JP2002131129A - Evert type spectroscope - Google Patents

Evert type spectroscope

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JP2002131129A
JP2002131129A JP2000320522A JP2000320522A JP2002131129A JP 2002131129 A JP2002131129 A JP 2002131129A JP 2000320522 A JP2000320522 A JP 2000320522A JP 2000320522 A JP2000320522 A JP 2000320522A JP 2002131129 A JP2002131129 A JP 2002131129A
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JP
Japan
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light
incident
cylindrical lens
evert
pair
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JP2000320522A
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Japanese (ja)
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Takahiro Kawashima
高弘 川島
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an Evert type spectroscope which can correct astigmatism with simple structure. SOLUTION: The Evert type spectroscope has an incident optical part comprising a first cylindrical lens 1, a second cylindrical lens 2, a first slit 3, and a second slit 4: a diffractive grating 5: a collimator/camera mirror 6 which converts the luminous flux exiting the incident optical part into collimated light, reflects it back to the diffraction grating 5, collects, and reflects the light diffracted by the diffraction grating 5: and a linear array detector 7, which detects the reflected light. Of the pair of the cylindrical lenses, the light collecting direction of the former first cylindrical lens 1 is configured to be perpendicular to the diffraction direction, and the light collecting direction of the latter second cylindrical lens 2 is configured to be coincident with the diffraction direction. Astigmatism is corrected by adjusting the spacing between the pair of cylindrical lenses so that the amount of deviation of image formation position against the light collection direction for each of the pair of cylindrical lenses becomes nearly equal to the amount of deviation of focal point resulting from astigmatism.

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、エバート型分光器
に関し、特に、非点収差を補正可能なエバート型分光器
に関する。
The present invention relates to an evert type spectroscope, and more particularly to an evert type spectrometer capable of correcting astigmatism.

【0002】[0002]

【従来の技術】ファスティ・エバート型分光器は、光束
を平行にするコリメータ鏡と回折後の光束の結像を行う
カメラ鏡とを同一の球面鏡で兼用するために、光学部品
は1個の球面鏡、平面回折格子及び入射スリットだけの
シンプルな構造の分光器である。このように光学部品点
数が少ないことからアライメントずれに強い等の特徴が
あり、人工衛星搭載用の分光器等として使用されてい
る。
2. Description of the Related Art In a Fasty-Ebert spectroscope, a single spherical mirror is used as an optical component because a collimator mirror for collimating a light beam and a camera mirror for forming an image of a diffracted light beam are both used. , A spectroscope having a simple structure including only a plane diffraction grating and an entrance slit. Since the number of optical components is small as described above, it has a feature of being resistant to misalignment and the like, and is used as a spectroscope mounted on an artificial satellite.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ファス
ティ・エバート型分光器は、光線が球面鏡軸に対し大き
な角度で入射するために、光線方向に投影した球面鏡の
曲率が分光方向とスリット高さ方向で異なるため、焦点
位置も分光方向とスリット高さ方向で異なり、非点収差
と呼ばれる収差が生じる。このため、分光方向焦点位置
に検出器をセットすると、入射スリット像がスリット高
さ方向に大きく伸びて通常の検出器の受光面からはみ出
してしまい、光量の大きな損失を招いてしまうという問
題が生じる。そこで、通常は、分光器の視野を決めるた
めに入射スリットの前面に球面レンズを用いた入射光学
部を設けて観測対象物を入射スリット上に結像させてい
る。
However, in the Fasty-Evert type spectroscope, since the light beam is incident at a large angle with respect to the spherical mirror axis, the curvature of the spherical mirror projected in the light beam direction is changed in the spectral direction and the slit height direction. Because of the difference, the focal position also differs in the spectral direction and the slit height direction, and an aberration called astigmatism occurs. Therefore, when the detector is set at the focus position in the spectral direction, the incident slit image greatly extends in the slit height direction and protrudes from the light receiving surface of a normal detector, causing a problem that a large loss of light amount is caused. . Therefore, usually, in order to determine the field of view of the spectroscope, an incident optical unit using a spherical lens is provided in front of the entrance slit, and an observation target is imaged on the entrance slit.

【0004】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、その主たる目的は、構造を複雑にすること
なく非点収差を補正することができるエバート型分光器
を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide an evert type spectroscope capable of correcting astigmatism without complicating the structure. is there.

【0005】[0005]

【問題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、入射光を所定の幅の光束に絞り込むスリ
ットを備えた入射光学部と、回折手段と、前記入射光学
部から出た光束を平行光に変換して前記回折手段に反射
すると共に、該回折手段で回折された光を集光する反射
鏡とを少なくとも有するエバート型分光器において、前
記入射光学部に、各々所定の方向のみに光を集光するシ
リンドリカルレンズが前記入射光方向に対をなして並設
され、前記一対のシリンドリカルレンズの各々の集光方
向が、前記入射光に直交する面内において、互いに直交
するように設定されているものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides an incident optical section having a slit for narrowing incident light to a light beam having a predetermined width, diffracting means, and a light exiting from the incident optical section. In an evert type spectroscope having at least a reflecting mirror that converts a light beam into a parallel light and reflects the light diffracted by the diffracting means, and condenses the light diffracted by the diffracting means, the incident optical units are provided with respective predetermined directions. Cylindrical lenses that condense light only to the pair are arranged side by side in the direction of the incident light so that the condensing directions of the pair of cylindrical lenses are orthogonal to each other in a plane orthogonal to the incident light. Is set to.

【0006】本発明においては、前記一対のシリンドリ
カルレンズのうち、前段に位置するシリンドリカルレン
ズの集光方向が、前記回折手段による回折方向に直交す
るように設定されていることが好ましい。
In the present invention, it is preferable that the condensing direction of the cylindrical lens located at the preceding stage of the pair of cylindrical lenses is set so as to be orthogonal to the diffraction direction by the diffraction means.

【0007】また、本発明においては、前記一対のシリ
ンドリカルレンズを透過した光の各々の集光方向に対す
る結像位置のずれ量が、非点収差のフォーカス位置のず
れ量と略等しくなるように、前記一対のシリンドリカル
レンズの間隔が設定されていることが好ましい。
Further, in the present invention, the shift amount of the imaging position of each of the light transmitted through the pair of cylindrical lenses with respect to the light collecting direction is substantially equal to the shift amount of the focus position of astigmatism. It is preferable that an interval between the pair of cylindrical lenses is set.

【0008】また、本発明においては、前記入射光学部
が複数設けられ、該入射光学部の前段に配設された波長
分割手段により、前記入射光が所定の波長範囲の光に分
割されて前記複数の入射光学部の各々に入射する構成と
することができる。
In the present invention, a plurality of the incident optical units are provided, and the incident light is divided into light in a predetermined wavelength range by a wavelength dividing means disposed in front of the incident optical unit. It may be configured to be incident on each of the plurality of incident optical units.

【0009】また、本発明においては、前記前段のシリ
ンドリカルレンズが、キノフォームシリンドリカルレン
ズにより構成されるものとすることもできる。
In the present invention, the first stage cylindrical lens may be constituted by a kinoform cylindrical lens.

【0010】このように、本発明は入射光学部にシリン
ドリカルレンズを備えることにより、ファスティ・エバ
ート型分光器の特徴である、シンプルな光学系でアライ
メントに強いという長所を残しつつ、非点収差を補正す
ることができる。
As described above, the present invention provides a cylindrical lens in the incident optical section, thereby reducing astigmatism while retaining the advantage of a simple optical system that is strong in alignment, which is a feature of the Fasty-Evert type spectroscope. Can be corrected.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明に係るエバート型分光器
は、その好ましい一実施の形態において、第1及び第2
のシリンドリカルレンズ1、2と第1及び第2のスリッ
ト3、4を備えた入射光学部と、回折格子5と、入射光
学部から出た光束を平行光に変換して回折格子に反射す
ると共に、回折格子で回折された光を集光、反射するコ
リメータ/カメラ鏡6と、反射光を検出するリニアアレ
イ検出器7とを備え、一対のシリンドリカルレンズのう
ち、前段の第1のシリンドリカルレンズ1の集光方向
が、回折方向に直交し、後段の第2のシリンドリカルレ
ンズ2の集光方向が、回折方向と一致するように設定さ
れ、一対のシリンドリカルレンズの各々の集光方向に対
する結像位置のずれ量が、非点収差のフォーカス位置の
ずれ量と略等しくなるように一対のシリンドリカルレン
ズの間隔を調整することにより、非点収差を補正するこ
とができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An evert type spectrometer according to the present invention, in a preferred embodiment thereof, comprises first and second espectors.
, An incident optical unit having first and second slits 3 and 4, a diffraction grating 5, and a light beam emitted from the incident optical unit is converted into parallel light and reflected by the diffraction grating. A collimator / camera mirror 6 for condensing and reflecting the light diffracted by the diffraction grating, and a linear array detector 7 for detecting the reflected light, and of the pair of cylindrical lenses, Is set so that the light collecting direction of the second cylindrical lens 2 at the subsequent stage coincides with the diffraction direction, and the image forming position of the pair of cylindrical lenses with respect to each of the light collecting directions. The astigmatism can be corrected by adjusting the distance between the pair of cylindrical lenses so that the shift amount of the focus position of the astigmatism becomes substantially equal to the shift amount of the focus position.

【0012】[0012]

【実施例】上記した本発明の実施の形態についてさらに
詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention;

【0013】[実施例1]まず、本発明の第1の実施例
に係るエバート型分光器について、図1乃至図3を参照
して説明する。図1は、本発明の第1の実施例に係るエ
バート型分光器の構成を模式的に示す図であり、図2
は、シンドリカルレンズによる互いに直交する方向の結
像の様子を示す図である。また、図3は、本実施例の効
果を示す図であり、(a)は本実施例のエバート型分光
器で取得したスポットダイヤグラム、(b)は従来のエ
バート型分光器で取得したスポットダイヤグラムであ
る。
Embodiment 1 First, an evert type spectroscope according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of an evert type spectroscope according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a state of image formation in directions orthogonal to each other by a cylindrical lens. FIGS. 3A and 3B are diagrams showing the effect of the present embodiment. FIG. 3A is a spot diagram obtained by an evert type spectroscope of the present embodiment, and FIG. 3B is a spot diagram obtained by a conventional evert type spectrometer. It is.

【0014】本実施例は、入射光学部に、焦点距離及び
焦点位置の異なるレンズを組み合わせて用いることで、
ファスティ・エバート型分光器に特有な非点収差を補正
するものであり、具体的には、入射光学部に第1のシリ
ンドリカルレンズ1及び第2のシリンドリカルレンズ2
の2枚を組み合わせ、縦シンドリカルレンズと横シリン
ドリカルレンズの焦点位置を、非点収差によるフォーカ
ス位置の差だけずらすことにより非点収差を相殺するも
のである。
In this embodiment, a lens having a different focal length and a different focal position is used in combination with the incident optical section,
It corrects the astigmatism peculiar to the Fasty-Evert type spectroscope. Specifically, a first cylindrical lens 1 and a second cylindrical lens 2
Are combined to offset the astigmatism by shifting the focal positions of the vertical and horizontal cylindrical lenses by the difference between the focus positions due to astigmatism.

【0015】以下に図面を参照して詳細に説明する。図
1に示すように、入射光線8は、第1のシリンドリカル
レンズ1、第2のシリンドリカルレンズ2、第1の入射
スリット3、及び第2の入射スリット4とからなる入射
光学部で集光される。集光された光は、コリメータ/カ
メラ鏡6で平行光にされた後、回折格子5で分光され
る。そして、分光された光は、コリメータ/カメラ鏡6
で再び反射され、入射スリット像が結像される。
The details will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, an incident light beam 8 is condensed by an incident optical unit including a first cylindrical lens 1, a second cylindrical lens 2, a first incident slit 3, and a second incident slit 4. You. The condensed light is collimated by a collimator / camera mirror 6 and then split by a diffraction grating 5. Then, the split light is output to the collimator / camera mirror 6.
Is reflected again, and an incident slit image is formed.

【0016】このような構成のエバート型分光器では、
各波長ごとに異なる位置に入射スリット像が形成される
ため、リニアアレイ検出器7で各波長の入射スリット像
を取得することによりスペクトルを得ることができる。
なお、参照座標系として、入射光線8方向をZ軸とし、
入射光線8、回折格子5の中心、コリメータ/カメラ鏡
6の中心を含む面内で、入射光線8と直交する方向をX
軸とし、X軸、Z軸と直交し右手系を形成するようにY
軸をとる。
In the Evert type spectroscope having such a configuration,
Since an incident slit image is formed at a different position for each wavelength, a spectrum can be obtained by acquiring the incident slit image of each wavelength with the linear array detector 7.
Note that, as a reference coordinate system, the direction of the incident light beam 8 is the Z axis,
In a plane including the incident light 8, the center of the diffraction grating 5, and the center of the collimator / camera mirror 6, the direction orthogonal to the incident light 8 is represented by X
Y axis so as to form a right-handed system orthogonal to the X axis and Z axis.
Take the axis.

【0017】次に、図2を参照して本実施例の特徴部分
である入射光学部の光路について説明する。第1のシリ
ンドリカルレンズ1は、図2下部に示すようにY方向
(回折方向に直交する方向)の集光を行って第1の入射
スリット3に、第2のシリンドリカルレンズ2は図2上
部に示すようにX方向(回折方向)の集光を行ない第2
の入射スリット4に、それぞれ観測対象を結像させる。
ここで、第1の入射スリット3はY方向の視野を絞る役
割と、リニアアレイ検出器7におけるY方向像の大きさ
を決める役割があり、同じく、第2の入射スリット4は
X方向の視野を絞る役割と、リニアアレイ検出器7にお
けるX方向像の大きさを決める役割がある。
Next, the optical path of the incident optical section, which is a feature of the present embodiment, will be described with reference to FIG. The first cylindrical lens 1 condenses light in the Y direction (a direction orthogonal to the diffraction direction) as shown in the lower part of FIG. 2 to the first entrance slit 3 and the second cylindrical lens 2 to the upper part of FIG. As shown, the light is condensed in the X direction (diffraction direction) and the second
The observation target is imaged on each of the entrance slits 4.
Here, the first entrance slit 3 has a role of narrowing the field of view in the Y direction and a role of determining the size of the image in the Y direction in the linear array detector 7. Similarly, the second entrance slit 4 has a field of view in the X direction. And the role of determining the size of the X-direction image in the linear array detector 7.

【0018】以下の説明において、スリットのX方向の
大きさを「スリット幅」、スリットのY方向の大きさを
「スリット高さ」、像のX方向の大きさを「スリット像
の幅」、像のY方向の大きさを「スリット像の高さ」と
呼ぶことにすると、像の大きさは、これらのスリット寸
法の他に、収差によっても規定される。
In the following description, the size of the slit in the X direction is “slit width”, the size of the slit in the Y direction is “slit height”, and the size of the image in the X direction is “slit of the slit image”. If the size of the image in the Y direction is referred to as the “height of the slit image”, the size of the image is defined not only by these slit dimensions but also by aberrations.

【0019】ここで、X方向は分光器の分光される方向
であるため、X方向の像の大きさは分光分解能を決める
ことになり、分光器にとって分光分解能が重要であるた
め、分光分解能を最大にするようにリニアアレイ検出器
7はX方向のベストフォーカス位置にセッティンされる
が、通常のファスティ・エバート型分光器の構造では、
X方向のベストフォーカス位置にリニアアレイ検出器7
を合わせると、非点収差によってY方向のベストフォー
カス位置がずれて、スリット像の高さは大きくなってし
まう。
Here, since the X direction is the direction in which the light is split by the spectroscope, the size of the image in the X direction determines the spectral resolution. Since the spectral resolution is important for the spectroscope, the spectral resolution is reduced. The linear array detector 7 is set at the best focus position in the X direction so as to maximize it. However, in the structure of a normal Fastie-Evert type spectroscope,
Linear array detector 7 at the best focus position in the X direction
Is adjusted, the best focus position in the Y direction shifts due to astigmatism, and the height of the slit image increases.

【0020】しかしながら、本実施例の構成では、分光
器のX方向視野の要求及び分光分解能の要求から、第2
のシリンドリカルレンズ2の位置と焦点距離、第2の入
射スリット4の位置とスリット幅は一意的に決まるのに
対し、第1のシリンドリカルレンズ1及び、第1の入射
スリット3の配置は、分光器Y方向視野の要求だけで規
定されているため、ある程度の自由度がある。従って、
第1のシリンドリカルレンズ1を動かして最適な値にす
ることによって、「第1のシリンドリカルレンズ1と第
2のシリンドリカルレンズ2の焦点位置の差9」を調整
し、Y方向もベストフォーカスとすることができる。
However, in the configuration of the present embodiment, the second field of view of the spectroscope in view of the X direction and the demand for the spectral resolution require
The position and the focal length of the cylindrical lens 2 and the position and the slit width of the second entrance slit 4 are uniquely determined, whereas the arrangement of the first cylindrical lens 1 and the first entrance slit 3 Since it is specified only by the requirement of the Y-direction visual field, there is a certain degree of freedom. Therefore,
By moving the first cylindrical lens 1 to an optimum value, the "difference 9 between the focal positions of the first cylindrical lens 1 and the second cylindrical lens 2" is adjusted, and the Y direction is also set to the best focus. Can be.

【0021】上記の効果について図3を参照して説明す
る。図3(a)は、本実施例のエバート型分光器で取得
した波長360nm付近でのスポットダイヤグラムを示
す。また、比較のため、図3(b)には、入射レンズと
して単レンズを用いた通常のファスティ・エバート型分
光器のスポットダイヤグラムを示す。図3から分かるよ
うに、通常のファスティ・エバート型分光器では、Y方
向の像大きさ(像高さ)が非常に大きくなるのに対し
て、本実施例の検出器による像は、像高さが小さくなり
非点収差が大幅に改善されていることがわかる。
The above effect will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows a spot diagram around a wavelength of 360 nm obtained by the evert type spectroscope of this embodiment. For comparison, FIG. 3B shows a spot diagram of a normal Fastie-Evert type spectroscope using a single lens as an incident lens. As can be seen from FIG. 3, the image size (image height) in the Y direction is very large in a normal Fastie-Evert spectroscope, whereas the image obtained by the detector of the present embodiment has an image height It can be seen that the astigmatism has been greatly reduced and the astigmatism has been greatly improved.

【0022】このように、本実施例のエバート型分光器
によれば、入射光学部にシリンドリカルレンズを2枚組
み合わせて配置し、縦シンドリカルレンズと横シリンド
リカルレンズの焦点位置を、非点収差によるフォーカス
位置の差だけずらすことにより非点収差を相殺すること
ができる。
As described above, according to the evert type spectroscope of the present embodiment, two cylindrical lenses are arranged in combination in the incident optical section, and the focal positions of the vertical and horizontal cylindrical lenses are determined by astigmatism. Astigmatism can be offset by shifting the focus position only.

【0023】[実施例2]次に、本発明の第2の実施例
に係るエバート型分光器について、図4乃至図6を参照
して説明する。図4は、本発明の第2の実施例に係るエ
バート型分光器の構成を模式的に示す図であり、図5
は、図4をZ方向から見た図である。また、図6は、本
実施例のエバート型分光器の各々の波長帯におけるスポ
ットダイヤグラムを示す図である。なお、本実施例は、
複数の入射光学部と複数列のリニアアレイ検出器を用い
て広い波長範囲に対応することができるエバート型分光
器を提供するものである。
[Embodiment 2] Next, an evert type spectroscope according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a view schematically showing a configuration of an evert type spectroscope according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view of FIG. 4 as viewed from the Z direction. FIG. 6 is a diagram showing spot diagrams in each wavelength band of the evert type spectroscope of the present embodiment. In this embodiment,
It is an object of the present invention to provide an evert type spectroscope capable of coping with a wide wavelength range using a plurality of incident optical units and a plurality of rows of linear array detectors.

【0024】一般に、エバート型分光器において非点収
差の程度は波長によって異なるため、前記した第1の実
施例で示した図2の「第1のシリンドリカルレンズ1と
第2のシリンドリカルレンズ2の焦点位置の差9」の最
適値も波長によって異なる。従って、広い波長範囲にわ
たってスペクトルを取得する際に、第1の実施例のシス
テムでは、波長360nmのスペクトルと大きく波長が
異なる領域では再び非点収差が大きくなってしまうとい
う問題がある。
In general, since the degree of astigmatism in an Evert type spectroscope differs depending on the wavelength, the focal points of the first cylindrical lens 1 and the second cylindrical lens 2 shown in FIG. The optimum value of the "position difference 9" also differs depending on the wavelength. Therefore, when acquiring a spectrum over a wide wavelength range, the system according to the first embodiment has a problem that astigmatism increases again in a region where the wavelength is significantly different from the spectrum at a wavelength of 360 nm.

【0025】そこで、例えば、波長300〜420nm
の範囲といった比較的広い波長範囲にわたり収差を減ら
すために、入射光線8をいくつかの波長範囲の光線に分
割し、それぞれの波長範囲において図2の「第1のシリ
ンドリカルレンズ1と第2のシリンドリカルレンズ2の
焦点位置の差9」を最適化する必要があり、本実施例で
は、図4に示すように、入射光8を、波長選別素子10
によって、例えば、波長300〜340nmの光束11
a、波長340〜380nmの光束11b、波長380
〜420nmの光束11cの3つの波長域の光束に分け
ている。
Therefore, for example, a wavelength of 300 to 420 nm
In order to reduce the aberration over a relatively wide wavelength range such as the range of the above, the incident light beam 8 is divided into light beams of several wavelength ranges, and in each wavelength range, the “first cylindrical lens 1 and the second cylindrical lens” in FIG. It is necessary to optimize the “difference 9 in the focal position of the lens 2”. In this embodiment, as shown in FIG.
For example, the luminous flux 11 having a wavelength of 300 to 340 nm
a, luminous flux 11b having a wavelength of 340 to 380 nm, wavelength 380
The light beam is divided into light beams in three wavelength ranges of a light beam 11c of ~ 420 nm.

【0026】そして、波長選別素子10により分割され
たそれぞれの光束11a、11b、11cは、平面ミラ
ー12によってそれぞれの波長域で非点収差が最小にな
るように最適化された入射光学部に導かれる。入射光学
部以降の光線は、前記した第1の実施例のシステムと同
様であり、図4のコリメータ/カメラ鏡6で平行光にさ
れた後、回折格子5で分光される。
Each of the light beams 11a, 11b, and 11c split by the wavelength selection element 10 is guided by a plane mirror 12 to an incident optical unit optimized so that astigmatism is minimized in each wavelength region. I will Light rays after the incident optical section are similar to those in the system of the first embodiment described above. The light rays are collimated by the collimator / camera mirror 6 shown in FIG.

【0027】なお、各波長域のスペクトルがリニアアレ
イ検出器7a、7b、7c上で混ざり合うことを避ける
ため、図5に示すように、各波長域の入射光学部13
a、13b、13cをY方向にそれぞれ数mmづつずら
し、各入射光学部13a、13b、13cに対応して、
3個のリニアアレイ検出器7a、7b、7cもY方向に
数mm間隔でずらして並列に設置している。
As shown in FIG. 5, to prevent the spectra in each wavelength range from being mixed on the linear array detectors 7a, 7b, 7c, the incident optical unit 13 in each wavelength range is used.
a, 13b, and 13c are respectively shifted by several mm in the Y direction, and corresponding to the respective incident optical units 13a, 13b, and 13c,
The three linear array detectors 7a, 7b, 7c are also arranged in parallel at a distance of several mm in the Y direction.

【0028】このような構成のエバート型分光器の効果
について、図6を参照して説明する。図6は本実施例の
エバート型分光器のスポットダイヤグラムを、各波長域
の中心波長付近で取得したものであり、各々の中心波長
は、(a)が320nm、(b)が360nm、(c)
が400nmである。図6から分かるように、中心波長
が320〜400nmという広い波長範囲で非点収差の
少ない非常に良好な結像性示していることがわかる。ま
た、本実施例の構成では、リニアアレイ検出器7a、7
b、7cを3分割して並列に設置するために、リニアア
レイ検出器の小型化を図ることも可能である。
The effect of the Evert type spectroscope having such a configuration will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a spot diagram of the Evert type spectroscope of the present embodiment obtained near the center wavelength of each wavelength range. As for each center wavelength, (a) is 320 nm, (b) is 360 nm, and (c) is )
Is 400 nm. As can be seen from FIG. 6, it can be seen that a very good image-forming property with little astigmatism is shown in a wide wavelength range having a central wavelength of 320 to 400 nm. In the configuration of the present embodiment, the linear array detectors 7a, 7
Since b and 7c are divided into three parts and installed in parallel, the size of the linear array detector can be reduced.

【0029】[実施例3]次に、本発明の第3の実施例
に係るエバート型分光器について、図7を参照して説明
する。図7は、キノフォームレンズの特徴を示す図であ
る。本実施例のエバート型分光器は、キノフォームレン
ズを用いて広い波長範囲に対応可能としたファスティ・
エバート分光器を提供することを目的とするものであ
る。
[Embodiment 3] Next, an evert type spectroscope according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing characteristics of the kinoform lens. The evert type spectrometer of this embodiment uses a kinoform lens to make it possible to respond to a wide wavelength range.
It is an object to provide an Evert spectroscope.

【0030】このキノフォームレンズ16は、表面に刻
印を施すことにより、レンズ作用と回折作用の双方の作
用をもたすことができる。そして、刻印パターンを最適
化することにより、各波長ごとに焦点距離を変えること
が可能である。そこで、図7に示すように、前側シリン
ドリカルレンズにキノフォームレンズを用いて、各波長
における図2の「第1のシリンドリカルレンズ1と第2
のシリンドリカルレンズ2の焦点位置の差9」による非
点収差を減らすように最適設計にすることが可能であ
る。
The kinoform lens 16 can have both a lens function and a diffraction function by imprinting a mark on the surface. By optimizing the engraving pattern, it is possible to change the focal length for each wavelength. Therefore, as shown in FIG. 7, a kinoform lens is used as the front cylindrical lens, and the “first cylindrical lens 1 and the second cylindrical lens 1” of FIG.
It is possible to make an optimal design so as to reduce astigmatism due to the difference “9” in the focal position of the cylindrical lens 2 ”.

【0031】このように、前側シリンドリカルレンズに
キノフォームレンズを用いることにより、前記した第1
及び第2の実施例よりも更に非点収差を減らすことが可
能になる。
As described above, by using the kinoform lens as the front cylindrical lens, the first lens described above can be used.
In addition, astigmatism can be further reduced as compared with the second embodiment.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のエバート
型分光器によれば、入射光学部に各々の集光方向が互い
に直交するシリンドリカルレンズを2枚組み合わせて配
置し、各々のシンドリカルレンズの焦点位置を、非点収
差によるフォーカス位置の差だけずらすことにより、非
点収差を相殺することができる。
As described above, according to the Evert type spectroscope of the present invention, two cylindrical lenses whose light converging directions are orthogonal to each other are arranged in combination in the incident optical section, and each of the cylindrical lenses is arranged. Is shifted by the difference between the focus positions due to astigmatism, the astigmatism can be canceled.

【0033】また、前側シリンドリカルレンズにキノフ
ォームレンズを用いることにより、各波長ごとに焦点距
離を調整することができ、更に非点収差を減らすことが
できる。
By using a kinoform lens as the front cylindrical lens, the focal length can be adjusted for each wavelength, and astigmatism can be further reduced.

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

【図1】第1の実施例に係るエバート型分光器の構成を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an evert type spectroscope according to a first embodiment.

【図2】第1の実施例に係るエバート型分光器の入射光
学部における光路を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an optical path in an incident optical unit of the Evert type spectroscope according to the first embodiment.

【図3】第1の実施例の効果を示す図であり、(a)は
本実施例のエバート型分光器のスポットダイヤグラム、
(b)は従来のエバート型分光器のスポットダイヤグラ
ムである。
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing an effect of the first embodiment, and FIG. 3A is a spot diagram of an evert type spectroscope of the present embodiment,
(B) is a spot diagram of a conventional Evert type spectroscope.

【図4】第2の実施例に係るエバート型分光器の構成を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an evert type spectroscope according to a second embodiment.

【図5】第2の実施例に係るエバート型分光器の入射光
に直交する面における断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a Evert type spectroscope according to a second embodiment, taken along a plane orthogonal to incident light.

【図6】第2の実施例の効果を示す図であり、本実施例
のエバート型分光器の異なる波長帯におけるスポットダ
イヤグラムである。
FIG. 6 is a diagram illustrating the effect of the second embodiment, and is a spot diagram in different wavelength bands of the Evert type spectroscope of the present embodiment.

【図7】第3の実施例に係るエバート型分光器に用いる
キノフォームレンズの光路を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an optical path of a kinoform lens used in an evert spectroscope according to a third example.

【符号の説明】 1 第1のシリンドリカルレンズ 2 第2のシリンドリカルレンズ 3 第1の入射スリット 4 第2の入射スリット 5 回折格子 6 コリメータ/カメラ鏡 7 リニアアレイ検出器 7a リニアアレイ検出器(波長300〜340nm) 7b リニアアレイ検出器(波長340〜380nm) 7a リニアアレイ検出器(波長380〜420nm) 8 入射光線 9 第1のシリンドリカルレンズと第2のシリンドリカ
ルレンズの焦点位置の差 10 波長選別素子 11a 波長300〜340nmの光束 11b 波長340〜380nmの光束 11a 波長380〜420nmの光束 12 平面ミラー 13a 入射光学部(波長300〜340nm) 13b 入射光学部(波長340〜380nm) 13c 入射光学部(波長380〜420nm) 14a 入射光学部13aの中心線 14b 入射光学部13bの中心線 14c 入射光学部13cの中心線 15a 波長300nmの光線 15b 波長300nmの光線 16 キノフォームレンズ
[Description of Signs] 1 First cylindrical lens 2 Second cylindrical lens 3 First entrance slit 4 Second entrance slit 5 Diffraction grating 6 Collimator / camera mirror 7 Linear array detector 7a Linear array detector (wavelength 300 7b Linear array detector (wavelength 340 to 380 nm) 7a Linear array detector (wavelength 380 to 420 nm) 8 Incident light 9 Difference in focal position between first cylindrical lens and second cylindrical lens 10 Wavelength sorting element 11a Light flux having a wavelength of 300 to 340 nm 11b Light flux having a wavelength of 340 to 380 nm 11a Light flux having a wavelength of 380 to 420 nm 12 Planar mirror 13a Incident optical unit (wavelength 300 to 340 nm) 13b Incident optical unit (wavelength 340 to 380 nm) 13c Incident optical unit (wavelength 380) ~ 420n m) 14a Center line of the incident optical unit 13a 14b Center line of the incident optical unit 13b 14c Center line of the incident optical unit 13c 15a Light beam having a wavelength of 300 nm 15b Light beam having a wavelength of 300 nm 16 Kinoform lens

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入射光を所定の幅の光束に絞り込むスリッ
トを備えた入射光学部と、回折手段と、前記入射光学部
から出た光束を平行光に変換して前記回折手段に反射す
ると共に、該回折手段で回折された光を集光する反射鏡
とを少なくとも有するエバート型分光器において、 前記入射光学部に、各々所定の方向のみに光を集光する
シリンドリカルレンズが前記入射光方向に対をなして並
設され、前記一対のシリンドリカルレンズの各々の集光
方向が、前記入射光に直交する面内において、互いに直
交するように設定されていることを特徴とするエバート
型分光器。
1. An incident optical section having a slit for narrowing incident light into a light beam having a predetermined width, a diffracting means, and converting a light beam emitted from the incident optical section into parallel light and reflecting the parallel light onto the diffracting means. An evert type spectroscope having at least a reflecting mirror for condensing the light diffracted by the diffracting means, wherein a cylindrical lens for condensing light only in a predetermined direction is provided in the incident optical section in the incident light direction. An evert type spectroscope, wherein a pair of juxtaposed parallel lenses is arranged such that the light condensing directions of the pair of cylindrical lenses are orthogonal to each other in a plane orthogonal to the incident light.
【請求項2】前記一対のシリンドリカルレンズのうち、
前段に位置するシリンドリカルレンズの集光方向が、前
記回折手段による回折方向に直交するように設定されて
いることを特徴とする請求項1記載のエバート型分光
器。
2. A method according to claim 1, wherein said pair of cylindrical lenses includes:
2. The Evert type spectroscope according to claim 1, wherein the light condensing direction of the cylindrical lens located at the preceding stage is set so as to be orthogonal to the direction of diffraction by the diffraction means.
【請求項3】前記一対のシリンドリカルレンズを透過し
た光の各々の集光方向に対する結像位置のずれ量が、非
点収差のフォーカス位置のずれ量と略等しくなるよう
に、前記一対のシリンドリカルレンズの間隔が設定され
ていることを特徴とする請求項1又は2に記載のエバー
ト型分光器。
3. The pair of cylindrical lenses so that the amount of shift of the imaging position of each of the light transmitted through the pair of cylindrical lenses with respect to the focusing direction is substantially equal to the amount of shift of the focus position of astigmatism. The Evert type spectroscope according to claim 1 or 2, wherein an interval is set.
【請求項4】前記前段のシリンドリカルレンズが前記入
射光方向に移動可能に形成され、前記前段のシリンドリ
カルレンズの移動によって前記結像位置のずれ量が調整
されることを特徴とする請求項3記載のエバート型分光
器。
4. The apparatus according to claim 3, wherein said first-stage cylindrical lens is formed so as to be movable in said incident light direction, and said shift of said image-forming position is adjusted by movement of said first-stage cylindrical lens. Evert type spectrometer.
【請求項5】前記入射光学部が複数設けられ、該入射光
学部の前段に配設された波長分割手段により、前記入射
光が所定の波長範囲の光に分割されて前記複数の入射光
学部の各々に入射することを特徴とする請求項1乃至4
のいずれか一に記載のエバート型分光器。
5. A plurality of said incident optical units are provided, and said incident light is divided into light of a predetermined wavelength range by a wavelength dividing means disposed in a stage preceding said incident optical unit. 5. The light incident on each of
An Evert type spectrometer according to any one of the above.
【請求項6】各々の前記入射光学部に含まれる前記一対
のシリンドリカルレンズの前記結像位置のずれ量が、該
入射光学部に入射される光の中心波長に対する非点収差
のフォーカス位置のずれ量と略等しくなるように設定さ
れていることを特徴とする請求項5記載のエバート型分
光器。
6. A shift amount of the focus position of astigmatism with respect to a center wavelength of light incident on each of the incident optical units, wherein a shift amount of the image forming positions of the pair of cylindrical lenses included in each of the incident optical units is different from each other. The evert type spectrometer according to claim 5, wherein the amount is set to be substantially equal to the amount.
【請求項7】前記前段のシリンドリカルレンズが、キノ
フォームシリンドリカルレンズにより構成されることを
特徴とする請求項1乃至6のいずれか一に記載のエバー
ト型分光器。
7. The evert type spectroscope according to claim 1, wherein said first stage cylindrical lens is constituted by a kinoform cylindrical lens.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009544015A (en) * 2006-07-20 2009-12-10 トリネアン・ナムローゼ・フェンノートシャップ Compact catadioptric spectrometer
JP2012013715A (en) * 2011-10-17 2012-01-19 Komatsu Ltd Spectroscope having speckle reduction function for light receiving unit
CN102954940A (en) * 2012-10-23 2013-03-06 中国科学院等离子体物理研究所 Multichannel high-response optical filter spectrometer
WO2014117331A1 (en) * 2013-01-30 2014-08-07 台湾超微光学股份有限公司 Optical sensing module, optical mechanism of spectrometer, and spectrometer
JP2015503764A (en) * 2012-01-13 2015-02-02 ローパー サイエンティフィック インコーポレイテッドRoper Scientific,Inc. Aberration imaging spectrometer

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009544015A (en) * 2006-07-20 2009-12-10 トリネアン・ナムローゼ・フェンノートシャップ Compact catadioptric spectrometer
JP2012013715A (en) * 2011-10-17 2012-01-19 Komatsu Ltd Spectroscope having speckle reduction function for light receiving unit
JP2015503764A (en) * 2012-01-13 2015-02-02 ローパー サイエンティフィック インコーポレイテッドRoper Scientific,Inc. Aberration imaging spectrometer
CN102954940A (en) * 2012-10-23 2013-03-06 中国科学院等离子体物理研究所 Multichannel high-response optical filter spectrometer
WO2014117331A1 (en) * 2013-01-30 2014-08-07 台湾超微光学股份有限公司 Optical sensing module, optical mechanism of spectrometer, and spectrometer

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