JP2010002829A - 分散プリズム - Google Patents

Abstract

【課題】従来の回折格子よりも高い効率を得ることができ、しかも、回折格子と比べて製造が容易であり、かつ、コストを低減することができるようにした分散プリズムを提供する。
【解決手段】屈折率分散が異なる少なくとも３種類以上のプリズムを組み合せたものであり、
上記３種類以上のプリズムのなかの１種類以上のプリズムは、誘電体の屈折率を求める波長のベキ乗の分散式
ｎ（λ）＝Ａ_０＋Ａ_２λ^−２＋Ａ_３λ^−４
によって任意の波長範囲においてフィッティングした場合にＡ_３／Ａ_２の絶対値が最小のプリズムより２倍以上大きいことを特徴とする分散プリズム。
【選択図】 図２

Description

本発明は、分散プリズムに関し、さらに詳細には、広帯域の分光計測などに用いて好適な分散光学素子たる分散プリズムに関するものである。

なお、後述するように、本明細書においては、本発明による分散プリズムを「線形角度分散プリズム」と適宜に称することとする。

従来より、広帯域の分光計測は、数多くの分野において計測手段として用いられており、近年改めて、その重要性が認識されるようになった。

例えば、生体の蛍光観察においては、同時に多数の色素を使用することが一般的になりつつあり、波長の範囲が４００〜２０００ｎｍに及ぶ分光計測を行うことが必要である。

そして、複数の蛍光物質を分離するには、バンドパスフィルタを組み合わせた手法では不十分であり、スペクトルの形からケモメトリクス等による分離法が求められている。

また、こうした生体の蛍光観察では、主蛍光の波長のみならず蛍光強度が弱い波長の取得も必要であり、紫外から赤外域まで同時に計測することが望ましく、広い波長帯域を高い効率で分光する分散光学素子の開発が強く望まれている。

一方、宇宙望遠鏡や補償光学を搭載した地上望遠鏡のように回折限界が達成できる次世代の大型望遠鏡においても、大口径で広い波長帯域を高い効率で分光する分散光学素子の開発が強く望まれている。

より詳細には、一般に、分光計測においては、回折格子やフーリエ分光法あるいはプリズム分光器が利用されている。

回折格子は、波長に対してほぼ線形のスペクトルが得られるが、ブレーズ波長以外は効率が低下し、また、整数倍の波長のスペクトルが同じ位置に重なるという性質がある。

このため、広帯域の分光計測では、フーリエ分光法やプリズム分光器が有利と考えられているが、プリズムは分散が波長や波数に対して非線形であり、一方、フーリエ分光法は分散が波数に対して線形であり、いずれも分散が波長に対して線形でないために用途によっては計測の効率が悪い場合があった。

また、フーリエ分光器は回折格子やプリズム等の分散型に対して面積が広い光源や試料の計測には有利であるが、点光源に対してはその優位性が消滅することになり、また、アレイ検出器を用いたマルチチャンネル分光器の場合には、画素数が増えるほどＳ／Ｎ比の点でフーリエ分光器より分散型の方が有利になるものであった。

ところで、天体等の低分散分光観測においては、屈折率の波長分散特性（屈折率分散）が異なる複数個のプリズムを組み合わせた直視分散プリズム（図１に示すアミチ（Ａｍｉｃｉ）分光器のプリズム等）やグリズム（直視回折格子）等の分散光学素子が用いられてきた。

なお、アミチ分光器のプリズム１００は、図１に示すように、屈折率の波長分散特性がそれぞれ異なる２種類のプリズムである第１プリズム１０２（屈折率：ｎａ（λ））と第２プリズム１０４（屈折率：ｎｂ（λ））とを組み合わせて構成されている（ｎａ（λ）≠ｎｂ（λ））。

プリズムの多くは、光学ガラスや透明な結晶および樹脂等の媒質の屈折率分散が可視光線において短波長の方が大きく、得られるスペクトルが波長や波数に対して線形ではないために計測の効率が悪いということが指摘されていた。

また、グリズム等の回折格子は波長に対してほぼ線形のスペクトルが得られるが、広い波長領域を同時に計測する場合には最大効率波長（ブレーズ波長）をピークとして効率が低下し、また、整数倍の波長のスペクトルが同じ位置に重なってしまうという欠点が指摘されていた。

こうした回折格子の欠点を改善するために、特許文献１として提示する特開平９−１２７３２１号公報、特許文献２として提示する特開平９−１２７３２２公報、特許文献３として提示する特開２００２−０６２４１８号公報に開示されているように、異なる材質の回折格子を組み合せることにより比較的広い波長範囲において高い効率が得られるようにした分散光学素子が提案されている。

しかしながら、特許文献１と２と３の回折格子は高い加工精度と多くの工数を必要とするために、極めて高価な分散光学素子であるという問題点があった。

特に、回折限界の光学系で使用する場合には、波長の１／２０程度以下の波面精度で加工する必要があり、大口径の回折格子を製作することが困難であるという問題点もあった。

さらに、複数の回折格子を整列して使用する場合には、波面の位相に加えて格子を整合するように配置しなければならないために、実現が極めて困難であることも指摘されていた。

なお、本願発明者等が提案した特願２００７−１７６６５５に開示された分散光学システムは、レンズによって分散特性を変えるために専用の光学系が必要であり、撮像光学系と切り替えることは困難であった。

こうした背景から、角度分散は小さくても良いが、１／２０波長以下の波面精度の達成が容易な回折限界用の分散光学素子たる分散プリズムの開発が望まれていた。

特開平９−１２７３２１号公報 特開平９−１２７３２２号公報 特開２００２−０６２４１８号公報

本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点や要望に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来の回折格子よりも高い効率を得ることができ、しかも、回折格子と比べて製造が容易であり、かつ、コストを低減することができるようにした分散プリズムを提供しようとするものである。

また、本発明の目的とするところは、波長の１／２０程度の波面精度を比較的容易に達成することができるようにした分散プリズムを提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、屈折率分散が異なる少なくとも３種類以上のプリズムを組み合せたものであり、上記３種類以上のプリズムのなかの１種類以上のプリズムは、誘電体の屈折率を求める波長のベキ乗の分散式
ｎ（λ）＝Ａ_０＋Ａ_２λ^−２＋Ａ_３λ^−４
によって任意の波長範囲においてフィッティングした場合にＡ_３／Ａ_２の絶対値が最小のプリズムより２倍以上大きくなるようにしたものである。

また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記１種類以上のプリズムは、樹脂よりなるようにしたものである。

また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、本発明のうち請求項２に記載の発明において、上記樹脂は、少なくとも１種類がポリカーボネートまたはフッ素系樹脂であるようにしたものである。

従って、本発明による分散プリズムによれば、従来の回折格子よりも高い効率を得ることができ、しかも、回折格子と比べて製造が容易であり、かつ、コストを低減することができる。

また、回折限界の光学系に使用する光学素子は波長の１／２０程度の波面精度が必要であるが、本発明による分散プリズムによれば、波長の１／２０程度の波面精度を比較的容易に達成することができる。

なお、回折限界の光学系において複数の分散プリズムを整列させて使用する場合には、その配置に高い精度が要求されないため分散プリズム同士の透過波面を揃えれば、大口径であっても対応することができる。

本発明は、以上説明したように構成されているので、従来の回折格子よりも高い効率を得ることができ、しかも、回折格子と比べて製造が容易であり、かつ、コストを低減することができるようになるという優れた効果を奏する。

また、本発明は、以上説明したように構成されているので、波長の１／２０程度の波面精度を比較的容易に達成することができるようなるという優れた効果を奏する。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による分散プリズム（以下、「線形角度分散プリズム」と適宜に称する。）の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。

この本発明による線形角度分散プリズムは、屈折率分散が異なる３種類以上のプリズムを組み合せることによって任意の波長範囲において、出射角の角度分散が波長に対してほぼ線形で、高い効率が得られる分散光学素子を安価に提供できるものである。

なお、以下に説明する実施の形態においては、屈折率分散が異なる３種類のプリズムを組み合わせて本発明による線形角度分散プリズムを構成する場合について説明する。

即ち、図２には、本発明による線形角度分散プリズムの実施の形態の一例の概念構成説明図が示されている。

この線形角度分散プリズム１０は、屈折率の波長分散特性がそれぞれ異なる第１プリズム１２（屈折率：ｎ１（λ））と第２プリズム１４（屈折率：ｎ２（λ））と第３プリズム１６（屈折率：ｎ３（λ））とを組み合わせて構成されている（ｎ１（λ）≠ｎ２（λ）≠ｎ３（λ））。

ここで、第１プリズム１２は、例えば、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）などの樹脂により構成することができ、第２プリズム１４ならびに第３プリズム１６は、例えば、ガラスにより構成することができる。

なお、この実施の形態においては、第１プリズム１２としてポリカーボネートを用い、第２プリズム１４として株式会社オハラ製の光学ガラスであるＳ−ＴＩＭ３９（商標）を用い、第３プリズム１６として株式会社オハラ製の光学ガラスであるＳ−ＦＳＬ５（商標）を用いた場合について説明する。

こうした線形角度分散プリズム１０は、低分解能の分光計測にはそのまま分散光学素子として用いると好適であり、また、線形角度分散プリズム１０は、高次回折光を利用して広い波長範囲を同時に高分解能観測するエシェル（Ｅｃｈｅｌｌｅ）分光器の次数分離用垂直分散光学素子としても有効である。

さらに、高分解能の分光計測にはフーリエ分光器用干渉光学系の波長帯域を分割してＳ／Ｎを向上させるための分散光学素子として用いると好適である。

特に線形角度分散プリズム１０は、宇宙望遠鏡や補償光学を搭載した地上望遠鏡のように回折限界が達成できる次世代大型望遠鏡の分光観測装置用の大口径分散光学素子として有効である。

例えば、口径１０ｍの望遠鏡は波長５００ｎｍにおいて回折限界が０．０１２６”（秒角）であり、シーイング（大気揺らぎによる像の広がり）が１．０”である場合には像サイズが回折限界の約８０倍に広がってしまう。

従って、回折限界の場合には分光器のスリット幅をシーイング限界の１／８０にすることが出来るので、同じ分散素子であっても８０倍の分解能が得られるようになる。

即ち、宇宙望遠鏡や補償光学を搭載した地上望遠鏡あるいは横モードが単一なレーザーのように回折限界の光学系で使用する場合には、線形角度分散プリズム１０は、回折格子および従来の分散プリズムの欠点を克服した理想的な分散光学素子となる。

次に、上記した第１プリズム１２の屈折率ｎ１と第２プリズム１４の屈折率：ｎ２と第３プリズム１６の屈折率：ｎ３とについて、以下に詳細に説明することとする。

まず、屈折率の分散についてであるが、誘電体の屈折率は、波長のベキ乗の分散式
ｎ（λ）＝Ａ_０＋Ａ_１λ^２＋Ａ_２λ^−２＋Ａ_３λ^−４＋Ａ_４λ^−６＋Ａ_５λ^−８ ・・・ （１）
によってフィッティングすることができる。

ここで、上記式（１）において、λは光の波長［μｍ］であり、ｎ（λ）は屈折率であり、Ａ_０、Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ａ_４およびＡ_５は定数である。

多くのガラスや結晶、樹脂等の屈折率分散は、透明な領域においてλ^−２の項Ａ_２が支配的であり、λ^−４の項Ａ_３を加えることにより実用的な屈折率の波長特性値が得られる。

即ち、上記式（１）は、
ｎ（λ）＝Ａ_０＋Ａ_２λ^−２＋Ａ_３λ^−４ ・・・ （２）
によってフィッティングすることができる（図３を参照する。）。

図３には、光学ガラスおよび樹脂の波長５００ｎｍにおいて規格化された屈折率が示されており、実線は定数、波長の−２および−４乗のベキでフィッティングしたものであり、マーカーについては、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）が実測値であり、株式会社オハラ製の光学ガラスであるＳ−ＴＩＭ３９（商標）およびＳ−ＦＳＬ５（商標）がカタログ値である（セルマイヤーの分散式）。

ここで、Ａ_２とＡ_３との項の比率が異なる材質のプリズムを組み合せて頂角を調節することにより、出射角を波長の１次関数、即ち、波長や波数に対して線形に近い角度分散にすることができる。

具体的には、Ａ_３／Ａ_２の絶対値が最も小さいプリズムより２倍以上大きい材質のプリズムを１種類以上用いるものであり、それ以外のプリズムはＡ_３／Ａ_２の絶対値が最大と最小のプリズムの中間である材質を用いればよい。

多くの光学ガラスや結晶に対して屈折分散が大きく異なるポリカーボネート等の樹脂を組み合せた本発明による線形角度分散プリズムは、光学ガラスや結晶をのみを組み合せた従来の分散プリズムより素子の厚さを薄くすることができる。

上記した線形角度分散プリズム１０においては、第１プリズム１２としてポリカーボネートを用い、第２プリズム１４および第３プリズム１６として光学ガラスを用いた場合について説明したが、こうした組み合わせに限られるものではない。

例えば、ポリカーボネートに代えて旭硝子株式会社製のアモルフォスフッ素樹脂であるサイトップ（Ｃｙｔｏｐ）（商標）などのフッ素系樹脂等を用いてもよく、また、光学ガラスに代えて石英やフッ化カルシウム、ＰＭＭＡ（アクリル樹脂）などを用いてもよい。

このように、線形角度分散プリズム１０において、第１プリズム１２としてフッ素系樹脂等を用いるとともに、第２プリズム１４および第３プリズム１６として石英やフッ化カルシウム、ＰＭＭＡを用いた場合には、その組み合わせにより紫外線用の線形角度分散プリズムを実現することができる。

また、ＺｎＳやＺｎＳｅ、ＧａＡｓ、シリコン等の結晶同士やガラスあるいは樹脂との組み合わせにより、赤外線用の線形角度分散プリズムを実現することも可能である。

さらに第一のプリズム１２、第２プリズム１４および第３プリズム１６は材質と頂角を保ったまま、適宜順序を変えても概ね同等の特性を得ることが出来る。

また、各プリズムの境界は光学接着や光学的密着（Ｏｐｔｉｃａl ｃｏｎｔｏｃｔ）であっても、反射防止膜等の表面処置を施して適宜間隔を保っても、概ね同等の効率と特性を得ることができる。

ここで、線形角度分散プリズム１０を分散光学素子として使用する場合には、複数の幅が広い線形角度分散プリズム１０を格子状に配列することにより、厚さを薄くすることが可能になり、大口径の分光装置にも対応することができる。

また、線形角度分散プリズム１０は効率が高いため、線形角度分散プリズム１０を複数のプリズムを積層して、より大きな分散を得ることも可能となる。

上記した本発明の線形角度分散プリズム１０は、任意の波長範囲において従来の分散プリズムより波長に対してほぼ線形の角度分散が得られる。

即ち、ポリカーボネート、光学ガラスのＳ−ＴＩＭ３９（商標）およびＳ−ＦＳＬ５（商標）の波長４００〜１０００ｎｍの屈折率を波長５００ｎｍの値で規格化して、上記（２）式でフィッティングした場合の分散式は、それぞれ以下に示す通りである。

ポリカーボネートの屈折率＝０．９８１＋０．００２９３λ^−２＋０．０００４８８λ^−４ ・・・ （３）
Ｓ−ＴＩＭ３９（商標）の屈折率＝０．９７６＋０．００５４９λ^−２＋０．０００１４５λ^−４ ・・・ （４）
Ｓ−ＦＳＬ５（商標）の屈折率＝０．９８９＋０．００３０５λ^−２−０．００００７６８λ^−４ ・・・ （５）
また、Ａ_３／Ａ_２の値は、ポリカーボネートが「Ａ_３／Ａ_２＝０．１６５」であり、Ｓ−ＴＩＭ３９（商標）が「Ａ_３／Ａ_２＝０．０２６４」であり、Ｓ−ＦＳＬ５（商標）が「Ａ_３／Ａ_２＝−０．０２５２」である。

図３に示すように、ポリカーボネートの屈折率分散はＳ−ＴＩＭ３９（商標）と似ているものの、長波長では屈折率の変化がより小さく、短波長ではより大きくなるような硝材とは異なる屈折率分散を持つ。

また、Ｓ−ＦＳＬ５（商標）はＡ_３が負の値である。

ポリカーボネートとＳ−ＴＩＭ３９（商標）とＳ−ＦＳＬ５（商標）を使用した場合には、プリズムの吸収がほとんど無い波長領域（４００〜２０００ｎｍ）において最短波長の約２倍の波長までの範囲、例えば、波長４００〜８００ｎｍあるいは波長５００〜１０００ｎｍの範囲において、ほぼ線形な角度分散を実現することができる。

次に、図４には、波長４００ｎｍと波長８００ｎｍにおいて出射角の差が０．３°になるように構成した場合における、線形角度分散プリズム１０を含む各種プリズムおよび回折格子などの分散光学素子の角度分散特性のグラフが示されている。

図４に示すグラフにおける実線は、屈折率分散が異なる３種類のプリズムを組み合わせた本発明による線形角度分散プリズム１０の角度分散特性を示している。

なお、第１プリズム１２として頂角が２２．７１°のポリカーボネートを用い、第２プリズム１４として頂角が−２７．２８°のＳ−ＴＩＭ３９（商標）を用い、第３プリズム１６として頂角が７．７５°のＳ−ＦＳＬ５（商標）を用いた。

次に、図４に示すグラフにおける一点鎖線は、従来の分散プリズム１００の角度分散特性を示している。

なお、第１プリズム１０２として頂角が−１０．６８８°のＳ−ＴＩＭ３９（商標）を用い、第２プリズム１０４として頂角が１２°のＳ−ＦＳＬ５（商標）を用いた。

また、図４に示すグラフにおける破線は、格子間隔８０μｍ（１２．５本／ｍｍ）の透過型回折格子の角度分散特性を示している。

図４に示すように本発明による線形角度分散プリズム１０は上記した範囲の前後においても従来の分散プリズム１００より概ね線形に近い角度分散を実現することができる。

波長４００ｎｍの近傍において透明で現在入手可能な光学ガラスは、Ａ_３／Ａ_２の値がポリカーボネートより小さいために、例えば、株式会社オハラ製のＳ−ＴＩＨ６（商標）、Ｓ−ＦＴＭ１６（商標）、Ｓ−ＦＰＬ５３（商標）の組み合わせの場合には、図４において実線で示す線形角度分散プリズム１００と同等の特性を得ることが可能であるが、厚さが約２倍になってしまう。

一方、Ａ_３／Ａ_２の値が大きい素材を用いることによって、より薄い線形角度分散プリズム１００を実現することも可能である。

次に、図５には、波長２００ｎｍと波長６００ｎｍにおいて出射角の差が０．３°になるように構成した場合における、線形角度分散プリズム１０を含む分散光学素子の角度分散特性のグラフが示されている。

図５に示すグラフにおける実線は、屈折率分散が異なる３種類のプリズムを組み合わせた本発明による線形角度分散プリズム１０の角度分散特性を示している。

なお、第１プリズム１２として頂角が１０．８８°のサイトップ（商標）を用い、第２プリズム１４として頂角が−２４．９７°のフッ化カルシウムを用い、第３プリズム１６として頂角が１５．４４°の合成石英（ＳｉＯ_２）を用いた。

次に、図５に示すグラフにおける一点鎖線は、従来の分散プリズム１００の角度分散特性を示している。

なお、第１プリズム１０２として頂角が６．５°の合成石英を用い、第２プリズム１０４として頂角が７°のフッ化カルシウムを用いた。

また、図５に示すグラフにおける破線は、格子間隔９０μｍ（１１．１本／ｍｍ）の透過型回折格子である。

なお、上記において説明したように、ポリカーボネート、Ｓ−ＴＩＭ３９（商標）ならびにＳ−ＦＳＬ５（商標）の波長５００ｎｍにおいて規格化された屈折率は、上記した式（３）〜（５）で与えられるが、ポリカーボネートの代わりに上記した式（２）において、Ａ_０＝０．９８４、Ａ_２＝０．０００、Ａ_３＝０．００１（Ａ_３／Ａ_２＝∞）の材質（Ａ_２：０，Ａ_３：０．００１）について検討した。

図６に示すグラフにおける破線が、材質（Ａ_２：０，Ａ_３：０．００１）の屈折率を表している。

その結果、第１プリズム１２として頂角が１２．３°の材質（Ａ_２：０，Ａ_３：０．００１）を用い、第２プリズム１４として頂角が−２３°のＳ−ＴＩＭ３９（商標）を用い、第３プリズム１６として頂角が１２°のＳ−ＦＳＬ５（商標）を用いた組み合わせによる線形角度分散プリズム１０では、図７のグラフに示すように、第１プリズム１２として頂角が１０°のポリカーボネートを用い、第２プリズム１４として頂角が−４０°のＳ−ＴＩＭ３９（商標）を用い、第３プリズム１６として頂角が２５°のＳ−ＦＳＬ５（商標）を用いた組み合わせによる線形角度分散プリズム１０の約２／３の厚さで、同等以上の特性が得られることが分かった。

なお、図７のグラフにおいて、材質（Ａ_２：０，Ａ_３：０．００１）の値は、図６に示す値を１．５９４８（ポリカーボネートの波長５００ｎｍにおける屈折率）倍して計算に用いられている。

また、通常の光学のガラス（ｎｄ＜１．６，νｄ＞２５）については、波長４００〜１０００ｎｍの屈折率から試算した範囲では、Ａ_３／Ａ_２の値が−０．０２５から０．０２７であった。

一方、樹脂のＡ_３／Ａ_２の値については、調査した材質の中ではポリカーボネートが０．１６７と最大であって、ポリスチレンが０．０４９と比較的大きく、ＰＭＭＡが０．００８９であり、通常の光学ガラスと同等であった。

従って、可視光用については、実際の応用を考慮すると、通常の光学ガラスと組み合せる樹脂は波長４００〜１０００ｎｍの屈折率から求めた（２）式の分散式のＡ_３／Ａ_２の絶対値が０．０４以上であることが好ましい。

一方、紫外線用については、波長２００〜１０００ｎｍの屈折率から求めた（２）式の分散式のＡ_３／Ａ_２の値はサイトップが−０．０２０、フッ化カルシウムが０．００８０、石英が０．００８９であった。

なお、石英やフッ化カルシウム等と組み合わせる樹脂は使用する波長範囲においてＡ_３／Ａ_２の絶対値がサイトップのそれと同程度の値であればよい。

本発明は、分光分析、光学計測あるいはレーザー機器などに用いることができるものである。

より具体的には、例えば、同時に多数の色素を使用する生体の蛍光観察、植物の生育状況調査のためのカロチノイド等の成分分析、大気中のメタン等の濃度測定あるいは粉体や乳液等の粒度分布計測等に必要な広帯域かつ低分解能の分光装置用の分散光学素子、エシェル分光器（高次回折格子の分光器）の次数分離用の垂直分散光学素子やフーリエ分光装置のＳ／Ｎを向上させるための帯域幅分割用の分散光学素子、フェムト秒レーザーのパルス圧縮光学系の位相整合ユニット用の分散光学素子あるいは波長可変レーザーの波長選択光学ユニット用の分散光学素子などとして利用することができる。

図１は、アミチ分光器のプリズムの概念構成説明図である。 図２は、本発明による線形角度分散プリズムの実施の形態の一例の概念構成説明図である。 図３は、光学ガラスおよび樹脂の屈折率を示すグラフであり、グラフの横軸は波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）であり、グラフの縦軸は波長５００ｎｍで規格化した屈折率（Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ Ｉｎｄｅｘ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ａｔ ５００ｎｍ））である。 図４は、波長４００ｎｍと波長８００ｎｍとにおいて出射角の差が０．３°になるように構成した場合における、線形角度分散プリズムを含む各種プリズムおよび回折格子などの分散光学素子の角度分散特性を示すグラフであり、グラフの横軸は波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）であり、グラフの縦軸は角度（Ａｎｇｌｅ）である。 図５は、波長２００ｎｍと波長６００ｎｍとにおいて出射角の差が０．３°になるように構成した場合における、線形角度分散プリズムを含む各種プリズムおよび回折格子などの分散光学素子の角度分散特性を示すグラフであり、グラフの横軸は波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）であり、グラフの縦軸は角度（Ａｎｇｌｅ）である。 図６は、材質（Ａ_２：０，Ａ_３：０．００１）、光学ガラスおよび樹脂の屈折率を示すグラフであり、グラフの横軸は波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）であり、グラフの縦軸は波長５００ｎｍで規格化した屈折率（Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ Ｉｎｄｅｘ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ａｔ ５００ｎｍ））である。 図７は、波長４００ｎｍと波長８００ｎｍとにおいて出射角の差が０．３°になるように構成した場合における、線形角度分散プリズムを含む各種プリズムおよび回折格子などの分散光学素子の角度分散特性を示すグラフであり、グラフの横軸は波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）であり、グラフの縦軸は角度（Ａｎｇｌｅ）である。

符号の説明

１０ 線形角度分散プリズム
１２ 第１プリズム
１４ 第２プリズム
１６ 第３プリズム
１００ アミチ分光器のプリズム
１０２ 第１プリズム
１０４ 第２プリズム

Claims (3)

1. 屈折率分散が異なる少なくとも３種類以上のプリズムを組み合せたものであり、
   前記３種類以上のプリズムのなかの１種類以上のプリズムは、誘電体の屈折率を求める波長のベキ乗の分散式
   ｎ（λ）＝Ａ_０＋Ａ_２λ^−２＋Ａ_３λ^−４
   によって任意の波長範囲においてフィッティングした場合にＡ_３／Ａ_２の絶対値が最小のプリズムより２倍以上大きい
   ことを特徴とする分散プリズム。
2. 請求項１に記載の分散プリズムにおいて、
   前記１種類以上のプリズムは、樹脂よりなる
   ことを特徴とする分散プリズム。
3. 請求項２に記載の分散プリズムにおいて、
   前記樹脂は、少なくとも１種類がポリカーボネートまたはフッ素系樹脂である
   ことを特徴とする分散プリズム。