JP2001116618A - Spectrometer - Google Patents

Spectrometer

Info

Publication number
JP2001116618A
JP2001116618A JP29532099A JP29532099A JP2001116618A JP 2001116618 A JP2001116618 A JP 2001116618A JP 29532099 A JP29532099 A JP 29532099A JP 29532099 A JP29532099 A JP 29532099A JP 2001116618 A JP2001116618 A JP 2001116618A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
grating
diffracted
diffraction
spectrometer
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.)
Withdrawn
Application number
JP29532099A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Suzuki
徹 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP29532099A priority Critical patent/JP2001116618A/en
Priority to US09/680,932 priority patent/US6583874B1/en
Publication of JP2001116618A publication Critical patent/JP2001116618A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spectrometer capable of measuring plural spectral lines with high resolution by use of diffraction gratings. SOLUTION: In this spectrometer, parallel light from a collimator lens 16 is diffracted by a holographic grating 18, and the diffracted light (first diffraction light) is incident on an echellette grating 19. The first diffraction light is diffracted by the retro-disposed echellette grating 19, and the diffracted light (second diffraction light) is newly incident on the holographic grating 18. The second diffraction light is diffracted by the holographic grating 18, and the diffracted light (third diffraction light) returns to the collimator lens 16 and is reflected by a mirror 15 to converge on a sensor 17.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、波長の異なる複数
のスペクトル線を有する光を入力して、該光の出力を検
出する検出手段を有する分光計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spectrometer having detection means for inputting light having a plurality of spectral lines having different wavelengths and detecting the output of the light.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の分光計としては、特開平11−1
32848号公報に開示されたものが知られている。こ
の公報に記載の分光計では、部分反射ミラーが、回折格
子(グレーティング)のような分散光学素子とコリメー
ティング光学素子との間に位置決めされている。
2. Description of the Related Art A conventional spectrometer is disclosed in JP-A-11-1.
The one disclosed in Japanese Patent No. 32848 is known. In the spectrometer described in this publication, a partially reflecting mirror is positioned between a dispersive optical element such as a diffraction grating (grating) and a collimating optical element.

【0003】この分光計においては、波長を検出したい
光をコリメーティング光学素子によって平行ビームにし
て回折格子に入射させると、この回折格子によって回折
された光がコリメーティング光学素子へ戻る。この戻る
光の一部が部分反射ミラーによって反射され再び回折格
子に入射されることで、再度、この回折格子によって回
折された光がコリメーティング光学素子に戻る。
In this spectrometer, when light whose wavelength is to be detected is converted into a parallel beam by a collimating optical element and is incident on a diffraction grating, the light diffracted by the diffraction grating returns to the collimating optical element. A part of the returning light is reflected by the partial reflection mirror and is incident on the diffraction grating again, so that the light diffracted by the diffraction grating returns to the collimating optical element again.

【0004】すなわち、平行ビームの一部は、部分反射
ミラーを透過し、回折格子で回折して(第1回折ビー
ム)、さらにこの部分反射ミラーで反射した後、再度、
回折格子で回折する(第2回折ビーム)。
That is, a part of the parallel beam passes through the partial reflection mirror, is diffracted by the diffraction grating (first diffraction beam), and is reflected by the partial reflection mirror.
Diffracted by the diffraction grating (second diffraction beam).

【0005】そして、この第2回折ビームが部分反射ミ
ラーを透過することにより、この透過した第2回折ビー
ムの70%のビームの光強度が光度計により測定され
る。
[0005] When the second diffracted beam passes through the partial reflection mirror, the light intensity of 70% of the transmitted second diffracted beam is measured by a photometer.

【0006】このように上記公報に記載の分光計は、回
折格子によって平行ビームの少なくとも一部分を少なく
とも2回回折させて、2重の分散値を持つビームを測定
している。
As described above, the spectrometer described in the above publication measures a beam having a double dispersion value by diffracting at least part of a parallel beam at least twice by a diffraction grating.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
記載の分光計においては、回折角の大きいリトロ配置
(グレーティングに対する入射光と出射光が同じ方向で
ある配置)を実現するための具体的な回折格子(グレー
ティング)については言及していないが、リトロ配置を
実現するための回折格子には、エシェルグレーティング
が適している。
By the way, in the spectrometer described in the above publication, a specific arrangement for realizing a retro arrangement with a large diffraction angle (an arrangement in which incident light and output light with respect to the grating are in the same direction) is realized. No mention is made of a diffraction grating (grating), but an echelle grating is suitable for a diffraction grating for realizing a retro configuration.

【0008】しかし、このエシェルグレーティングを用
いた場合には下記のような問題点がある。
However, when this echelle grating is used, there are the following problems.

【0009】すなわち、回折角が大きくかつリトロ配置
が可能なグレーティングを実現するには、その溝線数を
多くする必要があるが、エシェルグレーティングは溝線
数を多くして製作することが困難である。このため、少
ない溝線数で回折角を大きくするには、回折次数が高次
の回折光を使う必要があり、その結果、ある回折次数の
回折光の波長とその隣の回折次数の回折光の波長との波
長差(つまりFSR)が小さくなる。
That is, in order to realize a grating having a large diffraction angle and a retro-arrangement, it is necessary to increase the number of grooves, but it is difficult to manufacture an echelle grating by increasing the number of grooves. is there. Therefore, in order to increase the diffraction angle with a small number of groove lines, it is necessary to use diffracted light having a higher diffraction order. As a result, the wavelength of the diffraction light of a certain diffraction order and the diffraction light of the next diffraction order are required. Wavelength difference (that is, FSR) with respect to the wavelength of.

【0010】ここで、グレーティングに入射する入射光
の波長をλ1、回折次数をm1とし、この入射光と、波
長がλ2、回折次数がm2の回折光との関係が下記の数
式(1)を満足する場合の光は同一方向に回折される。
Here, the wavelength of the incident light incident on the grating is λ1, the diffraction order is m1, and the relationship between the incident light and the diffracted light having the wavelength λ2 and the diffraction order m2 is expressed by the following equation (1). If satisfied, the light is diffracted in the same direction.

【0011】 m1・λ1=m2・λ2 ・・・(1) この数式(1)が成立するとき、波長λ1と波長λ2と
の波長差Δλ(つまりFSR)は数式(2)で表され
る。
M1 · λ1 = m2 · λ2 (1) When the equation (1) is satisfied, the wavelength difference Δλ between the wavelengths λ1 and λ2 (that is, FSR) is represented by the equation (2).

【0012】 Δλ=λ1/(m1+1) ・・・(2) ところで、エシェルグレーティングを用いて入射光を回
折させた場合は、回折次数m1を非常に大きい値例えば
100とすると、m1・λ1=m2・λ2(m2は整
数)を満たす全ての波長λ2が波長λ1と同じ位置に観
察される。このため、波長λ1に近接した波長域に複数
のスペクトルが存在する場合には、それらのスペクトル
の識別は難しくなる。
Δλ = λ1 / (m1 + 1) (2) When diffracting incident light using an echelle grating, if the diffraction order m1 is set to a very large value, for example, 100, then m1 · λ1 = m2 All wavelengths λ2 satisfying λ2 (m2 is an integer) are observed at the same position as wavelength λ1. Therefore, when there are a plurality of spectra in a wavelength range close to the wavelength λ1, it is difficult to identify the spectra.

【0013】具体的に説明すると、例えば鉄(Fe)ホ
ロカソードランプを、溝線数が85.34本/mmのエ
シェルグレーティングに入射させた場合、このランプの
波長λ1=248.3271nmの93次回折光の回折
角と波長λ2=419.9098nmの55次回折光の
回折角との角度差は、図11に示すように、0.018
度しか違わない。
More specifically, for example, when an iron (Fe) hollow cathode lamp is made incident on an echelle grating having a groove line number of 85.34 lines / mm, the 93rd light having a wavelength λ1 of 248.3271 nm is used. As shown in FIG. 11, the angle difference between the diffraction angle of the folded light and the diffraction angle of the 55th-order diffracted light having a wavelength λ2 = 419.9098 nm is 0.018.
Only different.

【0014】このように上記FSRの小さい分光計で
は、互いに隣接する回折次数の回折光の回折角の角度差
が非常に小さいため、鉄(Fe)ホロカソードランプの
ように複数の発光スペクトル線がある場合には、それぞ
れの回折光が重なり合うため、これらの回折光を分離で
きなくなり、結果的に、個々のスペクトルの対応関係を
同定することが困難になる。
As described above, in the above-described spectrometer having a small FSR, since the angle difference between the diffraction angles of the diffracted lights of adjacent diffraction orders is very small, a plurality of emission spectrum lines are formed like an iron (Fe) hollow cathode lamp. In some cases, since the respective diffracted lights overlap, these diffracted lights cannot be separated, and as a result, it becomes difficult to identify the correspondence between individual spectra.

【0015】すなわち、実際のスペクトルが図12
(a)に示すように分布している場合であっても、上記
FSRの小さい分光計では、互いに隣接する回折次数の
回折光の回折角の角度差が非常に小さいため、光度計に
よって計測されるのは、図12(b)に示すように、波
長の異なる複数のスペクトルとなる。
That is, the actual spectrum is shown in FIG.
Even in the case where the light is distributed as shown in (a), in the spectrometer having a small FSR, since the angle difference between the diffraction angles of the diffracted lights of the adjacent diffraction orders is very small, it is measured by the photometer. This results in a plurality of spectra having different wavelengths as shown in FIG.

【0016】また、上記FSRの小さい分光計では、複
数の離れた次数のスペクトルが近接した状態で計測され
るため、図13に示すように、計測したい1つのスペク
トルS2の近傍に他のスペクトルS1が存在して、この
スペクトルS1の波形と計測したいスペクトルS2の波
形とが重なり合うので、ベースライン部の計測を正確に
行うことができないという問題点がある。
In the above-described spectrometer having a small FSR, a plurality of spectra of distant orders are measured in a state of being close to each other. Therefore, as shown in FIG. And the waveform of the spectrum S1 overlaps with the waveform of the spectrum S2 to be measured, so that there is a problem that the measurement of the baseline portion cannot be performed accurately.

【0017】ところで、エシェルグレーティングに複数
の発光スペクトル線を有する光を入射させた場合には上
述したような問題点があるものの、1つの発光スペクト
ル線を持つ光をエシェルグレーティングに入射させた場
合は、当該光の出力を検出することができる。
By the way, when light having a plurality of emission spectral lines is incident on the echelle grating, there is the above-mentioned problem. However, when light having one emission spectral line is incident on the echelle grating. , The output of the light can be detected.

【0018】そこで、上述した問題点を解決すべく、複
数の発光スペクトル線を1つの発光スペクトル線にす
る、いわゆる1ライン化する手段として、図14に示す
ように、例えば上記公報に示される分光計1に、この分
光計1への光の入射前に、2つのレンズ2、3の間に1
つのプリズム4を配置した前置分散素子を設けるように
する構成が考えられる。
Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, as a means for converting a plurality of emission spectrum lines into one emission spectrum line, that is, as a so-called one-line method, as shown in FIG. Before the light is incident on the spectrometer 1, 1 is set between the two lenses 2 and 3.
A configuration in which a pre-dispersion element in which two prisms 4 are arranged is provided.

【0019】この前置分散素子は、レンズ3を通過した
光を、プリズム4によって分散させた後、さらにレンズ
2に通過させることにより、1ライン化された光を、分
光計1のスリット1aに入射させるようにしたものであ
る。
The pre-dispersion element disperses the light that has passed through the lens 3 by the prism 4 and then passes the light through the lens 2 so that the one-lined light is transmitted to the slit 1 a of the spectrometer 1. It is designed to be incident.

【0020】しかしながら、1つのプリズム4では、分
解能が十分でないため(分光量が不足)、上述したよう
なスペクトルの重なりを完全には除去することができな
い。そこで、分解能を向上させるために、複数のプリズ
ムを用いることが考えられるが、プリズム構成が大型に
なるという問題点がある。
However, since the resolution of one prism 4 is not sufficient (spectral quantity is insufficient), it is not possible to completely remove the overlap of the spectra as described above. In order to improve the resolution, it is conceivable to use a plurality of prisms, but there is a problem that the prism configuration becomes large.

【0021】しかも、光がプリズムを透過することで、
ここに熱的変化(温度変化)が発生するので、この温度
変化に伴ってプリズムの屈折率も変化する。よって、1
度設定した位置にあるプリズムを透過した光がスリット
1aを通過しない虞がある。つまり、スペクトルを測定
することができない虞がある。
Moreover, since the light passes through the prism,
Since a thermal change (temperature change) occurs here, the refractive index of the prism also changes with this temperature change. Therefore, 1
There is a possibility that the light transmitted through the prism at the set position does not pass through the slit 1a. That is, the spectrum may not be measured.

【0022】また、1ライン化する手段として、プリズ
ムの代わりに図15に示すような別のグレーティング分
光器5を使用することも可能である。この分光器5は、
スリット6を通過した光を、凹面鏡M1で反射させてグ
レーティング7に入射させ、このグレーティング7によ
って回折された光を凹面鏡M2で反射させた後、さらに
反射鏡8で反射させることにより、1ライン化された光
を、入射スリット9を介して、従来の分光器1に入射さ
せるようにしたものである。
As a means for forming one line, another grating spectroscope 5 as shown in FIG. 15 can be used instead of the prism. This spectroscope 5
The light that has passed through the slit 6 is reflected by the concave mirror M1 to be incident on the grating 7, and the light diffracted by the grating 7 is reflected by the concave mirror M2 and then reflected by the reflecting mirror 8 to form one line. The emitted light is made to enter the conventional spectroscope 1 through the entrance slit 9.

【0023】しかし、この方法では、分光計1による分
解能は十分に得られるものの、1ライン化された光の光
量が減少して、分光計1の光度計による光強度の測定が
困難になる。
However, in this method, although the resolution by the spectrometer 1 is sufficiently obtained, the amount of light of one line is reduced, and it becomes difficult to measure the light intensity by the photometer of the spectrometer 1.

【0024】また上述した公報の分光計では、部分反射
ミラーを透過した光をグレーティングによって回折させ
るようにしているので、光が部分反射ミラーを透過する
ことにより、測定したいスペクトルの光強度は弱くな
り、S/N比が悪くなるという問題点がある。例えばグ
レーティングで光が3回回折されると、この3回回折さ
れた光の光強度は、入射光の光強度の0.55%しか得
られない。
In the spectrometer disclosed in the above publication, the light transmitted through the partial reflection mirror is diffracted by the grating. Therefore, the light transmitted through the partial reflection mirror reduces the light intensity of the spectrum to be measured. , The S / N ratio deteriorates. For example, if light is diffracted three times by the grating, the light intensity of the light diffracted three times is only 0.55% of the light intensity of the incident light.

【0025】さらに上述した公報の分光計では、グレー
ティングで回折しないスペクトル、1回回折されたスペ
クトル、および2回回折されたスペクトルが隣接して観
察され、さらに、少ない回折数のスペクトルの光強度が
強いことにより、図13に示したように、1回回折され
たスペクトルS1のベースライン部と、2回回折された
スペクトルS2のベースライン部とが重なり合い、波長
を計測した光のスペクトルのベースラインが正確に計れ
ないという問題点がある。
Further, in the spectrometer disclosed in the above-mentioned publication, a spectrum not diffracted by the grating, a spectrum diffracted once, and a spectrum diffracted twice are observed adjacent to each other. Due to being strong, as shown in FIG. 13, the baseline portion of the spectrum S1 diffracted once and the baseline portion of the spectrum S2 diffracted twice overlap, and the baseline of the spectrum of the light whose wavelength has been measured is obtained. There is a problem that cannot be measured accurately.

【0026】そこで、本発明の課題は、回折格子を用い
て複数のスペクトル線を高分解能で計測することのでき
る分光計を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a spectrometer capable of measuring a plurality of spectral lines with high resolution using a diffraction grating.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段、作用および効果】上記課
題を達成するために、第1発明では、波長の異なる複数
のスペクトル線を有する光を入力して、該光の出力を検
出する検出手段を有する分光計において、前記検出手段
によって特定の波長のスペクトル線の出力を検出するこ
とができる程度の溝線数の溝が形成され、且つ低い回折
次数で使用可能な第1の回折格子と、該第1の回折光子
における溝線数よりも少ない溝が形成され、且つリトロ
配置で使用可能な第2の回折格子とを備え、前記第1の
回折格子によって前記複数のスペクトル線のうちの特定
の波長のスペクトル線を選択し、該選択されたスペクト
ル線の光を前記第2の回折格子によって回折次数が高次
の回折光に回折することを特徴とする。
Means for Solving the Problems, Functions and Effects In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, detecting means for inputting light having a plurality of spectral lines having different wavelengths and detecting the output of the light In the spectrometer having, the first diffraction grating which is formed with grooves having a number of grooves capable of detecting the output of a spectral line of a specific wavelength by the detection means, and which can be used at a low diffraction order, A second diffraction grating having a number of grooves smaller than the number of groove lines in the first diffracted photon and being usable in a retro configuration, wherein the first diffraction grating specifies one of the plurality of spectral lines. Is selected, and the light of the selected spectral line is diffracted into higher-order diffracted light by the second diffraction grating.

【0028】また、第2発明では、第1発明において、
前記複数のスペクトル線を有する光を前記第1の回折格
子によって回折次数が低次の回折光に回折させ、この回
折された光を前記第2の回折格子によって回折次数が高
次の回折光に回折させ、この回折された光を前記第1の
回折格子に戻すと共に、この第1の回折格子からの回折
または反射された光の出力を前記検出手段によって検出
するようにしたことを特徴とする。
According to a second aspect, in the first aspect,
The light having the plurality of spectral lines is diffracted by the first diffraction grating into lower-order diffraction light, and the diffracted light is converted into higher-order diffraction light by the second diffraction grating. Diffracted, returning the diffracted light to the first diffraction grating, and detecting the output of the diffracted or reflected light from the first diffraction grating by the detection means. .

【0029】さらに、第3発明では、第1発明または第
2発明において、前記第1の回折格子は、ホログラフィ
ックグレーティングまたはイオンエッチドグレーティン
グまたはブレーズドグレーティングまたはエシェレット
グレーティングまたは凹面グレーティングのうちのいず
れかであり、前記第2の回折格子は、エシェルグレーテ
ィングまたはブレーズドグレーティングのうちのいずれ
かであることを特徴とする。
Further, in the third invention, in the first invention or the second invention, the first diffraction grating is one of a holographic grating, an ion-etched grating, a blazed grating, an echelette grating, and a concave grating. And the second diffraction grating is one of an echelle grating and a blazed grating.

【0030】上記第1発明乃至第3発明を図1乃至図3
を参照して説明する。
FIGS. 1 to 3 show the first to third aspects of the present invention.
This will be described with reference to FIG.

【0031】図1に示すように、第1のグレーティング
18は、溝線数が多く低い回折次数で使用可能なグレー
ティングが使用される。この第1のグレーティング18
として、溝線数が3600本/mmのホログラフィック
グレーティングを使用するものとする(以下、ホログラ
フィックグレーティング18という)。
As shown in FIG. 1, the first grating 18 has a large number of groove lines and can be used at a low diffraction order. This first grating 18
It is assumed that a holographic grating having a groove line number of 3600 lines / mm is used (hereinafter referred to as a holographic grating 18).

【0032】ホログラフィックグレーティング18への
ビームの入射ビーム幅W1と、ホログラフィックグレー
ティング18から出射されるビームの出射ビームW2と
はW1<W2の関係にあり、例えばW2/W1=9.8
6になるように設定されている。
The incident beam width W1 of the beam to the holographic grating 18 and the outgoing beam W2 of the beam emitted from the holographic grating 18 have a relationship of W1 <W2, for example, W2 / W1 = 9.8.
6 is set.

【0033】第2のグレーティング19は、リトロ配置
(入射光と回折光の方向がほぼ同じになるような配置)
が可能なグレーティングが使用される。この第2のグレ
ーティング19として、溝線数が35.34本/mmの
エシェルグレーティングを使用するものとする(以下、
エシェルグレーティング19という)。
The second grating 19 is of a retro arrangement (an arrangement in which the directions of incident light and diffracted light are substantially the same).
Is used. As the second grating 19, an echelle grating having the number of groove lines of 35.34 lines / mm is used (hereinafter, referred to as "the second grating 19").
Echel grating 19).

【0034】なお、ホログラフィックグレーティング1
8とエシェルグレーティング19とは、分光計10を図
1中矢印Aで示す方向から見た場合に、図2に示すよう
に、これらのグレーティングの溝線がそれぞれ空間的に
平行となるような位置関係に配置されている。
The holographic grating 1
When the spectrometer 10 is viewed from the direction indicated by the arrow A in FIG. 1, the groove 8 and the echelle grating 19 are positioned such that their groove lines are spatially parallel to each other as shown in FIG. Are placed in a relationship.

【0035】ここで、何故、第1のグレーティングとし
て溝線数が多く低い回折次数で使用可能なグレーティン
グ、例えばホログラフィックグレーティングを使用する
かというと、溝線数が3600本/mmのホログラフィ
ックグレーティング18によって波長λ1=248.3
271nm及び波長λ=419.9098nmを有する
光が回折された場合には、図3に示すように、2つの回
折光の回折角の角度差は41.5度となり、センサ17
によって波長λ1または波長λ2の光を容易に識別でき
るからである。
Here, the reason why a grating having a large number of groove lines and usable at a low diffraction order, for example, a holographic grating, is used as the first grating is that a holographic grating having 3600 groove lines / mm is used. 18, the wavelength λ1 = 248.3
When light having a wavelength of 271 nm and a wavelength of λ = 419.9098 nm is diffracted, the difference between the diffraction angles of the two diffracted lights is 41.5 degrees, as shown in FIG.
This is because light of the wavelength λ1 or the wavelength λ2 can be easily identified.

【0036】次に、かかる構成の分光計10の動作につ
いて図1を参照して説明する。
Next, the operation of the spectrometer 10 having such a configuration will be described with reference to FIG.

【0037】ホログラフィックグレーティング18に入
射したコリメートレンズ16からの平行光は、ホログラ
フィックグレーティング18によってこの光の波長に応
じて変化する回折角の角度をもって回折され、この回折
された回折光(第1の回折光)はエシェルグレーティン
グ19に入射する。
The collimated light from the collimating lens 16 incident on the holographic grating 18 is diffracted by the holographic grating 18 at an angle of a diffraction angle that changes according to the wavelength of the light, and the diffracted light (first light) Is incident on the echelle grating 19.

【0038】この第1の回折光はリトロ配置されている
エシェルグレーティング19によって回折され、この回
折された回折光(第2の回折光)は、再び、ホログラフ
ィックグレーティング18に入射する。
The first diffracted light is diffracted by the echelle grating 19 arranged in the retro direction, and the diffracted light (second diffracted light) enters the holographic grating 18 again.

【0039】この第2の回折光は、ホログラフィックグ
レーティング18によって更に回折され、この回折され
た回折光(第3の回折光)は、コリメートレンズ16に
戻り、ミラー15で反射されてセンサ17に集光する。
The second diffracted light is further diffracted by the holographic grating 18, and the diffracted diffracted light (third diffracted light) returns to the collimating lens 16, is reflected by the mirror 15 and is reflected by the sensor 17. Collect light.

【0040】以上説明したように第1発明乃至第3発明
によれば、第1のグレーティングにより波長範囲を限定
し、第2のグレーティングによりその限定された波長範
囲の光を高分解能に拡大し、この高分解能に拡大された
光をさらに第1のグレーティングに戻して回折させるこ
とにより、異なる回折次数の回折光の重なりが生じない
高分解能の分光計を実現することができる。
As described above, according to the first to third inventions, the wavelength range is limited by the first grating, and the light in the limited wavelength range is expanded to a high resolution by the second grating. By returning the light enlarged to the high resolution to the first grating and diffracting the same, a high-resolution spectrometer in which diffracted lights of different diffraction orders do not overlap can be realized.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】以下、本発明の分光計を添付図面
を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a spectrometer according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

【0042】図1は本実施形態に係る分光計10の構成
を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a spectrometer 10 according to the present embodiment.

【0043】同図に示すように、分光計10は、光源1
1、光ファイバー12、スリット13、2つのミラー1
4、15、コリメートレンズ16、センサ17、第1の
グレーティング18及び第2のグレーティング19から
構成されている。
As shown in the figure, the spectrometer 10 includes a light source 1
1, optical fiber 12, slit 13, two mirrors 1
4, 15, a collimating lens 16, a sensor 17, a first grating 18 and a second grating 19.

【0044】光源11は、波長の異なる複数の発光スペ
クトルを有する光を射出する光源である。この光源11
は、鉄(Fe)ランプまたは水銀(Hg)ランプまたは
白金(Pt)ランプのうちのいずれかを使用することが
できる。
The light source 11 is a light source that emits light having a plurality of emission spectra having different wavelengths. This light source 11
Can use either an iron (Fe) lamp, a mercury (Hg) lamp, or a platinum (Pt) lamp.

【0045】スリット13は、スリット幅が例えば25
μmに形成され、光ファイバ12により導かれた上記ラ
ンプからの光をミラー14へ導く。
The slit 13 has a slit width of, for example, 25
The light from the lamp, which has a thickness of μm and is guided by the optical fiber 12, is guided to the mirror.

【0046】ミラー14は、スリット13からの入射光
を反射させてコリメートレンズ16へ導くものであり、
ミラー15は、コリメートレンズ16を通過して入射す
る光を反射させてセンサ17へ導くものである。
The mirror 14 reflects the incident light from the slit 13 and guides it to the collimating lens 16.
The mirror 15 reflects light incident through the collimating lens 16 and guides the light to the sensor 17.

【0047】コリメートレンズ16は入射した光をコリ
メートした光つまり平行光として出射する。
The collimating lens 16 emits the incident light as collimated light, that is, parallel light.

【0048】センサ17はラインセンサが使用される。
具体的には一次元または二次元のイメージセンサ又はダ
イオードアレイ等を用いて構成することができる。
As the sensor 17, a line sensor is used.
Specifically, it can be configured using a one-dimensional or two-dimensional image sensor or a diode array.

【0049】上記ラインセンサは複数の受光チャンネル
を備えており、最大強度の光を検出したチャンネル番号
に応じてラインセンサ上の光検出位置が定まる。ライン
センサ上では、波長に応じてラインセンサへの入射位置
が異なるので、ラインセンサの光検出位置から光の波長
を検出することができる。よって光を検出したチャンネ
ル番号から光の波長が定まる。
The line sensor has a plurality of light receiving channels, and the light detection position on the line sensor is determined according to the channel number at which the light of the maximum intensity is detected. Since the incident position on the line sensor differs depending on the wavelength on the line sensor, the wavelength of light can be detected from the light detection position of the line sensor. Therefore, the wavelength of the light is determined from the channel number where the light is detected.

【0050】なお、ラインセンサのチャンネル間隔(単
位μm)に相当する波長(単位nm)を、分散値とい
う。
The wavelength (unit: nm) corresponding to the channel interval (unit: μm) of the line sensor is called a dispersion value.

【0051】第1のグレーティング18は、溝線数が多
く低い回折次数で使用可能なグレーティングが使用され
る。具体的には、ホログラフィックグレーティングまた
はイオンエッチドグレーティングまたはブレーズドグレ
ーティングまたはエシェレットグレーティングまたは凹
面グレーティングを使用することができる。
As the first grating 18, a grating having a large number of groove lines and usable at a low diffraction order is used. Specifically, a holographic grating, an ion-etched grating, a blazed grating, an echelette grating, or a concave grating can be used.

【0052】この実施形態では、第1のグレーティング
18として、溝線数が3600本/mmのホログラフィ
ックグレーティングを使用するものとする(以下、ホロ
グラフィックグレーティング18という)。
In this embodiment, a holographic grating having 3600 grooves / mm is used as the first grating 18 (hereinafter referred to as a holographic grating 18).

【0053】ホログラフィックグレーティング18への
ビームの入射ビーム幅W1と、ホログラフィックグレー
ティング18から出射されるビームの出射ビームW2と
はW1<W2の関係にあり、例えばW2/W1=9.8
6になるように設定されている。
The beam width W1 of the beam incident on the holographic grating 18 and the output beam W2 of the beam emitted from the holographic grating 18 have a relationship of W1 <W2, for example, W2 / W1 = 9.8.
6 is set.

【0054】第2のグレーティング19は、リトロ配置
(入射光と回折光の方向がほぼ同じになるような配置)
が可能なグレーティングが使用される。具体的には、エ
シェルグレーティングまたはブレーズドグレーティング
を使用することができる。
The second grating 19 is arranged in a retro manner (an arrangement in which the directions of incident light and diffracted light are substantially the same).
Is used. Specifically, an echelle grating or a blazed grating can be used.

【0055】この実施形態では、第2のグレーティング
19として、溝線数が35.34本/mmのエシェルグ
レーティングを使用するものとする(以下、エシェルグ
レーティング19という)。
In this embodiment, as the second grating 19, an echelle grating having a groove number of 35.34 lines / mm is used (hereinafter referred to as an echelle grating 19).

【0056】なお、ホログラフィックグレーティング1
8とエシェルグレーティング19とは、分光計10を図
1中矢印Aで示す方向から見た場合に、図2に示すよう
に、これらのグレーティングの溝線がそれぞれ空間的に
平行となるような位置関係に配置されている。
The holographic grating 1
When the spectrometer 10 is viewed from the direction indicated by the arrow A in FIG. 1, the groove 8 and the echelle grating 19 are positioned such that their groove lines are spatially parallel to each other as shown in FIG. Are placed in a relationship.

【0057】次に、何故、第1のグレーティングとして
溝線数が多く低い回折次数で使用可能なグレーティン
グ、例えばホログラフィックグレーティングを使用する
かという理由について説明する。
Next, the reason why a grating having a large number of groove lines and usable at a low diffraction order, for example, a holographic grating, is used will be described.

【0058】ここで、グレーティングに入射する入射光
の波長をλ1、回折次数をm1とし、この入射光と、波
長がλ2、回折次数がm2の回折光との関係が上記数式
(1)が成立するとき、波長λ1と波長λ2との波長差
Δλ(つまりFSR)は上記数式(2)つまりΔλ=λ
1/(m1+1)で表される。
Here, the wavelength of the incident light incident on the grating is λ1, the diffraction order is m1, and the relationship between this incident light and the diffracted light having the wavelength of λ2 and the diffraction order of m2 satisfies the above equation (1). Then, the wavelength difference Δλ between the wavelength λ1 and the wavelength λ2 (that is, FSR) is given by the above equation (2), that is, Δλ = λ
It is represented by 1 / (m1 + 1).

【0059】この波長差Δλ(つまりFSR)の値が大
きくなるようなグレーティングを用いて入射光を回折さ
せるために、例えばホログラフィックグレーティングを
使用する。
For example, a holographic grating is used to diffract incident light using a grating that increases the value of the wavelength difference Δλ (that is, FSR).

【0060】すなわち、ホログラフィックグレーティン
グ18の場合は、回折次数m1=1で使用すると、上記
波長差Δλはλ1/2となる。例えば波長λ1=248
nmの場合、波長差Δλ=124nmと波長λ2=12
4nmが重なるが、この波長λ2の光は空気で吸収され
るため、出力されない。
That is, in the case of the holographic grating 18, when the diffraction order m1 = 1 is used, the wavelength difference Δλ is λ1 / 2. For example, wavelength λ1 = 248
nm, the wavelength difference Δλ = 124 nm and the wavelength λ2 = 12
Although 4 nm overlaps, the light of wavelength λ2 is not output because it is absorbed by air.

【0061】そして、溝線数が3600本/mmのホロ
グラフィックグレーティング18によって波長λ1=2
48.3271nm及び波長λ2=419.9098n
mを有する光が回折された場合には、図3に示すよう
に、2つの回折光の回折角の角度差は41.5度とな
り、センサ17によって波長λ1または波長λ2の光を
容易に識別できる。
The wavelength λ1 = 2 by the holographic grating 18 having 3600 grooves / mm.
48.3271 nm and wavelength λ2 = 419.9098n
When the light having the wavelength m is diffracted, the angle difference between the diffraction angles of the two diffracted lights becomes 41.5 degrees as shown in FIG. 3, and the light of the wavelength λ1 or the wavelength λ2 is easily identified by the sensor 17. it can.

【0062】すなわち、ホログラフィックグレーティン
グ18の場合は、上述したように、2つの回折光の回折
角の角度差が大きいので、図4に示すようにFSRも大
きくなり、波長λ1または波長λ2の光を、所定のレン
ジ幅で計測するセンサ上17に集光させるようにするこ
とにより、スペクトルを容易に識別できる。
That is, in the case of the holographic grating 18, since the angle difference between the diffraction angles of the two diffracted lights is large as described above, the FSR also increases as shown in FIG. Is condensed on the sensor 17 which measures in a predetermined range width, whereby the spectrum can be easily identified.

【0063】また、センサ17から信号として出力され
る光強度は、第1及び第2のグレーティングの回折効率
の積で表すことができ、例えば、第1のグレーティング
(ホログラフィックグレーティング18)の回折効率を
30%、第2のグレーティング(エシェルグレーティン
グ19)の回折効率を50%と仮定すると、これらのグ
レーティングで合計3回回折された場合において出力さ
れる光(センサ17によって検出される光の出力)は、
30%・50%・30%=4.5%(ホログラフィック
グレーティング18への入射光の光強度に対する相対強
度)となる。
The light intensity output as a signal from the sensor 17 can be represented by the product of the diffraction efficiencies of the first and second gratings, for example, the diffraction efficiency of the first grating (holographic grating 18). Is assumed to be 30% and the diffraction efficiency of the second grating (the echelle grating 19) is assumed to be 50%, the light output when these gratings are diffracted three times in total (the output of the light detected by the sensor 17). Is
30% / 50% / 30% = 4.5% (relative intensity to the light intensity of light incident on the holographic grating 18).

【0064】このように本実施形態では、グレーティン
グで3回回折された場合において出力される光の相対強
度は4.5%となり、上記公報に記載の分光計の回折格
子(グレーティング)で3回回折された場合において出
力される光の相対強度0.55%に比べると10倍近い
出力が得られる。
As described above, in the present embodiment, the relative intensity of the light output when diffracted three times by the grating is 4.5%, and is three times by the diffraction grating (grating) of the spectrometer described in the above publication. An output nearly ten times as high as the relative intensity of the output light of 0.55% when diffracted is obtained.

【0065】なお、分光計10において従来と比較して
10倍近い出力が得られるのは、上記第1及び第2のグ
レーティングを用いたことは勿論のこと、上記公報に記
載の分光計で使用している部分反射ミラーは使用してい
ないので、この部分反射ミラーによる損失(光量の減
少)を抑制することができたからである。
The reason that the spectrometer 10 can obtain an output nearly ten times as compared with the conventional one is that not only the above-mentioned first and second gratings are used but also the spectrometer described in the above-mentioned publication. This is because the partial reflection mirror is not used, so that the loss (decrease in the amount of light) due to the partial reflection mirror can be suppressed.

【0066】また、部分反射ミラーを使用していないこ
とから、センサ17によって検出されるスペクトルの強
度はグレーティングの回折効率のみに依存することにな
り、よって高いS/N比で光強度を計測することができ
る。
Further, since the partial reflection mirror is not used, the intensity of the spectrum detected by the sensor 17 depends only on the diffraction efficiency of the grating, so that the light intensity is measured at a high S / N ratio. be able to.

【0067】上述したように、本実施形態においては、
スペクトルを容易に識別でき、しかもそのスペクトルを
持つ光の光強度も従来と比較して10倍近い値が得られ
ることから、第1のグレーティングとして溝線数が多く
低回折次数で使用可能なグレーティング(例えばホログ
ラフィックグレーティング)を使用している。
As described above, in this embodiment,
Since the spectrum can be easily identified and the light intensity of the light having the spectrum can be nearly ten times higher than that of the conventional one, the grating having a large number of groove lines and being usable at a low diffraction order as the first grating. (For example, a holographic grating).

【0068】これに対し、上述したように、仮に、第1
のグレーティングとしてエシェルグレーティングを用い
た場合は、回折次数m1=100とすると、m1・λ1
=m2・λ2(m2は整数)を満たす全ての波長λ2が
λ1と同じ位置に観察されるため、波長λ1に近接した
波長域に複数のスペクトルが存在する場合には、それら
のスペクトルの識別は難しくなる。
On the other hand, as described above, if the first
In the case where an echelle grating is used as the grating of the above, if the diffraction order m1 = 100, then m1 · λ1
= M2 · λ2 (m2 is an integer), since all wavelengths λ2 are observed at the same position as λ1, if there are multiple spectra in the wavelength range close to wavelength λ1, the identification of those spectra is It becomes difficult.

【0069】すなわち、エシェルグレーティングの場合
は、図4に示すように、FSRが小さいので、波長λ1
で次数の異なる光のスペクトルが近接し、これら2つの
波長の光がセンサにおける所定のレンジ幅で計測される
こととなり、よってこれらのスペクトルを識別するのが
困難になる。
That is, in the case of the echelle grating, the FSR is small as shown in FIG.
In this case, the spectra of light of different orders come close to each other, and the light of these two wavelengths is measured in a predetermined range width in the sensor, which makes it difficult to distinguish these spectra.

【0070】次に、かかる構成の分光計10の動作につ
いて図1を参照して説明する。
Next, the operation of the spectrometer 10 having such a configuration will be described with reference to FIG.

【0071】図1に示すように、光源11から射出され
た光は、光ファイバー12を介してスリット13に導か
れて、ここで回折された後、ミラー14で反射する。
As shown in FIG. 1, the light emitted from the light source 11 is guided to the slit 13 via the optical fiber 12, where it is diffracted and then reflected by the mirror 14.

【0072】ミラー14で反射した光はコリメートレン
ズ16を通過することにより平行光となり、この平行光
は、ホログラフィックグレーティング18に入射する。
The light reflected by the mirror 14 becomes parallel light by passing through the collimating lens 16, and the parallel light enters the holographic grating 18.

【0073】この入射した平行光は、ホログラフィック
グレーティング18によってこの光の波長に応じて変化
する回折角の角度をもって回折され、この回折された回
折光(第1の回折光)は、エシェルグレーティング19
に入射する。
The incident parallel light is diffracted by the holographic grating 18 at an angle of the diffraction angle that changes according to the wavelength of the light, and the diffracted light (first diffracted light) is converted into an echelle grating 19.
Incident on.

【0074】この第1の回折光はリトロ配置されている
エシェルグレーティング19によって回折され、この回
折された回折光(第2の回折光)は、再びホログラフィ
ックグレーティング18に入射する。
The first diffracted light is diffracted by the echelle grating 19 arranged in a retro manner, and the diffracted light (second diffracted light) again enters the holographic grating 18.

【0075】この第2の回折光は、再度、ホログラフィ
ックグレーティング18によって回折され、この回折さ
れた回折光(第3の回折光)は、コリメートレンズ16
に戻り、ミラー15で反射されてセンサ17に集光す
る。
The second diffracted light is diffracted again by the holographic grating 18, and the diffracted light (third diffracted light) is transmitted to the collimating lens 16.
The light is reflected by the mirror 15 and condensed on the sensor 17.

【0076】次に、本実施形態の分光計と従来のツェル
ニーターナ型配置の分光計とを具体的な設計例に基に比
較説明する。
Next, the spectrometer of the present embodiment and a conventional Zellni-Turner type spectrometer will be described based on a specific design example.

【0077】最初に本実施形態の分光計について説明す
る。
First, the spectrometer of this embodiment will be described.

【0078】1.光源は、鉄(Fe)ランプまたは水銀
(Hg)ランプまたは白金(Pt)ランプのうちのいず
れかを使用する。
1. As the light source, one of an iron (Fe) lamp, a mercury (Hg) lamp, and a platinum (Pt) lamp is used.

【0079】なお、鉄(Fe)ランプにおける真空波長
は、248.4021nm、248.4935nmおよ
び248.8893nmであり、水銀(Hg)ランプに
おける真空波長は、248.275nm、248.34
7nmおよび248.457nmであり、白金(Pt)
ランプにおける真空波長は、248.176nm、24
8.792nmおよび248.949nmである。
The vacuum wavelength of the iron (Fe) lamp is 248.4221 nm, 248.4935 nm and 248.8893 nm, and the vacuum wavelength of the mercury (Hg) lamp is 248.275 nm and 248.34.
7 nm and 248.457 nm, and platinum (Pt)
The vacuum wavelength in the lamp is 248.176 nm, 24
8.792 nm and 248.949 nm.

【0080】2.設計例 (a)被測定波長λ=248nm (b)第1のグレーティング 溝線数が3600本/mmのホログラフィックグレーテ
ィングを使用する。このホログラフィックグレーティン
グで回折される1次光(1次回折光)を使用する。
2. Design Example (a) Wavelength to be Measured λ = 248 nm (b) First Grating A holographic grating having 3600 groove lines / mm is used. The first-order light (first-order diffracted light) diffracted by the holographic grating is used.

【0081】(c)第2のグレーティング 溝線数が85.34本/mmのエシェルグレーティング
を使用する。ブレーズ角は78.7度である。このエシ
ェルグレーティングで回折される93次光(93次回折
光)を使用する。 (d)レンズ焦点距離=500mmである。
(C) Second grating An echelle grating having a groove number of 85.34 lines / mm is used. The blaze angle is 78.7 degrees. 93 order light (93 order diffracted light) diffracted by this echelle grating is used. (D) The focal length of the lens is 500 mm.

【0082】(e)スリット幅=25μmである。(E) The slit width is 25 μm.

【0083】(f)センサチャンネル(ch)幅=25
μmである。
(F) Sensor channel (ch) width = 25
μm.

【0084】(g)ホログラフィックグレーティングへ
の入射光の入射角は84.21度である。
(G) The incident angle of the incident light on the holographic grating is 84.21 degrees.

【0085】上述した条件の下ではセンサ1ch当たり
の波長(分散値)は0.094pm/chとなる。
Under the above conditions, the wavelength (dispersion value) per sensor channel is 0.094 pm / ch.

【0086】これは、複数のスペクトル線を高分解能で
実現でき、しかも複数のスペクトルを分離し、スペクト
ルのベースラインを正確に計測できることを意味する。
This means that a plurality of spectral lines can be realized with high resolution, and that a plurality of spectra can be separated and a baseline of the spectrum can be accurately measured.

【0087】また、ホログラフィックグレーティングに
おける入射ビーム幅W1と出射ビームW2との比はW2
/W1=9.86となり、出射ビーム幅は入射ビーム幅
が約10倍に拡大されたものとなる。
In the holographic grating, the ratio between the input beam width W1 and the output beam W2 is W2
/W1=9.86, and the output beam width is obtained by expanding the input beam width by about 10 times.

【0088】これは、エシェルグレーティングの前段に
配置されるホログラフィックグレーティングへの入射光
のビーム幅を縮小させることができることを意味する。
したがって、ホログラフィックグレーティングへの平行
光を形成させるコリメーティング光学素子(例えばコリ
メートレンズ)の有効範囲を小さくでき、コリメーティ
ング光学素子を小型化できる。
This means that the beam width of the light incident on the holographic grating disposed before the echelle grating can be reduced.
Therefore, the effective range of the collimating optical element (for example, a collimating lens) for forming parallel light to the holographic grating can be reduced, and the collimating optical element can be downsized.

【0089】次に、従来のツェルニーターナ型配置の分
光計において、ホログラフィックグレーティングを使用
した場合について説明する。
Next, a case where a holographic grating is used in a conventional spectrometer having a Zellni Turner type arrangement will be described.

【0090】(a)方式:ツェルニーターナ型配置 (b)第1のグレーティング 溝線数が3600本/mmのホログラフィックグレーテ
ィングを使用する。このホログラフィックグレーティン
グで回折される1次光(1次回折光)を使用する。
(A) Method: Czerny-Turner type arrangement (b) First grating A holographic grating having 3600 grooves / mm is used. The first-order light (first-order diffracted light) diffracted by the holographic grating is used.

【0091】(c)凹面鏡焦点距離=1500mmであ
る。
(C) The focal length of the concave mirror is 1500 mm.

【0092】(d)スリット幅=25μmである。(D) The slit width is 25 μm.

【0093】(e)センサチャンネル(ch)幅=25
μmである。
(E) Sensor channel (ch) width = 25
μm.

【0094】(f)ホログラフィックグレーティングへ
の入射光の入射角=84.21度である。
(F) The incident angle of the incident light on the holographic grating is 84.21 degrees.

【0095】上述した条件の下ではセンサ1ch当たり
の波長(分散値)は0.92pm/chとなり、分光計
サイズは本実施形態の約3倍の長さ(焦点距離が3倍)
があるにもかかわらず、分散値は1桁悪い値しか実現で
きない。すなわち、従来の分光計に用いられているグレ
ーティングを、仮に本実施形態と同様のホログラフィッ
クグレーティングにしたとしても、上述したように分光
計サイズが3倍であるにもかかわらず、分散値が1桁悪
く、高分解能の分光計を実現するこはできない。
Under the above-described conditions, the wavelength (dispersion value) per sensor channel is 0.92 pm / ch, and the size of the spectrometer is about three times as long as that of the present embodiment (the focal length is three times).
Despite this, the variance value can only be realized by one order of magnitude worse. That is, even if the grating used in the conventional spectrometer is a holographic grating similar to that of the present embodiment, the dispersion value is 1 despite the fact that the spectrometer size is three times as described above. Unfortunately, a high-resolution spectrometer cannot be realized.

【0096】以上説明したように本実施形態によれば、
第1のグレーティングにより波長範囲を限定し、第2の
グレーティングによりその限定された波長範囲の光を高
分解能に拡大し、この高分解能に拡大された光をさらに
第1のグレーティングに戻して回折させることにより、
異なる回折次数の回折光の重なりが生じない高分解能の
分光計を実現することができる。
As described above, according to the present embodiment,
The wavelength range is limited by the first grating, the light in the limited wavelength range is expanded to high resolution by the second grating, and the light expanded to high resolution is further returned to the first grating and diffracted. By doing
It is possible to realize a high-resolution spectrometer in which diffracted lights of different diffraction orders do not overlap.

【0097】また、センサ17によって検出される光の
相対強度は4.5%となり、上記公報に記載の分光計に
おける光度計によって検出される光の相対強度0.55
%に比べると、10倍近い出力を得ることができる。
The relative intensity of the light detected by the sensor 17 is 4.5%, and the relative intensity of the light detected by the photometer in the spectrometer described in the above publication is 0.55%.
%, An output nearly 10 times higher can be obtained.

【0098】さらに、ホログラフィックグレーティング
おける入射ビーム幅W1と出射ビームW2との比をW2
/W1=9.86となるように設定しているので、コリ
メートレンズの有効経を小さくでき、よってコリメート
レンズを小型化にできる。
Further, the ratio of the incident beam width W1 to the output beam W2 in the holographic grating is expressed as W2
Since / W1 is set to 9.86, the effective diameter of the collimating lens can be reduced, and the size of the collimating lens can be reduced.

【0099】[第2の実施形態]図5は、第2の実施形
態に係る分光計20の構成図を示している。
[Second Embodiment] FIG. 5 shows a configuration diagram of a spectrometer 20 according to a second embodiment.

【0100】同図に示す分光計20は、図1に示した分
光計10の構成において、コリメートレンズ16を削除
し、凹面鏡21を追加した構成になっている。なお、同
図において、図1に示した構成要素と同様の機能を果た
す部分には同一符号を付している。
The spectrometer 20 shown in the figure has the same configuration as the spectrometer 10 shown in FIG. 1 except that the collimating lens 16 is omitted and a concave mirror 21 is added. Note that, in the same figure, portions that perform the same functions as the components illustrated in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0101】次に係る構成の分光計20の動作について
図5を参照して説明する。
The operation of the spectrometer 20 having the following configuration will be described with reference to FIG.

【0102】図5に示すように、光源11から射出され
た光は、光ファイバー12を介してスリット13に導か
れて、ここで回折された後、ミラー14で反射する。
As shown in FIG. 5, the light emitted from the light source 11 is guided to the slit 13 via the optical fiber 12, where it is diffracted and then reflected by the mirror 14.

【0103】このミラー14で反射した光は、凹面鏡2
1で平行光として反射されホログラフィックグレーティ
ング18に入射する。
The light reflected by the mirror 14 is reflected by the concave mirror 2
At 1, the light is reflected as parallel light and enters the holographic grating 18.

【0104】その後は、第1の実施形態で説明したよう
に、凹面鏡21に反射された平行光はホログラフィック
グレーティング18によって回折され、この回折された
回折光(第1の回折光)は、エシェルグレーティング1
9に入射する。
After that, as described in the first embodiment, the parallel light reflected by the concave mirror 21 is diffracted by the holographic grating 18, and this diffracted light (first diffracted light) is Grating 1
9 is incident.

【0105】この第1の回折光はエシェルグレーティン
グ19によって回折され、この回折された回折光(第2
の回折光)は、再び、ホログラフィックグレーティング
18に入射し、この第2の回折光は、ホログラフィック
グレーティング18によって更に回折(3回目の回折)
される。
The first diffracted light is diffracted by the echelle grating 19, and the diffracted light (the second
Is incident again on the holographic grating 18, and the second diffracted light is further diffracted by the holographic grating 18 (third diffraction).
Is done.

【0106】この3回目の回折による第3の回折光は、
凹面鏡21に反射した後、ミラー15で反射されてセン
サ17に集光する。
The third diffraction light by the third diffraction is as follows:
After being reflected by the concave mirror 21, the light is reflected by the mirror 15 and condensed on the sensor 17.

【0107】以上説明したように第2の実施形態によれ
ば、レンズの代わりに凹面鏡21を使用することによ
り、このレンズで生ずる色収差がなくなり、どのような
波長の光でも、計測可能となる。
As described above, according to the second embodiment, the use of the concave mirror 21 instead of the lens eliminates the chromatic aberration caused by this lens, and makes it possible to measure light of any wavelength.

【0108】[第3の実施形態]図6は、第3の実施形
態に係る分光計30の構成図を示している。
[Third Embodiment] FIG. 6 shows a configuration diagram of a spectrometer 30 according to a third embodiment.

【0109】同図に示す分光計30は、図1に示した分
光計10の構成において、光ファイバ12、2つのミラ
ー14、15を削除し、レンズ31を追加した構成にな
っている。なお、同図において、図1に示した構成要素
と同様の機能を果たす部分には同一符号を付している。
The spectrometer 30 shown in the figure has a configuration in which the optical fiber 12, the two mirrors 14 and 15 are deleted, and the lens 31 is added to the configuration of the spectrometer 10 shown in FIG. Note that, in the same figure, portions that perform the same functions as the components illustrated in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0110】ホログラフィックグレーティング18は、
コリメートレンズ16を通過した平行光が入射するよう
に配置されると共に、この入射光の入射方向とは異なる
方向に位置するレンズ31へ出射光が出射するように配
置されている。
The holographic grating 18 is
The collimating lens 16 is arranged so that the parallel light passing therethrough is incident thereon, and is arranged such that the outgoing light is emitted to the lens 31 located in a direction different from the incident direction of the incident light.

【0111】すなわち、ホログラフィックグレーティン
グ18の1回目の回折次数を「+1次」とし、2回目の
回折次数を「+2次」としている。
That is, the first diffraction order of the holographic grating 18 is set to “+1 order”, and the second diffraction order is set to “+2 order”.

【0112】次に係る構成の分光計30の動作について
図6を参照して説明する。
The operation of the spectrometer 30 having the following configuration will be described with reference to FIG.

【0113】図6に示すように、光源11から射出され
た光は、スリット13に導かれて、ここで回折された
後、コリメートレンズ16を通過することにより、平行
光としてホログラフィックグレーティング18に入射す
る。
As shown in FIG. 6, the light emitted from the light source 11 is guided to the slit 13, is diffracted there, passes through the collimating lens 16, and is converted into parallel light by the holographic grating 18. Incident.

【0114】この平行光はホログラフィックグレーティ
ング18によって回折され、この回折された回折光つま
り「+1次」の回折次数の回折光(第1の回折光)は、
エシェルグレーティング19に入射する。
This parallel light is diffracted by the holographic grating 18, and the diffracted light, that is, the diffracted light of the “+ 1st” diffraction order (first diffracted light) is
The light enters the echelle grating 19.

【0115】この第1の回折光はエシェルグレーティン
グ19によって回折され、この回折された回折光(第2
の回折光)は、ホログラフィックグレーティング18に
入射する。
The first diffracted light is diffracted by the echelle grating 19, and the diffracted light (second
Is incident on the holographic grating 18.

【0116】この第2の回折光はホログラフィックグレ
ーティング18によって回折され、この回折された回折
光つまり「+2次」の回折次数の回折光(第3の回折光
となる)は、レンズ31を通過した後、センサ17に集
光する。
The second diffracted light is diffracted by the holographic grating 18, and the diffracted light, that is, the diffracted light of the “+ 2nd” diffraction order (which becomes the third diffracted light) passes through the lens 31. After that, the light is focused on the sensor 17.

【0117】以上説明したように第3の実施形態によれ
ば、ホログラフィックグレーティング18の1回目の回
折次数を「+1次」、2回目の回折次数を「+2次」と
することにより、入射方向と出射方向とが異なる方向と
なるので、より収差の少ない像をセンサ面に結像でき高
精度なスペクトルを計測することができる。
As described above, according to the third embodiment, the first diffraction order of the holographic grating 18 is set to “+ 1st order”, and the second diffraction order is set to “+ 2nd order”. Since the light emission direction is different from the light emission direction, an image with less aberration can be formed on the sensor surface, and a highly accurate spectrum can be measured.

【0118】また、上述した実施形態では、ホログラフ
ィックグレーティング18における回折次数が「+1
次」と「+2次」の組み合わせの回折について説明した
が、これ以外に、「+1次」と「−1次」、「+1」と
「0次」のように任意の次数の組み合わせも可能であ
る。
In the above-described embodiment, the diffraction order in the holographic grating 18 is “+1”.
Although the diffraction of the combination of the "next order" and the "+ 2nd order" has been described, other combinations of orders such as "+ 1st order" and "-1st order" and "+1" and "0th order" are also possible. is there.

【0119】かかる機能構成にすることにより、「0
次」を使う場合は、分散値はやや悪くなるものの、出力
される光(センサ17によって検出される光)の光強度
が大きくなる。また「+2次」など回折次数が高次の回
折光をセンサ17によって検出することにより、より高
精度なスペクトルの計測が可能になる。
With this functional configuration, “0”
When the “next” is used, the light intensity of the output light (light detected by the sensor 17) increases, although the variance value slightly deteriorates. Further, by detecting the diffracted light having a higher diffraction order such as “+ 2nd order” by the sensor 17, it is possible to measure the spectrum with higher accuracy.

【0120】[第4の実施形態]図7は、第4の実施形
態に係る分光計40の構成図を示している。
[Fourth Embodiment] FIG. 7 shows a configuration diagram of a spectrometer 40 according to a fourth embodiment.

【0121】同図に示す分光計40は、図1に示した分
光計の構成において、コリメートレンズ16を削除し、
ホログラフィックグレーティング18に代えて凹面グレ
ーティング41を追加した構成になっている。なお、同
図において、図1に示した構成要素と同様の機能を果た
す部分には同一符号を付している。
The spectrometer 40 shown in the same drawing has the same structure as the spectrometer shown in FIG. 1, except that the collimating lens 16 is omitted.
The configuration is such that a concave grating 41 is added instead of the holographic grating 18. Note that, in the same figure, portions that perform the same functions as the components illustrated in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0122】次に係る構成の分光器40の動作について
図7を参照して説明する。
The operation of the spectroscope 40 having the following configuration will be described with reference to FIG.

【0123】図7に示すように、光源11から射出され
た光は、光ファイバー12を介してスリット13に導か
れて、ミラー14で反射した後、凹面グレーティング4
1に入射する。
As shown in FIG. 7, the light emitted from the light source 11 is guided to the slit 13 via the optical fiber 12, reflected by the mirror 14, and then reflected by the concave grating 4.
Incident on 1.

【0124】凹面グレーティング41に入射した光は、
凹面グレーティング41によってこの光の波長に応じて
変化する回折角の角度をもって回折され、この回折され
た回折光(第1の回折光)は、エシェルグレーティング
19に入射する。
Light incident on the concave grating 41 is
The light is diffracted by the concave grating 41 at an angle of the diffraction angle that changes according to the wavelength of the light, and the diffracted light (first diffracted light) enters the echelle grating 19.

【0125】この第1の回折光はリトロ配置されている
エシェルグレーティング19によって回折され、この回
折された回折光(第2の回折光)は、再び凹面グレーテ
ィング41に入射する。
The first diffracted light is diffracted by the retro-arranged echelle grating 19, and the diffracted light (second diffracted light) again enters the concave grating 41.

【0126】そして、この第2の回折光は、再度、凹面
グレーティング41によって回折(3回目の回折)さ
れ、この回折された回折光(第3の回折光)は、ミラー
15で反射されてセンサ17に集光する。
The second diffracted light is again diffracted by the concave grating 41 (third diffraction), and the diffracted light (third diffracted light) is reflected by the mirror 15 to be detected by the sensor. Light is condensed at 17.

【0127】以上説明したように第4の実施形態によれ
ば、第1のグレーティングとして凹面グレーティングを
用いることで、レンズとグレーティングの機能を1つの
要素で兼ね備えることができ、よって分光計の構成要素
を削減することができ、しかも構成要素の削減により特
定の波長の光を検出するための調整が容易になる。
As described above, according to the fourth embodiment, by using a concave grating as the first grating, the functions of the lens and the grating can be combined with one element, and thus the components of the spectrometer can be used. And the adjustment for detecting light of a specific wavelength is facilitated by the reduction in the number of components.

【0128】[第5の実施形態]図8は、第5の実施形
態に係る分光計50の構成図を示している。
[Fifth Embodiment] FIG. 8 shows a configuration diagram of a spectrometer 50 according to a fifth embodiment.

【0129】同図に示す分光計50は、図6に示した分
光計の構成において、コリメートレンズ16及びレンズ
31を削除し、ホログラフィックグレーティング18に
代えて凹面グレーティング51を追加した構成になって
いる。なお、同図において、図6に示した構成要素と同
様の機能を果たす部分には同一符号を付している。
The spectrometer 50 shown in the figure has a configuration in which the collimating lens 16 and the lens 31 are deleted from the spectrometer shown in FIG. 6, and a concave grating 51 is added instead of the holographic grating 18. I have. Note that, in the same figure, portions that perform the same functions as the components illustrated in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.

【0130】凹面グレーティング51は、第6の実施形
態の場合と同様に、スリット13から出射された光が入
射するように配置されると共に、入射光の入射方向とは
異なる方向に位置するセンサ17へ出射光が出射するよ
うに配置されている。
As in the case of the sixth embodiment, the concave grating 51 is arranged so that the light emitted from the slit 13 is incident, and the sensor 17 positioned in a direction different from the incident direction of the incident light. It is arranged so that outgoing light is emitted.

【0131】すなわち凹面グレーティング51の1回目
の回折次数を「+1次」とし、2回目の回折次数を「+
2次」としている。
That is, the first diffraction order of the concave grating 51 is set to “+1”, and the second diffraction order is set to “+”.
Secondary ".

【0132】次に係る構成の分光計50の動作について
図8を参照して説明する。
The operation of the spectrometer 50 having the following configuration will be described with reference to FIG.

【0133】図8に示すように、スリット13からの光
が凹面グレーティング51に入射すると、凹面グレーテ
ィング51によってこの光が回折され、この回折された
回折光つまり「+1次」の回折次数の回折光(第1の回
折光)はエシェルグレーティング19に入射する。
As shown in FIG. 8, when light from the slit 13 enters the concave grating 51, the light is diffracted by the concave grating 51, and the diffracted light, that is, the “+ 1st” diffraction order The (first diffracted light) enters the echelle grating 19.

【0134】この第1の回折光はエシェルグレーティン
グ19によって回折され、この回折された回折光(第2
の回折光)は、凹面グレーティング51に入射する。
The first diffracted light is diffracted by the echelle grating 19, and the diffracted light (second
Is incident on the concave grating 51.

【0135】この第2の回折光は凹面グレーティング5
1によって回折され、この回折された回折光つまり「+
2次」の回折次数の回折光(第3の回折光となる)はセ
ンサ17に集光する。
The second diffracted light is transmitted to the concave grating 5
1 and the diffracted light, ie, “+”
Diffracted light of the “second order” diffraction order (which becomes third diffracted light) is focused on the sensor 17.

【0136】なお、上述した実施形態では、凹面グレー
ティング51における回折次数が「+1次」と「+2
次」の組み合わせの回折について説明したが、これ以外
に、「+1次」と「−1次」、「+1」と「0次」のよ
うに任意の次数の組み合わせも可能である。
In the above embodiment, the diffraction orders of the concave grating 51 are “+1 order” and “+2 order”.
Although the diffraction of the combination of “next order” has been described, other combinations of orders such as “+1 order” and “−1 order” and “+1” and “0 order” are also possible.

【0137】以上説明したように第5の実施形態によれ
ば、上述した第3及び第4の実施形態の作用効果と同様
の効果を期待することができる。
As described above, according to the fifth embodiment, the same effects as those of the third and fourth embodiments can be expected.

【0138】[第6の実施形態]図9は、第5の実施形
態に係る分光計60の構成図を示している。
[Sixth Embodiment] FIG. 9 shows a configuration diagram of a spectrometer 60 according to a fifth embodiment.

【0139】同図に示す分光計60は、図1に示した分
光計の構成において、エシェルグレーティング19に代
えて第2のホログラフィックグレーティング61を追加
し、エシェルグレーティング19の配置を変更した構成
になっている。なお、同図において、図6に示した構成
要素と同様の機能を果たす部分には同一符号を付してい
る。
The spectrometer 60 shown in the figure has a configuration in which a second holographic grating 61 is added in place of the echelle grating 19 in the configuration of the spectrometer shown in FIG. Has become. Note that, in the same figure, portions that perform the same functions as the components illustrated in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.

【0140】この実施形態では、ホログラフィックグレ
ーティングで入射した光を4回回折し、エシェルグレー
ティングで入射した光を1回回折するようにしている。
In this embodiment, the light incident on the holographic grating is diffracted four times, and the light incident on the echelle grating is diffracted once.

【0141】次に係る構成の分光計60の動作について
図9を参照して説明する。
The operation of the spectrometer 60 having the following configuration will be described with reference to FIG.

【0142】図9に示すように、ホログラフィックグレ
ーティング18に入射したコリメートレンズ16からの
平行光は、ホログラフィックグレーティング18によっ
てこの光の波長に応じて変化する回折角の角度をもって
回折され、この回折された回折光(第1の回折光)は、
ホログラフィックグレーティング61に入射する。
As shown in FIG. 9, the parallel light from the collimating lens 16 incident on the holographic grating 18 is diffracted by the holographic grating 18 at an angle of the diffraction angle that changes according to the wavelength of the light. The diffracted light (first diffracted light)
The light enters the holographic grating 61.

【0143】この第1の回折光はホログラフィックグレ
ーティング61によって回折され、この回折された回折
光(第2の回折光)は、エシェルグレーティング19に
入射する。
The first diffracted light is diffracted by the holographic grating 61, and the diffracted light (second diffracted light) enters the echelle grating 19.

【0144】この第2の回折光はエシェルグレーティン
グ19によって回折され、この回折された回折光(第3
の回折光)は、再度、ホログラフィックグレーティング
61に入射する。
The second diffracted light is diffracted by the echelle grating 19, and the diffracted light (third diffracted light)
Is incident on the holographic grating 61 again.

【0145】この第3の回折光は、ホログラフィックグ
レーティング61で回折された後(第4の回折光とな
る)、さらにホログラフィックグレーティング18で回
折される(第5の回折光となる)。
The third diffracted light is diffracted by the holographic grating 61 (to become a fourth diffracted light), and further diffracted by the holographic grating 18 (to become a fifth diffracted light).

【0146】この第5の回折光は、コリメートレンズ1
6に戻り、ミラー15で反射されてセンサ17に集光す
る。
The fifth diffracted light is transmitted to the collimating lens 1
6, the light is reflected by the mirror 15 and condensed on the sensor 17.

【0147】以上説明したように第6の実施形態によれ
ば、第1及び第2のホログラフィックグレーティング1
8、61により波長範囲を限定し、エシェルグレーティ
ング19でその波長範囲が限定された光を高分解能に拡
大し、この高分解能に拡大された光を、さらに第1及び
第2のホログラフィックグレーティング18、61に戻
して回折させることにより、次数の重なりが生じない高
分解能の分光計を実現することができる。
As described above, according to the sixth embodiment, the first and second holographic gratings 1
The wavelength range is limited by 8 and 61, the light whose wavelength range is limited by the echelle grating 19 is expanded to a high resolution, and the light expanded to the high resolution is further divided into first and second holographic gratings 18. , 61 and diffracted, it is possible to realize a high-resolution spectrometer in which orders do not overlap.

【0148】[第7の実施形態]図10は、第7の実施
形態に係る分光計70の構成図を示している。
[Seventh Embodiment] FIG. 10 shows a configuration diagram of a spectrometer 70 according to a seventh embodiment.

【0149】同図に示す分光計70は、図1に示した分
光計の構成において、ホログラフィックグレーティング
18及びエシェルグレーティング19の配置を変更した
構成になっている。なお、同図において、図6に示した
構成要素と同様の機能を果たす部分には同一符号を付し
ている。
The spectrometer 70 shown in the figure has a configuration obtained by changing the arrangement of the holographic grating 18 and the echelle grating 19 in the configuration of the spectrometer shown in FIG. Note that, in the same figure, portions that perform the same functions as the components illustrated in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.

【0150】ホログラフィックグレーティング18によ
って回折された回折光(第1の回折光)の回折角度が0
度、すなわちホログラフィックグレーティング18の法
線方向になるようホログラフィックグレーティング18
の設置角度を調節する。
The diffraction angle of the diffracted light (first diffracted light) diffracted by the holographic grating 18 is 0.
Degree, that is, the holographic grating 18 is oriented in the normal direction of the holographic grating 18.
Adjust the installation angle.

【0151】第1の回折光はエシェルグレーティング1
9に入射する。この第1の回折光はエシェルグレーティ
ング19により回折され、この回折された光(第2の回
折光)は、再び、ホログラフィックグレーティング18
に入射する。
The first diffracted light is the echelle grating 1
9 is incident. The first diffracted light is diffracted by the echelle grating 19, and the diffracted light (second diffracted light) is again transmitted to the holographic grating 18
Incident on.

【0152】この配置の場合、第2の回折光のホログラ
フィックグレーティング18に対する入射角は0度とな
るため、ホログラフィックグレーティング18にて正反
射された光(第1の反射光)が再びエシェルグレーティ
ング19に入射する。
In this arrangement, the angle of incidence of the second diffracted light on the holographic grating 18 is 0 degree, so that the light (first reflected light) specularly reflected by the holographic grating 18 is again subjected to the echelle grating. It is incident on 19.

【0153】この第1の反射光はエシェルグレーティン
グ19により回折され、この回折された光(第3の回折
光)は再度ホログラフィックグレーティング18に入射
する。 この第3の回折光はホログラフィックグレーテ
ィング18により回折され、この回折された光(第4の
回折光)はコリメートレンズ16に入射し、ミラー15
で反射されセンサ17で検出される。
The first reflected light is diffracted by the echelle grating 19, and the diffracted light (third diffracted light) enters the holographic grating 18 again. The third diffracted light is diffracted by the holographic grating 18, and the diffracted light (fourth diffracted light) enters the collimator lens 16 and is reflected by the mirror 15.
And is detected by the sensor 17.

【0154】この場合、第2の回折光がホログラフィッ
クグレーティング18で正反射すると同時に、第2の回
折光がホログラフィックグレーティング18で回折さ
れ、コリメートレンズ16に入射し、ミラー15で反射
されセンサ17で検出される。
In this case, the second diffracted light is specularly reflected by the holographic grating 18, and at the same time, the second diffracted light is diffracted by the holographic grating 18, enters the collimating lens 16, is reflected by the mirror 15, and is reflected by the sensor 17. Is detected by

【0155】センサ17に戻るこの第2の回折光と、上
記第4の回折光がセンサ17に戻る光とを分離するため
に、エシェルグレーティング19の設置角をリトロ配置
から僅かずらすことにより、第2の回折光と第4の回折
光とをセンサ17の異なる位置に結像させることができ
る。
In order to separate the second diffracted light returning to the sensor 17 from the light returned to the sensor 17 by the fourth diffracted light, the installation angle of the echelle grating 19 is slightly shifted from the retro arrangement, and The second diffracted light and the fourth diffracted light can be imaged at different positions on the sensor 17.

【0156】以上説明したように第7の実施形態によれ
ば、エシェルグレーティング19で2回回折、ホログラ
フィックグレーティング18でも2回回折するため、第
1の実施形態の場合と比較し、より高分解能(高分散)
の分光計を実現することができる。
As described above, according to the seventh embodiment, the echelle grating 19 diffracts twice and the holographic grating 18 diffracts twice, so that a higher resolution is obtained as compared with the first embodiment. (High dispersion)
Can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は第1の実施形態の構成を示す構成図であ
る。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a first embodiment.

【図2】図2は第1のグレーティングと第2のグレーテ
ィングとの配置関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement relationship between a first grating and a second grating;

【図3】図3はホログラフィックグレーティングの特徴
を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining characteristics of a holographic grating.

【図4】図4はグレーティングの溝線数とFSRとの関
係を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the number of groove lines of the grating and FSR.

【図5】図5は第2の実施形態の構成を示す構成図であ
る。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of a second embodiment.

【図6】図6は第3の実施形態の構成を示す構成図であ
る。
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a configuration of a third embodiment.

【図7】図7は第4の実施形態の構成を示す構成図であ
る。
FIG. 7 is a configuration diagram showing a configuration of a fourth embodiment.

【図8】図8は第5の実施形態の構成を示す構成図であ
る。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a configuration of a fifth embodiment.

【図9】図9は第6の実施形態の構成を示す構成図であ
る。
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a configuration of a sixth embodiment.

【図10】図10は第7の実施形態の構成を示す構成図
である。
FIG. 10 is a configuration diagram showing a configuration of a seventh embodiment.

【図11】図11はエシェルグレーティングの特徴を説
明するための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining features of the echelle grating.

【図12】図12は実際のスペクトルとFSRの小さい
分光計により観測されるスペクトルを説明するための図
である。
FIG. 12 is a diagram for explaining an actual spectrum and a spectrum observed by a spectrometer having a small FSR.

【図13】図13は2つのスペクトルが重なり合った状
態の特性を示す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating characteristics in a state where two spectra overlap each other.

【図14】図14は公報に示された分光計に1ライン化
するための手段を設けた場合の構成を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration in a case where a unit for making one line is provided in the spectrometer disclosed in the official gazette.

【図15】図15は公報に示された分光計に1ライン化
するための手段を設けた場合の構成を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a configuration in a case where a unit for making one line is provided in the spectrometer disclosed in the official gazette.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、20、30、40、50、60 分光計 11 光源 12 光ファイバ 13 スリット 14、15 ミラー 16 コリメートレンズ 17 センサ 18、61 ホログラフィックグレーティング 19 エシェルグレーティング 21 凹面鏡 41、51 凹面グレーティング 10, 20, 30, 40, 50, 60 Spectrometer 11 Light source 12 Optical fiber 13 Slit 14, 15 Mirror 16 Collimating lens 17 Sensor 18, 61 Holographic grating 19 Eschel grating 21 Concave mirror 41, 51 Concave grating

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 波長の異なる複数のスペクトル線を有す
る光を入力して、該光の出力を検出する検出手段を有す
る分光計において、 前記検出手段によって特定の波長のスペクトル線の出力
を検出することができる程度の溝線数の溝が形成され、
且つ低い回折次数で使用可能な第1の回折格子と、 前記第1の回折光子における溝線数よりも少ない溝が形
成され、且つリトロ配置で使用可能な第2の回折格子と を備え、前記第1の回折格子によって前記複数のスペク
トル線のうちの特定の波長のスペクトル線を選択し、該
選択されたスペクトル線の光を前記第2の回折格子によ
って回折次数が高次の回折光に回折することを特徴とす
る分光計。
1. A spectrometer having detection means for inputting light having a plurality of spectral lines having different wavelengths and detecting the output of the light, wherein the detecting means detects an output of a spectral line having a specific wavelength. Grooves of the number of groove lines that can be formed,
A first diffraction grating that can be used with a low diffraction order, and a second diffraction grating in which grooves that are smaller than the number of groove lines in the first diffraction photon are formed and that can be used in a retro configuration. A first diffraction grating selects a spectral line having a specific wavelength from the plurality of spectral lines, and diffracts the light of the selected spectral line into higher-order diffracted light by the second diffraction grating. A spectrometer characterized by:
【請求項2】 前記複数のスペクトル線を有する光を前
記第1の回折格子によって回折次数が低次の回折光に回
折させ、この回折された光を前記第2の回折格子によっ
て回折次数が高次の回折光に回折させ、この回折された
光を前記第1の回折格子に戻すと共に、この第1の回折
格子からの回折または反射された光の出力を前記検出手
段によって検出するようにしたことを特徴とする請求項
1記載の分光計。
2. The light having the plurality of spectral lines is diffracted by the first diffraction grating into low-order diffraction light, and the diffracted light is diffracted by the second diffraction grating into a high-order diffraction light. Diffracted into the next diffracted light, the diffracted light is returned to the first diffraction grating, and the output of the diffracted or reflected light from the first diffraction grating is detected by the detection means. The spectrometer according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記第1の回折格子は、ホログラフィッ
クグレーティングまたはイオンエッチドグレーティング
またはブレーズドグレーティングまたはエシェレットグ
レーティングまたは凹面グレーティングのうちのいずれ
かであり、 前記第2の回折格子は、エシェルグレーティングまたは
ブレーズドグレーティングのうちのいずれかであること
を特徴とする請求項1又は2記載の分光計。
3. The first diffraction grating is any one of a holographic grating, an ion-etched grating, a blazed grating, an echellet grating, and a concave grating, and the second diffraction grating is an echelle grating. 3. The spectrometer according to claim 1, wherein the spectrometer is one of a grating and a blazed grating.
JP29532099A 1999-10-18 1999-10-18 Spectrometer Withdrawn JP2001116618A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29532099A JP2001116618A (en) 1999-10-18 1999-10-18 Spectrometer
US09/680,932 US6583874B1 (en) 1999-10-18 2000-10-10 Spectrometer with holographic and echelle gratings

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29532099A JP2001116618A (en) 1999-10-18 1999-10-18 Spectrometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001116618A true JP2001116618A (en) 2001-04-27

Family

ID=17819099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29532099A Withdrawn JP2001116618A (en) 1999-10-18 1999-10-18 Spectrometer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001116618A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101915617A (en) * 2010-07-26 2010-12-15 武汉大学 Grating-based rainbow hologram chromaticity detection and evaluation method
JP2015212798A (en) * 2014-04-15 2015-11-26 日本電信電話株式会社 Wavelength dispersion element
JP2021524597A (en) * 2018-08-10 2021-09-13 ペルキネルマー ヘルス サイエンシーズ, インコーポレイテッド Spectrometers with retroreflective surfaces and related instruments
CN117647311A (en) * 2024-01-30 2024-03-05 中国海洋大学 Optical system of femto-scale ultra-high spectral resolution spectrometer and application thereof
CN117647311B (en) * 2024-01-30 2024-04-19 中国海洋大学 Optical system of femto-scale ultra-high spectral resolution spectrometer and application thereof

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101915617A (en) * 2010-07-26 2010-12-15 武汉大学 Grating-based rainbow hologram chromaticity detection and evaluation method
JP2015212798A (en) * 2014-04-15 2015-11-26 日本電信電話株式会社 Wavelength dispersion element
JP2021524597A (en) * 2018-08-10 2021-09-13 ペルキネルマー ヘルス サイエンシーズ, インコーポレイテッド Spectrometers with retroreflective surfaces and related instruments
JP7069403B2 (en) 2018-08-10 2022-05-17 ペルキネルマー ヘルス サイエンシーズ, インコーポレイテッド Spectrometers and related instruments with retroreflective surfaces
CN117647311A (en) * 2024-01-30 2024-03-05 中国海洋大学 Optical system of femto-scale ultra-high spectral resolution spectrometer and application thereof
CN117647311B (en) * 2024-01-30 2024-04-19 中国海洋大学 Optical system of femto-scale ultra-high spectral resolution spectrometer and application thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11307096B2 (en) Spectral resolution enhancement device
JPH0339572B2 (en)
JP5517621B2 (en) High sensitivity spectrum analysis unit
JP5453730B2 (en) Spectrometer
US20210003450A1 (en) Spatial heterodyne spectrometer
JP2009121986A (en) Spectral apparatus
US20010052980A1 (en) Spectroscope for measuring spectral distribution
US6713770B2 (en) High resolution spectral measurement device
US6573989B2 (en) Spectrometer
JPH11183249A (en) Spectroscope
JP2001116618A (en) Spectrometer
US4684253A (en) Apparatus for carrying out spectral analysis
US6583874B1 (en) Spectrometer with holographic and echelle gratings
JP3692523B2 (en) Spectrometer
EP2211154B1 (en) Monochromator having a tunable grating
JP3125688B2 (en) Diffraction grating spectrometer
JP7195189B2 (en) Spectrometer
JP4009818B2 (en) Spectrometer and optical spectrum analyzer using the same
JP3278257B2 (en) Dual monochromator
JP7449903B2 (en) First optical system, spectrometer, and optical device
JP2001264169A (en) Spectroscope
JP2001242010A (en) Spectrometer
JPH076840B2 (en) High resolution spectrometer
JP2019163990A (en) Spectral instrument, hyperspectral measurement system, and spectroscopic method
JP2005031099A (en) Spectral device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20070109