JP2002168694A - 分光器 - Google Patents

分光器

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JP2002168694A
JP2002168694A JP2000368814A JP2000368814A JP2002168694A JP 2002168694 A JP2002168694 A JP 2002168694A JP 2000368814 A JP2000368814 A JP 2000368814A JP 2000368814 A JP2000368814 A JP 2000368814A JP 2002168694 A JP2002168694 A JP 2002168694A
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diffraction grating
detector
light
section
spectroscope
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JP2000368814A
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English (en)
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Masamitsu Watanabe
邊 正 満 渡
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RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Original Assignee
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 分光素子により分散された光の分光分析を容
易かつ確実に行うことができる分光器を提供する。 【解決手段】 分光器1は、基台(図示せず)上に固定
された固定部2と、固定部2の一側端部にて連結部9を
介して回転移動自在に連結された可動部3とを備えてい
る。固定部2上には、入射スリット4と、入射スリット
4を介して入射された入射光11を所定の平面内で分散
させる回折格子6とが配置されている。ここで、回折格
子6は、その反射面6aが可動部3の回転中心R1を通
るように配置されている。なお、回折格子6の反射面6
aは凹面状をなしている。また、可動部3上には、回折
格子6により分散された光の一部を検出する検出器8が
配置されている。ここで、検出器8は、移動台7を介し
て配置されている。移動台7は、可動部3上にてスライ
ド機構(図示せず)等により直線移動自在に配置されて
いる。また、移動台7は、その軸心R2を中心として回
転移動自在に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回折格子等の分光
素子を備えた分光器に係り、とりわけ、光の分光分析
(スペクトル分析や単色光の選択出力等)を容易かつ確
実に行うことができる分光器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、この種の分光器として、回折
格子等の分光素子と、分光素子により分散された光を検
出する検出器とを備え、分光素子に対して検出器を相対
的に移動させることにより、波長ごとに異なる出射方向
に出射された光の波長成分等を測定する分光器が知られ
ている。このような分光器においては、分光素子に対し
て検出器を相対的に移動させる方法として、検出器を直
線直交座標上でXY駆動させる方法が一般的に用いられ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の分光器では、検出器を直線直交座標上でXY駆
動させているので、測定対象となる光の波長成分等に基
づいて検出器の位置をあらかじめ数値的に解析した上で
検出器を移動させる必要があり、このため、分光器の立
ち上げや調整、実際の操作等が煩雑となり、また分光本
来の性能に関する信頼性にも劣るという問題がある。
【0004】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、分光素子により分散された光の分光分析を
容易かつ確実に行うことができる分光器を提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、入射光を所定
の平面内で分散させる分光素子と、前記分光素子により
分散された光の一部を取り出す出力器と、前記分光素子
を中心として前記所定の平面内で前記出力器を回転移動
させるための回転移動機構と、前記回転移動機構上に設
けられ、前記分光素子に対して前記出力器を直線移動さ
せるための直線移動機構とを備えたことを特徴とする分
光器を提供する。
【0006】なお、本発明においては、前記分光素子に
対する前記出力器の相対角度を調整する調整機構をさら
に備えることが好ましい。また、前記分光素子は回折格
子であることが好ましい。さらに、前記出力器は光を検
出する検出器であることが好ましい。
【0007】本発明によれば、回転移動機構により、分
光素子に対する出力器の回転角度を調整して出力器によ
り取り出される分散光の出射方向を変更し、また直線移
動機構により、分光素子から出力器までの距離を調整し
て分光素子から出射された分散光の集光位置と出力器と
の関係を変更するので、分光器にとって本質的な波長ス
キャンおよび分解能調整という2つの操作をそれらの操
作に直接関係する個別の移動機構により直接的に実現す
ることができ、このため、分光素子により分散された光
の分光分析を容易かつ確実に行うことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1は本発明による分光器
の一実施の形態を示す図である。
【0009】図1に示すように、本実施の形態に係る分
光器1は、基台(図示せず)上に固定された固定部2
と、固定部2の一側端部にて連結部9を介して回転移動
自在に連結された可動部3とを備えている。
【0010】このうち、固定部2上には、入射スリット
4と、入射スリット4を介して入射された入射光11を
所定の平面内で分散させる回折格子(分光素子)6とが
配置されている。ここで、回折格子6は、その反射面6
aが可動部3の回転中心R1を通るように配置されてい
る。なお、回折格子6の反射面6aは凹面状をなしてい
る。
【0011】また、可動部3上には、回折格子6により
分散された光の一部を検出する検出器(出力器)8が配
置されている。ここで、検出器8は、移動台7上に配置
されている。移動台7は、可動部3上にてスライド機構
(図示せず)等により直線移動自在に設けられている。
また、移動台7は、軸心R2を中心として回転自在に設
けられている。
【0012】ここで、可動部3は、回折格子6を中心と
して所定の平面内で検出器8を回転移動させるための回
転移動機構を構成しており、回折格子6に対する検出器
8の回転角度θを調整することができるようになってい
る。また、移動台7は、回折格子6に対して検出器8を
直線移動させるための直線移動機構を構成しており、回
折格子6から検出器8までの距離rを調整することがで
きるようになっている。さらに、移動台7は、回折格子
6に対する検出器8の検出面8aの相対角度を調整する
調整機構を構成している。なお、可動部3および移動台
7の移動は、駆動モータ(図示せず)等を用いてコンピ
ュータ等の制御の下で自動的に行うことが可能である。
【0013】次に、このような構成からなる本実施の形
態の作用について説明する。図1に示すように、分光器
1において、固定部2上の入射スリット4を介して入射
された入射光11は、回折格子6の反射面6aのうち回
転中心R1に対応する位置に入射し、所定の平面内で回
折格子6により分散される。回折格子6により分散され
た分散光12は、その波長ごとに異なる出射方向に出射
され、回折格子6の反射面6aが持つ集光機能により、
回折格子6から所定の距離だけ離れた集光位置に集光す
る。
【0014】図2は図1に示す分光器1で用いられる光
学マウント(光学素子の配置形態)の一例を示す図であ
る。図2は分光器1をローランドマウントにより配置し
た場合を示しており、ローランド円13(回折格子6の
反射面6aの曲率半径を直径とする円)上に入射スリッ
ト4を配置した場合を示している。この場合には、回折
格子6により異なる出射方向に出射された全ての分散光
12がローランド円13上に集光するので(図2のF
1,F2参照)、入射光11の分光分析(スペクトル分
析)を行うためには、ローランド円13に沿って検出器
8を移動させることとなる。
【0015】本実施の形態においては、まず、波長スキ
ャンのため、可動部3により検出器8を任意の回転角度
(図2のθ1,θ2参照)だけ回転移動させ、次いで、
分解能調整のため、検出器8が配置された移動台7を任
意の距離(図2のr1,r2参照)だけ直線移動させ
る。これにより、検出器8をローランド円13上の任意
の箇所に容易かつ確実に移動させることが可能となる。
なおこのとき、検出器8は光学的に無視できない有限の
大きさを持っているので、検出器8の検出面8a上には
その大きさの範囲で所定の波長範囲の分散光12が検出
される。このため、このような所定の波長範囲にある各
々の波長の光が検出器8の検出面8a上の任意の検出位
置に対して集光位置の条件(検出位置がローランド円1
3に一致する)に近づくように、検出器8の検出面8a
をローランド円13に接するように配置することが望ま
しい。そのため、回転角度θおよび距離rに応じて、移
動台7をその位置で回転させることにより、移動台7上
に配置されている検出器8の検出面8aがローランド円
13に接するように検出面8aの角度を調整するように
するとよい。これにより検出器8により検出される分散
光12の分解能を向上させることができる。
【0016】このように本実施の形態によれば、可動部
3により、回折格子6に対する検出器8の回転角度θを
調整して検出器8により検出される分散光12の出射方
向を変更し、また移動台7により、回折格子6から検出
器8までの距離rを調整して回折格子6から出射された
分散光12の集光位置と検出器8との関係を変更するの
で、分光器1にとって本質的な波長スキャンおよび分解
能調整という2つの操作をそれらの操作に直接関係する
個別の移動機構により直接的に実現することができ、こ
のため、回折格子6により分散された光の分光分析を容
易かつ確実に行うことができる。
【0017】なお、上述した実施の形態においては、分
光素子として回折格子6を用いているが、それに限ら
ず、プリズムや結晶等の任意の分光素子を用いることが
可能である。また、出力器として検出器8を用いている
が、それに限らず、反射ミラー等の他の光学素子を用い
ることも可能であり、光のスペクトル分析のために用い
られる分光計(spectrometer)に限らず、単色光を外部
に取り出すための単色計(monochrometer)等の各種の
分光器にも適用することが可能である。
【0018】また、上述した実施の形態においては、回
折格子6の反射面6aを凹面状として、回折格子6自体
が集光機能を有するようにしているが、それに限らず、
回折格子6の反射面6aを平坦状として、集光機能を有
する他の光学素子を回折格子6と検出器8との間に配置
するようにしてもよい。
【0019】さらに、上述した実施の形態においては、
分光器1の光学マウントとしてローランドマウントを例
に挙げて説明したが、それに限らず、任意の光学マウン
トに対しても適用することができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、分
光器にとって本質的な波長スキャンおよび分解能調整と
いう2つの操作をそれらの操作に直接関係する個別の移
動機構により直接的に実現するので、分光素子により分
散された光の分光分析を容易かつ確実に行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による分光器の一実施の形態を示す図。
【図2】図1に示す分光器で用いられる光学マウントの
一例を示す図。
【符号の説明】
1 分光器 2 固定部 3 可動部 4 入射スリット 6 回折格子(分光素子) 6a 反射面 7 移動台 8 検出器(出力器) 8a 検出面 9 連結部 11 入射光 12 分散光 13 ローランド円

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入射光を所定の平面内で分散させる分光素
    子と、 前記分光素子により分散された光の一部を取り出す出力
    器と、 前記分光素子を中心として前記所定の平面内で前記出力
    器を回転移動させるための回転移動機構と、 前記回転移動機構上に設けられ、前記分光素子に対して
    前記出力器を直線移動させるための直線移動機構とを備
    えたことを特徴とする分光器。
  2. 【請求項2】前記分光素子に対する前記出力器の相対角
    度を調整する調整機構をさらに備えたことを特徴とする
    請求項1記載の分光器。
  3. 【請求項3】前記分光素子は回折格子であることを特徴
    とする請求項1または2記載の分光器。
  4. 【請求項4】前記出力器は光を検出する検出器であるこ
    とを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の分光
    器。
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