JP2001050811A - Optical system and spectrophotometer using the same - Google Patents
Optical system and spectrophotometer using the sameInfo
- Publication number
- JP2001050811A JP2001050811A JP11225451A JP22545199A JP2001050811A JP 2001050811 A JP2001050811 A JP 2001050811A JP 11225451 A JP11225451 A JP 11225451A JP 22545199 A JP22545199 A JP 22545199A JP 2001050811 A JP2001050811 A JP 2001050811A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- grating
- light
- diffraction grating
- wavelength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は光学系及びそれを用
いた分光光度計、特に回折格子の全ての部分で球面収差
を低減することのできる光学系に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical system and a spectrophotometer using the same, and more particularly to an optical system capable of reducing spherical aberration in all parts of a diffraction grating.
【0002】[0002]
【従来の技術】波長毎の光の強さを測定する装置として
は、種々のものがあるが、代表的なものに、図1に示す
ような回折格子10と、マルチチャンネル検出器(MC
D)12とを組み合わせ、例えば入射光Lである放射光
束を入射スリット14を介して回折格子10に投射し、
該回折格子10で分光した波長光毎の強度を、MCD1
2により測定するスペクトル測定装置がある。2. Description of the Related Art There are various devices for measuring the light intensity for each wavelength, and a typical one is a diffraction grating 10 as shown in FIG. 1 and a multi-channel detector (MC).
D) is combined with 12 to project, for example, a radiated light beam as the incident light L onto the diffraction grating 10 through the incident slit 14;
The intensity of each wavelength light separated by the diffraction grating 10 is referred to as MCD1.
2. There is a spectrum measuring device for measuring according to 2.
【0003】このようなマルチチャンネル分光光度計
は、構成が簡略化でき、装置が小型化できるという利点
がある。また、波長走査を必要としないため、試料の各
波長での諸特性をリアルタイムで同時測定することもで
きる。最近、このようなマルチチャンネル分光光度計で
は、前記回折格子10として、レーザ光の干渉を利用し
て作られたホログラフィック凹面格子(HCG)が用い
られる。[0003] Such a multi-channel spectrophotometer has the advantages that the configuration can be simplified and the device can be miniaturized. Since wavelength scanning is not required, various characteristics of the sample at each wavelength can be simultaneously measured in real time. Recently, in such a multi-channel spectrophotometer, a holographic concave grating (HCG) made by utilizing interference of laser light is used as the diffraction grating 10.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記HCG
10では、球面鏡上に刻まれる溝の間隔、溝線の形など
を制御することにより、凹面格子の各部分で分光された
各波長光がMCD12の各波長対応部分に、ほぼ均一に
集光するようにしている。しかしながら、前記HCG1
0では、球面鏡を用いているため、そのFナンバに依存
した球面収差が発生し、分解能が低下してしまう。すな
わち、光学系を明るくするために、大面積の球面鏡を用
いれば、球面収差は無視することのできない大きさとな
ってしまう。The above-mentioned HCG
In 10, the wavelengths of light split at each portion of the concave grating are condensed almost uniformly to each wavelength-corresponding portion of the MCD 12 by controlling the interval between grooves cut on the spherical mirror, the shape of the groove lines, and the like. Like that. However, the HCG1
In the case of 0, since a spherical mirror is used, spherical aberration depending on the F number occurs, and the resolution is reduced. That is, if a large-area spherical mirror is used to brighten the optical system, the spherical aberration becomes a size that cannot be ignored.
【0005】また、前記HCG10では、通常の場合、
球面鏡上にホログラフィにより鏡面全面に一括して溝を
形成しているため、その光学系に最適なホログラフィッ
クな製作条件、主に球面鏡の曲率半径、露光条件等を適
切に選択する必要がある。しかしながら、このような最
適化は、球面鏡上の全ての部分について最適なものでは
なく、平均的なものしかできず、その中心付近10aで
は、非常に球面収差が小さいが、その周辺部分10bで
はそれが大きくなってしまう。このため、従来のHCG
10では、このような周辺部分10bの球面収差の影響
を少なくするため、中心付近10aの最適化を犠牲にし
た製作条件等を採用せざるを得なかった。In the above-mentioned HCG 10, in a normal case,
Since grooves are collectively formed on the entire mirror surface by holography on the spherical mirror, it is necessary to appropriately select holographic manufacturing conditions, mainly the radius of curvature of the spherical mirror, exposure conditions, etc., which are optimal for the optical system. However, such optimization is not optimal for all parts on the spherical mirror, but can be performed only on average. The spherical aberration is very small in the vicinity of the center 10a, but is small in the peripheral part 10b. Becomes large. For this reason, the conventional HCG
In No. 10, in order to reduce the influence of the spherical aberration of the peripheral portion 10b, it is necessary to adopt a manufacturing condition or the like at the cost of optimizing the vicinity of the center 10a.
【0006】この結果、MCD12の受光面上に形成さ
れる、HCG10の中心部分10aからのスリット像I
10a(図2(a)参照)と、周辺部分10bからのス
リット像I10b(同図(b)参照)との間には、ずれ
が生じてしまう。このため、従来より、この種の分野で
は、回折格子の全ての部分について球面収差を低減する
ことのできる技術の開発が強く望まれていたものの、未
だこれを解決するための適切が技術が存在しなかった。
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであ
り、回折格子の全ての部分について球面収差を低減し、
分解能を向上させることのできる光学系及びそれを用い
た分光光度計を提供することにある。As a result, a slit image I formed on the light receiving surface of the MCD 12 from the central portion 10a of the HCG 10 is formed.
A deviation occurs between 10a (see FIG. 2A) and the slit image I 10b from the peripheral portion 10b (see FIG. 2B). For this reason, in this type of field, although there has been a strong demand for the development of a technique capable of reducing spherical aberration in all parts of the diffraction grating, there is still an appropriate technique for solving this. Did not.
The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and reduces spherical aberration for all portions of the diffraction grating,
An object of the present invention is to provide an optical system capable of improving the resolution and a spectrophotometer using the same.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、回折格子の格子
面を複数に分割し、分割された各格子面を別個独立に、
例えば凹面格子面の曲率半径、格子面に刻まれる溝の形
状、つまり各部分の場所に応じた溝形状の最適化、さら
には製作段階での露光条件等のホログラフィックな製作
条件を考慮して製作する。すなわち、このような各格子
面の溝の形状、曲率等の組合せを考慮することによって
各格子面からの光を所望の位置へ導光できるように製作
する。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies conducted by the present inventors to achieve the above object, the grating surface of the diffraction grating is divided into a plurality of grating surfaces, and each of the divided grating surfaces is separately and independently formed.
For example, considering the curvature radius of the concave lattice surface, the shape of the groove cut into the lattice surface, that is, optimization of the groove shape according to the location of each part, and further, considering the holographic manufacturing conditions such as the exposure conditions at the manufacturing stage To manufacture. That is, by considering the combination of the shape, curvature, and the like of the grooves on each lattice plane, the light is produced so that light from each lattice plane can be guided to a desired position.
【0008】そして、このようにして作られた各格子面
で、同様の入射光像が、別個独立に作られるように、か
つ該各格子面の線分散が前記特定の集光位置で一致する
ように、該各格子面の配置を工夫することにより、回折
格子の全ての部分について前記最適化をすることができ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。Then, similar incident light images are formed separately and independently on each lattice plane thus formed, and the line dispersion of each lattice plane coincides with the specific light condensing position. As described above, it has been found that the above optimization can be performed for all portions of the diffraction grating by devising the arrangement of the respective grating surfaces, and the present invention has been completed.
【0009】すなわち、本発明にかかる光学系は、入射
光を波長毎に分光する回折格子を含み、該回折格子によ
り分光された各波長光を特定の位置に集光させる光学系
において、前記回折格子は、格子面を複数に分割し、分
割した各格子面を別個独立に、ホログラフィックな製作
条件を考慮して製作し、前記各格子面で同様の入射光像
が、別個独立に作られるように、かつ該各格子面の線分
散が前記特定の集光位置で一致するように、該各格子面
を配置したことを特徴とする。That is, the optical system according to the present invention includes a diffraction grating that separates incident light for each wavelength, and the optical system that condenses each wavelength light separated by the diffraction grating at a specific position. The grating is formed by dividing a grating surface into a plurality of parts, and each of the divided grating surfaces is manufactured separately and independently in consideration of holographic manufacturing conditions, and similar incident light images are separately and independently formed on the respective grating surfaces. And the respective grating surfaces are arranged such that the linear dispersion of the respective grating surfaces coincides with each other at the specific light condensing position.
【0010】本発明の回折格子としては、例えばホログ
ラフィック凹面格子等を用いることができる。また、前
記光学計において、前記特定の集光位置に検出器を置く
こと、或いは出射スリットを置くことも好適である。こ
こで、前記検出器は、前記回折格子により分光された各
波長光、又は特定波長の光を受光し、該光の強度を測定
する。本発明の検出器としては、例えば前記回折格子に
より分光された各波長光を受光し、波長毎の光の強度を
測定するマルチチャンネル検出器等を用いることができ
る。As the diffraction grating of the present invention, for example, a holographic concave grating can be used. Further, in the optical meter, it is also preferable to place a detector at the specific condensing position, or to place an exit slit. Here, the detector receives light of each wavelength or light of a specific wavelength separated by the diffraction grating, and measures the intensity of the light. As the detector of the present invention, for example, a multi-channel detector that receives light of each wavelength separated by the diffraction grating and measures the intensity of light at each wavelength can be used.
【0011】また、前記出射スリットは、前記回折格子
により分光された各波長光の内で特定波長の光を取り出
す。また、前記光学系において、前記各格子面は同一、
又は異なるブレーズ波長をもつことも好適である。ま
た、前記光学系において、前記各格子面をそれぞれの保
持機構、又は一の保持機構により保持することも好適で
ある。また、前記光学系において、前記各格子面の形状
は同一、又は異なる種類よりなることも好適である。The emission slit extracts light of a specific wavelength from the light of each wavelength separated by the diffraction grating. Further, in the optical system, the respective lattice planes are the same,
Or it is also suitable to have different blaze wavelengths. Further, in the optical system, it is also preferable that each of the grating surfaces is held by each holding mechanism or one holding mechanism. Further, in the optical system, it is preferable that the shapes of the respective grating surfaces are the same or different types.
【0012】ここにいう格子面の形状とは、例えば横
幅、高さ等で規定される回折格子の外形等をいう。ま
た、ここにいうホログラフィックな製作条件とは、例え
ば格子面の曲率半径、溝の形状、溝の間隔、溝線の形等
の設計、さらには該設計を実現するための露光条件等な
どをいう。この溝の形には、たとえば古典的格子、エシ
ェレット格子、エシェロン格子、エシェル格子、ラミナ
格子、ラメラ格子、正弦波状格子、台形格子などがあ
る。この溝の間隔には、規則、不規則のものがある。こ
の溝線の形は、例えば凹面回折格子では曲線群となる
が、直線群も可能である。The shape of the grating surface referred to here means, for example, the outer shape of the diffraction grating defined by the width, height and the like. The holographic manufacturing conditions referred to herein include, for example, the design of the radius of curvature of the lattice surface, the shape of the groove, the interval between the grooves, the shape of the groove line, and the like, and the exposure conditions for realizing the design. Say. Examples of the shape of the groove include a classical lattice, an echelette lattice, an echelon lattice, an echelle lattice, a lamina lattice, a lamella lattice, a sinusoidal lattice, and a trapezoidal lattice. There are regular and irregular intervals between the grooves. The shape of the groove line is, for example, a curve group in a concave diffraction grating, but a straight line group is also possible.
【0013】つぎに、ここにいう各格子面の製作法の一
例を以下に示すが、本発明では、各格子面について別個
独立に、凹面格子面の曲率半径、溝の形状等の設計、該
設計を実現するための露光条件等のホログラフィックな
製作条件を考慮している。その上で、凹面基板上の薄膜
にホログラフィにより断面がほぼ正弦波状の格子溝を形
成する。そして、この凹面基板から凸面基板をレプリカ
すると、この凹面基板の転写面には、やはり略正弦波状
の格子溝が形成される。Next, an example of a method of manufacturing each lattice plane referred to herein will be described below. In the present invention, the design of the curvature radius of the concave lattice plane, the shape of the groove, etc. Holographic manufacturing conditions such as exposure conditions for realizing the design are taken into account. Then, a lattice groove having a substantially sinusoidal cross section is formed in the thin film on the concave substrate by holography. When the convex substrate is replicated from the concave substrate, a substantially sinusoidal lattice groove is also formed on the transfer surface of the concave substrate.
【0014】つぎに、この凹面基板の斜め上方から凸面
基板の斜め上方から凸面全体にわたって同一入射角でイ
オンビームを照射しエッチング加工を施すことにより、
ブレーズ角が同一の鋸歯状溝が凸面基板上に形成され
る。そして、この凸面グレーティングを基板としてレプ
リカを作成することにより各凹面エシェレットグレーテ
ィングを得ることができるのである。Next, an ion beam is irradiated at the same angle of incidence from the obliquely above the concave substrate to the entire convex surface from above the convex substrate to perform etching.
Serrated grooves having the same blaze angle are formed on the convex substrate. Then, by forming a replica using the convex grating as a substrate, each concave echelette grating can be obtained.
【0015】本発明では、このようにして別個独立に作
られた各凹面エシェレットグレーティング等の各格子面
で、同様の入射光像が、別個独立に作られるように、か
つ該各格子面の線分散が特定の集光位置で一致するよう
に工夫して、該各格子面を配置し、本発明の光学系を完
成する。また、前記目的を達成するために本発明にかか
る分光光度計は、本発明にかかる光学系を用いたことを
特徴とする。According to the present invention, similar incident light images are formed separately and independently on each of the grating surfaces such as each of the concave-shaped echelette gratings separately formed in this manner, and the respective grating surfaces are formed. Each of the grating planes is arranged by devising such that the linear dispersion of the light is coincident at a specific light condensing position, thereby completing the optical system of the present invention. In order to achieve the above object, a spectrophotometer according to the present invention uses the optical system according to the present invention.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】図3には本発明の一実施形態にか
かる光学系の概略構成が示されている。なお、前記図1
と対応する部分には符号100を加えて示し説明を省略
する。同図に示す光学系110では、入射光Lは入射ス
リット114を介して回折格子110に入射し、波長分
解される。この結果、スリット像面に設置されたMCD
112の受光面上に、波長毎のスリット像が形成される
ので、該MCD112により各波長毎の光の強度を測定
している。FIG. 3 shows a schematic configuration of an optical system according to an embodiment of the present invention. Note that FIG.
The parts corresponding to and are denoted by reference numeral 100, and description thereof is omitted. In the optical system 110 shown in the figure, the incident light L enters the diffraction grating 110 via the incident slit 114, and is wavelength-resolved. As a result, the MCD set on the slit image plane
Since a slit image for each wavelength is formed on the light receiving surface of the light 112, the intensity of light for each wavelength is measured by the MCD 112.
【0017】ここで、本実施形態では、前述のように回
折格子110は、格子面を4分割し、各格子面116,
118,120,122(例えば縦20mm×横20m
m等)を別個独立に、格子面の曲率半径、溝の形状の設
計、該設計を実現するための露光条件等のホログラフィ
ックな製作条件を考慮して製作している。Here, in the present embodiment, as described above, the diffraction grating 110 divides the grating surface into four, and each grating surface 116,
118, 120, 122 (for example, length 20 mm x width 20 m
m, etc.) are separately manufactured in consideration of the holographic manufacturing conditions such as the curvature radius of the grating surface, the shape of the groove, and the exposure conditions for realizing the design.
【0018】その上で、本実施形態では、種々の入射角
の入射光L116〜L122を回折格子110に入射さ
せた場合、1のスリット像が複数の格子面をまたいで作
られるのではなく、各格子面116,118,120,
122で、別個独立のスリット像I116〜I122が
作られるように、かつ各格子面116,118,12
0,122の線分散を、MCD122の各波長対応部分
で一致するように、各格子面116,118,120,
122の配置を、各対応保持機構(図示省略)により工
夫している。[0018] On top of that, in the present embodiment, when light is incident L 116 ~L 122 of various incident angles on the diffraction grating 110, than the first slit image is made across a plurality of lattice plane And each of the lattice planes 116, 118, 120,
At 122, independent slit images I116-I122 are created and each of the lattice planes 116, 118 , 12
The grating planes 116, 118, 120,.
The arrangement of 122 is devised by each corresponding holding mechanism (not shown).
【0019】本実施形態にかかる光学系は概略以上のよ
うに構成され、以下にその作用について説明する。ま
ず、入射光Lが入射スリット114を介して回折格子1
10に投射され、該回折格子110により波長毎に分光
される。ここで、従来は、このような回折格子として、
一般に1枚の球面鏡上にホログラフィにより鏡面全面に
一括して溝を形成したものを用いていた。The optical system according to the present embodiment is generally configured as described above, and its operation will be described below. First, the incident light L is transmitted through the entrance slit 114 to the diffraction grating 1.
The light is projected onto the diffraction grating 10 and separated by the diffraction grating 110 for each wavelength. Here, conventionally, as such a diffraction grating,
In general, a single spherical mirror having grooves formed on the entire mirror surface by holography is used.
【0020】しかしながら、このような回折格子を用い
ていたのでは、前述のように例えば格子面の周辺部分に
ついて大きな球面収差が発生してしまう。そこで、本実
施形態では、回折格子の全ての部分について球面収差を
低減し、分解能の向上させるため、回折格子として、格
子面を4分割し、分割した各格子面116、118,1
20,122を別個独立に、曲率半径、溝の形状、露光
条件等のホログラフィックな製作条件を考慮して製作し
ているのである。However, if such a diffraction grating is used, a large spherical aberration occurs, for example, in the peripheral portion of the grating surface as described above. Therefore, in the present embodiment, in order to reduce spherical aberration and improve resolution in all portions of the diffraction grating, a grating surface is divided into four as a diffraction grating, and each of the divided grating surfaces 116, 118, and 1 is used.
20, 122 are manufactured independently taking into account holographic manufacturing conditions such as the radius of curvature, the shape of the groove, and the exposure conditions.
【0021】その上で、種々の入射角の入射光L116
〜L122を回折格子110に入射させた場合、同様の
スリット像I116〜I122が各格子面116,11
8,120,122で別個独立に作られるように、かつ
各格子面116,118,120,122の線分散が、
MCD122の各波長対応部分で一致するように、各格
子面116,118,120,122の配置を工夫して
いるのである。すなわち、種々の入射角の入射光L
116〜L122を回折格子110に入射させた場合、
1のスリット像が複数の格子面をまたいで作られるので
はなく、図4(a)〜(d)に示すように、同様のスリ
ット像I116、I118、I120、I122が各格
子面116,118,120,122に別個独立に作ら
れるようにしているのである。Then, incident light L 116 having various incident angles is formed.
To L 122 are incident on the diffraction grating 110, similar slit images I 116 to I 122 are formed on the respective grating surfaces 116 and 11.
8, 120, 122, and the line dispersion of each of the lattice planes 116, 118, 120, 122 is
The arrangement of each of the lattice planes 116, 118, 120, and 122 is devised so as to coincide at each wavelength corresponding portion of the MCD 122. That is, the incident light L at various incident angles
When 116 to L 122 are incident on the diffraction grating 110,
One slit image is not formed over a plurality of lattice planes, but similar slit images I 116 , I 118 , I 120 , and I 122 are formed on each lattice as shown in FIGS. The surfaces 116, 118, 120, and 122 are made separately and independently.
【0022】そして、このような各格子面116,11
8,120,122からの線分散を、同図(d)に示す
ように、MCD112の各波長対応部分で一致させてい
るので、入射光Lの回折格子110に対する入射角に拘
わらず、全ての格子面上について球面収差を大幅に低減
し、分解能を向上させることが可能となる。また、本実
施形態では、光学系110全体としてのFナンバは変え
ることなく、各格子面116,118,120,122
のFナンバを大きくすることができるので、光学系11
0を大型化することなく、十分な明るさを得ることがで
きる。The respective lattice planes 116, 11
As shown in FIG. 4D, the linear dispersions from 8, 120, and 122 are matched at each wavelength-corresponding portion of the MCD 112, and therefore, regardless of the incident angle of the incident light L with respect to the diffraction grating 110, It is possible to greatly reduce the spherical aberration on the grating surface and improve the resolution. Further, in the present embodiment, each of the lattice planes 116, 118, 120, 122 is maintained without changing the F number of the optical system 110 as a whole.
Of the optical system 11 can be increased.
Sufficient brightness can be obtained without increasing the size of 0.
【0023】また、本実施形態では、回折格子110の
製作中、各格子面116,118,120,122のブ
レーズ波長を使用目的に合わせて、異なるものや同じも
の等となるように制御することにより、入射光を広い波
長範囲で均一に分散させたり、集中させたり、或いは複
数のピークを持たせるなどの自由度向上を図ることも容
易となる。つぎに、本実施形態にかかる光学系を用いた
場合の分解能を検証するため、MCD112の受光面に
形成される線分散が、各格子面116〜122の大きさ
によりどのように変化するかを調べた。In the present embodiment, during the manufacture of the diffraction grating 110, the blaze wavelength of each of the grating surfaces 116, 118, 120, 122 is controlled so as to be different or the same according to the purpose of use. Thereby, it becomes easy to improve the degree of freedom such as uniformly dispersing or concentrating the incident light in a wide wavelength range or giving a plurality of peaks. Next, in order to verify the resolution in the case where the optical system according to the present embodiment is used, how the linear dispersion formed on the light receiving surface of the MCD 112 changes depending on the size of each of the grating surfaces 116 to 122 will be described. Examined.
【0024】すなわち、図5には、各格子面116〜1
22の大きさを、それぞれ縦80mm×横80mmとし
た場合の線分散の一例が、図6には40mm×40mm
とした場合の線分散の一例が、図7には20mm×20
mmとした場合の線分散の一例が、それぞれ示されてい
る。図5〜図7より明らかなように、各格子面116〜
122の大きさを、それぞれ80mm×80mmとした
場合を示す図5、及び40mm×40mmとした場合を
示す図6に比較し、20mm×20mmとした場合を示
す図7は、例えば195.0,195.1,195.
2,159.3,159.4,159.5nm等の各波
長について収差を大幅に低減することができることが理
解される。That is, FIG. 5 shows each of the lattice planes 116-1.
FIG. 6 shows an example of the linear dispersion when the size of each of the samples 22 is 80 mm × 80 mm.
FIG. 7 shows an example of the line dispersion in the case of 20 mm × 20.
An example of linear dispersion in the case of mm is shown. As is clear from FIGS.
FIG. 5 showing a case where the size of each 122 is 80 mm × 80 mm and FIG. 6 showing a case where the size of each 122 is 40 mm × 40 mm are compared with FIG. 195.1, 195.
It is understood that the aberration can be significantly reduced for each wavelength such as 2,159.3, 159.4, and 159.5 nm.
【0025】このように、本実施形態のように回折格子
110の格子面を複数に分割し、分割した各部分116
〜122を別個独立に、ホログラフィックな製作条件等
を考慮して製作することにより、回折格子の各部分につ
いて同様の最適化を行うことができる。これにより、そ
のような工夫のないものに比較し、回折格子の全ての部
分について球面収差を大幅に低減し、各波長毎の光の強
度を分解能良く測定することが可能であるといえる。As described above, the grating surface of the diffraction grating 110 is divided into a plurality of portions as in the present embodiment, and each of the divided portions 116 is divided.
122122 are manufactured separately and independently in consideration of holographic manufacturing conditions and the like, whereby the same optimization can be performed for each part of the diffraction grating. As a result, it can be said that the spherical aberration can be significantly reduced in all parts of the diffraction grating and the intensity of light for each wavelength can be measured with high resolution, as compared to a case without such a device.
【0026】以上のように本実施形態にかかる光学系に
よれば、回折格子の格子面を複数に分割し、分割した各
格子面部分を別個独立に、製作条件等を工夫して製作す
ることにより、回折格子の各部分について同様の最適化
を行うことができるので、その全ての格子面部分につい
て球面収差を大幅に低減し、分解能を大幅に向上させる
ことができる。また、本実施形態では、回折格子110
の製作中、各格子面のブレーズ波長を使用目的等に合わ
せて適宜制御することにより、入射光を広い波長範囲で
均一に分散させたり、集中させたり、或いは複数のピー
クを持たせるなどの自由度向上を図ることも容易とな
る。As described above, according to the optical system of the present embodiment, the grating surface of the diffraction grating is divided into a plurality of parts, and each of the divided grating surface parts is manufactured independently by devising manufacturing conditions and the like. As a result, the same optimization can be performed for each part of the diffraction grating, so that the spherical aberration can be significantly reduced and the resolution can be significantly improved for all the grating surface parts. In the present embodiment, the diffraction grating 110
During the manufacture of the laser, the blaze wavelength of each grating surface is appropriately controlled according to the purpose of use, etc., so that the incident light can be dispersed or concentrated uniformly over a wide wavelength range, or multiple peaks can be obtained. It is easy to improve the degree.
【0027】また、本実施形態にかかる光学系を分光光
度計の光学系に用いることにより、各波長毎の光の強度
を分解能良く測定することができるので、本実施形態の
ような工夫のなされていない光学系を用いたものに比較
し、より高精度な分光測定を行うことができる。なお、
本実施形態においては、回折格子110の格子面を4分
割した例について説明したが、これに限られるものでは
なく、使用目的等に応じて、他の複数分割をしてもよ
い。Also, by using the optical system according to the present embodiment for the optical system of a spectrophotometer, the intensity of light at each wavelength can be measured with good resolution, and thus the invention is devised as in the present embodiment. This makes it possible to perform more accurate spectroscopic measurement as compared with an optical system that does not use an optical system. In addition,
In the present embodiment, an example in which the grating surface of the diffraction grating 110 is divided into four parts has been described. However, the present invention is not limited to this, and other plural divisions may be made according to the purpose of use.
【0028】また、本実施形態においては、入射スリッ
ト114からの入射光Lを、回折格子110に直接、投
射した例について説明したが、この入射スリット114
に代えて、光源を置き、該光源からの光を直接、回折格
子110に投射したり、またそれらの間に反射鏡等を介
在させてもよい。また、本実施形態においては、回折格
子110により分光された各波長光を直接、MCD11
2で受光した例について説明したが、回折格子114と
MCD112との間に、反射鏡等を介在させてもよい。
また、本実施形態において、各格子面116〜122の
ブレーズ波長は同一のものでも、異なるものでもよい。Further, in this embodiment, an example in which the incident light L from the incident slit 114 is directly projected on the diffraction grating 110 has been described.
Alternatively, a light source may be placed, and the light from the light source may be directly projected on the diffraction grating 110, or a reflecting mirror or the like may be interposed between them. In the present embodiment, each wavelength light split by the diffraction grating 110 is directly transmitted to the MCD 11.
Although the example in which the light is received at 2 has been described, a reflecting mirror or the like may be interposed between the diffraction grating 114 and the MCD 112.
In the present embodiment, the blaze wavelengths of the respective grating surfaces 116 to 122 may be the same or different.
【0029】また、本実施形態においては、各格子面1
16〜122を、各対応保持機構により保持した例につ
いて説明したが、それらを一の保持機構で一括して保持
してもよい。さらに、本実施形態において、各格子面1
16〜122の形状、つまり各回折格子の外形は同一の
種類のものでも、異なるものでもよい。In this embodiment, each lattice plane 1
Although the example in which 16 to 122 are held by the corresponding holding mechanisms has been described, they may be held together by one holding mechanism. Further, in the present embodiment, each lattice plane 1
The shapes of 16 to 122, that is, the outer shapes of the diffraction gratings may be of the same type or different.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上説明したように本発明にかかる光学
系によれば、格子面をいくつかの部分に分割し、各部分
を別個独立にホログラフィックな製作条件を考慮して作
り、かつ各格子面で同様の入射光像が、別個独立に作ら
れるように、かつ該各格子面の線分散が特定の集光位置
で一致するように、該各格子面を配置することとしたの
で、従来極めて困難であった、回折格子の全ての部分に
ついて球面収差を大幅に低減し、分解能を向上させるこ
とができる。また、前記回折格子の製作中、前記各格子
面のブレーズ波長を制御することにより、入射光を広い
波長範囲で均一に分散させる、集中させる、或いは複数
のピークをもたせることが容易となる。また、本発明に
かかる分光光度計によれば、前述のように各格子面での
球面収差の低減、分解能に優れた本発明にかかる光学系
を用いることとしたので、そのような工夫のなされてい
ない光学系を用いたものに比較し、分解能をより向上さ
せることができる。As described above, according to the optical system of the present invention, the grating surface is divided into several parts, and each part is separately and independently made in consideration of holographic manufacturing conditions. Since the same incident light images are formed on the grating planes separately and independently, and such that the line dispersion of each grating plane coincides at a specific light-condensing position, the respective grating planes are arranged. The spherical aberration can be significantly reduced and the resolution can be improved for all portions of the diffraction grating, which has been extremely difficult in the past. In addition, during manufacture of the diffraction grating, by controlling the blaze wavelength of each of the grating surfaces, it becomes easy to uniformly disperse, concentrate, or have a plurality of peaks over a wide wavelength range. Further, according to the spectrophotometer according to the present invention, as described above, the optical system according to the present invention, which has a reduced spherical aberration at each grating surface and an excellent resolution, is used. The resolution can be further improved as compared with an optical system using no optical system.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】従来の光学系の概略構成の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a schematic configuration of a conventional optical system.
【図2】図1に示した光学系を用いた場合のスリット像
の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a slit image when the optical system shown in FIG. 1 is used.
【図3】本発明の一実施形態にかかる光学系の概略構成
の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a schematic configuration of an optical system according to an embodiment of the present invention.
【図4】図3に示した光学系を用いた場合のスリット像
の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a slit image when the optical system shown in FIG. 3 is used.
【図5】図3に示した光学系の各格子面を、それぞれ8
0×80mmとした場合の線分散の一例である。FIG. 5 is a view showing an example in which each grating surface of the optical system shown in FIG.
It is an example of the linear dispersion when it is set to 0 × 80 mm.
【図6】図3に示した光学系の各格子面を、それぞれ4
0×40mmとした場合の線分散の一例である。FIG. 6 shows each lattice plane of the optical system shown in FIG.
It is an example of the linear dispersion when it is set to 0 × 40 mm.
【図7】図3に示した光学系の各格子面を、それぞれ2
0×20mmとした場合の線分散の一例である。FIG. 7 shows each lattice plane of the optical system shown in FIG.
It is an example of the linear dispersion when it is set to 0 × 20 mm.
110…回折格子 112…MCD(検出器) 114…入射スリット 116,118,120,122…各格子面 110: diffraction grating 112: MCD (detector) 114: entrance slit 116, 118, 120, 122: each grating surface
フロントページの続き (72)発明者 川崎 一弘 東京都八王子市石川町2967番地の5 日本 分光株式会社内 Fターム(参考) 2G020 CC05 CC06 CC11 CD04 CD24Continuation of the front page (72) Inventor Kazuhiro Kawasaki 2967 Ishikawa-cho, Hachioji-shi, Tokyo F-term in Japan Spectroscopy Co., Ltd. 2G020 CC05 CC06 CC11 CC04 CD24 CD24
Claims (6)
み、該回折格子により分光された各波長光を特定の位置
に集光させる光学系において、前記回折格子は、格子面
を複数に分割し、分割した各格子面を別個独立に、ホロ
グラフィックな製作条件を考慮して製作し、前記各格子
面で同様の入射光像が、別個独立に作られるように、か
つ該各格子面の線分散が前記特定の集光位置で一致する
ように、該各格子面を配置したことを特徴とする光学
系。1. An optical system including a diffraction grating that separates incident light for each wavelength and condensing each wavelength light separated by the diffraction grating at a specific position, wherein the diffraction grating has a plurality of grating surfaces. Divided, each of the divided lattice planes is manufactured independently and in consideration of holographic manufacturing conditions, and a similar incident light image is formed on each of the lattice planes separately and independently. An optical system, wherein each of the lattice planes is arranged such that the linear dispersion of the light beams coincides with the specific light condensing position.
光位置に、前記回折格子により分光された各波長光、又
は特定の波長光を受光し、該光の強度を測定する検出器
を置いたこと、 或いは前記回折格子により分光された各波長光の内で特
定波長の光を取り出す出射スリットを置いたことを特徴
とする光学系。2. The optical meter according to claim 1, further comprising a detector that receives each wavelength light or a specific wavelength light split by the diffraction grating and measures the intensity of the light at the focusing position. An optical system, comprising: an output slit for extracting light of a specific wavelength from light of each wavelength separated by the diffraction grating.
前記各格子面は同一、又は異なるブレーズ波長をもつこ
とを特徴とする光学系。3. The optical system according to claim 1, wherein
An optical system, wherein each of the grating surfaces has the same or different blaze wavelength.
おいて、前記各格子面をそれぞれの保持機構、または一
の保持機構により保持したことを特徴とする光学系。4. The optical system according to claim 1, wherein each of said grating surfaces is held by a respective holding mechanism or a single holding mechanism.
おいて、前記各格子面の形状は同一、又は異なる種類よ
りなることを特徴とする光学系。5. The optical system according to claim 1, wherein said grating surfaces have the same or different shapes.
用いたことを特徴とする分光光度計。6. A spectrophotometer using the optical system according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11225451A JP2001050811A (en) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Optical system and spectrophotometer using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11225451A JP2001050811A (en) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Optical system and spectrophotometer using the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001050811A true JP2001050811A (en) | 2001-02-23 |
Family
ID=16829566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11225451A Pending JP2001050811A (en) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Optical system and spectrophotometer using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001050811A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111811650A (en) * | 2020-07-29 | 2020-10-23 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | C-T type structure imaging system based on holographic concave grating |
-
1999
- 1999-08-09 JP JP11225451A patent/JP2001050811A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111811650A (en) * | 2020-07-29 | 2020-10-23 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | C-T type structure imaging system based on holographic concave grating |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6266140B1 (en) | Corrected concentric spectrometer | |
US6744505B1 (en) | Compact imaging spectrometer | |
US7116418B2 (en) | Spectral imaging apparatus and methods | |
US8520204B2 (en) | Dyson-type imaging spectrometer having improved image quality and low distortion | |
US10288481B2 (en) | Spectrometer for generating a two dimensional spectrum | |
JP5170488B2 (en) | Conical diffraction oblique incidence spectrometer and diffraction grating for the spectrometer | |
JP5666459B2 (en) | Spectrometer comprising an aberration correcting concave diffraction grating and transmission aberration correcting means | |
TW200825386A (en) | Multi-channel imaging spectrometer | |
US5579106A (en) | Method and apparatus for providing astigmatism-reduced images with spectroscopic instruments | |
US20010048526A1 (en) | Compact spectrometer | |
JP3429589B2 (en) | Image spectrometer | |
JPH11183249A (en) | Spectroscope | |
EP0179717B1 (en) | Method for producing a corrected holographic grating, and apparatus using this grating | |
JP2001050811A (en) | Optical system and spectrophotometer using the same | |
US20040196460A1 (en) | Scatterometric measuring arrangement and measuring method | |
JP3245189B2 (en) | Astigmatism correction type spectrometer | |
JP2005504318A (en) | measuring device | |
JPS5970928A (en) | Multi-wavelength spectrophotometer | |
US20230036417A1 (en) | First optical system, monochromator, and optical apparatus | |
US20230069726A1 (en) | Grating spectrometer having v-shaped projection light and capable of eliminating coma aberration | |
JPH01126519A (en) | High speed scanning spectroscope | |
JP2001289713A (en) | Spectrophotometer | |
JP2532235B2 (en) | Optical relay | |
JP2001264169A (en) | Spectroscope | |
JPH1062248A (en) | Concave diffraction spectroscope |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060713 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080527 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081007 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081208 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090507 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091201 |