部74取得热敏电阻的电阻值，并自该电阻值导出温度。

电压导出部71以透过法布里-帕罗干涉滤波器10的光的波长为测量对象的光的波长的方式，导出对应于测量对象的光的波长的电压。在本实施方式中，电压导出部71基于表示峰透过波长与电压的关系式的滤波器控制式而导出电压。

继而，对表示透过法布里-帕罗干涉滤波器的光的峰透过波长与电压的关系式的滤波器控制式进行说明。滤波器控制式是用于自作为目标的峰透过波长λ的值，求得施加于镜部的电压v的式。此处，对镜部施加电压v时，也可将第1电极22的电位固定为0v，并对第2电极23及第3电极24施加电压v。由此，施加的电压v相当于第1电极22与第2电极24间的电位差。本实施方式的滤波器控制式具有基准温度参数、第1温度修正项(修正项)、以及第2温度修正项(修正项)。基准温度参数是在基准的环境温度下使用法布里-帕罗干涉滤波器10的情况下的参数。第1温度修正项、及第2温度修正项为用于在与基准的环境温度不同的环境温度下使用法布里-帕罗干涉滤波器10的情况下，修正基准温度参数的参数。

关于法布里-帕罗干涉滤波器10，对作为一般式提示的滤波器控制式进行说明。首先，对仅包含温度基准参数的滤波器控制式进行说明。图5是用于说明法布里-帕罗干涉滤波器的动作的模式图。如图5所示，在法布里-帕罗干涉滤波器10中，通过在第1镜部35与第2镜部36间产生电位差，而在第1镜部35与第2镜部36间(以下，称为“镜间”)产生静电力。通过该静电力，以镜间的距离缩小的方式在第2镜部36产生挠曲。在图5中，将第2镜部36的挠曲难度作为设置于第2镜部36的假想的弹簧而表现。在这样的法布里-帕罗干涉滤波器10中，通过将利用第2镜部36的挠曲而产生的弹性力与静电力平衡，而控制第1镜部35与第2镜部36间的距离。即，在将初始间隙设为g，镜间距离设为x，镜面积设为s，镜间的介质的介电常数设为ε、镜间的介质的折射率设为n、施加电压设为v、第2镜部36的挠曲量设为m的情况下，若将假想的弹簧的弹簧常数设为k，则静电力与弹性力的平衡的式(关系式)以以下的式(1)表示。该式(1)可如式(2)那样变形。

[数1]

[数2]

在式(2)中，将2/(εs)设为系数c，通过将该系数c与弹簧常数k的积设置为弹性指标k’，而将平衡的式作为v²/x²与挠曲量m的关系式表示。弹性指标k’可与弹性常数k同样成为表示第2镜部36的挠曲难度的指标。

法布里-帕罗干涉滤波器10的原理上，假设在第1镜部35及第2镜部36无波长依赖性的情况下，镜间距离x的值即为峰透过波长λ的值。但是，在实际的法布里-帕罗干涉滤波器10中，由于以层叠体(多层膜)形成镜，因而除反射率依赖于波长以外，相对于形成构成多层膜的各层时的设计值的厚度的偏差等作为差异存在，且每个个体相对于波长的动作均不同。这样，由于法布里-帕罗干涉滤波器10具有波长依赖性，因而需要用于将镜间距离x转换为峰透过波长λ的转换式。

图6是通过模拟求得镜间距离x与峰透过波长λ的关系的结果。在图6中，显示模拟结果及模拟结果的线性近似。如图6所示，由于镜间距离x与峰透过波长λ的关系是线形，因而可导出表示镜间距离x与峰透过波长λ的关系的1次式。在本实施方式中，基于表示镜间距离x与峰透过波长λ的关系的1次式，可进行镜间距离x与峰透过波长λ的转换。

图7是基于约2000个光检测装置的实际的测定数据，描绘挠曲量m与弹性指标k’的关系的图表。即，图7是一定的环境温度(例如25℃)下，按每个光检测装置描绘基于一边使施加电压(作为一个例子，22v、24v、26v、28v、30v、32v、34v、36v、37v、38v、38.6v、38.9v)变化一边测量的峰透过波长λ而获得的挠曲量m与弹性指数k’的图表。镜间距离x是基于自上述的图6所得的镜间距离x与峰透过波长λ的关系，而自测定的峰透过波长λ导出。镜的挠曲量m由于是自初始间隙g减去镜间距离x的值，因而可由m＝g-x导出。初始间隙g例如在镜间未施加电压的状态下自测定的峰透过波长λ导出。

如图7所示，弹性指标k’与镜的挠曲量m的关系表示可近似为2次多项式的分布。此处，弹性指标k’可以将挠曲量m设为变量的函数即以下的式(3)(挠曲量与弹性指标的关系式)表示。

[数3]

k’＝am²+bm+c…(3)

如上所述，为k'＝ck，弹性指标k’作为m的2次函数(k’(m))表示。此处，若将式(3)代入至式(2)，则可获得以下的式(4)。

[数4]

在基准的环境温度下，通过求得式(4)的系数a,b,c与具有m＝g-x的关系的初始间隙g，而获得根据峰透过波长λ导出电压v的滤波器控制式。

其次，对第1温度修正项进行说明。图8是基于光检测装置的实际的测定数据，针对每个温度描绘v²/x²与挠曲量m的关系的图表。图9是在图8的各挠曲量m中将基准温度(图标例中25℃)设为零，并将各温度变化(δt)作为横轴，将v²/x²变化的量δ(v²/x²)作为纵轴的图表。如图9所示，若观察各挠曲量m，则各温度变化(δt)与v²/x²变化的量δ(v²/x²)的关系表示较近似于线形的分布。此处，关于每个挠曲量m，将(δt)与δ(v²/x²)的关系视为线形，且求得各个的回归直线的斜度。图10是表示该回归直线的斜度δ(v²/x²)与挠曲量m的关系的图表。如图10所示，δ(v²/x²)与挠曲量m的关系可大致近似于线形，且可对应于必要的精度，以1次至3次左右的m的函数表示。即，作为表示第1温度修正项的式，能够获得以下的式(5)。在式(5)中，d是m的函数，并为d＝fm+g、d＝fm²+gm+h、及d＝fm³+gm²+hm+i的任一项。系数f,g,h,i由每个个体而决定。

[数5]

接着，对第2温度修正项进行说明。图9所示的(δt)与δ(v²/x²)的关系实际上为可近似于2次多项式的分布，随着δt的绝对值的增加，δ(v²/x²)自回归直线背离。因此，通过使用第2温度修正项，可进行更高精度的温度修正。图11是表示来自δ(v²/x²)的回归直线的背离程度δ(v²/x²)与δt的关系的图表。如图11所示，背离程度δ(v²/x²)与δt的关系可以通过大致原点的2次函数近似。即，作为表示第2温度修正项的式，可获得式(6)。在式(6)中，e是m的函数。

[数6]

但是，关于每个挠曲量m，表示背离程度δ(v²/x²)与δt的关系的图表的曲线不同。因此，为了进行更准确的温度修正，需取得每个个体的特性并修正。图12是对某样品，将e×δt²作为纵轴，挠曲量m作为横轴的图表的一个例子。如图12所示，在该样品中，e×δt²以m的3次式表示。另外，如该图所示，e×δt²也可作为n的1次式近似。这样，对应于背离程度δ(v²/x²)与δt的关系，式(6)的e也可使用由每个个体决定的系数j,k,l,n，且通过e＝jm+k、e＝jm²+km+l、以及、e＝jm³+km²+lm+n的任一项赋予。另外，e×δt²也可为固定的参数。

通过上述，本实施方式的滤波器控制式以以下的式(7)表示。

[数7]

即，滤波器控制式以式(8)所示的一般式表示。

[数8]

接着，参照图13，对用于相对于各光检测装置的法布里-帕罗干涉滤波器10导出滤波器控制式的滤波器控制式导出方法的步骤进行说明。首先，准备包含法布里-帕罗干涉滤波器10的光检测装置1(步骤s1：准备步骤)。其次，关于准备的光测量装置1，通过在规定的环境温度下实施规定的测量，而导出可动镜部的挠曲量与可动镜部的弹性指标的关系式。即，对准备的光测量装置1的法布里-帕罗干涉滤波器10，在互不相同的多个电压下测量施加电压v时的挠曲量m、镜间距离x、以及峰透过波长λ(步骤s2：第2导出步骤)。更具体而言，例如，在基准的环境温度下，对法布里-帕罗干涉滤波器10施加电压，并测定峰透过波长λ。继而，通过参照表示自模拟求得的镜间距离x与峰透过波长λ的关系的1次式，而自峰透过波长λ导出镜间距离x。此处，挠曲量m是通过电压的施加而使第2镜部36自初始位置(未施加电压的状态的第2镜部36的位置)移动的距离，且充分满足m＝g-x的关系。因此，根据镜间距离x而决定挠曲量m。另外，初始间隙g可通过测定而获得。

接着，导出挠曲量m与弹性指标k’的关系式(步骤s3：第1导出步骤)。例如，如式(3)所示，在弹性指标k’通过包含2次的多项式的函数表示的情况下，通过决定该多项式的系数a,b,c而导出挠曲量m与弹性指标k’的关系式。即，基于如上所述导出的镜间距离x及挠曲量m、以及电压v与式(2)，导出挠曲量m与第2镜部36以该挠曲量m挠曲的状态的弹性指标k’。在多个互不相同的电压下，导出挠曲量m与弹性指标k’，并导出式(3)的系数a,b,c。通过将这样导出的式(3)代入式(2)，导出关于准备的法布里-帕罗干涉滤波器10的式(4)(步骤s4：第2导出步骤)。由此，可获得基准的环境温度下的滤波器控制式。

接着，导出第1温度修正项及第2温度修正项(步骤s5、步骤s6：第3导出步骤)。即，对准备的法布里-帕罗干涉滤波器10，测定各环境温度下的镜间距离x、挠曲量m、以及电压v，并导出上述的式(5)及式(6)。由此，导出关于准备的法布里-帕罗干涉滤波器10的式(7)(步骤s7：第2导出步骤)。基于该式(7)、镜间距离x以及峰透过波长λ的关系、m＝g-x的关系，可自峰透过波长λ导出电压v。

在本实施方式的光测量系统中，在控制装置70的存储介质中，存储有基于实测值导出的上述式(7)、镜间距离x与峰透过波长λ的关系、m＝g-x的关系。控制装置70的电压导出部71基于式(7)、镜间距离x与峰透过波长λ的关系、m＝g-x的关系，而导出对应于峰透过波长λ的电压。再有，电压设定部72基于由电压导出部71导出的电压，而控制由电源装置60施加的电压。

图14是显示储存用于使计算机作为控制装置70发挥功能的滤波器控制程序p1的存储介质70a的图。储存于存储介质70a的滤波器控制程序p1具备电压导出模块p11、电压设定模块p12、信号数据取得模块p13以及温度数据取得模块p14。通过执行电压导出模块p11、电压设定模块p12、信号数据取得模块p13、及温度数据取得模块p14而实现的功能分别与上述的电压导出部71、电压设定部72、信号数据取得部73及温度数据取得部74的功能同样。

滤波器控制程序p1存储于存储介质70a的程序存储区域。存储介质70a通过例如cd-rom、dvd、rom、及半导体存储等存储介质构成。另外，滤波器控制程序p1也可作为重叠于搬送波的计算机数据信号经由通信网络而提供。

在应用以上说明的滤波器控制式导出方法的法布里-帕罗干涉滤波器10中，通过静电力与弹性力的平衡而控制镜距离，并通过控制该镜间距离，而使透过波长可变。静电力根据施加于第1镜部35与第2镜部36的电压而决定，弹性力根据第2镜部36的挠曲量与弹性指标而决定。另外，挠曲量是自未施加电压状态下的镜间的距离减去施加电压状态下的镜间的距离而得的距离。即，可自挠曲量求得镜间的距离。因此，基于挠曲量与第2镜部36的弹性指标的关系式、以及静电力与弹性力的关系式，可导出透过法布里-帕罗干涉滤波器10的光的透过波长与电压的关系式。

在基于静电力与弹性力的平衡的式，要导出峰透过波长与电压的关系的情况下，需将式(1)作为v与x的关系式进行整理。如式(2)所示，原理上，第2镜部36的弹性指标是常数。因此，可通过使用m＝g-x的关系自式(1)的关系式消去变量即m，而将式(1)转换为v与x的关系式。然而，即使这样导出v与x的关系式，实际的测定值也不十分适合于导出的关系式。

本发明人们通过解析大约2000个光检测器的特性，而获得表示镜挠曲量m与弹性指标k’的关系性的图7。于是，自图7发现在挠曲量m与弹性指标k’间具有规定的规则性，如式(3)所示，得知弹性指标k’可通过将挠曲量m设为变量的函数记述。可认为其原因在于，在第2镜部36对应于静电力运作时，常数k随着第2层叠体34的变化而变化。由此，通过使用表示该规则性的式(3)，将各个法布里-帕罗干涉滤波器所共通的表示峰透过波长λ与电压v的关系的一般式(即式(4))导出。通过基于该一般式，记述各个法布里-帕罗干涉滤波器的弹性指标的函数可自挠曲量、镜间距离、以及透过波长的实测容易求得。因此，可容易取得施加电压与透过波长的关系。

另外，在挠曲量与弹性指标的关系式中，弹性指标可作为将挠曲量设为变量的2次以上的多项式记述。根据该构成，可容易且精度较良好地导出弹性指标。

另外，在导出透过波长与电压的关系式的情况下，对准备的法布里-帕罗干涉滤波器10，通过一边变更环境温度一边测量施加电压时的挠曲量，而导出将可动镜部的挠曲量、以及环境温度的变化量作为变量的修正项，并可以包含该修正项的方式导出透过波长与电压的关系式。根据该构成，可精度较良好地取得对应于环境温度变化的透过波长与施加电压的关系。

另外，在光测量系统100中，基于静电力与弹性力的关系式，以电压与透过波长对应的方式控制。此处，静电力根据施加于第1镜部35与第2镜部36的电压v而决定，弹性力根据第2镜部36的挠曲量m与弹性指标k’而决定。该弹性指标k’作为第2镜部36的挠曲量m的函数而记述，且对应于挠曲量m的变动而变动。因此，可精度较良好地控制光的峰透过波长λ。

以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细的说明，但具体的构成并不限定于该实施方式。

例如，在导出透过波长与电压的关系式的情况下，也可以包含对与准备的法布里-帕罗干涉滤波器对应的其他法布里-帕罗干涉滤波器所求得的第1温度修正项及第2温度修正项的方式导出透过波长与电压的关系式。此处，“与准备的法布里-帕罗干涉滤波器对应的其他法布里-帕罗干涉滤波器”是指例如如相对于准备的法布里-帕罗干涉滤波器，彼此型号相同的法布里-帕罗干涉滤波器、彼此在同一批次生产的法布里-帕罗干涉滤波器等那样，在设计上，构造相同，且可期待彼此同样的动作的法布里-帕罗干涉滤波器。根据该构成，无需在所有个体中导出修正项，可容易取得对应于环境温度的变化的透过波长与施加电压的关系。

另外，显示弹性指标k’以将挠曲量m设为变量的2次多项式来表示的例子，但并不限定于此。通过图7的图表的形状，弹性指标k’也可如以下的式(9)所示，作为例如3次多项式等2次以上的多项式近似。另外，在式(9)中，n是2以上的自然数，an～a0是系数。

[数9]

k’＝anmⁿ+an-1m^n-1+…+a1m+a0…(9)

另外，显示基于表示镜间距离x与峰透过波长λ的关系的1次式，进行镜间距离x与峰透过波长λ的转换的例子，但并不限定于此。在实际的个体间，在镜间距离x与峰透过波长λ的关系中产生偏差。即，表示镜间距离x与峰透过波长λ的关系的1次式的斜度与截距会在个体间变化。但是，原理上，可维持关系的线形性。因此，个体间的偏差被由个体的实际测定所得的滤波器控制式的系数(下述)吸收。因此，关于仅由实际测定所得的滤波器控制式，即使x＝λ也可作为有效的式而获得。

另外，显示由实测值导出各个法布里-帕罗干涉滤波器10的初始间隙g的例子，但初始间隙g也可由模拟导出。

另外，例示将系数c与弹簧常数k的积设置为弹性指标k’，将该弹性指标k’作为挠曲量m的函数而规定的方法(导出挠曲量m与弹性指标k’的关系式的方法)，但并不限定于此。例如，在式(2)中，也可将弹性系数k设为弹性指标，将弹性系数k作为挠曲量m的函数(即，作为对应于挠曲量m变化的值)而特定。

另外，显示对基准的环境温度(规定的环境温度)假设室温为25℃的例子，但并不限定于此。基准的环境温度也可配合于实际使用法布里-帕罗干涉滤波器10的环境温度而任意地决定。此时，可进一步精度良好地取得对应于实际的使用环境的透过波长与施加电压的关系。

[实施例]

关于基于上述实施方式制造的光测量装置，评估导出的滤波器控制式的精度。在本实施例中准备30个样品。在本实施例中，对各样品，基于自滤波器控制式获得的峰透过波长与由实测获得的峰透过波长的差进行评估。将使环境温度及电压变动时的差的最大值作为透过波长控制精度而设为评估对象。图15的(a)显示在式(7)中，d及e的任一者均以3次式近似后的结果。图15的(b)显示在式(7)中，d及e的任一者均以1次式近似后的结果。图15的(c)显示在式(7)中，d及e的任一者均为1次式，且各系数为30个样品的平均值的情况下的结果。在图15的(a)～(c)中，集计每个透过波长控制精度的样品数。即，透过波长控制精度的值小的样品数越多则越高精度。如图15的(a)所示，在d及e的任一者均以3次式近似的情况下，可确认，透过波长控制精度的值为0.4nm以下的样品较多，高精度地进行波长的控制。如图15的(b)所示，在d及e的任一者均以1次式近似的情况下，可确认，透过波长控制精度的值较3次式的近似大0.1nm左右，但能以足够高的精度进行波长的控制。如图15的(c)所示，在d及e以1次式的平均近似的情况下，可确认，在透过波长控制精度的值中可见若干偏差，但根据要求的测定精度为十分有用。

符号的说明

1…光检测装置、10…法布里-帕罗干涉滤波器、35…第1镜部(固定镜部)、36…第2镜部(可动镜部)、70…控制装置、100…光测量系统。