JP2000162042A - 分光器 - Google Patents
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- JP2000162042A JP2000162042A JP10339989A JP33998998A JP2000162042A JP 2000162042 A JP2000162042 A JP 2000162042A JP 10339989 A JP10339989 A JP 10339989A JP 33998998 A JP33998998 A JP 33998998A JP 2000162042 A JP2000162042 A JP 2000162042A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 分光器の波長分解能およびダイナミックレン
ジを向上させる。 【解決手段】 コリメータ22に入射した入射光Aを第
1の回折格子23および第2の回折格子25によって3
回の回折を行い波長分散してコリメータ22を介して一
旦出射し、この出射光から第1のスリット28によって
抽出した抽出光Bを第1、第2の平面鏡26、29によ
って回折格子の刻線と垂直(または平行)な方向に折り
返してコリメータ22へ再入射し、第1の回折格子23
と第2の回折格子25によりさらに3回の回折を行いコ
リメータ22を介して第2のスリット31から出射す
る。
ジを向上させる。 【解決手段】 コリメータ22に入射した入射光Aを第
1の回折格子23および第2の回折格子25によって3
回の回折を行い波長分散してコリメータ22を介して一
旦出射し、この出射光から第1のスリット28によって
抽出した抽出光Bを第1、第2の平面鏡26、29によ
って回折格子の刻線と垂直(または平行)な方向に折り
返してコリメータ22へ再入射し、第1の回折格子23
と第2の回折格子25によりさらに3回の回折を行いコ
リメータ22を介して第2のスリット31から出射す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光に含まれている
波長成分を分離抽出する分光器(モノクロメータ)にお
いて、波長分解能を高くし、ダイナミックレンジを広く
するための技術に関する。
波長成分を分離抽出する分光器(モノクロメータ)にお
いて、波長分解能を高くし、ダイナミックレンジを広く
するための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】光に含まれている波長成分を分離抽出す
るために従来より図12に示すように、入射光Aをコリ
メータ1によって平行光に変換して回折格子2の回折面
2aに入射し、回折格子2で波長分散された回折光をコ
リメータ1を介してスリット板3へ出射して、スリット
板3に設けられたスリット4によって回折光に含まれる
波長を選択的に抽出する構造の分光器が用いられてい
る。
るために従来より図12に示すように、入射光Aをコリ
メータ1によって平行光に変換して回折格子2の回折面
2aに入射し、回折格子2で波長分散された回折光をコ
リメータ1を介してスリット板3へ出射して、スリット
板3に設けられたスリット4によって回折光に含まれる
波長を選択的に抽出する構造の分光器が用いられてい
る。
【0003】この分光器では、図示しない回転駆動装置
によって回折格子2をその回折面2aに設けられた刻線
に平行な軸で回転させることで、スリット4を通過する
光の波長を可変することができる。
によって回折格子2をその回折面2aに設けられた刻線
に平行な軸で回転させることで、スリット4を通過する
光の波長を可変することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たように単一の回折格子2とスリットだけで波長の分散
と抽出を行う分光器では、波長分解能が低く、また、迷
光等の影響を受けてダナミックレンジが狭くなるという
問題があった。
たように単一の回折格子2とスリットだけで波長の分散
と抽出を行う分光器では、波長分解能が低く、また、迷
光等の影響を受けてダナミックレンジが狭くなるという
問題があった。
【0005】本発明は、この問題を解決し、波長分解能
が高く、ダイナミックレンジが広い分光器を提供するこ
とを目的としている。
が高く、ダイナミックレンジが広い分光器を提供するこ
とを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項1の分光器は、入射光を平行光に変
換するコリメータ(22)と、前記コリメータから出射
された平行光を受ける位置に配置され、該平行光を回折
面で回折して第1の回折光として出射する第1の回折格
子(23)と、前記第1の回折格子に対して回折面の刻
線方向が互いに平行となり且つ前記第1の回折格子から
の第1の回折光を受ける位置に配置され、該第1の回折
光を前記回折面で回折して第2の回折光として前記第1
の回折格子へ出射する第2の回折格子(25)と、前記
第1の回折格子または第2の回折格子のいずれか一方を
刻線に平行な軸を中心にして回転させる回転駆動装置
(24)と、前記第2の回折光が前記第1の回折格子に
よって回折された第3の回折光を前記コリメータを介し
て受ける位置に配置され、該第3の回折光の波長分散方
向と直交する方向に延びた第1のスリット(28)と、
前記第3の回折光のうち前記第1のスリットを通過した
抽出光を、前記回折格子の刻線に垂直または平行な方向
に折り返して前記コリメータへ再入射する折り返し手段
(26、29)と、前記コリメータを介して再入射され
た抽出光が、前記第1の回折格子によって回折されて第
4の回折光として前記第2の回折格子へ入射され、該第
2の回折格子によって回折されて第5の回折光として前
記第1の回折格子へ入射され、さらに、第1の回折格子
によって回折されて前記コリメータから再出射された第
6の回折光を受ける位置に配置され、該第6の回折光の
波長分散方向と直交する方向に延びた第2のスリット
(31)とを備え、前記回転駆動装置によって前記第1
の回折格子または前記第2の回折格子のいずれか一方を
回転することによって、入射光に含まれる波長成分のう
ち該回折格子の角度に応じた波長成分が前記第2のスリ
ットを通過するようにしている。
に、本発明の請求項1の分光器は、入射光を平行光に変
換するコリメータ(22)と、前記コリメータから出射
された平行光を受ける位置に配置され、該平行光を回折
面で回折して第1の回折光として出射する第1の回折格
子(23)と、前記第1の回折格子に対して回折面の刻
線方向が互いに平行となり且つ前記第1の回折格子から
の第1の回折光を受ける位置に配置され、該第1の回折
光を前記回折面で回折して第2の回折光として前記第1
の回折格子へ出射する第2の回折格子(25)と、前記
第1の回折格子または第2の回折格子のいずれか一方を
刻線に平行な軸を中心にして回転させる回転駆動装置
(24)と、前記第2の回折光が前記第1の回折格子に
よって回折された第3の回折光を前記コリメータを介し
て受ける位置に配置され、該第3の回折光の波長分散方
向と直交する方向に延びた第1のスリット(28)と、
前記第3の回折光のうち前記第1のスリットを通過した
抽出光を、前記回折格子の刻線に垂直または平行な方向
に折り返して前記コリメータへ再入射する折り返し手段
(26、29)と、前記コリメータを介して再入射され
た抽出光が、前記第1の回折格子によって回折されて第
4の回折光として前記第2の回折格子へ入射され、該第
2の回折格子によって回折されて第5の回折光として前
記第1の回折格子へ入射され、さらに、第1の回折格子
によって回折されて前記コリメータから再出射された第
6の回折光を受ける位置に配置され、該第6の回折光の
波長分散方向と直交する方向に延びた第2のスリット
(31)とを備え、前記回転駆動装置によって前記第1
の回折格子または前記第2の回折格子のいずれか一方を
回転することによって、入射光に含まれる波長成分のう
ち該回折格子の角度に応じた波長成分が前記第2のスリ
ットを通過するようにしている。
【0007】また、本発明の請求項2の分光器は、請求
項1の分光器において、前記第1のスリットおよび第2
のスリットの少なくとも一方を、入射する回折光の波長
分散方向に移動させる移動手段(75)を備えている。
項1の分光器において、前記第1のスリットおよび第2
のスリットの少なくとも一方を、入射する回折光の波長
分散方向に移動させる移動手段(75)を備えている。
【0008】また、本発明の請求項3の分光器は、請求
項1または請求項2の分光器において、前記コリメータ
に対する前記入射光の入射光路に偏波解消板(81)を
配置したことを特徴としている。
項1または請求項2の分光器において、前記コリメータ
に対する前記入射光の入射光路に偏波解消板(81)を
配置したことを特徴としている。
【0009】また、本発明の請求項4の分光器は、請求
項1または請求項2の分光器において、前記コリメータ
に対する前記抽出光の入射光路に、任意の波長のλ/2
板(91)を、その主軸方向が前記第2次入射光の光軸
に垂直な平面内において前記第1、第2の回折格子の刻
線方向と45度の角度をなすように配置したことを特徴
としている。
項1または請求項2の分光器において、前記コリメータ
に対する前記抽出光の入射光路に、任意の波長のλ/2
板(91)を、その主軸方向が前記第2次入射光の光軸
に垂直な平面内において前記第1、第2の回折格子の刻
線方向と45度の角度をなすように配置したことを特徴
としている。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を説明する。図1、図2は、実施形態の分光器2
0を示している。
施形態を説明する。図1、図2は、実施形態の分光器2
0を示している。
【0011】これらの図において、分光対象の入射光A
は、ベース21の平坦な上面21aに固定された反射型
のコリメータ22の反射面中心Oでない位置Raに入射
され、平行光に変換されて第1の回折格子23の回折面
23aへ向かって出射される。
は、ベース21の平坦な上面21aに固定された反射型
のコリメータ22の反射面中心Oでない位置Raに入射
され、平行光に変換されて第1の回折格子23の回折面
23aへ向かって出射される。
【0012】第1の回折格子23は、回折面23aおよ
びその回折面23aに矢印K方向に設けられている刻線
(図示せず)がベース21の上面21aに垂直となる状
態でモータ等からなる回転駆動装置24に支持されてい
る。
びその回折面23aに矢印K方向に設けられている刻線
(図示せず)がベース21の上面21aに垂直となる状
態でモータ等からなる回転駆動装置24に支持されてい
る。
【0013】回転駆動装置24は、回折面23aのほぼ
中央の刻線と一致する線Jを中心軸にして、第1の回折
格子23を回転駆動する。
中央の刻線と一致する線Jを中心軸にして、第1の回折
格子23を回転駆動する。
【0014】コリメータ22からの入射光Aはこの第1
の回折格子23によって刻線と直交する平面(ベース2
1の上面21aと平行な面)上で波長分散(一次分散と
いう)する。
の回折格子23によって刻線と直交する平面(ベース2
1の上面21aと平行な面)上で波長分散(一次分散と
いう)する。
【0015】第1の回折格子23の回折面23aが向い
ている方向には、第2の回折格子25が配置されてい
る。
ている方向には、第2の回折格子25が配置されてい
る。
【0016】第2の回折格子25は、その回折面25a
に矢印K方向に設けられた刻線(図示せず)が第1の回
折格子23の回折面23aの刻線と平行となるように、
回折面25aおよび刻線がベース21の上面21aに垂
直となる状態で固定されており、第1の回折格子23に
よって波長分散された第1の回折光A1を回折面25a
でさらに波長分散(二次分散という)して第1の回折格
子23へ出射する。
に矢印K方向に設けられた刻線(図示せず)が第1の回
折格子23の回折面23aの刻線と平行となるように、
回折面25aおよび刻線がベース21の上面21aに垂
直となる状態で固定されており、第1の回折格子23に
よって波長分散された第1の回折光A1を回折面25a
でさらに波長分散(二次分散という)して第1の回折格
子23へ出射する。
【0017】第2の回折格子25によって波長分散され
た第2の回折光A2を受けた第1の回折格子23は、第
2の回折光A2をさらに波長分散(三次分散という)し
て第3の回折光A3として、コリメータ22側へ出射す
る。
た第2の回折光A2を受けた第1の回折格子23は、第
2の回折光A2をさらに波長分散(三次分散という)し
て第3の回折光A3として、コリメータ22側へ出射す
る。
【0018】コリメータ22は、反射面中心Oについて
入射光Aが入射された位置Raと対称な位置Rbに第3
の回折光A3を受けて入射光Aと平行な光軸に沿って反
射する。
入射光Aが入射された位置Raと対称な位置Rbに第3
の回折光A3を受けて入射光Aと平行な光軸に沿って反
射する。
【0019】第1の回折格子23からの第3の回折光A
3がコリメータ22によって反射される位置には、第1
の平面鏡26が配置されている。
3がコリメータ22によって反射される位置には、第1
の平面鏡26が配置されている。
【0020】第1の平面鏡26は、後述の第2の平面鏡
29とともにこの実施形態の折り返し手段を形成するも
のであり、その反射面26aがコリメータ22側に向き
且つ第3の回折光A3に対して45度傾いた状態でベー
ス21上に固定されており、コリメータ22からの第3
の回折光A3を、第1、第2の回折格子23、25の刻
線と垂直な方向(ここでは、入射光Aの光軸と直角に交
差する方向)に反射する。
29とともにこの実施形態の折り返し手段を形成するも
のであり、その反射面26aがコリメータ22側に向き
且つ第3の回折光A3に対して45度傾いた状態でベー
ス21上に固定されており、コリメータ22からの第3
の回折光A3を、第1、第2の回折格子23、25の刻
線と垂直な方向(ここでは、入射光Aの光軸と直角に交
差する方向)に反射する。
【0021】第1の平面鏡26によって反射された第3
の回折光A3は、第1のスリット板27へ入射される。
第1のスリット板27には、第1、第2の回折格子2
3、25の刻線と平行な方向、即ち、第3の回折光A3
の波長分散方向と垂直な方向に延びた第1のスリット2
8が設けられており、第3の回折光A3のうち、第1の
回折格子23の角度に応じた波長の光がこの第1のスリ
ット28で選択されて通過する(これを一次抽出光Bと
いう)。
の回折光A3は、第1のスリット板27へ入射される。
第1のスリット板27には、第1、第2の回折格子2
3、25の刻線と平行な方向、即ち、第3の回折光A3
の波長分散方向と垂直な方向に延びた第1のスリット2
8が設けられており、第3の回折光A3のうち、第1の
回折格子23の角度に応じた波長の光がこの第1のスリ
ット28で選択されて通過する(これを一次抽出光Bと
いう)。
【0022】第1のスリット28を通過した一次抽出光
Bは第2の平面鏡29に入射する。第2の平面鏡29
は、その反射面29aがコリメータ22側を向き且つ入
射光の光軸に対して45度傾いた状態でベース21上に
固定されており、第1のスリット28を通過した一次抽
出光Bを、入射光Aと平行でベース上面側からみて入射
光Aと重なる光軸に沿ってコリメータ22側へ反射す
る。
Bは第2の平面鏡29に入射する。第2の平面鏡29
は、その反射面29aがコリメータ22側を向き且つ入
射光の光軸に対して45度傾いた状態でベース21上に
固定されており、第1のスリット28を通過した一次抽
出光Bを、入射光Aと平行でベース上面側からみて入射
光Aと重なる光軸に沿ってコリメータ22側へ反射す
る。
【0023】この一次抽出光Bは、コリメータ22の反
射面中心Oを含みベース21に垂直な平面について位置
Raと対称な位置Rcに再入射され、コリメータ22
は、この一次抽出光Bを第1の回折格子23へ反射す
る。
射面中心Oを含みベース21に垂直な平面について位置
Raと対称な位置Rcに再入射され、コリメータ22
は、この一次抽出光Bを第1の回折格子23へ反射す
る。
【0024】第1の回折格子23はコリメータ22から
の一次抽出光Bを入射光の場合と同様に波長分散(四次
分散という)して第4の回折光B1として第2の回折格
子25へ出射し、第2の回折格子25はこの第4の回折
光B1をさらに波長分散(五次分散という)して第5の
回折光B2として第1の回折格子23へ出射し、第1の
回折格子23は第5の回折光B2をさらに波長分散(六
次分散という)して第6の回折光B3として、コリメー
タ22へ出射する。
の一次抽出光Bを入射光の場合と同様に波長分散(四次
分散という)して第4の回折光B1として第2の回折格
子25へ出射し、第2の回折格子25はこの第4の回折
光B1をさらに波長分散(五次分散という)して第5の
回折光B2として第1の回折格子23へ出射し、第1の
回折格子23は第5の回折光B2をさらに波長分散(六
次分散という)して第6の回折光B3として、コリメー
タ22へ出射する。
【0025】コリメータ22は、第1の回折格子23か
らの第6の回折光B3を、反射面中心Oについて位置R
cと対称な位置Rdで受けて、入射光と平行でベース上
面側からみてコリメータ22から第1の平面鏡26に入
射される第3の回折光A3と重なる光軸に沿って反射す
る。
らの第6の回折光B3を、反射面中心Oについて位置R
cと対称な位置Rdで受けて、入射光と平行でベース上
面側からみてコリメータ22から第1の平面鏡26に入
射される第3の回折光A3と重なる光軸に沿って反射す
る。
【0026】第6の回折光B3がコリメータ22によっ
て反射される位置には、第2のスリット板30が第6の
回折光B3の光軸と直交するように配置されている。
て反射される位置には、第2のスリット板30が第6の
回折光B3の光軸と直交するように配置されている。
【0027】第2のスリット板30には、第1の回折格
子23の刻線と平行、即ち、第6の回折光B3の波長分
散方向と垂直な方向に延びた第2のスリット31が設け
られており、第6の回折光B3のうちの第2のスリット
31の位置に応じた波長の光が選択的に通過する(これ
を二次抽出光Cという)。
子23の刻線と平行、即ち、第6の回折光B3の波長分
散方向と垂直な方向に延びた第2のスリット31が設け
られており、第6の回折光B3のうちの第2のスリット
31の位置に応じた波長の光が選択的に通過する(これ
を二次抽出光Cという)。
【0028】なお、第1の平面鏡26は、コリメータ2
2から第2のスリット板30へ出射される第6の回折光
B3または二次抽出光Cを遮らないように図示しない支
持部材によってベース21上に支持され、第2の平面鏡
29は、入射光のコリメータ22に対する入射を妨げな
いように図示しない支持部材によってベース21上に支
持されている。
2から第2のスリット板30へ出射される第6の回折光
B3または二次抽出光Cを遮らないように図示しない支
持部材によってベース21上に支持され、第2の平面鏡
29は、入射光のコリメータ22に対する入射を妨げな
いように図示しない支持部材によってベース21上に支
持されている。
【0029】このように、実施形態の分光器20は、2
つの回折格子を用いるとともに、第1の回折格子と第2
の回折格子を加分散配列して、入射光に対して六次の分
散を行うようにしている。
つの回折格子を用いるとともに、第1の回折格子と第2
の回折格子を加分散配列して、入射光に対して六次の分
散を行うようにしている。
【0030】このため、図3に示すように、多くの波長
成分を含む入射光Aが、コリメータ22→第1の回折格
子23→第2の回折格子25→第1の回折格子23→コ
リメータ22の経路(これを第1パスという)で3回の
波長分散を受けて、入射光に含まれていた各波長成分が
回折格子の刻線に直交する平面上で分散する。
成分を含む入射光Aが、コリメータ22→第1の回折格
子23→第2の回折格子25→第1の回折格子23→コ
リメータ22の経路(これを第1パスという)で3回の
波長分散を受けて、入射光に含まれていた各波長成分が
回折格子の刻線に直交する平面上で分散する。
【0031】そして、この分散した光(第3の回折光A
3)のうち、例えば波長成分λ(n−2)、λ(n−
1)、λ(n)、λ(n+1)、λ(n+2)が第1の
スリット28で抽出され、この一次抽出光Bが第1、第
2の平面鏡26、29によって折り返されて、コリメー
タ22→第1の回折格子23→第2の回折格子25→第
1の回折格子23→コリメータ22の経路(これを第2
パスという)でさらに3回の波長分散を受けて、一次抽
出光Bに含まれていた各波長成分が回折格子の刻線に直
交する平面上でさらに分散するので、第1の回折格子2
3の角度に対応した波長成分λ(n)のみを第2のスリ
ット31で選択的に抽出することができ、波長分解能が
非常に高くなる。
3)のうち、例えば波長成分λ(n−2)、λ(n−
1)、λ(n)、λ(n+1)、λ(n+2)が第1の
スリット28で抽出され、この一次抽出光Bが第1、第
2の平面鏡26、29によって折り返されて、コリメー
タ22→第1の回折格子23→第2の回折格子25→第
1の回折格子23→コリメータ22の経路(これを第2
パスという)でさらに3回の波長分散を受けて、一次抽
出光Bに含まれていた各波長成分が回折格子の刻線に直
交する平面上でさらに分散するので、第1の回折格子2
3の角度に対応した波長成分λ(n)のみを第2のスリ
ット31で選択的に抽出することができ、波長分解能が
非常に高くなる。
【0032】また、第1パスと第2パスの間に第1のス
リット28を配置し、第2パスの出力に第2のスリット
31を設けているので、迷光を大幅に低減でき、広ダイ
ナミックレンジで分光できる。
リット28を配置し、第2パスの出力に第2のスリット
31を設けているので、迷光を大幅に低減でき、広ダイ
ナミックレンジで分光できる。
【0033】また、コリメータ22からの入射光を最初
に回折する第1の回折格子23を回転させるようにして
いるので、高い波長分解能が不要なときには、第1の回
折格子23の角度を大きく変えて、第1の回折光A1を
コリメータメータ21へ直接戻すことが可能となる。こ
の場合、入射光に対して2回の波長分散を行うことにな
る。
に回折する第1の回折格子23を回転させるようにして
いるので、高い波長分解能が不要なときには、第1の回
折格子23の角度を大きく変えて、第1の回折光A1を
コリメータメータ21へ直接戻すことが可能となる。こ
の場合、入射光に対して2回の波長分散を行うことにな
る。
【0034】
【他の実施の形態】前記実施形態では、第1、第2の回
折格子23、25を入射光の光軸の一方の側方に配置し
ていたが、これは本発明を限定するものでなく、図4に
示す分光器40のように第1、第2の回折格子23、2
5を入射光の光軸を挟むように配置してもよい。この分
光器40のように第1、第2の回折格子23、25を入
射光の光軸を挟むように配置することは、反射型のコリ
メータ22を用いた後述の分光器60、80、90にも
適用できる。
折格子23、25を入射光の光軸の一方の側方に配置し
ていたが、これは本発明を限定するものでなく、図4に
示す分光器40のように第1、第2の回折格子23、2
5を入射光の光軸を挟むように配置してもよい。この分
光器40のように第1、第2の回折格子23、25を入
射光の光軸を挟むように配置することは、反射型のコリ
メータ22を用いた後述の分光器60、80、90にも
適用できる。
【0035】また、前記実施形態では、コリメータとし
て反射型のものを用いていたが、これは本発明を限定す
るものでなく、例えば図5に示す分光器50のように反
射型のコリメータ22の代わりに透過型(レンズ式)の
コリメータ52を用いてもよい。
て反射型のものを用いていたが、これは本発明を限定す
るものでなく、例えば図5に示す分光器50のように反
射型のコリメータ22の代わりに透過型(レンズ式)の
コリメータ52を用いてもよい。
【0036】この場合、コリメータ52を通過した入射
光Aに対して前記分光器20と同様に第1、第2の回折
格子23、25で3回の回折を行ない、第3の回折光A
3をコリメータ52および第1の平面鏡26を介して第
1のスリット28へ入射し、第1のスリット28を通過
した一次抽出光Bを第2の平面鏡29によってコリメー
タ52へ再入射して、第1、第2の回折格子23、25
でさらに3回の回折を行なって、コリメータ52を介し
て第2のスリット31に出射する。
光Aに対して前記分光器20と同様に第1、第2の回折
格子23、25で3回の回折を行ない、第3の回折光A
3をコリメータ52および第1の平面鏡26を介して第
1のスリット28へ入射し、第1のスリット28を通過
した一次抽出光Bを第2の平面鏡29によってコリメー
タ52へ再入射して、第1、第2の回折格子23、25
でさらに3回の回折を行なって、コリメータ52を介し
て第2のスリット31に出射する。
【0037】また、前記実施形態では、第1の回折格子
23を回転させるようにしていたが、これは本発明を限
定するものでなく、例えば図6に示す分光器60のよう
に、第1の回折格子23側をベース21上に固定し、第
2の回折格子25側を回転駆動装置24によって回転し
てもよい。この分光器60のように第1の回折格子23
側を固定し、第2の回折格子側25を回転駆動する方式
は、前記分光器40、50および後述する分光器70、
80、90にも適用できる。
23を回転させるようにしていたが、これは本発明を限
定するものでなく、例えば図6に示す分光器60のよう
に、第1の回折格子23側をベース21上に固定し、第
2の回折格子25側を回転駆動装置24によって回転し
てもよい。この分光器60のように第1の回折格子23
側を固定し、第2の回折格子側25を回転駆動する方式
は、前記分光器40、50および後述する分光器70、
80、90にも適用できる。
【0038】また、前記実施形態では、第1のスリット
28で抽出した一次抽出光Bを回折格子の刻線に垂直な
方向に折り返してコリメータ22へ再入射することで、
第2のパスにおいても波長分散するようにしていたが、
図7に示す分光器70(ベースは図示せず)ように、第
1の平面鏡26と第2の平面鏡29を回折格子の刻線と
平行に配置するとともに第1のスリット板27をその第
1のスリット28が回折格子の刻線に直交し且つ入射光
の光軸と平行となる向きに配置して、一次抽出光Bを回
折格子の刻線と平行な方向に折り返してコリメータ52
へ再入射してもよい。
28で抽出した一次抽出光Bを回折格子の刻線に垂直な
方向に折り返してコリメータ22へ再入射することで、
第2のパスにおいても波長分散するようにしていたが、
図7に示す分光器70(ベースは図示せず)ように、第
1の平面鏡26と第2の平面鏡29を回折格子の刻線と
平行に配置するとともに第1のスリット板27をその第
1のスリット28が回折格子の刻線に直交し且つ入射光
の光軸と平行となる向きに配置して、一次抽出光Bを回
折格子の刻線と平行な方向に折り返してコリメータ52
へ再入射してもよい。
【0039】このようにした場合、図8に示すように、
多くの波長成分を含む入射光Aが第1のパスで前記実施
形態と同様に3回の波長分散を受けて、入射光に含まれ
ていた各波長成分が回折格子の刻線に直交する平面上で
分散する。
多くの波長成分を含む入射光Aが第1のパスで前記実施
形態と同様に3回の波長分散を受けて、入射光に含まれ
ていた各波長成分が回折格子の刻線に直交する平面上で
分散する。
【0040】そして、分散した光(第3の回折光A3)
のうち、第1のスリット28で抽出した波長成分λ(n
−1)、λ(n)、λ(n+1)からなる一次抽出光B
は、第1の回折格子23の回折面23aにおける分散光
A3の出射経路と全く同一経路で入射されるため、一次
抽出光Bは第1パスと逆に3回の波長集合(差分散とい
う)を受けて、ほぼ一点に集光して第2のスリット31
を通過することになる。
のうち、第1のスリット28で抽出した波長成分λ(n
−1)、λ(n)、λ(n+1)からなる一次抽出光B
は、第1の回折格子23の回折面23aにおける分散光
A3の出射経路と全く同一経路で入射されるため、一次
抽出光Bは第1パスと逆に3回の波長集合(差分散とい
う)を受けて、ほぼ一点に集光して第2のスリット31
を通過することになる。
【0041】つまり、この分光器70では、第1パスで
波長分散し第1のスリット28によって抽出した波長成
分を一点に集光させているので、前記実施形態に比べて
選択帯域の広い、バンドパス型のフィルタとして使用す
ることができ、また、集光手段を用いることなく、受光
素子で容易に強度の検出ができる。
波長分散し第1のスリット28によって抽出した波長成
分を一点に集光させているので、前記実施形態に比べて
選択帯域の広い、バンドパス型のフィルタとして使用す
ることができ、また、集光手段を用いることなく、受光
素子で容易に強度の検出ができる。
【0042】なお、この分光器70の場合でも、3回の
波長分散によって波長分解能は向上し、また、2つのス
リットを用いているので迷光を大幅に低減でき、広ダイ
ナミックレンジで分光できる。
波長分散によって波長分解能は向上し、また、2つのス
リットを用いているので迷光を大幅に低減でき、広ダイ
ナミックレンジで分光できる。
【0043】また、前記実施形態では、第1、第2のス
リット板27、30が固定されていたが、これは本発明
を限定するものでなく、図9に示すように、少なくとも
一方のスリット板、例えば第1のスリット板27を移動
装置75によって第3の回折光A3の波長分散方向に移
動できるようにしておけば、第1のスリット28と第2
のスリット31との相対的な位置ずれを補正することが
でき、第1パスと第2パスの抽出波長のずれを補正する
ことができる。また、第2のスリット板30を移動装置
75によって第6の回折光B3の波長分散方向に移動で
きるようにしたり、両方のスリット板27、30をそれ
ぞれ移動装置75によって移動できるようにしても第1
パスと第2パスの抽出波長のずれを補正することができ
る。なお、この移動装置75は、手動操作によるもので
あってもモータ等で駆動する方式であってもよい。この
ように、少なくとも一方のスリット板を移動装置によっ
て入射する回折光の波長分散方向に移動できるようにす
ることは、前記した分光器20、40、50、60、7
0および後述する分光器80、90にも適用できる。
リット板27、30が固定されていたが、これは本発明
を限定するものでなく、図9に示すように、少なくとも
一方のスリット板、例えば第1のスリット板27を移動
装置75によって第3の回折光A3の波長分散方向に移
動できるようにしておけば、第1のスリット28と第2
のスリット31との相対的な位置ずれを補正することが
でき、第1パスと第2パスの抽出波長のずれを補正する
ことができる。また、第2のスリット板30を移動装置
75によって第6の回折光B3の波長分散方向に移動で
きるようにしたり、両方のスリット板27、30をそれ
ぞれ移動装置75によって移動できるようにしても第1
パスと第2パスの抽出波長のずれを補正することができ
る。なお、この移動装置75は、手動操作によるもので
あってもモータ等で駆動する方式であってもよい。この
ように、少なくとも一方のスリット板を移動装置によっ
て入射する回折光の波長分散方向に移動できるようにす
ることは、前記した分光器20、40、50、60、7
0および後述する分光器80、90にも適用できる。
【0044】また、例えば図10に示す分光器80のよ
うに、コリメータ22に対する入射光Aの入射光路に偏
波解消板81を挿入すれば、入射光Aの偏波の影響を防
止することができる。この偏波解消板81は、前記した
分光器40、50、60、70の各コリメータに対する
入射光Aの入射光路にも挿入できる。
うに、コリメータ22に対する入射光Aの入射光路に偏
波解消板81を挿入すれば、入射光Aの偏波の影響を防
止することができる。この偏波解消板81は、前記した
分光器40、50、60、70の各コリメータに対する
入射光Aの入射光路にも挿入できる。
【0045】また、例えば図11に示す分光器90のよ
うに、コリメータ22に対する一次抽出光Bの入射経
路、即ち、第2の平面鏡29とコリメータ22の間(あ
るいは第1のスリット板27と第2の平面鏡29との
間)の光路上に任意の波長のλ/2板91を、その主軸
方向が光軸に垂直な平面内において回折格子の刻線方向
と45度の角度をなすように配置すれば、入射光の偏波
の影響を防止することができる。このλ/2板91は、
前記した分光器40、50、60、70のコリメータに
対する一次抽出光Bの入射経路にも挿入できる。
うに、コリメータ22に対する一次抽出光Bの入射経
路、即ち、第2の平面鏡29とコリメータ22の間(あ
るいは第1のスリット板27と第2の平面鏡29との
間)の光路上に任意の波長のλ/2板91を、その主軸
方向が光軸に垂直な平面内において回折格子の刻線方向
と45度の角度をなすように配置すれば、入射光の偏波
の影響を防止することができる。このλ/2板91は、
前記した分光器40、50、60、70のコリメータに
対する一次抽出光Bの入射経路にも挿入できる。
【0046】また、前記実施形態では、第1の平面鏡2
6と第2の平面鏡29の間に第1のスリット板27を配
置していたが、これは本発明を限定するものでなく、第
1のスリット板27を、コリメータ22(またはコリメ
ータ52)から第1の平面鏡26に至る光路あるいは第
2の平面鏡29からコリメータ22(またはコリメータ
52)に至る光路に配置してもよい。このように、第1
のスリット板27をコリメータから第1の平面鏡に至る
光路あるいは第2の平面鏡からコリメータに至る光路に
配置することは、前記した分光器20、40、50、6
0、70、80、90のいずれにも適用できる。
6と第2の平面鏡29の間に第1のスリット板27を配
置していたが、これは本発明を限定するものでなく、第
1のスリット板27を、コリメータ22(またはコリメ
ータ52)から第1の平面鏡26に至る光路あるいは第
2の平面鏡29からコリメータ22(またはコリメータ
52)に至る光路に配置してもよい。このように、第1
のスリット板27をコリメータから第1の平面鏡に至る
光路あるいは第2の平面鏡からコリメータに至る光路に
配置することは、前記した分光器20、40、50、6
0、70、80、90のいずれにも適用できる。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の分光器
は、コリメータに入射した入射光に対し第1の回折格子
および第2の回折格子によって3回の回折を行い波長分
散してコリメータを介して一旦出射し、この出射光から
第1のスリットによって抽出した抽出光を回折格子の刻
線と垂直または平行な方向に折り返してコリメータへ再
入射し、第1の回折格子と第2の回折格子により3回の
回折を行いコリメータを介して第2のスリットから出射
するようにしている。
は、コリメータに入射した入射光に対し第1の回折格子
および第2の回折格子によって3回の回折を行い波長分
散してコリメータを介して一旦出射し、この出射光から
第1のスリットによって抽出した抽出光を回折格子の刻
線と垂直または平行な方向に折り返してコリメータへ再
入射し、第1の回折格子と第2の回折格子により3回の
回折を行いコリメータを介して第2のスリットから出射
するようにしている。
【0048】このため、抽出光を回折格子の刻線に直交
する方向に折り返して再入射する加分散配列にした場合
には、入射光に対する6回の回折がすべて波長分解能の
向上に寄与する波長分散となり、また、抽出光を回折格
子の刻線と平行な方向に折り返して再入射する差分散配
列にした場合でも、6回の回折のうち3回の回折が波長
分解能の向上に寄与する波長分散となるため、入射光に
対する波長分解能が格段に向上する。
する方向に折り返して再入射する加分散配列にした場合
には、入射光に対する6回の回折がすべて波長分解能の
向上に寄与する波長分散となり、また、抽出光を回折格
子の刻線と平行な方向に折り返して再入射する差分散配
列にした場合でも、6回の回折のうち3回の回折が波長
分解能の向上に寄与する波長分散となるため、入射光に
対する波長分解能が格段に向上する。
【0049】また、加分散配列および差分散配列の回折
光に対してそれぞれ第1、第2のスリットを通過させる
ようにしているので、迷光を除去でき、ダイナミックレ
ンジが格段に広くなる。
光に対してそれぞれ第1、第2のスリットを通過させる
ようにしているので、迷光を除去でき、ダイナミックレ
ンジが格段に広くなる。
【0050】また、第1のスリットおよび第2のスリッ
トの少なくとも一方を波長分散方向に移動できるように
した分光器では、第1スリットと第2のスリットとの相
対的な位置ずれを補正することができ、分光特性がさら
に高くなる。
トの少なくとも一方を波長分散方向に移動できるように
した分光器では、第1スリットと第2のスリットとの相
対的な位置ずれを補正することができ、分光特性がさら
に高くなる。
【0051】また、偏波解消板をコリメータに対する入
射光の入射光路に挿入した場合、およびλ/2板をコリ
メータに対する抽出光の再入射光路に挿入した場合に
は、入射光の偏波依存性を改善することができる。
射光の入射光路に挿入した場合、およびλ/2板をコリ
メータに対する抽出光の再入射光路に挿入した場合に
は、入射光の偏波依存性を改善することができる。
【図1】本発明の実施形態の構成を示す平面図
【図2】実施形態の構成を示す斜視図
【図3】実施形態の動作を説明するための概略図
【図4】第2の回折格子の配置を変えた場合の平面図
【図5】透過型のコリメータを用いた場合の平面図
【図6】第2の回折格子側を回転駆動する場合の平面図
【図7】差分散配列の場合の構成を示す斜視図
【図8】差分散配列の場合の動作を説明するための概略
図
図
【図9】スリット板を移動自在にした場合の要部斜視図
【図10】偏波解消板を用いた場合の平面図
【図11】λ/2板を用いた場合の平面図
【図12】従来の分光器の構成を示す図
20、40、50、60、70、80、90 分光器 21 ベース 22 コリメータ 23 第1の回折格子 24 回転駆動装置 25 第2の回折格子 26 第1の平面鏡 27 第1のスリット板 28 第1のスリット 29 第2の平面鏡 30 第2のスリット板 31 第2のスリット 52 コリメータ 75 移動装置 81 偏波解消板 91 λ/2板
【手続補正書】
【提出日】平成11年1月11日(1999.1.1
1)
1)
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図3】
【図7】
【図12】
【図4】
【図5】
【図6】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G020 CB02 CB04 CB12 CB14 CC02 CC05 CC26 CC42 CC52 2H049 AA50 AA51 AA58 AA69 BA06 BA12 BB03 BC23
Claims (4)
- 【請求項1】入射光を平行光に変換するコリメータ(2
2)と、 前記コリメータから出射された平行光を受ける位置に配
置され、該平行光を回折面で回折して第1の回折光とし
て出射する第1の回折格子(23)と、 前記第1の回折格子に対して回折面の刻線方向が互いに
平行となり且つ前記第1の回折格子からの第1の回折光
を受ける位置に配置され、該第1の回折光を前記回折面
で回折して第2の回折光として前記第1の回折格子へ出
射する第2の回折格子(25)と、 前記第1の回折格子または第2の回折格子のいずれか一
方を刻線に平行な軸を中心にして回転させる回転駆動装
置(24)と、 前記第2の回折光が前記第1の回折格子によって回折さ
れた第3の回折光を前記コリメータを介して受ける位置
に配置され、該第3の回折光の波長分散方向と直交する
方向に延びた第1のスリット(28)と、 前記第3の回折光のうち前記第1のスリットを通過した
抽出光を、前記回折格子の刻線に垂直または平行な方向
に折り返して前記コリメータへ再入射する折り返し手段
(26、29)と、 前記コリメータを介して再入射された抽出光が、前記第
1の回折格子によって回折されて第4の回折光として前
記第2の回折格子へ入射され、該第2の回折格子によっ
て回折されて第5の回折光として前記第1の回折格子へ
入射され、さらに、第1の回折格子によって回折されて
前記コリメータから再出射された第6の回折光を受ける
位置に配置され、該第6の回折光の波長分散方向と直交
する方向に延びた第2のスリット(31)とを備え、 前記回転駆動装置によって前記第1の回折格子または前
記第2の回折格子のいずれか一方を回転することによっ
て、入射光に含まれる波長成分のうち該回折格子の角度
に応じた波長成分が前記第2のスリットを通過するよう
にしたことを特徴とする分光器。 - 【請求項2】前記第1のスリットおよび第2のスリット
の少なくとも一方を、入射する回折光の波長分散方向に
移動させる移動手段(75)を備えたことを特徴とする
請求項1記載の分光器。 - 【請求項3】前記コリメータに対する前記入射光の入射
光路に偏波解消板(81)を配置したことを特徴とする
請求項1または請求項2記載の分光器。 - 【請求項4】前記コリメータに対する前記抽出光の入射
光路に、任意の波長のλ/2板(91)を、その主軸方
向が前記第2次入射光の光軸に垂直な平面内において前
記第1、第2の回折格子の刻線方向と45度の角度をな
すように配置したことを特徴とする請求項1または請求
項2記載の分光器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10339989A JP2000162042A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | 分光器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10339989A JP2000162042A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | 分光器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000162042A true JP2000162042A (ja) | 2000-06-16 |
Family
ID=18332688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10339989A Pending JP2000162042A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | 分光器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000162042A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002054993A (ja) * | 2000-06-01 | 2002-02-20 | Advantest Corp | 分光器および分光方法 |
JP2017090314A (ja) * | 2015-11-12 | 2017-05-25 | 横河電機株式会社 | 分光測定装置 |
CN106940291A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-07-11 | 天津大学 | 高分辨率的双光栅单色仪光路装置 |
JP2022500655A (ja) * | 2018-09-13 | 2022-01-04 | リガク ラマン テクノロジーズ インコーポレイテッド | プラズマスペクトル分析を介してサンプルの材料組成を分析するための装置 |
-
1998
- 1998-11-30 JP JP10339989A patent/JP2000162042A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002054993A (ja) * | 2000-06-01 | 2002-02-20 | Advantest Corp | 分光器および分光方法 |
JP2017090314A (ja) * | 2015-11-12 | 2017-05-25 | 横河電機株式会社 | 分光測定装置 |
CN106940291A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-07-11 | 天津大学 | 高分辨率的双光栅单色仪光路装置 |
CN106940291B (zh) * | 2017-03-28 | 2020-02-07 | 天津大学 | 高分辨率的双光栅单色仪光路装置 |
JP2022500655A (ja) * | 2018-09-13 | 2022-01-04 | リガク ラマン テクノロジーズ インコーポレイテッド | プラズマスペクトル分析を介してサンプルの材料組成を分析するための装置 |
JP7356498B2 (ja) | 2018-09-13 | 2023-10-04 | オーシャン オプティクス インコーポレイテッド | プラズマスペクトル分析を介してサンプルの材料組成を分析するための装置 |
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---|---|---|---|
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