JP3226308B2

JP3226308B2 - 明るい高分解能分光装置

Info

Publication number: JP3226308B2
Application number: JP30054291A
Authority: JP
Inventors: 市村勉; 潮田資勝; 稲場文男
Original assignee: Japan Science and Technology Corp
Current assignee: Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1991-11-15
Filing date: 1991-11-15
Publication date: 2001-11-05
Anticipated expiration: 2016-11-05
Also published as: JPH05133807A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分解能が高く明るい分
光装置に関し、特に、ラマン分光等の微弱で分光波長領
域が狭い光の分光に適した明るい高分解能分光装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ラマン分光は、試料に特定波長の強いレ
ーザ光を照射して励起し、試料から散乱された光であっ
て照射光の波長から僅かにずれた波長の光（ラマン散乱
光）を分光検出して、試料の組成等を調べる方法である
が、ラマン散乱光は弱いため、迷光の少ない明るい分光
器が必要とされ、また、ラマン散乱光は励起レーザ光の
近くの波長のため、高分散（高分解能）の分光器が要求
される。

【０００３】従来は、ラマン分光のために、例えば図１
９（ａ）及び（ｂ）に示すように、２つの分光器Ａ、Ｂ
を直列に配置したダブル分光器を使用し、入射側の分光
器Ａを分光フィルターとして用いて迷光を少なくし、か
つ、２つの分光器Ａ、Ｂを加分散形に配置して高分散に
している。しかも、分散を大きくするため、第２の分光
器Ｂにおいては、焦点距離ｆ＝１０００ｍｍ等の長焦点
距離の集光鏡を用いている。なお、図１９において、Ｇ
₁、Ｇ₂はそれぞれ分光器Ａ、Ｂの回折格子、Ｓ₁は分
光器Ａの入射スリット、Ｓ₂は分光器Ａの出射スリット
で分光器Ｂの入射スリットを兼ねており、Ｓ₃は分光器
Ｂの出射スリットである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
反射鏡を用いた分光器にあっては、分解能を上げるため
に、焦点距離の大きい集光鏡を用いているが、集光鏡の
口径、回折格子の径は、集光鏡の焦点距離に比べて小さ
く、したがって、分光器のＦナンバーは大きく１０程度
であり、最近でもやっとＦナンバー＝６のものが開発さ
れたにすぎず、それ以上に明るいものは得られていな
い。

【０００５】そこで、ラマン分光においては、ラマン散
乱光の強度を上げて分光器の明るさ不足を補うことも考
えられるが、そのために励起レーザ光の強度を強くする
と、試料がその熱で変化してしまう恐れがあるので、こ
の方法には限界がある。

【０００６】また、高分散にするために、回折格子に対
する入射角、回折角を大きくする方法も考えられるが、
集光鏡が軸外れで用いられるため、入射スリット像が軸
外収差により曲がってしまい、高分散の要求を満たし得
なくなる。そのため、ラマン分光器においては、入射
角、回折角を小さくし、上記のように集光鏡の焦点距離
を長くして高分散にしている。しかし、このような長焦
点距離の集光鏡を用いると、上記のようにＦナンバーが
６程度の暗いものしか実現できない。

【０００７】すなわち、従来の分光器にあっては、軸外
れで集光鏡を用い、集光鏡の口径、回折格子の径が小さ
いため、明るさの要求と高分解能の要求を共に満たすも
のは実現していなかった。

【０００８】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、明るさの要求と高分解能の要
求を共に満たす明るい高分解能の分光装置であって、特
にラマン分光のように、微弱で分光波長領域が比較的狭
い光の分光に適した明るい高分解能分光装置を提供する
ことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の明るい高分解能分光装置は、中心に開口が設けられ
た反射平面回折格子と、該回折格子の裏側近傍であって
開口の入射側に配置された入射スリットと、該入射スリ
ットから入射し前記開口を通過した測定光を平行光束に
変換するコリメート凹面鏡と、該コリメート凹面鏡で反
射され前記回折格子によって回折された光束の中の特定
次数の光束を前記回折格子の前記開口を経て該回折格子
の裏側近傍に集光する集光凹面鏡とからなり、前記両凹
面鏡は光軸が前記開口近傍で交差するように配置されて
なる分光器と、該分光器の前記集光凹面鏡の集光面の分
光方向に検出面が広がるように配置されている１次元又
は２次元光検出器とから構成され、前記集光凹面鏡を移
動させることによって分光波長範囲を変更することを特
徴とするものである。

【００１０】この場合、入射スリットと開口の間に入射
スリットの像を開口中に結像する結像レンズを配置する
ようにすると、開口の径をより小さくでき、明るさが向
上する。

【００１１】本発明の明るい高分解能分光装置は、上記
した分光器を複数個光学的に直列に接続して、射出側の
最終段の分光器の集光凹面鏡の集光面の分光方向に検出
面が広がるように１次元又は２次元光検出器を配置して
構成することもできる。

【００１２】この場合も、少なくとも１つの分光器の入
射スリットと反射平面回折格子の開口の間に入射スリッ
トの像を開口中に結像する結像レンズを配置して、より
明るいものとすることができる。

【００１３】

【００１４】

【００１５】なお、迷光を少なくするために、０次回折
像と１次回折像が回折格子の端と中心に入射し、０次回
折像が回折格子に入射しないように入射角、回折角を選
択するとさらによい。

【００１６】以上において、反射平面回折格子は、複数
枚の反射平面回折格子を開口の周りに格子方向を整列さ
せて同一面に連続又は不連続に配置して構成するのが、
大きい径のものを得るのに有利である。

【００１７】

【作用】本発明においては、何れの場合も、結像光学系
が軸外れなく配置されているので、回折格子への入射
角、回折角を大きくしても分光像に曲がりが生じないた
め、高分散、高分解能の配置が可能になると共に、結像
光学系として開口の大きなものが使用でき、回折格子と
して径の大きなものを用いれば、分光器のＦナンバーを
小さくでき、明るい分光器になる。しかも、光検出器と
して、高感度の１次元又は２次元光検出器を用いてマル
チチャンネル分光装置に構成されているので、従来のも
のより格段に明るく高分解能の分光装置になり、ラマン
分光、蛍光分光等の弱い光の分光測定に適したものであ
る。なお、分光器を多段配置にすることにより、より高
分解能にすることができる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照にして本発明の明るい高分
解能分光装置のいくつかの実施例について説明する。図
１に本発明による分光装置の基本的な実施例の断面図を
示す。この分光装置は、分光器１とその分光面に配置さ
れた１次元又は２次元光検出器４とからなり、分光器１
は、中心に開口６が設けられた反射平面回折格子５と、
回折格子５の裏側近傍であって開口６の入射側に配置さ
れた入射スリット７と、入射スリット７から入射し開口
６を通過した測定光を平行光束に変換するコリメート凹
面鏡８と、コリメート凹面鏡８で反射され回折格子５に
よって回折された光束の中の特定次数の光束を回折格子
５の開口６を経て回折格子５の裏側近傍に集光する集光
凹面鏡９とからなり、図示のように、凹面鏡８、９は光
軸が光路と平行で軸外れなしに配置されており、それら
の光軸は開口６近傍で交差するように配置されている。
また、反射平面回折格子５の格子は紙面に垂直に設けら
れている。そして、分光器１の集光凹面鏡９の集光面に
は、分光方向に検出面が広がる１次元又は２次元光検出
器４が配置されている。

【００１９】本発明の分光装置は以上のような構成であ
るので、例えば試料Ｓに励起レーザ光Ｅを照射すること
により発生したラマン散乱光を含む測定光Ｒは、レンズ
Ｌにより入射スリット７上に集光され、スリット７を通
過した発散光は、反射平面回折格子５の開口６を経てコ
リメート凹面鏡８に入射し、凹面鏡８により開口６方向
に戻る太い平行光束に変換され、回折格子５に入射角α
で入射し、回折角βで回折され、その次数の光束は集光
凹面鏡９に光軸と平行に入射して、開口６を経て回折格
子５裏側の１次元又は２次元光検出器４の検出面上に波
長分散に応じて分光して集光する。よく知られているよ
うに、入射角αと回折角βの間には、 sinα＋ sinβ＝ｍλ／ｄの関係があり、入射光はこの関係を満足する角度に分光
して検出面に結像する。ただし、ｍは回折次数、λは波
長、ｄは回折格子の格子間隔である。

【００２０】したがって、入射スリット７の分光像は、
凹面鏡８、９の光軸と平行な光路を経て結像されるの
で、入射角α、回折角βを大きくしても分光像に曲がり
が生じないため、高分散、高分解能の配置が可能になる
と共に、凹面鏡８、９として開口の大きなものが使用で
き、回折格子５として径の大きなものを用いれば、分光
器１のＦナンバーを小さくでき、明るい分光器になる。
しかも、光検出器４として、後記するような高感度の２
次元光検出器を用いてマルチチャンネル配置にすること
により、従来のものより格段に明るく高分解能の分光装
置を提供することができる。しかも、０次回折像と１次
回折像が回折格子５の端と中心に入射するようにして、
０次回折像を回折格子５に入射しないような配置にすれ
ば、迷光がさらに少なくなる。

【００２１】ところで、中心に開口６の開いた反射平面
回折格子５は、大きな連続する１枚の回折格子を作製
し、その中央に所望の径の開口を設けることにより得る
こともできるが、大きな回折格子を作製することは一般
には容易ではない。そこで、例えば図９に平面図を示す
ように、複数枚（図の場合は４枚）の小さな回折格子５
１〜５４を開口６の周りに格子方向を整列させて同一面
に連続又は多少不連続に配置して構成することにより、
比較的容易に構成することができる。なお、配列方法
は、図示の例以外に種々のものが考えられる。

【００２２】図１の場合、分光波長範囲を変更したい場
合は、集光凹面鏡９を図示の両矢符方向へ移動させれば
よい。なお、この分光装置においては、１度に分光でき
る波長範囲は、回折格子５の開口６の幅によって制限さ
れるので、開口６の径を小さくすればする程明るくなる
代わりに、分光できる波長範囲が狭くなる。したがっ
て、励起波長から僅かに異なる波長域に弱いスペクトル
が現れるラマン分光、蛍光分光等に適した分光装置と言
うことができる。

【００２３】上記したように、回折格子５の開口６の径
を小さくすればする程分光器は明るくなる。そのため
に、図２に示したように、図１の入射スリット７と開口
６の間、及び、開口６と光検出器４の間にそれぞれ結像
レンズ１０、１３を配置し、結像レンズ１０によって入
射スリット７の像を開口６内に結像して、開口６の径を
限界まで小さくすることができる。この場合、分光像
も、結像レンズ１３により光検出器４の検出面に導くよ
うにする必要がある。

【００２４】さらに、別の変形として、回折格子５から
回折された光束を、集光凹面鏡９の代わりに、明るい望
遠レンズ系により光検出器４の検出面に導くようにうす
ることもできる。その例を図３に示す。図３において、
望遠レンズ系１４は回折光と同軸に配置されるので、同
様に分光像に曲がりが生じない。しかも、望遠レンズ系
１４の焦点距離は長いので、より高分解能にできる。

【００２５】さて、図１から図３に示したような分光器
１〜３を２台組み合わせて、第１分光器を迷光除去用と
するダブル分光器配列にすることにより、さらに高分解
能の分光装置を得ることもできる。例えば、図４に示す
ように、図１に示した分光器１１、１２を直列に接続
し、加分散形に配置することにより、より高分解能にな
る。なお、装置全体のＦナンバーは、大きい方のＦナン
バー以上になるので、第１分光器として、Ｆナンバーの
小さなレンズ使用の分光器（特願平１−２０８７４４
号）を使用するようにすることもできる。

【００２６】別のダブル分光器配列に構成した分光装置
の例としては、図５に示すように、図２に示した分光器
２１、２２を直列に接続し、加分散形に配置する。ま
た、図６に示すように、図１に示した分光器１と図２に
示した分光器２とを直列に接続して加分散形に配置する
ようにすることもできる。さらに、図７に示すように、
図３に示した分光器３１、３２を直列に接続して構成す
ることもできる。

【００２７】以上は、図１〜図３に示したような分光器
１〜３を２台組み合わせてダブル分光器配列にする例で
あったが、焦点距離の短いものを３台、４台と加分散形
に配置することにより、迷光が少なく、Ｆナンバーが１
程度で、高分解能の分光装置を構成することができる。
実際上、トリプル分光器配列でこのようなものを実現す
ることができる。

【００２８】さて、以上のように本発明に基づく分光装
置は、Ｆナンバーが小さく明るく、高分解能であるの
で、ラマン分光に適したものであるが、顕微ラマン分光
にも適したものである。周知のように、光学系を複数接
続する場合、全体の系の明るさ（Ｆナンバー）はそれら
の中の最大のＦナンバーになってしまう。したがって、
顕微ラマン分光の場合、顕微鏡系の対物レンズのＦナン
バーが小さくとも（開口数ＮＡが大きいのと同義）、分
光系のＦナンバーが大きいと、明るさは分光系によって
規定されてしまうことになるため、従来は顕微鏡系の能
力を充分に利用した顕微ラマン分光は困難であった。し
かしながら、本発明の分光装置の場合、Ｆナンバーが１
程度であるので、これを用いることにより、顕微鏡系の
明るさを充分に利用した顕微ラマン分光が可能になる。
その１例の概略の光学配置を図８に示す。すなわち、顕
微鏡支持台４０のステージ４１に載置された試料Ｓにビ
ームスプリッターＢＳ、対物レンズＯｂを経て励起レー
ザ光Ｅを照射する。試料Ｓから散乱されラマン散乱光を
含む測定光Ｒは、対物レンズＯｂ、ビームスプリッター
ＢＳを経て対物レンズＯｂと同程度以下のＦナンバーを
有するレンズＬにより、図１から図７に例示した本発明
の分光装置６０の入射スリット７に集光され、ラマン散
乱光が分光測定される。

【００２９】ところで、本発明において、１次元又は２
次元光検出器４として公知の種々のものを用いることが
でき、その構成としては、大別して固体イメージセンサ
ーと光電変換イメージセンサーがある。固体イメージセ
ンサーの例としては、図１０に示す並列独立処理フォト
ダイオードアレイ、図１１に示す電荷結合デバイス（Ｃ
ＣＤ）型イメージセンサー、さらに、図１２に示す電界
効果トランジスタ（ＭＯＳ）型イメージセンサーがあげ
られる。

【００３０】並列独立処理フォトダイオードアレイと
は、光起電効果を持つフォトダイオード１００を図１０
に示すようにアレイ状に配置すると共に、各フォトダイ
オードの出力を直接取り出せるように配線したものであ
る。各フォトダイオードから独立して信号を抽出できる
ことから、必要に応じて、特定のフォトダイオードにア
クセスすること、また、背景光を除去した信号（ＡＣ成
分信号）と背景光を除去しない信号（ＤＣ成分信号）と
の切換え等の各フォトダイオードからの信号の並列した
独立処理が可能となっている。

【００３１】ＣＣＤ型イメージセンサーとは、図１１に
示すように、例えばｎ型シリコンウエハー上に拡散やエ
ピタキシャル成長によってｐ型層をつくり、さらに、そ
の上に３個の電極が１単位となる絵素１１０がマトリッ
クス状に配置されるように電極を設けたものである。絵
素を構成する３つの電極に印加する電圧を順次選択的に
切換えることにより、入射光により発生した信号電荷
（例えば、正孔）を一方向に順繰りに移送させながら、
映像信号を取り出すよう構成されている。また、ＣＣＤ
を冷却することにより、常温時の暗電流や固定ノイズを
減少させることもできる。

【００３２】ＭＯＳ型イメージセンサーとは、図１２が
示すように、Ｘ、Ｙ座標に対応する２つの電極が１つの
単位となる絵素１２０がマトリックス状に配列されてお
り、しかも、各絵素がＭＯＳ型の電界効果トランジスタ
で作られた走査回路とスイッチ回路を構成しているもの
である。センサーから映像信号を取り出すには、図１２
のＸ、Ｙ軸の走査信号発生器により各絵素に走査パルス
を与え、入射光により絵素内に発生した信号電荷を、
Ｘ、Ｙ軸の電極の電圧が０となった絵素から信号電流と
して取り出すのである。

【００３３】光電変換イメージセンサーとしては、マイ
クロチャンネルプレート（ＭＣＰ）とダイオードアレイ
を組み合わせた図１３のような静電集束型ＭＣＰダイオ
ードアレイや図１４のような近接型ＭＣＰダイオードア
レイ、また図１５に示すイメージ・オルシコン、図１６
に示すビジコン、ＭＣＰとビジコンを組み合わせた図１
７のようなフォトニックマイクロスコープシステム（Ｖ
ＩＭシステム）、さらに、ＭＣＰと半導体位置検出素子
を組み合わせた図１８のようなフォトカウンティングイ
メージアクイジョンシステム（ＰＩＡＳシステム）があ
げられる。

【００３４】静電集束型ＭＣＰダイオードアレイでは、
図１３に示すように、入射光は光電面１３０で光電子１
３６を放出させ、この光電子は電子レンズ系１３１で加
速、結像されてＭＣＰ１３２に入射する。ＭＣＰ１３２
で電子は増倍され、蛍光面１３３に入射し、光を放出す
る。蛍光面から放出された光は光ファイバー１３４を通
りダイオードアレイ１３５に入射して映像信号を出力す
るよう構成されている。

【００３５】近接型ＭＣＰダイオードアレイでは、図１
４に示すように、入射光は光電面１４０で光電子を放出
させ、該光電子はＭＣＰ１４１に直接入射する。ＭＣＰ
１４１で電子は増倍され、蛍光面１４２に入射し、光を
放出する。蛍光面１４２からの光は光ファイバー１４３
を通りダイオードアレイ１４４に入射して映像信号を出
力するよう構成されている。

【００３６】イメージ・オルシコンでは、図１５に示す
ように光電陰極１５０から入射光に応じて光電子１５１
が放出され、該光電子は加速され、ターゲットメッシュ
１５２を通過しターゲット（厚さ数μｍ程度の低抵抗ガ
ラス板）１５３に衝突する。その結果、ターゲット１５
３から２次電子が放出され、放出した電子はターゲット
メッシュに集められ、ターゲット上には入射光に対応し
た正電荷像が形成される。この状態でターゲット面が電
子ビーム１５４で走査されると、ターゲット面付近では
減速電界になっており、ターゲット面上の正電荷を中和
する。中和して残った電子は、ターゲットの正電荷によ
り密度変調されており、さらに、もとの電子軌道とほぼ
同じ軌道を経て電子銃１５５付近に到達する。電子銃付
近には２次電子増倍部１５６が配置されており、これに
より戻り電子を増幅して映像信号を出力させる。

【００３７】ビジコンでは、図１６に示すように、ター
ゲットが透明なフェースプレート１６０上に透明導電膜
１６１と高抵抗率の光導電膜１６２を重ねた構成を有し
ており、電子ビーム１６３走査後に入射光があると電子
と正孔の対が発生し、電子は透明導電膜１６１を通り信
号電極１６４へ流れるが、正孔は光導電膜の走査部側の
表面へ移動する。次に、再度電子ビームにより光電膜表
面を走査すると、電子ビームは正孔による表面電位の大
きさに応じてターゲットに流れ込み、信号電極１６４を
通って映像信号となる。

【００３８】ＶＩＭシステムとは、図１７に示すように
２次元光子計数管１７０と低残像ビジコン１７１を組み
合わせたものである。２次元光子計数管１７１に入射し
た光は光電面１７２で光電子を発生し、この光電子はメ
ッシュ１７３、電子レンズ１７４を経てＭＣＰ（図１７
では２段接続のＭＣＰ）１７５に入射して増幅され、出
射面の蛍光面１７６に当って輝点を形成する。この輝点
はレンズ１７７によって低残像ビジコンの光電面に結像
し、ビジコンの出力から入射光に対応した映像信号が得
られる。

【００３９】ＰＩＡＳシステムとは、図１８に示すよう
に、ＶＩＭシステムで用いた２次元光子計数管１８０
（だだし、図１８では３段接続のＭＣＰとなっている）
とシリコン半導体検出器１８１を組み合わせたものであ
る。ＭＣＰ１８２からの増倍され、加速された光電子は
半導体位置検出素子に入射し、入射の際の電子衝撃効果
によりさらに増倍されて、該検出素子１８１の抵抗層を
通って素子周辺の４つの電極１８３より電流として出力
される。この４つの出力を位置演算装置（図に示してい
ない）に入力することにより、入射光に対応した位置信
号が得られる。

【００４０】以上、代表的な１次元又は２次元光検出器
について説明してきたが、本発明における分光装置に用
いることのできる光検出器は、ここで説明したものに限
らず、１次元又は２次元的に光を検出できるものであれ
ば如何なるものでも適用可能である。

【００４１】以上、本発明の明るい高分解能分光装置を
実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施
例に限定されず種々の変形が可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の明るい高
分解能分光装置によると、何れの場合も、結像光学系が
軸外れなく配置されているので、回折格子への入射角、
回折角を大きくしても分光像に曲がりが生じないため、
高分散、高分解能の配置が可能になると共に、結像光学
系として開口の大きなものが使用でき、回折格子として
径の大きなものを用いれば、分光器のＦナンバーを小さ
くでき、明るい分光器になる。しかも、光検出器とし
て、高感度の１次元又は２次元光検出器を用いてマルチ
チャンネル分光装置に構成されているので、従来のもの
より格段に明るく高分解能の分光装置になり、ラマン分
光、蛍光分光等の弱い光の分光測定に適したものであ
る。なお、分光器を多段配置にすることにより、より高
分解能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による分光装置の基本的な実施例の断面
図である。

【図２】他の実施例の断面図である。

【図３】もう１つの実施例の断面図である。

【図４】図１の分光器を２段に配置した実施例の断面図
である。

【図５】図２の分光器を２段に配置した実施例の断面図
である。

【図６】図１の分光器と図２の分光器を２段に配置した
実施例の断面図である。

【図７】図３の分光器を２段に配置した実施例の断面図
である。

【図８】本発明による分光装置を顕微ラマン分光に適用
した１例の概略の光学配置を示す図である。

【図９】反射平面回折格子を複数枚の回折格子を配置し
て構成した場合の平面図である。

【図１０】公知の並列独立処理フォトダイオードアレイ
の構成を説明するための図である。

【図１１】公知のＣＣＤ型イメージセンサーの構成を説
明するための図である。

【図１２】公知のＭＯＳ型イメージセンサーの構成を説
明するための図である。

【図１３】公知の静電集束型ＭＣＰダイオードアレイの
構成を説明するための図である。

【図１４】公知の近接型ＭＣＰダイオードアレイの構成
を説明するための図である。

【図１５】公知のイメージ・オルシコンの構成を説明す
るための図である。

【図１６】公知のビジコンの構成を説明するための図で
ある。

【図１７】公知のＶＩＭシステムの構成を説明するため
の図である。

【図１８】公知のＰＩＡＳシステムの構成を説明するた
めの図である。

【図１９】従来のダブル分光器の構成例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１、２、３、１１、１２、２１、２２３１、３２…分光
器４…１次元又は２次元光検出器５…反射平面回折格子６…開口７…入射スリット８…コリメート凹面鏡９…集光凹面鏡１０、１３…結像レンズ１４…望遠レンズ系４０…顕微鏡支持台４１…ステージ５１〜５４…小さな回折格子６０…分光装置Ｓ…試料Ｅ…励起レーザ光Ｒ…測定光Ｌ…レンズＢＳ…ビームスプリッターＯｂ…対物レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者稲場文男宮城県仙台市太白区八木山南１−13−１ (56)参考文献特開平２−275325（ＪＰ，Ａ) 特開平３−72226（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−17458（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01J 3/02 - 3/457

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】中心に開口が設けられた反射平面回折格
子と、該回折格子の裏側近傍であって開口の入射側に配
置された入射スリットと、該入射スリットから入射し前
記開口を通過した測定光を平行光束に変換するコリメー
ト凹面鏡と、該コリメート凹面鏡で反射され前記回折格
子によって回折された光束の中の特定次数の光束を前記
回折格子の前記開口を経て該回折格子の裏側近傍に集光
する集光凹面鏡とからなり、前記両凹面鏡は光軸が前記
開口近傍で交差するように配置されてなる分光器と、該
分光器の前記集光凹面鏡の集光面の分光方向に検出面が
広がるように配置されている１次元又は２次元光検出器
とから構成され、前記集光凹面鏡を移動させることによ
って分光波長範囲を変更することを特徴とする明るい高
分解能分光装置。
【請求項２】前記入射スリットと前記開口の間に入射
スリットの像を開口中に結像する結像レンズが配置され
ていることを特徴とする請求項１記載の明るい高分解能
分光装置。
【請求項３】中心に開口が設けられた反射平面回折格
子と、該回折格子の裏側近傍であって開口の入射側に配
置された入射スリットと、該入射スリットから入射し前
記開口を通過した測定光を平行光束に変換するコリメー
ト凹面鏡と、該コリメート凹面鏡で反射され前記回折格
子によって回折された光束の中の特定次数の光束を前記
回折格子の前記開口を経て該回折格子の裏側近傍に集光
する集光凹面鏡とからなり、前記両凹面鏡は光軸が前記
開口近傍で交差するように配置されてなる分光器であっ
て、前記集光凹面鏡を移動させることによって分光波長
範囲を変更する分光器が複数個光学的に直列に接続され
ており、射出側の最終段の分光器の集光凹面鏡の集光面
の分光方向に検出面が広がるように１次元又は２次元光
検出器が配置されていることを特徴とする明るい高分解
能分光装置。
【請求項４】少なくとも１つの分光器の入射スリット
と反射平面回折格子の開口の間に入射スリットの像を開
口中に結像する結像レンズが配置されていることを特徴
とする請求項３記載の明るい高分解能分光装置。
【請求項５】前記反射平面回折格子は、複数枚の反射
平面回折格子を前記開口の周りに格子方向を整列させて
同一面に連続又は不連続に配置して構成されたものから
なることを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載
の明るい高分解能分光装置。