JP2012522277A - ホログラフィック回折格子のホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】光入射ポート（１５）及び光射出ポート（２０）と対向する凹面ホログラフィック回折格子（２）の正確な位置決めを可能にする格子の調整可能なホルダ（１）であって、前記格子に固定された格子ヒンジ（１０）を具備し、前記格子ヒンジ（１０）は、前記ホルダ（１）に関する格子位置の回転調整を可能にし、回転調整の中心点は前記格子（２）の頂点に位置している、ホルダ。
【選択図】図３

Description

本発明は、ホログラフィック回折格子のホルダの分野に関する。特に、本発明は、例えば単色光を発生する光学装置で使用するための凹面ホログラフィック回折格子の調整可能なホルダの分野に関する。

凹面ホログラフィック回折格子は、１又は複数の波長の単色光を発生する可変波長モノクロメータで一般に使用されている。このような回折格子の典型的な用途は、例えばＨＰＬＣ（高性能液体クロマトグラフィ）システムなどの化学解析機器の光学装置における使用である。ＨＰＬＣでは、通常は蛋白質を含有する被解析液体をフローセルに流し、光ファイバを介して高輝度の単色光をフローセルに入射させる。光学装置に凹面ホログラフィック回折格子を取り付ける場合、光が取り入れられる入射ポート及び光ファイバの入射口を構成する射出ポートに対向するように格子を正しい位置に位置合わせすることが重要である。安定した出力を得るために、格子の頂点は、ホルダの回転中心、すなわち、種々の波長を発生するために格子が使用される場合に実行される高精度の格子の回転調整の回転軸の中心にほぼ保持されなければならない。以前、この調整は例えば３つの互いに直交しないねじを含む「三脚」構成により実行されていた。これは、調整が垂直方向又は水平方向だけではなく、傾斜方向も含むことを示唆する。更に、この調整では、格子の凹面の頂点の位置がホルダの回転中心から離間される場合もあることがわかる。従って、調整の煩雑さを軽減する凹面ホログラフィック回折格子の改善されたホルダが必要となる。

米国特許出願公開第２００６／００８２７７１号明細書

第１の態様では、本発明の目的は、光入射ポート及び光射出ポートに対向する凹面ホログラフィック回折格子の正確な位置決めを可能にする格子の調整可能なホルダを提供することである。本態様に適合するホルダは、添付の特許請求の範囲の請求項１で定義されている。

本発明の更なる範囲及び適用可能性は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかし、本発明の好適な実施形態を示す詳細な説明及び特定の実施例は単に例示を目的とすることを理解すべきである。本発明の趣旨及び範囲に含まれる変更及び変形は以下の詳細な説明から当業者には明らかになるであろう。

特に、本発明のホルダはＨＰＬＣシステムの光学装置で使用する場合を例にとって説明される。しかし、凹面ホログラフィック回折格子の位置を高精度で容易に調整可能であるような格子のホルダが必要とされる他の多くの適用分野において、本発明のホルダは有用である。

単に例示を目的として提示され、本発明を限定しない添付の図面を含む以下の詳細な説明から、本発明は更に十分に理解されるであろう。
図１は、ＨＰＬＣシステムの光学装置を示した概略平面図である。 図２は、本発明に係る凹面ホログラフィック回折格子のホルダを示した斜視図である。 図３は、図２の線Ａ‐Ａに沿ったホルダの横断面図である。 図４は、図２の線Ｂ‐Ｂに沿ったホルダの横断面図である。

ＨＰＬＣシステムの光学装置の概略図を示す図１において、図中符号１７は、キセノンフラッシュランプ等のフラッシュランプを示し、フラッシュランプ１７の光フラッシュは、集光レンズ、ブロックフィルタ１８及び入射ポート１５を介して凹面ホログラフィック回折格子２に入射する。格子２は、光ファイバ２１に結合された射出ポート２０に種々の波長の単色光を入射させるために使用される。格子２が光を回折するため、回動点Ｐに関して格子を回転させることにより所望の種々の波長の光を射出ポート２０へ送出することができる。射出ポート２０において厳密に所望の波長を得るために、極めて高い精度で格子を回転させることが重要である。これを実現する方法の一例は、例えば米国特許第６，２２６，０８４号公報で説明されているが、本発明の一部を形成しない。射出ポート２０からの単色光は光ファイバ２１を介し、被解析液体のフローセル２２を通して試料検出器１６へ送出されると共に、フローセルにおける光の吸収を測定可能にするように基準検出器１４へ送出される。光学装置を最適に機能させるためには、格子２を入射スリット８及び射出ポート２０に対向するように非常に高い精度で正確に位置決めすることが重要である。すなわち、凹面回折格子の頂点は回転中心に位置していなければならない。

図２、図３及び図４において、図２は、本発明に係る格子ホルダの一実施形態を示した斜視図であり、図３は、図２の線Ａ‐Ａに沿ったホルダの横断面図であり、図４は、図２の線Ｂ‐Ｂに沿ったホルダの横断面図である。図中符号１は、光学装置で種々の波長を選択した場合に回転軸に関して回転させることが可能な格子ホルダを示す。開示される実施形態において、回転軸は、モノクロメータのシャシなどに回転可能に装着されるように構成された軸３０により規定される。図中、格子２は、球面を有し且つ格子ホルダの座に沿って傾斜可能である格子ヒンジ１０に堅固に装着される。格子ヒンジばね７及び係止座金３によって、ヒンジの球面は座と接触する状態に保持される。格子は、接着剤などの手段によって格子ヒンジ１０に堅固に装着され、球面は、中心点がホログラフィック回折格子の頂点に位置するような形状に形成される。従って、格子ヒンジが調整される間、ホログラフィック回折格子の頂点の位置は回転軸に関してほぼ静止した状態に保持される。格子ヒンジばね７は、中心軸がホログラフィック回折格子の頂点を通っている円筒形の面に載っている。図３及び図４に最もよく示すように、格子ヒンジ１０は、球面からホルダ本体３３を貫通し且つ係止座金３を受け入れる係止溝３２を有する円筒形部分３１を具備する。ホルダ本体３３はヒンジ座３４を具備する。ホルダ本体３３には、格子ヒンジ１０の円筒形部分３１を受け入れる貫通孔３５が形成されている。貫通孔３５はヒンジ座３４とほぼ同軸であるが、図３及び図４を組み合わせてみるとわかる通り、Ａ‐Ａ平面では円筒形部分３１は変位可能であるが、Ｂ‐Ｂ平面では変位がほぼ不可能になるように、貫通孔３５の横断面は円形ではない。調整ねじ４は、逆方向スリーブ９、逆方向ばね５及び逆方向ねじ８に向かう方向に調整スリーブ６に作用している。従って、調整ねじ４を操作することにより、Ａ‐Ａ平面における円筒形部分３１の位置は調整されてもよく、それにより、格子は上下に傾斜可能である。その結果起こる格子２の移動は、格子ホルダ１の回転軸及び格子の頂点に対する垂線に対して横方向である第１の調整軸に関する回転のみである。一実施形態によれば、格子ヒンジ１０は、格子ホルダ１に関する格子位置の回転調整を可能にするように構成され、その回転調整の中心点は格子２の頂点に位置している。

最大限の光収率が得るために回折格子の溝線を格子ホルダ１の回転軸と位置合わせするように格子ヒンジ１０を回転調整するための調整ヘッド１３が円筒形部分３１の先端部に設けられる。調整ヘッド１３を回すことにより回転調整が実行される場合、格子ヒンジ１０の変位は、Ｂ‐Ｂ平面では貫通孔３５の側壁により阻止され且つＡ‐Ａ平面では調整スリーブ６及び逆方向スリーブ９により阻止される。第１の調整軸に関して直交している第２の調整軸に関して回転調整が実行される間、いずれか一方の軸に関する調整はいずれも他方の軸に関する調整とは無関係に実行可能である。すべての調整が終了した後、調整された位置が狂うのを避けるために、Ｂ‐Ｂ平面において円筒形部分３１に作用する係止スリーブ１１を操作する係止ねじ１２によって、格子ヒンジ１０は所定の位置に係止される。係止ねじの尖端部は、挿入時に中心で当接するように円錐形状を有する。このようにすることにより、ねじを調整する場合の格子の回転は完全に阻止される。

上述のような正確な位置の調整及び校正は、当業者には周知の手順に従って顕微鏡を利用しながらすべて実行される。従って、これは本発明の一部を形成せず、詳細には説明されない。

一例として上述した発明が多くの態様で変形可能であることは明らかであろう。そのような変形は本発明の趣旨及び範囲からの逸脱とみなされるべきではなく、当業者には明らかであろうと考えられるそのような変形は、すべて添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれることを意図する。

１ 格子ホルダ
２ 凹面ホログラフィック回折格子
３ 係止座金
４ 調整ねじ
５ 逆方向ばね
６ 調整スリーブ
７ 格子ヒンジばね
８ 逆方向スリーブ
９ 逆方向スリーブ
１０ 格子ヒンジ
１１ 係止スリーブ
１２ 係止ねじ
１３ 調整ヘッド
１４ 基準検出器
１５ 入射ポート
１６ 試料検出器
１７ フラッシュランプ
１８ ブロックフィルタ
２０ 射出ポート
２１ 光ファイバ
２２ フローセル
３０ 軸
３１ 円筒形部分
３２ 係止溝
３３ ホルダ本体
３４ ヒンジ座
３５ 貫通孔

Claims (5)

1. 光入射ポート（１５）及び光射出ポート（２０）と対向する凹面ホログラフィック回折格子（２）の正確な位置決めを可能にする格子の調整可能なホルダ（１）であって、前記ホルダは、前記格子（２）に固定された格子ヒンジ（１０）を具備し、前記格子ヒンジ（１０）は、前記ホルダ（１）に関する前記格子の位置の回転調整を可能にし、前記回転調整の中心点は前記格子（２）の頂点に位置している、ホルダ。
2. 前記格子ヒンジ（１０）が、前記ホルダ（１）のヒンジ座に沿って移動自在の球面を有し、前記球面の前記中心点が前記格子（２）の前記頂点に位置している、請求項１記載のホルダ。
3. 前記格子ヒンジ（１０）が、調整ねじによって一方向に調整可能である、請求項１記載のホルダ。
4. 前記格子ヒンジが、前記格子の側ではない端部に、前記ヒンジ座に沿って前記ヒンジを回転させる手段を具備する、請求項１記載のホルダ。
5. 前記ホルダが、前記ヒンジを係止する係止ねじを具備する、請求項１記載のホルダ。