CN109196391B - 衍射光栅以及分光装置 - Google Patents
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Abstract
在衍射光栅(2)的照射区域(21)中,包括第1照射区域(21A)和第2照射区域(21B)。在衍射光栅(2)处,第1照射区域(21A)的槽(22)的闪耀波长与第2照射区域(21B)的槽(23)的闪耀波长不同。即,在第1照射区域(21A)和第2照射区域(21B)之间,被分光的光的波长与衍射效率的关系不同。因此,在分光装置中,在衍射光栅(2)的第2照射区域(21B)反射的光中的短波长侧的光不发生衍射,不被检测器接收。于是,在分光装置(1)中,短波长侧的像差得以校正。这样,在衍射光栅(2)处,能够通过以在第1照射区域(21A)和第2照射区域(21B)之间使闪耀波长不同的方式形成槽(22、23)这样的简易的构成来校正像差。
Description
技术领域
本发明涉及一种使照射到照射区域的光衍射而分光成各个波长的光的衍射光栅以及具备该衍射光栅的分光装置。
背景技术
以往以来,利用具备衍射光栅的分光装置。在分光装置中,向衍射光栅的照射区域照射光。然后,在衍射光栅处,使所照射的光衍射,分光成各个波长的光(例如,参照下述专利文献1)。
在这样的分光装置中,一般来说,容易产生各种像差。例如,在分光装置中,容易产生球面像差、彗形像差、像散以及色像差等像差。这些像差是由于光学系统中的构件的形状、光中的各个波长下的折射率的差异等而引起的,会对各个波长的分辨率造成不良影响。
在专利文献1所记载的分光装置(分光器)中,在规定条件下制造(曝光)衍射光栅,另外,在规定条件下配置光学系统,从而校正在上述分光装置中产生的像差。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第2518505号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在上述以往的分光装置中,用于制造(构成)衍射光栅的条件复杂(受限定)。因此,存在难以通过简易的构成来校正像差这样的不佳状况。
本发明是鉴于上述实际情况而完成的,其目的在于,提供一种能够通过简易的构成来校正像差的衍射光栅以及分光装置。
解决技术问题的技术手段
(1)本发明涉及一种衍射光栅,其使照射到照射区域的光衍射而分光成各个波长的光。所述衍射光栅在所述照射区域形成有使光衍射的多个槽,关于所述多个槽中的至少一部分的槽,衍射效率达到峰值的波长即闪耀波长与其他槽不同。
通常,在衍射光栅处形成有槽。并且,根据形成于衍射光栅的槽的形状的不同,被分光的光的波长与衍射效率的关系(分光后的光中的各个波长下的衍射效率)不同。另外,在衍射光栅处,将分光而得到的光中的衍射效率达到峰值的波长称为闪耀波长。这样,闪耀波长是衍射光栅(形成于衍射光栅的槽的形状)所固有的值。如果衍射光栅的闪耀波长不同,则在分光后的光中,在哪个波长下衍射效率变高、在哪个波长下衍射效率变低这样的波长与衍射效率的关系就不同。
根据上述构成,在衍射光栅处,关于形成于照射区域的多个槽中的至少一部分的槽,形成为闪耀波长与其他槽不同。例如,如果在衍射光栅的照射区域中,容易产生像差的部分以使衍射效率变低的方式形成槽,不易产生像差的部分以使衍射效率变高的方式形成槽,则能够校正在衍射光栅处产生的像差。
因此,能够通过以在衍射光栅的照射区域的至少一部分和衍射光栅的照射区域的其他部分之间使闪耀波长不同的方式形成槽这样的简易的构成,校正在衍射光栅处产生的像差。
(2)另外,所述多个槽中的位于所述照射区域的中心部的槽的闪耀波长也可以小于位于外侧的槽的闪耀波长。
根据这样的构成,能够通过使位于衍射光栅的中心部的槽的闪耀波长比位于外侧的槽的闪耀波长小这样的简易的构成,校正在衍射光栅处产生的像差。
(3)另外,所述多个槽中的位于光的分散方向的中心部的槽的闪耀波长也可以小于位于所述分散方向的外侧的槽的闪耀波长。
根据这样的构成,能够通过简易的构成,校正由衍射光栅处的分散方向上的位置(反射位置)的差异引起的像差(球面像差、彗形像差等)。
(4)另外,所述多个槽中的位于与光的分散方向正交的非分散方向的中心部的槽的闪耀波长也可以小于位于所述非分散方向的外侧的槽的闪耀波长。
根据这样的构成,能够通过简易的构成,校正由衍射光栅处的非分散方向上的位置的差异引起的像差(像散等)。
(5)另外,也可以使所述至少一部分的槽的深度与其他槽的深度不同,由此,在所述至少一部分的槽与其他槽之间,闪耀波长不同。
根据这样的构成,能够通过以在衍射光栅的照射区域的至少一部分和衍射光栅的照射区域的其他部分之间深度不同的方式形成槽这样的简易的构成,校正在衍射光栅处产生的像差。
(6)另外,所述照射区域也可以由凹面形成。
根据这样的构成,能够通过简易的构成,校正由照射区域是凹面引起的像差(球面像差等)。
(7)所述照射区域也可以以在各个波长下衍射效率不同的方式使光衍射,并且在各个照射部分衍射的光的聚光分布不同。关于所述照射区域的多个槽中的至少一部分的槽,也可以通过使闪耀波长与其他槽不同,从而在使用的波长范围内提高分辨率。
根据这样的构成,能够利用照射区域的特性来提高分辨率。
(8)另外,所述至少一部分的槽的闪耀波长也可以是短波长侧的第1闪耀波长。所述其他槽的闪耀波长也可以是比所述第1闪耀波长更靠长波长侧的第2闪耀波长。也可以校正所述照射区域衍射的光中的、在比所述第2闪耀波长更靠短波长侧的位置呈现的像差。
根据这样的构成,能够高效地校正被衍射的光中的在短波长侧呈现的像差。
(9)另外,所述至少一部分的槽的闪耀波长也可以是短波长侧的第1闪耀波长。所述其他槽的闪耀波长也可以是比所述第1闪耀波长更靠长波长侧的第2闪耀波长。所述第2闪耀波长相对于所述第1闪耀波长的比率也可以是1.5~2.5。
根据这样的构成,在照射区域中校正像差,所以,能够形成最佳的闪耀波长的槽。
(10)本发明的分光装置具备所述衍射光栅和检测器。所述检测器检测由所述衍射光栅分光而得到的光。
发明效果
根据本发明,以在衍射光栅的照射区域的至少一部分和衍射光栅的照射区域的其他部分之间使闪耀波长不同的方式形成槽。因此,能够通过简易的构成,校正在衍射光栅处产生的像差。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式的分光装置的构成例的概略图。
图2是概略性地示出图1的分光装置的衍射光栅的主视图。
图3是沿着图2的A-A线的剖面图。
图4是示出图2的衍射光栅的第1照射区域以及第2照射区域中的衍射效率与波长的关系的曲线图。
图5是示出以往的衍射光栅的在整个照射区域分光而得到的光的各个波长下的光的外观以及信号强度的图。
图6是示出以往的衍射光栅的在中心部区域分光而得到的光的各个波长下的光的外观以及信号强度的图。
图7是示出以往的衍射光栅的在端部区域分光而得到的光的各个波长下的光的外观以及信号强度的图。
图8是示出由图2的衍射光栅分光而得到的光的各个波长下的光的外观以及信号强度的图。
图9是概略性地示出本发明的第2实施方式的衍射光栅的主视图。
图10是概略性地示出本发明的第3实施方式的衍射光栅的主视图。
具体实施方式
1.分光装置的整体构成
图1是示出本发明的第1实施方式的分光装置1的构成例的概略图。
分光装置1是用于将所照射的光分光成各个波长的光的装置,具备衍射光栅2、入射狭缝3和检测器4。
衍射光栅2是使所入射的光反射并进行分光的所谓的反射型的衍射光栅,使照射到照射区域21的光衍射而分光成各个波长的光。作为衍射光栅2的反射面的照射区域21由凹面形成。
入射狭缝3配置于衍射光栅2与光源(未图示)之间。在入射狭缝3处形成有规定宽度的狭缝(未图示),来自光源的光穿过该狭缝而入射到衍射光栅2。
检测器4配置成与衍射光栅2的照射区域21对置。检测器4用于检测分光而得到的光,例如由光电二极管阵列构成。检测器4例如通过配置多个受光元件41而构成。使与各个位置相应的波长的光入射到各受光元件41。
从光源射出的光穿过入射狭缝3,入射到衍射光栅2的照射区域21。此时,光入射到衍射光栅2的照射区域21的大致整个区域。此外,在图1中,为了方便说明,仅示出入射到衍射光栅2的照射区域21的光的一部分。然后,入射到衍射光栅2的光当在衍射光栅2的照射区域21反射时,会分光成各个波长的光。分光而得到的光由检测器4接收。
检测器4输出基于各受光元件41处的受光强度的检测信号。其后,例如基于从检测器4输出的检测信号,进行各种数据处理。然后,在未图示的显示部等中显示数据处理的结果。
2.衍射光栅的详细构成
图2是概略性地示出衍射光栅2的主视图。图3是沿着图2的A-A线的剖面图。
作为衍射光栅2的反射面的照射区域21如上所述由凹面形成,构成衍射光栅2的正面。此外,在图3中,为了方便说明,平面状地示出凹面状的照射区域21。照射区域21形成为主视图中的矩形形状(主视图中的正方形形状)。照射区域21包括第1照射区域21A和第2照射区域21B。
第1照射区域21A位于照射区域21的中心部。具体来说,第1照射区域21A位于衍射光栅2处的光的分散方向的中心部。此外,分散方向是指在衍射光栅2处反射的光分散的方向。在图2中,将左右方向示为分散方向,将上下方向示为与分散方向正交的方向即非分散方向。第1照射区域21A在非分散方向上位于照射区域21的整个区域。
如图3所示,在第1照射区域21A,形成有使光衍射的多个槽22。多个槽22是锯齿状的,在第1照射区域21A中,形成为沿着非分散方向延伸。多个槽22在分散方向上每隔大致等间隔地配置。各槽22的深度(高度)D1例如在槽条数为300条/mm、闪耀波长为200nm的情况下约为100nm。另外,各槽22的斜面与分散方向所形成的角度(各槽22的倾斜度)α1例如是1°~2°,优选为约1.7°。此外,第1照射区域21A的槽22是至少一部分的槽的一个例子。
如图2以及图3所示,第2照射区域21B在分散方向上位于照射区域21的外侧(中心部以外的区域),在非分散方向上位于照射区域21的整个区域。即,第2照射区域21B在分散方向上以夹着第1照射区域21A的方式位于第1照射区域21A的外侧。
如图3所示,在第2照射区域21B中,形成有使光衍射的多个槽23。多个槽23是锯齿状的,在第2照射区域21B中,形成为沿着非分散方向延伸。多个槽23在分散方向上每隔大致等间隔地配置。各槽23的深度D2比第1照射区域21A的槽22的深度D1深。深度D2例如在槽条数为300条/mm、闪耀波长为400nm的情况下约为200nm。另外,各槽23的斜面与分散方向所形成的角度(各槽23的倾斜度)α2大于第1照射区域21A的槽22的倾斜度α1。角度α2(倾斜度α2)例如是3°~4°,优选为约3.4°。此外,第2照射区域21B的槽23是其他槽的一个例子。
另外,在该例子中,照射区域21的分散方向的尺寸约为25mm,照射区域21的非分散方向的尺寸约为25mm。另外,第1照射区域21A的分散方向的尺寸约为12.5mm。另外,相对于第1照射区域21A配置于分散方向一侧(图2中的右侧)的第2照射区域21B的分散方向的尺寸以及相对于第1照射区域21A配置于分散方向另一侧(图2中的左侧)的第2照射区域21B的分散方向的尺寸分别为约6.25mm。另外,照射区域21的曲率半径约为100mm。另外,在第1照射区域21A中形成为单位尺寸的槽22的条数以及在第2照射区域21B中形成为单位尺寸的槽23的条数分别为约300条/mm。此外,在图3中,为了容易理解说明,将槽22、23的条数示为比实际的条数少。
3.衍射光栅处的衍射效率
在衍射光栅处,一般来说,将光被衍射的程度表示为衍射效率。衍射效率是表示在入射到衍射光栅的光的能量中作为衍射光能在多大程度上取出能量的值。即,如果使光入射到衍射效率高的衍射光栅,则以高的能量使光反射,如果使光入射到衍射效率低的衍射光栅,则以低的能量使光反射。在衍射光栅处,衍射效率针对被分光的光的各个波长而确定,如果波长不同,则衍射效率也不同。并且,该衍射效率对应于形成于衍射光栅的槽的形状。
图4是示出衍射光栅2的第1照射区域21A以及第2照射区域21B中的衍射效率与波长的关系的曲线图。具体来说,在图4中,用曲线图A示出衍射光栅2的第1照射区域21A中的衍射效率与波长的关系,用曲线图B示出衍射光栅2的第2照射区域21B中的衍射效率与波长的关系。
在衍射光栅2处,在形成于第1照射区域21A的槽22与形成于第2照射区域21B的槽23之间,其形状(深度)不同。因此,如曲线图A以及B所示,在第1照射区域21A与第2照射区域21B之间,被分光的光的波长与衍射效率的关系(分光后的光中的各个波长下的衍射效率)不同。
具体来说,在曲线图A中,在进行分光的光的波长为200nm的情况下,衍射效率达到峰值,其值约为90%。
在这里,一般来说,将衍射效率达到峰值(衍射效率为最大值)的波长称为闪耀波长。即,如曲线图A所示,衍射光栅2的第1照射区域21A的闪耀波长(第1照射区域21A的槽22的闪耀波长)是200nm。此外,第1照射区域21A的闪耀波长是第1闪耀波长的一个例子。
另外,一般来说,在衍射光栅处,如果被分光的光的波长比闪耀波长长,则衍射效率会缓缓地减少,如果被分光的光的波长比闪耀波长短,则衍射效率会急剧地减少,在闪耀波长的二分之一的波长处,衍射效率大致为0。即,如曲线图A所示,在衍射光栅2的第1照射区域21A中,如果被分光的光的波长比闪耀波长即200nm长,则衍射效率缓缓地减少。另外,虽然在曲线图A中未示出,但在衍射光栅2的第1照射区域21A中,如果被分光的光的波长比闪耀波长即200nm短,则衍射效率急剧地减少。
在曲线图B中,在进行分光的光的波长为400nm的情况下,衍射效率达到峰值,其值约为90%。即,如曲线图B所示,衍射光栅2的第2照射区域21B的闪耀波长(第2照射区域21B的槽23的闪耀波长)是400nm。此外,第2照射区域21B的闪耀波长是第2闪耀波长的一个例子。
第2照射区域21B的闪耀波长(第2闪耀波长)相对于第1照射区域21A的闪耀波长(第1闪耀波长)的比率是2。此外,虽然在本实施方式中该比率是2,但也能够设为其他值。例如,第2照射区域21B的闪耀波长(第2闪耀波长)相对于第1照射区域21A的闪耀波长(第1闪耀波长)的比率也可以是1.5~2.5。
在衍射光栅2的第2照射区域21B中,如果被分光的光的波长比闪耀波长即400nm长,则衍射效率缓缓地减少,如果被分光的光的波长比闪耀波长即400nm短,则衍射效率急剧地减少。如曲线图B所示,在衍射光栅2的第2照射区域21B中,如果被分光的光的波长为200nm,则衍射效率约为0%。
这样,在衍射光栅2的照射区域21中,以衍射效率针对各个波长而不同的方式,使光衍射。另外,在衍射光栅2处,在第1照射区域21A与第2照射区域21B之间(在第1照射区域21A的槽22与第2照射区域21B的槽23之间),其闪耀波长不同。具体来说,第1照射区域21A(第1照射区域21A的槽22)的闪耀波长小(短)于第2照射区域21B(第2照射区域21B的槽23)的闪耀波长。即,第1照射区域21A的闪耀波长是短波长侧的闪耀波长,第2照射区域21B的闪耀波长是比第1照射区域21A的闪耀波长更靠长波长侧的闪耀波长。
4.以往的衍射光栅处的各个波长下的光的外观以及信号强度
图5是示出以往的衍射光栅的在整个照射区域分光而得到的光的各个波长下的光的外观以及信号强度的图。图6是示出以往的衍射光栅的在中心部区域分光而得到的光的各个波长下的光的外观以及信号强度的图。图7是示出以往的衍射光栅的在端部区域分光而得到的光的各个波长下的光的外观以及信号强度的图。此外,在各图中示出的波长范围(200nm~800nm)对应于由检测器4(参照图1)检测的光的波长范围,是在分光装置1中使用的波长范围。
具体来说,图5示出当在分光装置1(参照图1)中代替衍射光栅2而配置有照射区域的全部的槽的深度都相同的衍射光栅的情况下,在该衍射光栅的整个照射区域分光而得到的光的各个波长下的光的外观以及信号强度。另外,图6示出在得到图5所示的结果的以往的衍射光栅处仅对照射区域的中心部(与衍射光栅2的第1照射区域21A对应的区域)照射光的情况下的、各个波长下的光的外观以及信号强度。另外,图7示出在得到图5所示的结果的以往的衍射光栅处仅对照射区域的中心部以外(衍射光栅2的第2照射区域21B的对应的区域)照射光的情况下的各个波长下的光的外观以及信号强度。
另外,在图5~图7中,在上侧示出各个波长下的光的外观,在下侧示出各个波长下的信号强度。另外,在各图中,在上侧,横轴表示分散方向上的位置,纵轴表示非分散方向上的位置。另外,在各图中,在下侧,横轴表示分散方向上的位置,纵轴表示信号强度。
根据图5~图7,如果将图7的结果重叠于图6的结果,则能够确认得到图5的结果。另外,能够确认在各个照射部分(照射区域中的外侧部分和中心部分),被衍射的光的聚光分布(光的外观)不同。此外,关于该在各个照射部分处聚光分布不同这一点,主要是由于衍射光栅的照射区域是凹面所引起的,所以,关于衍射光栅2的照射区域21,也可以说是一样的。
另外,如果着眼于图5,则当在分光装置1中代替衍射光栅2而使用以往的衍射光栅的情况下,能够确认在短波长侧产生像差。具体来说,如果着眼于图5,则在200nm的波长的光中,能够确认光的轮廓变模糊,信号强度也低。然后,由此,能够确认在200nm的波长的光中产生了像差。
另外,分别在图6以及图7中,如果着眼于200nm的波长的光,则在图6中,能够确认光的轮廓比较清楚,信号强度也较高。另一方面,在图7中,能够确认光分成2份,光的轮廓变模糊,示出具有2个波峰的信号强度的波形。即,在图7中,能够确认在200nm的光中产生了像差。
由此推测,图5所示的像差是由于图7所示的像差引起的。
5.分光装置的衍射光栅处的各个波长下的光的外观以及信号强度
如上所述,在衍射光栅2处,第1照射区域21A(第1照射区域21A的槽22)的闪耀波长小于第2照射区域21B(第2照射区域21B的槽23)的闪耀波长。
另外,如图4所示,如果着眼于闪耀波长大的区域(闪耀波长为400nm的区域)即第2照射区域21B的衍射效率(如果着眼于曲线图B),则在分光之后的光的波长为200nm的情况下,衍射效率约为0%。
因此,在分光装置1中,在衍射光栅2的第2照射区域21B反射的光中的光的波长为200nm的光(与图7所示的像差对应的光)不发生衍射,不被检测器4接收。
图8是示出由衍射光栅2分光而得到的光的各个波长下的光的外观以及信号强度的图。
在图8中能够确认,与图5相比,在短波长侧,光的轮廓清楚,信号强度也较高。换言之,能够确认,在分光装置1(衍射光栅2)中,在所使用的波长范围内,分辨率变高。即,在分光装置1(衍射光栅2)中,在第2照射区域21B中,以使闪耀波长为400nm的方式形成槽23,将与图7所示的像差对应的光的衍射效率设为0%,其结果,能够确认在比第2照射区域21B的闪耀波长(第2闪耀波长)更靠短波长侧的位置呈现的像差得以校正。
6.作用效果
(1)在本实施方式中,在衍射光栅2处,第1照射区域21A(第1照射区域21A的槽22)的闪耀波长与第2照射区域21B(第2照射区域21B的槽23)的闪耀波长不同。即,如图4所示,在第1照射区域21A与第2照射区域21B之间,被分光的光的波长与衍射效率的关系(分光后的光中的各个波长下的衍射效率)不同。
因此,在分光装置1中,在衍射光栅2的第2照射区域21B反射的光中的光的波长为200nm的光(与图7所示的像差对应的光)不发生衍射,不被检测器4接收。即,在分光装置1中,短波长侧的像差得以校正。
这样,在衍射光栅2处,能够通过以在第1照射区域21A与第2照射区域21B之间闪耀波长不同的方式形成槽22、23这样的简易的构成来校正像差。
(2)另外,在本实施方式中,在衍射光栅2处,第1照射区域21A(第1照射区域21A的槽22)的闪耀波长小于第2照射区域21B(第2照射区域21B的槽23)的闪耀波长。具体来说,第1照射区域21A(第1照射区域21A的槽22)的闪耀波长是200nm,第2照射区域21B(第2照射区域21B的槽23)的闪耀波长是400nm。
因此,能够通过使第1照射区域21A(第1照射区域21A的槽22)的闪耀波长比第2照射区域21B(第2照射区域21B的槽23)的闪耀波长小这样的简易的构成,校正在衍射光栅2处产生的像差。
(3)另外,在本实施方式中,在衍射光栅2处,第1照射区域21A位于分散方向的中心部,第2照射区域21B位于分散方向的外侧。并且,在分散方向上位于中心部的第1照射区域21A(第1照射区域21A的槽22)的闪耀波长小于在分散方向上位于外侧的第2照射区域21B(第2照射区域21B的槽23)的闪耀波长。
因此,能够通过简易的构成,校正由衍射光栅2处的分散方向上的位置(反射位置)的差异引起的像差(球面像差、彗形像差等)。
(4)另外,在本实施方式中,如图3所示,在衍射光栅2处,第2照射区域21B的槽23的深度D2与第1照射区域21A的槽22的深度D1不同。具体来说,第2照射区域21B的槽23的深度D2比第1照射区域21A的槽22的深度D1深。
因此,在衍射光栅2处,能够通过将第2照射区域21B的槽23的深度D2形成得比第1照射区域21A的槽22的深度D1深这样的简易的构成来校正像差。
(5)另外,在本实施方式中,如图1所示,衍射光栅2的照射区域21由凹面形成。
因此,能够通过简易的构成,校正由衍射光栅2的照射区域21为凹面这一情况所引起的像差(球面像差等)。
(6)另外,在本实施方式中,衍射光栅2的照射区域21以在各个波长下衍射效率不同的方式使光衍射,并且在各个照射部分衍射的光的聚光分布不同。并且,在照射区域21中,使闪耀波长在第1照射区域21A与第2照射区域21B之间不同,从而在所使用的波长范围内提高分辨率。
因此,能够利用照射区域21的特性来提高分辨率。
(7)另外,在本实施方式中,在照射区域21衍射的光中,校正在比第2照射区域21B的闪耀波长(第2闪耀波长)更靠短波长侧的位置呈现的像差。
即,在衍射光栅2处,能够高效地校正被衍射的光中的在短波长侧呈现的像差。
(8)另外,在本实施方式中,第2照射区域21B的闪耀波长(第2闪耀波长)相对于第1照射区域21A的闪耀波长(第1闪耀波长)的比率是1.5~2.5,优选是2。
因此,在照射区域21中校正像差,所以,能够形成最佳的闪耀波长的槽。
7.第2实施方式
使用图9以及图10来说明本发明的第2实施方式。此外,下面,关于与上述第1实施方式相同的构成,附加同一符号,从而省略说明。
图9是概略性地示出本发明的第2实施方式的衍射光栅2的主视图。
在上述第1实施方式中,在衍射光栅2的照射区域21中,在分散方向上,第1照射区域21A位于中心部,第2照射区域21B位于外侧。
与此相对地,在第2实施方式中,在非分散方向上,第1照射区域21A位于中心部,第2照射区域21B位于外侧。
详细地说,在第2实施方式中,第1照射区域21A在非分散方向上位于照射区域21的中心部,在分散方向上位于照射区域21的整个区域。
另外,第2照射区域21B在非分散方向上以夹着第1照射区域21A的方式位于照射区域21的外侧,在分散方向上位于照射区域21的整个区域。
此外,虽然未图示,但与第1实施方式同样地,在第1照射区域21A中形成有槽22,在第2照射区域21B中形成有槽23。
这样,在第2实施方式中,在衍射光栅2处,位于非分散方向的中心部的第1照射区域21A(第1照射区域21A的槽22)的闪耀波长小于位于非分散方向的外侧的第2照射区域21B(第2照射区域21B的槽23)的闪耀波长。
因此,能够通过简易的构成,校正由衍射光栅2处的非分散方向上的位置的差异引起的像差(像散等)。
8.第3实施方式
图10是概略性地示出本发明的第3实施方式的衍射光栅2的主视图。
在上述第1实施方式中,在衍射光栅2的照射区域21中,在分散方向上,第1照射区域21A位于中心部,第2照射区域21B位于外侧。
与此相对地,在第3实施方式中,在分散方向以及非分散方向上,第1照射区域21A位于中心部,第2照射区域21B位于外侧。
详细地说,在第3实施方式中,第1照射区域21A在分散方向上位于照射区域21的中心部,并且在非分散方向上位于照射区域21的中心部。
另外,第2照射区域21B在分散方向上以夹着第1照射区域21A的方式位于照射区域21的外侧,并且在非分散方向上以夹着第1照射区域21A的方式位于照射区域21的外侧。即,第2照射区域21B包围第1照射区域21A的外侧。
此外,虽然未图示,但与第1实施方式同样地,在第1照射区域21A中形成有槽22,在第2照射区域21B中形成有槽23。
这样,在第3实施方式中,在衍射光栅2处,位于分散方向以及非分散方向的中心部的第1照射区域21A(第1照射区域21A的槽22)的闪耀波长小于位于分散方向以及非分散方向的外侧的第2照射区域21B(第2照射区域21B的槽23)的闪耀波长。
因此,能够通过简易的构成,校正由衍射光栅2处的分散方向上的位置的差异引起的像差以及由于非分散方向上的位置的差异引起的像差这两者。
9.变形例
在上述实施方式中,以衍射光栅2的照射区域21由凹面形成的方式进行了说明。但是,衍射光栅2的照射区域21也可以由凹面以外的面形成。例如,衍射光栅2的照射区域21也可以由平面形成。
另外,在上述实施方式中,说明了衍射光栅2是具有锯齿状的槽22、23的闪耀型衍射光栅的情况。但是,本发明不限于这样的闪耀型衍射光栅,也能够应用于具有正弦波状的槽的全息衍射光栅、具有矩形形状的槽的层状衍射光栅等其他衍射光栅。
另外,在上述实施方式中,说明了分光装置1是由多个受光元件41同时接收各波长的光的多色仪的情况。但是,本发明也能够应用于使衍射光栅2旋转而由1个受光元件仅接收特定的波长的光的单色仪。
另外,在上述实施方式中,设为在衍射光栅2的照射区域21中在分散方向或者非分散方向上第1照射区域21A位于中心部、第2照射区域21B位于外侧来进行说明。但是,也可以在分散方向或者非分散方向上将衍射光栅2的照射区域21分割成闪耀波长不同的2个区域。在该情况下,2个区域的比率不一定需要是1:1,例如也可以是2:3、2:1。
符号说明
1 分光装置
2 衍射光栅
4 检测器
21 照射区域
21A 第1照射区域
21B 第2照射区域
22 槽
23 槽。
Claims (6)
1.一种衍射光栅,其使照射到照射区域的光反射而衍射,由此分光成各个波长的光,所述衍射光栅的特征在于,
在所述照射区域形成有使光衍射的多个槽,所述照射区域包括第1照射区域和第2照射区域,所述第1照射区域位于该照射区域的中心部,所述第2照射区域位于所述第1照射区域的外侧,延伸至所述衍射光栅的外周端部,
关于所述多个槽中的形成在所述第1照射区域的槽,衍射效率达到峰值的波长即闪耀波长与形成在所述第2照射区域的槽不同,
形成在所述第1照射区域的槽的闪耀波长是短波长侧的第1闪耀波长,
形成在所述第2照射区域的槽的闪耀波长是比所述第1闪耀波长更靠长波长侧的第2闪耀波长,
形成在所述第2照射区域的槽以如下方式形成:在所述第2照射区域反射的光中,波长为所述第1闪耀波长的光不发生衍射,波长比所述第1闪耀波长长的光发生衍射,由此,校正所述照射区域衍射的光中的、在比所述第2闪耀波长更靠短波长侧的位置呈现的像差。
2.根据权利要求1所述的衍射光栅,其特征在于,
形成在所述第1照射区域的槽的深度与形成在所述第2照射区域的槽的深度不同,由此,在形成在所述第1照射区域的槽与形成在所述第2照射区域的槽之间,闪耀波长不同。
3.根据权利要求1所述的衍射光栅,其特征在于,
所述照射区域由凹面形成。
4.根据权利要求1所述的衍射光栅,其特征在于,
所述照射区域以在各个波长下衍射效率不同的方式使光衍射,并且在各个照射部分衍射的光的聚光分布不同,
关于所述照射区域的多个槽中的形成在所述第1照射区域的槽,通过使闪耀波长与形成在所述第2照射区域的槽不同,从而在使用的波长范围内提高分辨率。
5.根据权利要求1所述的衍射光栅,其特征在于,
所述第2闪耀波长相对于所述第1闪耀波长的比率是1.5~2.5。
6.一种分光装置,其特征在于,具备:
权利要求1所述的衍射光栅;以及
检测器,其检测由所述衍射光栅分光而得到的光。
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