JP3239512B2 - ２段式分光器 - Google Patents
２段式分光器Info
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- JP3239512B2 JP3239512B2 JP03260793A JP3260793A JP3239512B2 JP 3239512 B2 JP3239512 B2 JP 3239512B2 JP 03260793 A JP03260793 A JP 03260793A JP 3260793 A JP3260793 A JP 3260793A JP 3239512 B2 JP3239512 B2 JP 3239512B2
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- Japan
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- light
- slit
- spectroscope
- light emitted
- lens
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光源からの出射光を
分光器に２回透過させる２段式分光器についてのもので
ある。
分光器に２回透過させる２段式分光器についてのもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】次に、従来の２段式分光器の構成を図６
に示す。図６の２０と３０は分光器であり、１１は光
源、１２はスリット、１３は凹面鏡、１４は回折格子、
１５は凹面鏡、１６はスリット、２２はスリット、２３
は凹面鏡、２４は回折格子、２５は凹面鏡、２６はスリ
ットである。図６の１２〜１６で分光器２０を構成し、
図６の２２〜２６で分光器３０を構成する。
に示す。図６の２０と３０は分光器であり、１１は光
源、１２はスリット、１３は凹面鏡、１４は回折格子、
１５は凹面鏡、１６はスリット、２２はスリット、２３
は凹面鏡、２４は回折格子、２５は凹面鏡、２６はスリ
ットである。図６の１２〜１６で分光器２０を構成し、
図６の２２〜２６で分光器３０を構成する。
【０００３】図６で、光源１１からの出射光は、スリッ
ト１２から分光器２０に入射し、凹面鏡１３で反射して
回折格子１４に入射する。回折格子１４は、凹面鏡１３
からの入射光を波長によって違った角度に反射し、光源
１１から分光器２０への入射光のうち、回折格子１４の
垂直軸に対する角度によって決まる特定の波長成分だけ
を凹面鏡１５に出射する。凹面鏡１５の反射光はスリッ
ト１６から出射する。
ト１２から分光器２０に入射し、凹面鏡１３で反射して
回折格子１４に入射する。回折格子１４は、凹面鏡１３
からの入射光を波長によって違った角度に反射し、光源
１１から分光器２０への入射光のうち、回折格子１４の
垂直軸に対する角度によって決まる特定の波長成分だけ
を凹面鏡１５に出射する。凹面鏡１５の反射光はスリッ
ト１６から出射する。
【０００４】スリット１６からの出射光は、スリット２
２から分光器３０に入射し、凹面鏡２３により反射して
回折格子２４に入射する。回折格子２４は、分光器２０
の回折格子１４と同様に、入射光を波長によって違った
角度に反射し、回折格子２４の垂直軸に対する角度によ
って決まる特定の波長成分だけを凹面鏡２５に出射す
る。凹面鏡２５の反射光は、スリット２６から出射す
る。
２から分光器３０に入射し、凹面鏡２３により反射して
回折格子２４に入射する。回折格子２４は、分光器２０
の回折格子１４と同様に、入射光を波長によって違った
角度に反射し、回折格子２４の垂直軸に対する角度によ
って決まる特定の波長成分だけを凹面鏡２５に出射す
る。凹面鏡２５の反射光は、スリット２６から出射す
る。
【０００５】このような構成で、分光器２０と分光器３
０の透過する波長が等しくなるように、回折格子１４と
回折格子２４の角度をそれぞれ設定することで、光源１
１からの出射光のうち、特定の波長成分だけを分光器３
０のスリット２６から取り出すことができる。
０の透過する波長が等しくなるように、回折格子１４と
回折格子２４の角度をそれぞれ設定することで、光源１
１からの出射光のうち、特定の波長成分だけを分光器３
０のスリット２６から取り出すことができる。
【０００６】次に、図６を透過する光のスペクトルにつ
いて図７より説明する。図７の３１は光源１１からの出
射光のスペクトル、３２は分光器２０のスリット１６か
らの出射光のスペクトル、３３は分光器３０のスリット
２６からの出射光のスペクトルである。
いて図７より説明する。図７の３１は光源１１からの出
射光のスペクトル、３２は分光器２０のスリット１６か
らの出射光のスペクトル、３３は分光器３０のスリット
２６からの出射光のスペクトルである。
【０００７】スペクトル３２は、分光器２０によって光
源１１の出射光から特定の波長成分だけを取り出したも
のであるから、光源１１の出射光のスペクトル３１より
スペクトル幅が狭い、単色性の高いスペクトルとなって
いる。さらにスペクトル３３は、分光器３０によって分
光器２０の出射光から特定の波長成分だけを取り出した
ものであるから、分光器２０のスペクトル３２よりさら
にスペクトル幅が狭く、単色性の高いスペクトルとなっ
ている。
源１１の出射光から特定の波長成分だけを取り出したも
のであるから、光源１１の出射光のスペクトル３１より
スペクトル幅が狭い、単色性の高いスペクトルとなって
いる。さらにスペクトル３３は、分光器３０によって分
光器２０の出射光から特定の波長成分だけを取り出した
ものであるから、分光器２０のスペクトル３２よりさら
にスペクトル幅が狭く、単色性の高いスペクトルとなっ
ている。
【０００８】このように、光源の光を分光器に２回透過
させる２段式分光器では、分光器を１段だけ使用した場
合に比べて、より単色性の高いスペクトルを取り出すこ
とができる。
させる２段式分光器では、分光器を１段だけ使用した場
合に比べて、より単色性の高いスペクトルを取り出すこ
とができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図６の構成では、分光
器を１段だけ使用した場合に比べて、部品の数が倍とな
り、光路長も倍となる。このため、全体の大きさが大き
くなり、費用も高くなる。また、分光器２０と分光器３
０の透過波長が完全に一致していなければならないの
で、回折格子１４と回折格子２４の角度を別々に制御す
る必要があり、波長を掃引する場合、回折格子１４と回
折格子２４の角度を、２つの分光器が互いに同じ波長を
透過するような関係に保ちながら回転させなければなら
ないので、複雑な同期機構が必要になる。
器を１段だけ使用した場合に比べて、部品の数が倍とな
り、光路長も倍となる。このため、全体の大きさが大き
くなり、費用も高くなる。また、分光器２０と分光器３
０の透過波長が完全に一致していなければならないの
で、回折格子１４と回折格子２４の角度を別々に制御す
る必要があり、波長を掃引する場合、回折格子１４と回
折格子２４の角度を、２つの分光器が互いに同じ波長を
透過するような関係に保ちながら回転させなければなら
ないので、複雑な同期機構が必要になる。
【００１０】さらに、回折格子１４や回折格子２４の表
面に刻まれている溝が、垂直軸からわずかでも傾いてい
ると、回転に伴い、スリット１６やスリット２６からの
出射光の位置が上下に変化する。また、温度変動など
で、回折格子１４や２４の水平面に対する角度がわずか
でも変化すると、やはりスリット１６やスリット２６か
らの出射光の位置が上下に変動する。
面に刻まれている溝が、垂直軸からわずかでも傾いてい
ると、回転に伴い、スリット１６やスリット２６からの
出射光の位置が上下に変化する。また、温度変動など
で、回折格子１４や２４の水平面に対する角度がわずか
でも変化すると、やはりスリット１６やスリット２６か
らの出射光の位置が上下に変動する。
【００１１】スリット２６からの出射光の位置変動は、
分光器２０で生じる位置変動と分光器３０で生じる位置
変動を合計したものとなり、分光器を１段だけ使用した
場合に比べて大きなものとなる。このため、分光器３０
の出力光を光ファイバなどの受光面積の小さな部品に集
光させる場合、波長を変えたり、温度が変化したりする
ごとに、光ファイバの位置を調整しなおさなければなら
ない。
分光器２０で生じる位置変動と分光器３０で生じる位置
変動を合計したものとなり、分光器を１段だけ使用した
場合に比べて大きなものとなる。このため、分光器３０
の出力光を光ファイバなどの受光面積の小さな部品に集
光させる場合、波長を変えたり、温度が変化したりする
ごとに、光ファイバの位置を調整しなおさなければなら
ない。
【００１２】この発明は、分光器のスリットから出射さ
れた光を、同じスリットから再入射させるための反射手
段を備え、光が分光器を２度透過するように構成するこ
とにより、装置の大きさが小さく、費用が安く、同期機
構を必要とせず、分光器からの出射光の位置変動の少な
い２段式分光器を提供することを目的とする。
れた光を、同じスリットから再入射させるための反射手
段を備え、光が分光器を２度透過するように構成するこ
とにより、装置の大きさが小さく、費用が安く、同期機
構を必要とせず、分光器からの出射光の位置変動の少な
い２段式分光器を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明では、光源１の出射光を入射するスリット
２と、スリット２に入射した光源１の出射光のうち、特
定波長の光を出射するスリット６を備える分散型分光器
において、スリット６からの出射光を入射し、平行光に
するレンズ７Ａと、レンズ７Ａからの平行光を反射する
直角プリズム８と、直角プリズム８からの反射光をスリ
ット６に再入射させるレンズ７Ｂをもつ反射手段７を備
える。あるいは、反射手段７は、スリット６からの出射
光を平行光にするレンズ７Ａと、レンズ７Ａからの平行
光を反射させるコーナーキューブプリズム９と、コーナ
ーキューブプリズム９からの反射光をスリット６に再入
射させるレンズ７Ｂを備える。
め、この発明では、光源１の出射光を入射するスリット
２と、スリット２に入射した光源１の出射光のうち、特
定波長の光を出射するスリット６を備える分散型分光器
において、スリット６からの出射光を入射し、平行光に
するレンズ７Ａと、レンズ７Ａからの平行光を反射する
直角プリズム８と、直角プリズム８からの反射光をスリ
ット６に再入射させるレンズ７Ｂをもつ反射手段７を備
える。あるいは、反射手段７は、スリット６からの出射
光を平行光にするレンズ７Ａと、レンズ７Ａからの平行
光を反射させるコーナーキューブプリズム９と、コーナ
ーキューブプリズム９からの反射光をスリット６に再入
射させるレンズ７Ｂを備える。
【００１４】
【作用】次に、この発明による２段式分光器の構成につ
いて図１より説明する。図１の１は光源、２はスリッ
ト、３は凹面鏡、４は回折格子、５は凹面鏡、６はスリ
ット、７は反射手段である。図１の２〜６で分光器１０
を構成する。次に、図１の作用を、図１を参照して説明
する。光源１からの出射光は、スリット２の中心より下
方から分光器１０に入射し、凹面鏡３により反射して回
折格子４に入射する。
いて図１より説明する。図１の１は光源、２はスリッ
ト、３は凹面鏡、４は回折格子、５は凹面鏡、６はスリ
ット、７は反射手段である。図１の２〜６で分光器１０
を構成する。次に、図１の作用を、図１を参照して説明
する。光源１からの出射光は、スリット２の中心より下
方から分光器１０に入射し、凹面鏡３により反射して回
折格子４に入射する。
【００１５】回折格子４は、入射光を波長によって違っ
た角度に反射させ、分光器１０への入射光のうち、回折
格子４の垂直軸に対する角度によって決まる特定の波長
成分だけが凹面鏡５に出射される。凹面鏡５からの反射
光は、スリット６の中心より上方から出射する。スリッ
ト６からの出射光は、反射手段７により反射し、再びス
リット６の中心より下方から分光器１０に入射する。
た角度に反射させ、分光器１０への入射光のうち、回折
格子４の垂直軸に対する角度によって決まる特定の波長
成分だけが凹面鏡５に出射される。凹面鏡５からの反射
光は、スリット６の中心より上方から出射する。スリッ
ト６からの出射光は、反射手段７により反射し、再びス
リット６の中心より下方から分光器１０に入射する。
【００１６】スリット６から再入射した光は、再び回折
格子４を経由して、スリット２の中心より上方から出射
する。スリット２からの出射光は、分光器１０を２回透
過しているので、図６と同様に、分光器を１段だけ使用
した場合に比べて単色性の高いスペクトルが得られる。
格子４を経由して、スリット２の中心より上方から出射
する。スリット２からの出射光は、分光器１０を２回透
過しているので、図６と同様に、分光器を１段だけ使用
した場合に比べて単色性の高いスペクトルが得られる。
【００１７】
【実施例】次に、反射手段７の構成を図２より説明す
る。図２の６はスリット、７Ａ・７Ｂはレンズ、８は直
角プリズムである。図２で、スリット６からの出射光は
レンズ７Ａにより平行光となり、直角プリズム８により
反射し、さらにレンズ７Ｂでスリット６上に焦点を結ば
せることにより分光器１０に再び入射する。
る。図２の６はスリット、７Ａ・７Ｂはレンズ、８は直
角プリズムである。図２で、スリット６からの出射光は
レンズ７Ａにより平行光となり、直角プリズム８により
反射し、さらにレンズ７Ｂでスリット６上に焦点を結ば
せることにより分光器１０に再び入射する。
【００１８】次に、図２の反射手段を備えたときのスリ
ット６上での出射光および入射光の位置を、図３を参照
して説明する。図２で、スリット６からの光を直角プリ
ズム８で反射させるので、図３の位置アから出射した光
は位置カに、位置イから出射した光は位置キに、位置ウ
から出射した光は位置クに、位置エから出射した光は位
置ケに、それぞれ再入射する。
ット６上での出射光および入射光の位置を、図３を参照
して説明する。図２で、スリット６からの光を直角プリ
ズム８で反射させるので、図３の位置アから出射した光
は位置カに、位置イから出射した光は位置キに、位置ウ
から出射した光は位置クに、位置エから出射した光は位
置ケに、それぞれ再入射する。
【００１９】このように、スリット６の中心から遠い位
置から出射した光は、スリット６の中心に近い位置に入
射する。したがって、回折格子４の溝が傾いているため
に回転に伴って出射光の位置が変動する場合でも、再入
射位置が逆の方向に動くため、スリット２からの出射光
の位置は一定となり、出射光の位置変動は少なくなる。
置から出射した光は、スリット６の中心に近い位置に入
射する。したがって、回折格子４の溝が傾いているため
に回転に伴って出射光の位置が変動する場合でも、再入
射位置が逆の方向に動くため、スリット２からの出射光
の位置は一定となり、出射光の位置変動は少なくなる。
【００２０】次に、反射手段７の他の実施例の構成を図
４を参照して説明する。図４の９はコーナーキューブプ
リズムであり、他は図２と同じである。図４は図２の直
角プリズム８の代わりにコーナーキューブプリズム９を
配置したものである。コーナーキューブプリズム９は、
例えばSPINDLER&HOYER社のものを使用することができ
る。
４を参照して説明する。図４の９はコーナーキューブプ
リズムであり、他は図２と同じである。図４は図２の直
角プリズム８の代わりにコーナーキューブプリズム９を
配置したものである。コーナーキューブプリズム９は、
例えばSPINDLER&HOYER社のものを使用することができ
る。
【００２１】次に、図４の反射手段を備えたときのスリ
ット６上での出射光および入射光の位置を、図５を参照
して説明する。図５で、スリット６からの光をコーナー
キューブプリズム９で反射させているので、図５の位置
アから出射した光は位置サに、位置イから出射した光は
位置シに、位置ウから出射した光は位置スに、位置エか
ら出射した光は位置セに、それぞれ再入射する。つまり
図３の場合と同様に、スリット６の中心から遠い位置か
ら出射した光は、スリット６の中心に近い位置に入射す
る。したがって、出射光の位置変動は少なくなる。
ット６上での出射光および入射光の位置を、図５を参照
して説明する。図５で、スリット６からの光をコーナー
キューブプリズム９で反射させているので、図５の位置
アから出射した光は位置サに、位置イから出射した光は
位置シに、位置ウから出射した光は位置スに、位置エか
ら出射した光は位置セに、それぞれ再入射する。つまり
図３の場合と同様に、スリット６の中心から遠い位置か
ら出射した光は、スリット６の中心に近い位置に入射す
る。したがって、出射光の位置変動は少なくなる。
【００２２】図３では、直角プリズム８を使用している
ため出射光と再入射光の左右が入れ替わるのに対し、図
５では、コーナーキューブプリズム９を使用しているた
め、出射光と再入射光の左右は入れ替わらない点が異な
る。このため、図２は加分散型の２段式分光器に、図４
は差分散型の２段式分光器になるので、目的により図２
と図４の構成を使い分ける。
ため出射光と再入射光の左右が入れ替わるのに対し、図
５では、コーナーキューブプリズム９を使用しているた
め、出射光と再入射光の左右は入れ替わらない点が異な
る。このため、図２は加分散型の２段式分光器に、図４
は差分散型の２段式分光器になるので、目的により図２
と図４の構成を使い分ける。
【００２３】なお、この実施例では分光器がツェルニー
ターナー型の場合を説明したが、リトロー型などの他の
光学配置の分光器でもよい。また、凹面鏡３・５のかわ
りにレンズを用いてもよい。
ターナー型の場合を説明したが、リトロー型などの他の
光学配置の分光器でもよい。また、凹面鏡３・５のかわ
りにレンズを用いてもよい。
【００２４】
【発明の効果】この発明によれば、スリット６から出射
された光を同じスリット６から再入射させる反射手段７
を備え、光を分光器１０に２度透過させるので、１段目
と２段目に同じ分光器を使用することになり、２つの分
光器の透過波長を合わせるための制御や、波長を同一に
保ちながら掃引させるための同期機構が構成が不要にな
り、装置の構成が小さく、費用が安い分光器を提供する
ことができる。また反射手段７に直角プリズム８または
コーナーキューブプリズム９を用いているので、分光器
１０からの出射光の位置変動が少ない分光器を提供する
ことができる。
された光を同じスリット６から再入射させる反射手段７
を備え、光を分光器１０に２度透過させるので、１段目
と２段目に同じ分光器を使用することになり、２つの分
光器の透過波長を合わせるための制御や、波長を同一に
保ちながら掃引させるための同期機構が構成が不要にな
り、装置の構成が小さく、費用が安い分光器を提供する
ことができる。また反射手段７に直角プリズム８または
コーナーキューブプリズム９を用いているので、分光器
１０からの出射光の位置変動が少ない分光器を提供する
ことができる。
【図１】この発明による２段式分光器の構成図である。
【図２】図１の反射手段７の実施例の構成図である。
【図３】図２の反射手段を備えたときのスリット６上で
の出射光および入射光の位置を示す図である。
の出射光および入射光の位置を示す図である。
【図４】図１の反射手段７の他の実施例の構成図であ
る。
る。
【図５】図４の反射手段を備えたときのスリット６上で
の出射光および入射光の位置を示す図である。
の出射光および入射光の位置を示す図である。
【図６】従来技術による２段式分光器の構成図である。
【図７】図６を透過する光のスペクトルを示す図であ
る。
る。
１ 光源 ２ スリット ３ 凹面鏡 ４ 回折格子 ５ 凹面鏡 ６ スリット ７ 反射手段 ７Ａ・７Ｂ レンズ ８ 直角プリズム ９ コーナーキューブプリズム １０ 分光器
Claims (2)
- 【請求項１】 光源(1) の出射光を入射するスリット
(2) と、スリット(2) に入射した光源(1) の出射光のう
ち、特定波長の光を出射するスリット(6) を備える分散
型分光器において、 スリット(6) からの出射光を入射し、平行光にする第１
のレンズ(7A)と、 第１のレンズ(7A)からの平行光を反射する直角プリズム
(8) と、 直角プリズム(8) からの反射光をスリット(6) に再入射
させる第２のレンズ(7B)をもつ反射手段(7) を備えるこ
とを特徴とする２段式分光器。 - 【請求項２】 反射手段(7) は、スリット(6) からの出
射光を平行光にする第１のレンズ(7A)と、 第１のレンズ(7A)からの平行光を反射させるコーナーキ
ューブプリズム(9) と、 コーナーキューブプリズム(9) からの反射光をスリット
(6) に再入射させる第２のレンズ(7B)を備えることを特
徴とする請求項１記載の２段式分光器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03260793A JP3239512B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | ２段式分光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03260793A JP3239512B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | ２段式分光器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06221922A JPH06221922A (ja) | 1994-08-12 |
| JP3239512B2 true JP3239512B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=12363549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03260793A Expired - Lifetime JP3239512B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | ２段式分光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3239512B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3533502B2 (ja) * | 1994-10-14 | 2004-05-31 | 株式会社日立製作所 | 自動化学分析装置 |
| JP3250426B2 (ja) * | 1995-09-27 | 2002-01-28 | 安藤電気株式会社 | 光スペクトラム測定装置 |
| JPH09210781A (ja) * | 1996-01-31 | 1997-08-15 | Ando Electric Co Ltd | 分光装置 |
| JP3478125B2 (ja) | 1998-05-25 | 2003-12-15 | 安藤電気株式会社 | 光周波数スペクトラム計算方法 |
| JP3861496B2 (ja) * | 1998-07-13 | 2006-12-20 | 横河電機株式会社 | ２段式分光器 |
| DE69931885T2 (de) * | 1999-02-26 | 2007-05-31 | Yokogawa Electric Corporation | Doppelmonochromator |
| JP2000337962A (ja) | 1999-05-27 | 2000-12-08 | Ando Electric Co Ltd | 分光器及び光スペクトル測定装置 |
| DE19942276A1 (de) * | 1999-09-04 | 2001-03-15 | Wandel & Goltermann | Prisma für optischen Spektrumanalysator |
| JP4520063B2 (ja) * | 2001-03-12 | 2010-08-04 | アンリツ株式会社 | 分光装置 |
| JP4340833B2 (ja) * | 2001-06-08 | 2009-10-07 | 横河電機株式会社 | 偏光解消板及び偏光解消板を用いた光学装置 |
| JP3928113B2 (ja) * | 2003-03-10 | 2007-06-13 | 株式会社日立製作所 | 自動化学分析装置 |
| JP2011179979A (ja) * | 2010-03-01 | 2011-09-15 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ダブルパスモノクロメータ、波長選択光スイッチ、および光チャンネルモニタ |
| JP7195189B2 (ja) * | 2019-03-20 | 2022-12-23 | 横河電機株式会社 | 分光器 |
| JP7449903B2 (ja) * | 2021-07-29 | 2024-03-14 | 横河計測株式会社 | 第１光学系、分光器、及び光学装置 |
-
1993
- 1993-01-28 JP JP03260793A patent/JP3239512B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06221922A (ja) | 1994-08-12 |
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