JP5169897B2 - 回折効率測定器及び回折効率測定方法 - Google Patents
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Description
回折効率を測定する効率測定器は、通常、単色光を測定対象の回折格子に入射させ、その回折光を検出器に集光して光強度を検出している。回折格子は、ガラスなどの基板上に一定方向に延びる多数の溝が刻線された光学素子であり、回折効率を測定する前に回折格子の溝方向や回折光の光軸を調整する必要がある。
ところが、回折効率が低い回折格子の場合や回折格子の照射域を絞った場合は回折光の強度が小さく、的部材に現れる回折光を視認し難い。このため、的部材の水平軸や垂直軸に回折光を合わせることが難しかった。
a) 前記回折格子分光器に多色光を入射する多色光源と、
b) 前記回折格子分光器からの0次回折光が前記回折格子に入射するように該回折格子を保持するホルダーと、
c) 前記検出器と光学的に共役な位置に配置された、回折格子の溝方向調整用のマークを有する的部材と、
d) 前記ホルダーに保持された前記回折格子の姿勢を調整して、前記測定対象回折格子に0次回折光が入射したときに得られる帯状の回折光の前記的部材における照射位置を前記マークに合わせることにより、前記回折格子の溝方向を調整する調整手段と、
を備えることを特徴とする。
多色光が前記回折格子分光器に入射したときに得られる0次回折光を前記回折格子に入射させ、
前記回折格子に0次回折光が入射したときに得られる前記回折格子からの帯状の回折光を、前記検出器と光学的に共役な位置に配置された溝方向調整用のマークを有する的部材に照射し、
前記測定対象回折格子の姿勢を調整して、前記的部材における前記帯状回折光の照射位置を前記マークに合わせることにより、前記回折格子の溝方向を調整する方法である。
尚、本発明の「帯状の回折光」とは、回折格子により分光された各分光が一列に並んだものを指し、白色光が回折格子に入射したときには虹色の帯状の回折光が得られる。
図1に示すように、本実施例の効率測定器1は、多色光、例えば白色光を出射する光源10とその光路上に配置された分光器12、分光器12の光路上に配置されたスリット14及び測定対象の回折格子16等を保持するホルダー18、前記回折格子16からの回折光等の光強度(エネルギー)を検出する検出器20、検出器20における光入射位置と光学的に共役な位置に配置された的部材22とを備えている。分光器12は、波長分散素子としての回折格子(図示せず)を有している。
検出器20は、回折格子16や後述する参照ミラー(図示せず)からの反射光、或いは、回折格子16により波長毎に分光された各分光を受光するようになっており、例えば集光レンズと積分球とを含む。
回折格子16は、ガラス基板上に樹脂にて溝が形成されたもので、その表面にAl等の反射膜がコーティングされている。参照ミラーは回折格子16の反射膜の反射率を求めるためのもので、回折格子16と同じ材質の反射膜が反射面にコーティングされている。
(1)参照ミラーの反射強度の測定
まず、ホルダー18に参照ミラーを取り付ける。続いて、参照ミラーに分光器12からの0次光(白色光)を入射させ、得られる反射光が的部材22の水平軸M1と垂直軸M2の交点に位置するように、ホルダー18をX軸及びY軸周りに回転し、参照ミラーの水平方向及びあおり方向の傾きを調整する(図3、図4参照)。そして、参照ミラーの反射光が的部材22の水平軸M1と垂直軸M2の交点に位置したときの参照ミラーの反射強度(Ref)を測定する。
(2-1)回折格子の水平方向及びあおり方向の調整
ホルダー18に回折格子16を取り付ける。そして、回折格子16に分光器12からの0次光(白色光)を入射させ、得られる反射光(点状の白色光)が的部材22の垂直軸M2上に位置するように、ホルダー18をY軸周りに回転する。このとき、反射光が的部材22の垂直軸M2付近に現れる角度を予め計算で求め、ホルダー18を大きくY軸周りに回転させた後、的部材22上に実際に現れる反射光を見ながら該反射光が垂直軸M2上に位置するまでホルダー18をゆっくりY軸周りに回転させるとよい。
続いて、反射光が的部材22の水平軸M1上に位置するように、ホルダー18をX軸周りに回転する(図3,図4)。
ここでは、回折格子16に分光器12からの0次光(白色光)を入射させ、回折格子16により波長毎に分光された各分光からなる帯状の回折光(虹色の回折光)を用いて回折格子16の溝方向を調整する。
具体的には、的部材22上に現れる回折格子16からの帯状の回折光の中心波長が550nmとなる角度を予め計算で求め、ホルダー18をY軸周りに回転させる(図5参照)。続いて、帯状の回折光の全体が的部材22の水平軸と重なるようにホルダー18をZ軸周りに回転させる(図6参照)。この結果、回折格子16の溝方向が垂直方向に調整される(図7参照)。
帯状の回折光が的部材22の水平軸に重なった状態における回折光強度(Sam)を測定する。この回折光強度(Sam)を上述の参照ミラーの反射強度(Ref)で除し、相対回折効率(Sam/Ref)を求める。
12…分光器
16…回折格子
18…ホルダー
20…検出器
22…調整部材
Claims (3)
- 回折格子分光器からの光を測定対象である回折格子に入射したときに得られる回折光を検出器で受光することにより当該回折光の強度を検出して前記回折格子の回折効率を測定する効率測定器において、
a) 前記回折格子分光器に多色光を入射する多色光源と、
b) 前記回折格子分光器からの0次回折光が前記回折格子に入射するように該回折格子を保持するホルダーと、
c) 前記検出器と光学的に共役な位置に配置された、回折格子の溝方向調整用のマークを有する的部材と、
d) 前記ホルダーに保持された前記回折格子の姿勢を調整して、前記測定対象回折格子に0次回折光が入射したときに得られる帯状の回折光の前記的部材における照射位置を前記マークに合わせることにより、前記回折格子の溝方向を調整する調整手段と、
を備えることを特徴とする効率測定器。 - 前記調整手段が、ホルダーを互いに直交する三軸周りにそれぞれ回転させることにより前記回折格子の姿勢を調整するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の効率測定器。
- 回折格子分光器からの光を、測定対象である回折格子に入射したときに得られる前記回折格子からの回折光の強度を、検出器で検出することにより前記回折格子の回折効率を測定する効率測定器における、前記回折格子の溝方向を調整する方法であって、
多色光が前記回折格子分光器に入射したときに得られる0次回折光を前記回折格子に入射させ、
前記回折格子に0次回折光が入射したときに得られる前記回折格子からの帯状の回折光を、前記検出器と光学的に共役な位置に配置された溝方向調整用のマークを有する的部材に照射し、
前記測定対象回折格子の姿勢を調整して、前記的部材における前記帯状回折光の照射位置を前記マークに合わせることにより、前記回折格子の溝方向を調整する方法。
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