JP2019012030A - Spectroscope - Google Patents
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Description
本開示は、分光器に関する。 The present disclosure relates to a spectrometer.
分光装置においては、情報量を増やすために、回折面の大型化が望まれている。しかしながら、回折面を有する回折体の大型化は困難であることから、複数の回折体を組み合わせることにより、大型化を図ることが行われている(非特許文献1参照)。 In a spectroscopic device, it is desired to increase the size of the diffraction surface in order to increase the amount of information. However, since it is difficult to increase the size of a diffractive body having a diffractive surface, it has been attempted to increase the size by combining a plurality of diffractive bodies (see Non-Patent Document 1).
このような複数の回折体を有する分光器においては、例えば回折体が2つであるとき、2つの回折体の回折面同士のなす角度が所定の範囲になるように精密に制御することが必要である。また、2つの回折体を接触させて固定すると、2つの回折体同士に反力が掛かって回折面に歪みを生じさせてしまうため、2つの回折体同士の間には小さな隙間を有していることが必要である。 In such a spectroscope having a plurality of diffractive bodies, for example, when there are two diffractive bodies, it is necessary to precisely control the angle formed by the diffractive surfaces of the two diffractive bodies to be within a predetermined range. It is. In addition, if the two diffractors are fixed in contact with each other, a reaction force is applied between the two diffractors and distortion occurs on the diffractive surface. Therefore, there is a small gap between the two diffractors. It is necessary to be.
特許文献1には、分光器ではないものの、2つの部材の間に軟質金属(例えば、インジウム又は鉛すず合金)からなるスペーサを介在させることで2つの部材同士に掛かる反力を抑制することが記載されている。
Although it is not a spectroscope in
軟質金属を用いた場合、それぞれの回折面を精度よく位置調整することが困難であるとともに、調整した位置を持続させることが困難であった。多くの情報量を高感度かつ高精度に得ることができる分光器が求められている。 When a soft metal is used, it is difficult to accurately adjust the position of each diffraction surface and it is difficult to maintain the adjusted position. There is a need for a spectrometer that can obtain a large amount of information with high sensitivity and high accuracy.
本開示は、多くの情報量を高感度かつ高精度に得ることができる分光器を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a spectroscope capable of obtaining a large amount of information with high sensitivity and high accuracy.
本開示の分光器は、第1回折面を有する第1回折体と、第2回折面を有する第2回折体と、前記第1回折面および前記第2回折面が並んで露出するように、前記第1回折体および前記第2回折体を収容する枠体とを備え、前記第1回折体および前記第2回折体の対向面の少なくともいずれかに凹部を有し、該凹部よりも突出する、セラミックスからなる球体を有する。 In the spectroscope of the present disclosure, a first diffractive body having a first diffractive surface, a second diffractive body having a second diffractive surface, and the first diffractive surface and the second diffractive surface are exposed side by side. A frame that houses the first diffractive body and the second diffractive body, and has a recess on at least one of the opposing surfaces of the first diffractive body and the second diffractive body, and protrudes beyond the recess. And a sphere made of ceramics.
本開示の分光器は、多くの情報量を高感度かつ高精度に得ることができる。 The spectroscope of the present disclosure can obtain a large amount of information with high sensitivity and high accuracy.
本開示の分光器について図を参照しながら説明する。 The spectroscope of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態の分光器を備えた分光装置の一例を示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a spectroscopic device including the spectroscope of the present embodiment.
図1に示す分光装置100は、外部からの電磁波Wを制限して通過させるスリット20と、スリット20を通過した電磁波Wを平行にするコリレーションレンズ30と、平行にされた電磁波Wを反射するための金が表面に被覆されたミラー40と、反射された電磁波Wを波長ごとに分光する分光器50と、分光の光路に沿って順次配置されるクロスディスパーザ(補助用の反射型回折格子)60およびカメラレンズ群70と、分光を結像する検出器(赤外線アレイ)80と、を備えている。
A
クロスディスパーザ(補助用の反射型回折格子)60およびカメラレンズ群70は、分光を導入する窓部90aを備えた低温保持機構90に収容され、温度変動が抑制されている。
The cross disperser (auxiliary reflective diffraction grating) 60 and the
外部から分光装置100内に入射した電磁波Wは、光路に沿って進行し、検出器(赤外線アレイ)80で結像される。そして、この結像により、エシェルグラムやスポットダイアグラム等の画像が得られ、観測対象物の情報を解析することができる。
The electromagnetic wave W incident on the
図2は、図1に示す分光装置に用いられる分光器50を示す斜視図である。図2に示すように、分光器50は、第1回折面1aを有する第1回折体1および第2回折面2aを備える第2回折体2を備える。また、第1回折面1aおよび第2回折面2aが並んで露出するように、第1回折体1および第2回折体2を収容する枠体3とを備える。
FIG. 2 is a perspective view showing a
さらに、分光器50は、図3に示すように、第1回折体1と第2回折体2と対向面にセラミックスからなる球体10が位置する。
Furthermore, as shown in FIG. 3, the
図2、3においては、直方体状の第1回折体1と直方体状の第2回折体を示しているが、第1回折体1および第2回折体2の形状は、これに限定されるものではない。
2 and 3, the rectangular parallelepiped first diffracting
図3に示す例において第1回折体1は、第1回折面1aと、第1回折面1aの反対に位置する第1下面1bと、第1回折面1aと略直交する第1対向面1cとを有している。また、第2回折体2は、第2回折面2aと、第2回折面2aの反対に位置する第2下面2bと、第2回折面2aと略直交する第2対向面2cとを有している。
In the example shown in FIG. 3, the first
そして、本開示の分光器50は、第1対向面1cおよび第2対向面2cの少なくともいずれかに凹部4を有するものであり、図3においては、第2対向面2cに凹部4を有している例を示している。なお、第1対向面1cに凹部4を有するものであってもよい。ここで、セラミックスからなる球体10は、凹部4から突出しているものであり、第1回折体1と第2回折体2とを組み合わせた場合において、小さな隙間が生じるものである。
And the
第1回折面1aおよび第2回折面2aは、いずれも等間隔に形成されたブリーズ面(回折格子)を複数備えている。第1回折面1aおよび第2回折面2aに導かれた電磁波Wは、それぞれ反射し、波長ごとに分光された反射波となり、この反射波から観測対象物の情報を解析することができる。
Each of the first
本開示の分光器50は、平行な電磁波Wが入射させたときの双方の反射波のなす角度が、例えば、1秒角(arcsec)以内となるように、第1回折面1aおよび第2回折面2aの位置が調整されている。なお、反射波のなす角度は、第1回折面1aおよび第2回折面2aに、例えば、He−Neレーザ―光を入射させ、双方の反射波のなす角度を光干渉計で測定すればよい。
The
球体10は、セラミックスであり、軟質金属に比べ高い硬度、剛性を有し、変形しがたいものである。そして、球体10が、第1対向面1cと第2対向面2cとの間に位置し、球体10が凹部4から突出しているものであることにより、第1対向面1cと第2対向面2cとは直に接触していないため、反力による歪みが抑制される。また、球体10が、形状が球であること、材質がセラミックスからなることにより、位置調整が容易であり、調整した位置を持続することができる。そのため、本開示の分光器50は、多くの情報量を高感度かつ高精度に得ることができる。
The
以下に本開示の分光器50の組立方法を説明する。図4(a)に枠体3を示す。図4(a)に示す例の枠体3は、底板3aと側板3bと端板3cとを有しており、これらの組み合わせにより、第1回折体1と第2回折体とを挿入するための開口部3dを備えている。なお、枠体3は、底板3aに側板3bと端板3cとが一体となったものの組み合わせでもよいし、底板3aと側板3bと端板3cが一体となったものでもよい。
Hereinafter, a method for assembling the
図4(b)に示すように、この枠体3に第1回折体1と第2回折体2とを挿入する。その際、第1回折体1の第1対向面1cと第2回折体2の第2対向面2cの間に球体10を挟みこんで挿入する。
As shown in FIG. 4B, the first
図5は、枠体3に第1回折体1と第2回折体2と球体10とを挿入した状態を示す横断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the first
このような構成において、底板3aと、第1下面1cおよび第2下面2cとが高い面精度を有し、第1下面1cと第1回折面1aおよび第2下面2cと第2回折面2aとがそれぞれ高い平行度を有し、第1回折体1および第2回折体2が高い厚み精度を有するものであれば、枠体3に挿入するのみで位置調整を行うことができる。
In such a configuration, the
球体10は、第1対向面1cと第2対向面2cの対向する領域の中央部に設けてもよく、このような構造であるときには、球体10から第1対向面1cと第2対向面2cに掛かる力が第1回折面1aや第2回折面2a、第1下面1b、第2下面2bにおよびにくくなる。
The
第1対向面1cと第2対向面2cとは少なくとも一部が対向していればよい。例えば、第1回折面1aと第2回折面2aとを正面視したとき、第1回折面1aと第2回折面2aとがずれて配置されていてもよい。その様な場合、第1対向面1cと第2対向面2cとが向かい合う領域の中央部に球体10を配置すればよい。
It suffices that at least a part of the first facing
なお、図1〜図5においては、第1回折体1および第2回折体2が同形状のものを示したが、第1回折面1aおよび第2回折面2aの位置調整が図られているものであればよいため、形状が異なったり、厚みが異なるものであってもよい。
1 to 5, the first
また、凹部4の深さや球体10の大きさは、組み立てる前に第1回折体1と第2回折体2の間に、どのような隙間を設ければ、第1回折体1と第2回折体2とが適切な位置関係となるかを、予め算出した寸法とすればよい。
Further, the depth of the
また、凹部4は、球体10と接する面の算術平均粗さRaが、0.5μm以下であってもよい。このような構成であるときには、球体10に対する接触面積が増加し、微細な振動を受けたとしても球体10は位置ずれしにくいため、信頼性が向上する。さらに、算術平均粗さRaが0.2μm以下であれば、さらに信頼性が向上する。この算術平均粗さRaは、JIS B 0601:2013に準拠して求めればよい。
Further, the
また、図5に示すように、断面が三角で、円錐状の凹部4を有する場合には、球体10は、凹部4の壁面に環状に線接触することになり安定しやすいものとなる。球体10は、例えば、凹部4と3点以上で接してもよい。なお、3点以上で接するとは、例えば、線で接することも含んでいる。このような構造であるときには、凹部4と球体10との相対位置が定まりやすくなる。
Further, as shown in FIG. 5, when the cross section is triangular and the conical
第1対向面1cと第2対向面2cとの隙間は、0.05mm以上0.15mm以下としてもよい。このような構造であるときには、第1対向面1cおよび第2対向面2cとの隙間を小さくしながら、第1対向面1cおよび第2対向面2cとが直に接触することを抑制することができるとともに、回折面の大型化を図りながらも分光器50を小型化することができる。
The gap between the first facing
球体10の直径は、例えば、0.8mm以上1.2mm以下であってもよい。また、その表面の算術平均粗さRaが0.5μm以下であるとよい。球体10の算術平均粗さRaをこの範囲とすると、第1回折体1および第2回折体2の相対的な位置関係を精度よく制御することができる。
The diameter of the
また、球体10は、セラミックスからなるため、球体10が金属からなる場合よりも常温から400℃までの球体10の線膨張係数が小さいため、温度変化によって感度や精度が変化することが少ない。
In addition, since the
球体10の主成分としては、例えば、コージェライト、アルミナ、ジルコニア、アルミナとジルコニアの複合物、窒化珪素などが挙げられる。
Examples of the main component of the
枠体3の材質としては、常温から400℃までの線膨張係数が小さい、線膨張係数が1.5×10−6/K以下のコージェライト、チタン酸アルミニウムまたはLAS等のアルカリ金属アルミノケイ酸塩を主成分とするセラミックスが挙げられる。枠体3が、このような構成であるときには、温度変化に曝されても膨張しにくいため、分光器50は高い信頼性を有する。
The material of the
第1回折体1および第2回折体2は、例えば、線膨張係数が1.0×10−6/K以下のガラスである。
The first
ここで、セラミックスにおける主成分とは、着目するセラミックスを構成する成分の合計100質量%のうち、60質量%以上を占める成分をいう。セラミックスを構成する成分は、X線回折装置(XRD)を用いて求めればよい。各成分の含有量は、成分を同定した後、蛍光X線分析装置(XRF)またはICP発光分光分析装置を用いて、成分を構成する元素の含有量を求め、同定された成分に換算すればよい。 Here, the main component in a ceramic means the component which occupies 60 mass% or more out of the total 100 mass% of the component which comprises the ceramics to which its attention is paid. What is necessary is just to obtain | require the component which comprises ceramics using an X-ray-diffraction apparatus (XRD). The content of each component is obtained by identifying the component, then obtaining the content of the element constituting the component using an X-ray fluorescence analyzer (XRF) or an ICP emission spectroscopic analyzer, and converting it to the identified component. Good.
球体10や枠体3を構成するセラミックスは、強度および剛性の観点によれば、相対密度は98%以上である。
The ceramics constituting the
以下に、本開示の分光器50について、詳細に説明する。
Hereinafter, the
第1回折体1および第2回折体2は、いずれも、例えば、長さが200mm、高さが60mm、幅が60mmの直方体である。
Each of the first
枠体3の側板3bには、第1回折体1および第2回折体2を固定するための複数のグラブスクリューを備えていてもよい。地震等の不慮の振動等により、第1回折体1および第2回折体2の相対的な位置がずれた場合は、グラブスクリューを回転させて微調整を施すことにより、第1回折体1および第2回折体2の互いのブリーズ面(回折格子)を平行にすればよい。
The
球体10のような球状体を第1回折体1と第2回折体との間に配置することで、球体10と第1回折体1や第2回折体との摩擦を小さくすることができるため、付加的に第1回折体1と第2回折体の位置関係を調整する場合でも、スムーズな調整を行うことができる。なお、球体10は、真球である必要はなく、楕円であってもよい。
By arranging a spherical body such as the
また、枠体3には、第1回折面1aや第2回折面2aのそれぞれの回折面の一部を覆うように固定する留め具が接続されていてもよい。
Moreover, the fastener which fixes so that a part of each diffraction surface of the
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良、組合せ等が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications, improvements, combinations, and the like can be made without departing from the scope of the present invention.
1 第1回折体
1a 第1回折面
1b 第1下わく面
1c 第1対向面
2 第2回折体
2a 第2回折面
2b 第2下面
2c 第2対向面
3 枠体
3a 底板
3b 横板
3c 端板
4 凹部
10 球体
50 分光器
DESCRIPTION OF
Claims (5)
第2回折面を有する第2回折体と、
前記第1回折面および前記第2回折面が並んで露出するように、前記第1回折体および前記第2回折体を収容する枠体とを備え、
前記第1回折体および前記第2回折体の対向面の少なくともいずれかに凹部を有し、
該凹部よりも突出する、セラミックスからなる球体を有する、分光器。 A first diffractive body having a first diffractive surface;
A second diffractive body having a second diffractive surface;
A frame housing the first diffractive body and the second diffractive body so that the first diffractive surface and the second diffractive surface are exposed side by side;
Having a recess in at least one of the opposing surfaces of the first and second diffractive bodies;
A spectroscope having a spherical body made of ceramics that protrudes from the recess.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020009061A1 (en) * | 2018-07-02 | 2020-01-09 | 京セラ株式会社 | Spectroscope, astronomical telescope and spectroscope production method |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0870007A (en) * | 1994-08-30 | 1996-03-12 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Heat treating apparatus for substrate |
JP2001508599A (en) * | 1997-01-23 | 2001-06-26 | エーエスエム アメリカ インコーポレイテッド | Wafer support system |
JP2007180246A (en) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Nhk Spring Co Ltd | Substrate support device and its manufacturing method |
JP2012022239A (en) * | 2010-07-16 | 2012-02-02 | Fujifilm Corp | Diffraction grating, manufacturing method thereof, and radiographic apparatus |
CN104749673A (en) * | 2015-04-21 | 2015-07-01 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Copying and splicing method of large-size plane diffraction grating |
US20160070128A1 (en) * | 2014-09-09 | 2016-03-10 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Display device capable of displaying a continuous image |
-
2017
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0870007A (en) * | 1994-08-30 | 1996-03-12 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Heat treating apparatus for substrate |
JP2001508599A (en) * | 1997-01-23 | 2001-06-26 | エーエスエム アメリカ インコーポレイテッド | Wafer support system |
JP2007180246A (en) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Nhk Spring Co Ltd | Substrate support device and its manufacturing method |
JP2012022239A (en) * | 2010-07-16 | 2012-02-02 | Fujifilm Corp | Diffraction grating, manufacturing method thereof, and radiographic apparatus |
US20160070128A1 (en) * | 2014-09-09 | 2016-03-10 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Display device capable of displaying a continuous image |
CN104749673A (en) * | 2015-04-21 | 2015-07-01 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Copying and splicing method of large-size plane diffraction grating |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
OTSUBO S , ET AL.: "First high-efficiency and high-resolution(R=80,000) NIR spectroscopy with high-blazed Echelle gratin", PROCEEDINGS OF SPIE, vol. 9908, JPN7020003419, 9 August 2016 (2016-08-09), pages 990879 - 1, ISSN: 0004377577 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020009061A1 (en) * | 2018-07-02 | 2020-01-09 | 京セラ株式会社 | Spectroscope, astronomical telescope and spectroscope production method |
JPWO2020009061A1 (en) * | 2018-07-02 | 2021-07-15 | 京セラ株式会社 | How to manufacture a spectroscope, an astronomical telescope and a spectroscope |
JP7223756B2 (en) | 2018-07-02 | 2023-02-16 | 京セラ株式会社 | Spectroscope, astronomical telescope, and manufacturing method of spectroscope |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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