JP5873775B2

JP5873775B2 - 回折格子ホルダ、回折格子評価装置、および測定装置

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Publication number: JP5873775B2
Application number: JP2012164259A
Authority: JP
Inventors: 健太八重樫; 直也中井; アキラ藤本
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2016-03-01
Anticipated expiration: 2032-07-25
Also published as: JP2014026013A

Description

本発明は、回折格子ホルダ、回折格子評価装置、および測定装置に有効な技術に関する。

回折格子は分光器に使用される、様々な波長が混ざった光(白色光)を狭帯域の波長要素に分ける光学素子であり、反射金属が蒸着された光学材料の表面に微細な溝が刻まれたものである。

回折格子を用いた分光器の１つに、ツェルニー・ターナー型の分光器がある。この分光器の原理について説明する。まず、入射側スリットを介して光を入射する。この入射された光は凹面鏡によって収束され、該収束された光が回折格子に照射される。

照射された光は、回折格子によって個々の波長（色）に分散された後、凹面鏡によって出射側スリットに結合される。出射側スリットに集光された回折光のうち、該出射側スリットを通過した光のみがレンズを介して光検出器に検出される。

回折格子は、回転台に固定された固定ベースに、例えば、接着剤などによって接着固定されている。回転台を回転させると、その回転角に応じて回折格子に入射する光の入射角が変化する。

入射角が変化すると回折格子で回折される光の角度も変化する。従って、取り出したい光の波長に相当する回転角を予め計算し、回折格子を回転させることにより取り出したい光の波長のみを分光器の外に取り出すことができる。

なお、この種の回折格子を有する装置としては、測定試料に応じてシングル、ダブルモノクロ分光器を自由に選択し、測定効率を向上させるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平０５−７９９１１号公報

ところが、上記のような回折格子の固定技術では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。

前述したように、固定ベースに回折格子を固定する際には接着材を用いて接着しているため、該接着材が乾燥（硬化）するまでの間（例えば、３２時間程度）、作業を中断しなければならず、交換作業の効率が非常に悪いという問題がある。

また、回折格子を交換する場合、回折格子が接着固定された固定ベースも交換する必要がある。このベースは、例えば、ネジなどによって回転台に固定されている。このため、回折格子の交換を行う毎に、固定ベースに設けられた調整用ネジを用いて回折格子が交換前と同じ位置にくるように位置を調整する作業が必要となり、回折格子の交換時間が長時間化してしまう要因となっている。

本発明の目的は、回折格子の交換時間を大幅に短縮することのできる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

上記課題を解決するために、本発明は、回転可能な回転台に搭載された調整用固定台と、該調整用固定台に取り付けられる第１の取り付け部、および第１の取り付け部から直角に延在する第１の固定部からなり、Ｌ字状断面の形状からなる前面固定板と、調整用固定台に取り付けられる第２の取り付け部、および第２の取り付け部から直角に延在する第２の固定部からなり、Ｌ字状断面の形状からなる背面固定板と、回折格子を固定する回折格子抑え板と、一方の端部が回折格子抑え板の一方の面に取り付けられ、他方の端部が第２の固定部に取り付けられる弾性体とを有する。

また、前面固定板と背面固定板とは、第１の固定部の一方の面と回折格子抑え板の他方の面とが対向するように調整用固定台に固定され、第１の固定部は、回折格子の照射面を露出させる開口部を有し、回折格子は、弾性体の反発力によって、回折格子抑え板と第１の固定部との間に挟み込まれ、開口部から回折格子の照射面が露出する位置に固定される。

また、本発明は、上記した構成の回折格子ホルダを有する回折格子評価装置、および測定装置である。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

（１）本発明によれば、接着材などを不要としながら、回折格子を簡単に、かつ短時間で、高精度に取り付けることができる。

（２）上記（１）により、回折格子の取り替え作業を効率的に行うことができる。

本発明の実施の形態１による回折格子評価装置の一例を示す説明図である。図１の回折格子評価装置によるスペクトルの測定結果の一例を示す説明図である。図１の回折格子評価装置に設けられる回折格子の一例を示す説明図である。図１の回折格子評価装置に設けられた分光器の構成の一例を示す説明図である。図１の回折格子評価装置に設けられた回折格子ホルダの構成の一例を示す側面図である。図５の回折格子ホルダにおける斜視図である。図５、および図６の回折格子ホルダに設けられた調整用二軸駆動装置の構成の一例を示す説明図である。図１の回折格子評価装置に設けられる回折格子における調整方向の一例を示す説明図である。本発明者が検討した回折格子ホルダの構成例を示す断面図である。図９の回折格子ホルダにおける構成例を示す斜視図である。本発明の実施の形態２による回折格子ホルダの構成の一例を示す側面図である。図１１の回折格子ホルダにおける斜視図である。本発明の実施の形態３による分光光度計の構成の一例を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
〈発明の概要〉
本発明の第１の概要は、異なる波長が混ざった光を狭帯域の波長要素に分ける回折格子（回折格子２）を取り付ける回折格子ホルダ（回折格子ホルダ７）である。

この回折格子ホルダは、調整用固定台（調整用二軸駆動装置３０）と、前面固定板（前面固定板３３）と、背面固定板（背面固定板３４）と、回折格子抑え板（回折格子抑え板３７）と、弾性体（ばね３８）とを有する。

調整用固定台は、回転可能な回転台（回転台８）に搭載される。前面固定板は、調整用固定台に取り付けられる第１の取り付け部（取り付け部３３ａ）、および第１の取り付け部から直角に延在する第１の固定部（固定部３３ｂ）からなり、Ｌ字状断面の形状からなる。

背面固定板は、調整用固定台に取り付けられる第２の取り付け部（取り付け部３４ａ）、および第２の取り付け部から直角に延在する第２の固定部（固定部３４ｂ）からなり、Ｌ字状断面の形状からなる。回折格子抑え板は、回折格子を固定する。弾性体は、一方の端部が回折格子抑え板の一方の面に取り付けられ、他方の端部が第２の固定部に取り付けられる。

また、前面固定板と背面固定板とは、第１の固定部の一方の面と回折格子抑え板の他方の面とが対向するように調整用固定台に固定される。第１の固定部は、回折格子の照射面を露出させる開口部（開口部３３ｃ）を有する。

そして、回折格子は、弾性体の反発力によって、回折格子抑え板と第１の固定部との間に挟み込まれ、開口部から回折格子の照射面が露出する位置に固定される。

本発明の第２の概要は、異なる波長が混ざった光を狭帯域の波長要素に分ける回折格子における分解能の評価を行う回折格子評価装置（回折格子評価装置１）である。

この回折格子評価装置は、回折格子を固定する回折格子ホルダを有する。回折格子ホルダは、調整用固定台（調整用二軸駆動装置３０）と、前面固定板（前面固定板３３）と、背面固定板（背面固定板３４）と、回折格子抑え板（回折格子抑え板３７）と、弾性体（ばね３８）とを有する。

調整用固定台は、回転可能な回転台に搭載される。前面固定板は、調整用固定台に取り付けられる第１の取り付け部（取り付け部３３ａ）、および第１の取り付け部から直角に延在する第１の固定部（固定部３３ｂ）からなる。

背面固定板は、調整用固定台に取り付けられる第２の取り付け部（取り付け部３４ａ）、および第２の取り付け部から直角に延在する第２の固定部（固定部３４ｂ）からなる。

調整用固定台、および背面固定板は、Ｌ字状断面の形状からそれぞれなる。回折格子抑え板は、回折格子を固定する。弾性体は、一方の端部が回折格子抑え板の一方の面に取り付けられ、他方の端部が第２の固定部に取り付けられる。

以下、上記した概要に基づいて、実施の形態を詳細に説明する。

〈回折格子評価装置の構成例〉
図１は、本実施の形態１による回折格子評価装置１の一例を示す説明図である。

本実施の形態１において、回折格子評価装置１は、回折格子２における分解能の評価を行う装置である。回折格子評価装置１は、図１に示すように、光源３を有している。光源３は、例えば、ハロゲンランプ、高圧水銀灯、あるいは低圧水銀灯などからなる。

光源３から出た光は、分光器４に入射される。この分光器４において、測定に使用する単色光が選択され、選択された単色光が該分光器４の出口側から出射される。出射された単色光は、入射側スリット５を介し、凹面鏡６に入射する。

凹面鏡６において入射した光は平行光となり、回折格子２に照射される。回折格子２は、回折格子ホルダ７に保持されている。この回折格子ホルダ７は、円盤状の回転台８上に固定されている。回転台８は、該回転台８の円周方向（図１の矢印Ａ方向）に回転が可能な構成となっている。回転台８の回転制御は、回転駆動装置９により行われる。この回転駆動装置９は、指定した角度だけ回転台８を回転させる。

回折格子２によって回折された光は、凹面鏡１０に照射され、該凹面鏡１０によって出射側スリット１１上に集光される。集光された光のうち、出射側スリット１１の開口部上の波長の光のみが、レンズ１２を介して光検出器１３に入射する。

光検出器１３は、増幅器１４に接続されており、該増幅器１４には、Ａ／Ｄ(Analog/Digital)変換器１５が接続されている。また、Ａ／Ｄ変換器１５には、コンピュータ１６が接続されている。

光検出器１３は、入射した光を電気信号に変換する。増幅器１４は、光検出器１３から出力された電気信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器１５に出力する。Ａ／Ｄ変換器１５は、増幅器が増幅した電気信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換し、コンピュータ１６に出力する。

コンピュータ１６は、Ａ／Ｄ変換器１５が変換したデジタル信号を取り込み、該デジタル信号からスペクトルを測定することにより、回折格子２の性能を評価する。図２は、回折格子評価装置１によるスペクトルの測定結果の一例を示す説明図である。

回転駆動装置９には、予め測定を行いたい波長に対応した回転台８の回転角を計算で求めた結果が入力される。回転駆動装置９は、入力された計算結果に基づいて、測定波長が中心となるように、一定角度毎に回転台８を回転させる。その時の光強度を光検出器１３にて測定することにより、図２に示すようなスペクトルを測定することができる。

なお、図２は、スペクトル測定の一例を示したものであって、本発明の趣旨の範囲で適宜変更や修正が可能であり、５４６．０７ｎｍ程度のスペクトルに限定されない。

〈回折格子の構成例〉
図３は、回折格子２の一例を示す説明図である。

回折格子２は、様々な波長が混ざった光(白色光)を狭帯域の波長要素に分ける光学素子であり、照射面２ａ（光が照射される面）には、図示するように、反射金属が蒸着された光学材料の表面に微細な溝が刻まれている。

照射面２ａに刻まれた溝の形状は、正弦波や矩形波など様々なものがあるが、回折効率が高い特徴を有する形状として、例えば、図３の右側に示すような鋸歯形状がある。この鋸歯形状の溝を有する回折格子は、ブレーズ回折格子と呼ばれ、広く用いられている。

〈分光器の構成例〉
図４は、図１の回折格子評価装置１に設けられた分光器４の構成の一例を示す説明図である。

分光器４は、例えば、ツェルニー・ターナー型の分光器からなる。分光器４には、分光器ベース板２０を有している。この分光器ベース板２０上には、入射側スリット２１、凹面鏡２２、凹面鏡２３、出射側スリット２４、レンズ２５、光検出器２６、および回折格子２７がそれぞれ所定の位置に配置されている。

分光器４の外部から入射された光ＬＴは、入射側スリット２１を介して、凹面鏡２２に入射する。凹面鏡２２に入射した光ＬＴは平行光となり、回折格子２７に照射される。

回折格子２７は、図１の回折格子評価装置１の場合と同様に、円周方向（図１の矢印Ａ方向）に回転が可能な円盤状の回転台２８に固定されている。回転台８の回転軸（図４のｚ軸）は、回折格子２７に形成されている溝方向と平行になるように配置されている。

回折格子２７により回折された光は、凹面鏡２３を介して出射側スリット２４上に集光される。出射側スリット２４上に集光された回折光のうち、出射側スリット２４の開口部を通過した光のみがレンズ２５を介して光検出器２６により検知される。

回折格子２７を回転台２８により所定の角度だけ回転させると、その回転角に応じて回折格子２７に入射する光ＬＴの入射角が変化する。入射角が変化すると回折格子２７で回折される光の角度も変化する。従って、取り出したい光の波長に相当する回転角を予め計算し、回折格子２を回転させることにより取り出したい光の波長のみを分光器の外に取り出すことができる。

〈回折格子ホルダの構成例〉
図５は、図１の回折格子評価装置１に設けられた回折格子ホルダ７の構成の一例を示す側面図である。図６は、図５の回折格子ホルダ７における斜視図である。

回折格子ホルダ７は、図５、および図６に示すように、調整用二軸駆動装置３０が円盤状の回転台８に搭載されている。調整用二軸駆動装置３０は、例えば、四角形状の板からなり、複数の固定用ネジ３１によって回転台８に締結されている。

調整用二軸駆動装置３０の上部には、該調整用二軸駆動装置３０よりも小さい四角形状のホルダ固定台３２が搭載されている。ホルダ固定台３２の上部には、前面固定板３３、および背面固定板３４がそれぞれ搭載されている。

前面固定板３３は、固定用ネジ３５によってホルダ固定台３２に固定される取り付け部３３ａと該取り付け部３３ａから直角に延びる固定部３３ｂとからなり、Ｌ字状断面の形状からなる。

同様に、背面固定板３４は、固定用ネジ３６によってホルダ固定台３２に固定される取り付け部３４ａと該取り付け部３４ａから直角に延びる固定部３４ｂとからなり、Ｌ字状断面の形状からなる。

ホルダ固定台３２、および全面固定板３３は、固定用ネジ３５によって調整用二軸駆動装置３０に締結されており、ホルダ固定台３２、ならびに背面固定板３４は、固定用ネジ３６によって調整用二軸駆動装置３０に締結されている。

固定部３４ｂにおいて、前面固定板３３と対向する面には、ばね３８の一方の端部が取り付けられている。回折格子抑え板３７の一方の面（固定部３３ｂに対向する面）には、ばね３８の他方の端部が、取りけられている。また、前面固定板３３には、固定部３３ｂの所定の領域に開口部３３ｃが形成されている。

これら回折格子ホルダ７の材質は、例えば、アルミニウムなどからなる。材質は、特に制限されるものではなく、回折格子２の取り付けや位置調整の際に変形しないものであればよい。

〈回折格子の取り付け例〉
次に、回折格子ホルダ７に回折格子２を取り付ける技術について説明する。

回折格子２を回折格子ホルダ７に固定する際には、回折格子抑え板３７を背面固定板３４に押さえつけることによって隙間を作り、その隙間に回折格子２を挿入する。このとき、回折格子２は、該回折格子２に形成された溝が開口部３３ｃから露出する位置に調整する。

挿入された回折格子２は、ばね３８の反発力によって回折格子抑え板３７に押さえつけられ、該回折格子抑え板３７と固定部３３ｂとによって挟み込まれて固定される。これにより、回折格子２を接着材などを使用せずに固定することが可能となる。よって、回折格子２の交換作業において、接着材などが硬化して固まるまでの時間を待つ必要がなくなる。

このように、接着材が硬化するまでの時間を不要としながら、上記した手順によって回折格子ホルダ７に回折格子２を取りけるだけでよいので、交換作業の時間を大幅に短縮（例えば、数分程度）することができる。

〈調整用二軸駆動装置の構成例〉
続いて、回折格子２の位置調整技術について説明する。

図７は、図５、および図６の回折格子ホルダ７に設けられた調整用二軸駆動装置３０の構成の一例を示す説明図である。図７（ａ）は、調整用二軸駆動装置３０の上面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の矢印Ａ方向における側面図であり、図７（ｃ）は、図７（ａ）の矢印Ｂ方向における側面図である。

調整用二軸駆動装置３０は、図示するように、四角形状の上面プレート４０、および四角形状の下面プレート４１を有している。上面プレート４０と下面プレート４１との間には、アオリネジ４２，４３がそれぞれ設けられている。

アオリネジ４２は、上面プレート４０、および下面プレート４１におけるある１つのコーナ部近傍に設けられており、アオリネジ４３は、該コーナ部の対角線上に位置するコーナ部近傍に設けられている。また、上面プレート４０と下面プレート４１との間には、ばね４４，４５が挟み込まれている。

アオリネジ４２、またはアオリネジ４３を回転させることにより、上面プレート４０を上方向（上面プレート４０側）、あるいは下方向（下面プレート４１側）に移動させることができ、それにより、該上面プレート４０におけるあおり方向の調整が行われる。

また、下面プレート４１のある一辺の中央部近傍、および該辺に対向する一辺の中央部近傍には、固定用ネジ３１が挿入されるネジ孔４１ａがそれぞれ設けられている。

〈回折格子の調整例〉
続いて、回折格子ホルダ７における回折格子２の調整技術について説明する。

図８は、回折格子２を取り付けた際に必要な調整方向の一例を示す説明図である。

まず、図８における回転軸ｘ，ｙ，ｚ、および回転方向Ａ，Ｂ，Ｃについて説明する。

図８において、回転軸ｚは、回折格子２における照射面２ａの中央部を、該照射面２ａに形成された溝方向に延びる軸であり、この回転軸ｚにおける軸回りの回転方向を回転方向Ａとする。

この回転軸ｚは、回転台２８の回転軸となる。また、この回転軸ｚに対して直角で回折格子２の幅方向に延びる軸を回転軸ｘとする。この回転軸ｘにおける軸回りの回転方向を回転方向Ｃとする。

回転軸ｚ、ならびに回転軸ｘに対してそれぞれ直角であり、回折格子２の厚さ方向に延びる軸を回転軸ｙとし、該回転軸ｙにおける軸回りの回転方向を回転方向Ｂとする。

正確な特定波長（色）の光を取り出すためには、回折格子２の照射面２ａに形成された溝（溝方向）と回折格子２の回転軸ｚとを平行にする必要がある。具体的には、図８における回転方向Ｂと回転方向Ｃとの調整を行う。

この回転方向Ｂ、および回転方向Ｃの調整を行う場合には、例えば、回転方向Ｂに対応したアオリネジ４２（図７）、および回転方向Ｃに対応したアオリネジ４３（図７）を上下させることにより上面プレート４０をあおり方向に移動させ、回折格子２の溝方向と回転軸ｚ（図８）が平行になるように調整する。これによって、回折格子２の位置調整を高精度に行うことが可能となる。

〈本発明者の検討による回折格子の取り付け例〉
図９は、本発明者が検討した回折格子ホルダ１００の構成例を示す断面図であり、図１０は、図９の回折格子ホルダ１００の構成例を示す斜視図である。

回折格子ホルダ１００は、図示するように、回転台Ｒに、例えば、円盤状からなる第１の固定ベース１０１が搭載されている。この第１の固定ベース１０１の上方には、円盤状の第２の固定ベース１０２が搭載されている。

第１の固定ベース１０１と第２の固定ベース１０２との間の中心部には、球１０３が挟み込まれている。また、第１の固定ベース１０１、および第２の固定ベース１０２は、円周等分４カ所に設けられている調整用ネジ１０４〜１０７によって固定されている。

球１０３の材質は、調整用ネジ１０４〜１０７によって固定を行う際に変形しないものであればよく、特に限定はされない。回折格子１０８は、第２の固定ベース１０２に接着材１０９によって固定されている。

回折格子１０８の位置調整を行う場合には、図９、図１０に示すＡ方向、Ｂ方向、Ｃ方向に第２の固定ベース１０２を移動させる。図９のＡ方向に移動させる場合には、回転台Ｒを回転させる。また、図９のＣ方向に移動させる場合には、調整用ネジ１０４，１０６をそれぞれ締め付ける、または緩め、図１０のＢ方向に移動させる場合には、調整用ネジ１０７，１０５をそれぞれ締め付ける、または緩める。

回折格子ホルダ１００では、接着材１０９によって回折格子１０８を固定するため、該接着材１０９が硬化するまでの待ち時間が必要となる。接着材１０９の硬化時間は、例えば、３２時間程度であり、この間、回折格子１０８の評価を行うことができない無駄な時間となってしまう。

一方、本実施の形態における回折格子ホルダ７（図５、図６）の場合には、接着材が不要となるので、接着材が固まるまでの待ち時間が不要となる。よって、短時間で回折格子２の交換作業を行うことができる。

また、図９、および図１０に示した回折格子ホルダ１００の場合には、回折格子１０８の調整を行う際に、４本の調整用ネジ１０４〜１０７によって調整する必要があるが、回折格子ホルダ７（図５、図６）の場合には、アオリネジ４２，４３を用いて、二軸の回転方向のみで調整行うことができるので、回折格子２の位置調整にかかる手間や時間などを短縮することができる。

それにより、本実施の形態１によれば、接着材などを不要としながら、回折格子２を簡単に、かつ短時間で、高精度に取り付けることができ、効率的に回折格子２の評価を行うことができる。

また、本実施の形態１における回折格子ホルダ７は、例えば、分光器４（図４）において回折格子２７を固定する際に用いることもできる。

（実施の形態２）
前記実施の形態１では、回折格子２の位置調整をアオリネジ４２，４３を用いて、上面プレート４０をあおり方向に移動させることによって行っていたが、本実施の形態２では、回折格子２それ自体を移動させ構成の回折格子ホルダ７について説明する。

〈回折格子ホルダ７の構成例〉
図１１は、本実施の形態２による回折格子評価装置１（図１）に設けられた回折格子ホルダ７の構成の一例を示す側面図であり、図１２は、図１１の回折格子ホルダ７における斜視図である。なお、回折格子ホルダ７以外の回折格子評価装置１における構成については、前記実施の形態１の図１と同様であるので、説明は省略する。

回折格子ホルダ７は、図１１、および図１２に示すように、回転台８にホルダ固定台３２が搭載されており、該ホルダ固定台３２は、複数の固定用ネジ（図示せず）によって回転台８に締結されている。

ホルダ固定台３２には、ホルダ固定台５０が搭載されている。ホルダ固定台３２とホルダ固定台５０がそれぞれ対向する面の中央部には、切り欠き３２ａ，５０ａがそれぞれ形成されている。

これら切り欠き３２ａと切り欠き５０ａとの隙間には、該隙間よりも大きな径の丸棒５１が挿入されている。図１２におけるホルダ固定台５０の左右には、調整用ネジ５２，５３が設けられている。これら調整用ネジ５２，５３を回すことにより、ホルダ固定台５０は、丸棒５１を回転軸として、該丸棒５１の軸回りの方向（図１２の回転方向Ｂ）に移動する。

ホルダ固定台５０の上部には、前面固定板３３、および背面固定板３４がそれぞれ搭載されている。前面固定板３３は、固定用ネジ３５によってホルダ固定台５０に固定される取り付け部３３ａと該取り付け部３３ａから直角に延びる固定部３３ｂとからなり、Ｌ字状断面の形状からなる。

同様に、背面固定板３４は、固定用ネジ３６によってホルダ固定台５０に固定される取り付け部３４ａと該取り付け部３４ａから直角に延びる固定部３４ｂとからなり、Ｌ字状断面の形状からなる。

前面固定板３３の固定部３３ｂの後方（背面固定板３４側）には、固定板５４が設けられている。これら固定部３３ｂ、および固定板５４の上部の所定の位置には、回折格子２の照射面２ａが露出するように、開口部３３ｃ、および開口孔５４ａがそれぞれ形成されている。

固定部３３ｂ、および固定板５４の下部の所定の位置には、切り欠き３３ｄ、ならびに切り欠き５４ｂがそれぞれ形成されている。これら切り欠き３３ｄと切り欠き５４ｂとの隙間には、該隙間よりも大きな径の丸棒５５が挿入されている。

また、固定部３３ｂ、および固定板５４には、丸棒５５よりも上側、および丸棒５５よりも下側の所定の位置に、調整用ネジ５６，５７がそれぞれ設けられている。これら調整用ネジ５６，５７を回すことにより、固定板５４は、丸棒５５を回転軸として、該丸棒の軸まわりの方向（図１１の回転方向Ｃ）に移動する。

背面固定板３４における固定部３４ｂの上部には、固定部３３ｂと対向する面にばね３８の一方の端部が取り付けられている。回折格子抑え板３７の一方の面（固定部３３ｂと対向する面）には、ばね３８の他方の端部が取り付けられている。

回折格子２は、固定板５４と回折格子抑え板３７と間に、挟み込まれるように取り付けられ、ばね３８の反発力によって固定される。

丸棒５１，５５は、例えば、アルミニウムなどの材料からなるが、該丸棒５１，５５は、アルミニウム以外であってもよく、断面の形状が円で、調整用のネジで固定を行う際に変形しないような材質であればよく、特に限定されない。

回折格子２を回折格子ホルダ７に固定する際には、回折格子抑え板３７を背面固定板３４側に押さえつけることによって隙間を作り、その隙間に回折格子２を挿入する。このとき、回折格子２は、該回折格子２に形成された溝が開口部３３ｃ，５４ａから露出する位置に調整する。

挿入された回折格子２は、ばね３８の反発力によって回折格子抑え板３７に押さえつけられ、該回折格子抑え板３７と固定板５４とによって挟み込まれて固定される。これにより、回折格子２を接着材などを使用せずに固定することが可能となる。よって、回折格子２の交換の際に、接着材などが不要となり、交換に要する時間を大幅に短縮することができる。

〈回折格子の位置調整例〉
また、回折格子２の位置を調整する際には、調整用ネジ５２，５３を締める、あるいは緩めることによって回転方向Ｂの調整を行い、調整用ネジ５６，５７を締める、または緩めることによって回転方向Ｃの調整を行う。

これらの調整により、回折格子２の溝方向と回転台８の回転軸となる回転軸ｚとが平行になるように調整する。これにより、回折格子２の光が照射される照射面２ａ（図３）が、凹面鏡６（図１）によって平行光となった光に対して垂直となるように調整することができる。

本実施の形態２の回折格子ホルダ７においても、回折格子２を固定する接着材を不要とすることができるので、接着材が固まるまでの待ち時間が不要となり、短時間で回折格子２の交換作業を行うことができる。

それにより、本実施の形態２でも、回折格子２を簡単に、かつ短時間で、高精度に取り付けることができ、効率的に回折格子２の評価を行うことができる。

（実施の形態３）
〈発明の概要〉
本発明の概要は、異なる波長が混ざった光を狭帯域の波長要素に分ける回折格子を有する測定装置（分光光度計６０）である。この測定装置は、回折格子を固定する回折格子ホルダを有する。

回折格子ホルダは、調整用固定台（調整用二軸駆動装置３０）と、第１の取り付け部（取り付け部３３ａ）、および第１の固定部（固定部３３ｂ）からなり、Ｌ字状断面の形状からなる前面固定板（前面固定板３３）と、第２の取り付け部（取り付け部３４ａ）、および第２の固定部（固定部３４ｂ）からなり、Ｌ字状断面の形状からなる背面固定板（背面固定板３４）と、回折格子抑え板（回折格子抑え板３７）と、弾性体（ばね３８）とを有する。

調整用固定台は、回転可能な回転台に搭載される。前面固定板において、第１の取り付け部は、調整用固定台に取り付けられ、第１の固定部は、第１の取り付け部から直角に延在する構成からなる。前面固定板は、Ｌ字状断面の形状からなる。

背面固定板において、第２の取り付け部は、調整用固定台に取り付けられ、第２の固定部は、２の取り付け部から直角に延在する構成からなる。この背面固定板は、Ｌ字状断面の形状からなる。

回折格子抑え板は、回折格子を固定する。弾性体は、一方の端部が回折格子抑え板の一方の面に取り付けられ、他方の端部が第２の固定部に取り付けられる。前面固定板と背面固定板とは、第１の固定部の一方の面と回折格子抑え板の他方の面とが対向するように調整用固定台に固定される。

また、第１の固定部は、回折格子の照射面を露出させる開口部（開口部３３ｃ）を有しており、弾性体の反発力によって、回折格子抑え板と第１の固定部との間に回折格子を挟み込み、開口部から回折格子の照射面が露出する位置に固定する。

〈分光光度計の構成例〉
前記実施の形態１，２では、回折格子２の分解能を評価する回折格子評価装置１に設けられた回折格子ホルダ７について説明したが、回折格子ホルダ７は、回折格子２を用いて様々な測定を行う測定装置に用いることもできる。

本実施の形態３では、測定装置の一例として、分光光度計６０に回折格子ホルダ７を適用する例について説明する。

図１３は、本実施の形態３による分光光度計６０の構成の一例を示す説明図である。

分光光度計６０は、紫外領域と可視領域の光の領域を用いて溶液の吸収スペクトルを測定し、定量分析を行うものである。また、レンズ、塗料、あるいは蒸着面など固体試料では、透過スペクトルや反射スペクトルを測定することができ、各種の特性評価を行うことが可能である。

分光光度計６０は、光源６１を有している。光源６１から出た光は、試料セル６２に入射する。この試料セル６２は、固体、液体、気体など種々の形態の試料毎に適合した試料セルが用いられる。

試料セル６２を通過した光は、結像レンズ６３にて集光された後、入射スリット６４を経て、モノクロメータ６５に入射する。モノクロメータ６５には、回折格子２が回転台６６の上に設置されている。

回折格子２は、回転台６６に設置されている回折格子ホルダ７（図示せず）に取り付けられている。この場合、回折格子ホルダ７は、例えば、前記実施の形態１の図５、図６に示した構成、あるいは前記実施の形態２の図１１、図１２に示した構成のいずれであってもよい。

回転台６６は、回転台８（図１）と同様に、該回転台６６の円周方向（図１３の矢印Ａ方向）に回転が可能な構成となっている。回転台８の回転制御は、例えば、図示しない回転駆動装置により行われる。

回折格子２において分光された光は、出射側スリット６７上に、試料セル６２中の測定試料の分光透過特性を反映した分光スペクトル像を形成する。分光スペクトル像の中で出射側スリットの開口部上の波長の光のみがレンズ６８を介して光検出器６９に入射する。

光検出器６９に入射した光は、電気信号に変換された後に増幅器７０によって増幅される。そして、Ａ／Ｄ変換器７１によってデジタル信号に変換された後、コンピュータ７２に取り込まれて測定される。

それにより、本実施の形態３によれば、回折格子２を簡単に、かつ短時間で、高精度に取り付けることができるので、回折格子２を交換する作業を有する場合でも、分光光度計６０による測定を効率的に行うことができる。

１回折格子評価装置
２回折格子
２ａ照射面
３光源
４分光器
５入射側スリット
６凹面鏡
７回折格子ホルダ
８回転台
９回転駆動装置
１０凹面鏡
１１出射側スリット
１２レンズ
１３光検出器
１４増幅器
１５Ａ／Ｄ変換器
１６コンピュータ
２０分光器ベース板
２１入射側スリット
２２凹面鏡
２３凹面鏡
２４出射側スリット
２５レンズ
２６光検出器
２７回折格子
２８回転台
３０調整用二軸駆動装置
３１固定用ネジ
３２ホルダ固定台
３３前面固定板
３３ａ取り付け部
３３ｂ固定部
３３ｃ開口部
３４背面固定板
３４ａ取り付け部
３４ｂ固定部
３５固定用ネジ
３６固定用ネジ
３７回折格子抑え板
４０上面プレート
４１下面プレート
４１ａネジ孔
４２アオリネジ
４３アオリネジ
５０ホルダ固定台
５１丸棒
５２調整用ネジ
５３調整用ネジ
５４固定板
５４ａ開口孔
５５丸棒
５６調整用ネジ
６０分光光度計
６１光源
６２試料セル
６３結像レンズ
６４入射スリット
６５モノクロメータ
６６回転台
６７出射側スリット
６８レンズ
６９光検出器
７０増幅器
７１Ａ／Ｄ変換器
７２コンピュータ
１００回折格子ホルダ
１０１固定ベース
１０２固定ベース
１０３球
１０４調整用ネジ
１０５調整用ネジ
１０６調整用ネジ
１０７調整用ネジ
１０８回折格子
１０９接着材

Claims

異なる波長が混ざった光を狭帯域の波長要素に分ける回折格子を取り付ける回折格子ホルダであって、
回転可能な回転台に搭載された調整用固定台と、
前記調整用固定台に取り付けられる第１の取り付け部、および前記第１の取り付け部から直角に延在する第１の固定部からなり、Ｌ字状断面の形状からなる前面固定板と、
前記調整用固定台に取り付けられる第２の取り付け部、および前記第２の取り付け部から直角に延在する第２の固定部からなり、Ｌ字状断面の形状からなる背面固定板と、
前記回折格子を固定する回折格子抑え板と、
一方の端部が前記回折格子抑え板の一方の面に取り付けられ、他方の端部が前記第２の固定部に取り付けられる弾性体とを有し、
前記前面固定板と前記背面固定板とは、
前記第１の固定部の一方の面と前記回折格子抑え板の他方の面とが対向するように前記調整用固定台に固定され、
前記第１の固定部は、
前記回折格子の照射面を露出させる開口部を有し、
前記回折格子は、
前記弾性体の反発力によって、前記回折格子抑え板と前記第１の固定部との間に挟み込まれ、前記開口部から前記回折格子の照射面が露出する位置に固定されることを特徴とする回折格子ホルダ。
請求項１記載の回折格子ホルダにおいて、
前記調整用固定台は、
前記回折格子の照射面に有する溝方向に延びる第１の軸に対して直角であり、前記回折格子の幅方向に延びる第２の軸の軸回りの方向、および前記第１の軸、および前記第２の軸に対してそれぞれ直角であり、前記回折格子の厚さ方向に延びる第３の軸の軸の回りの方向に前記回折格子を移動させる回折格子調整機構を有することを特徴とする回折格子ホルダ。
請求項１記載の回折格子ホルダにおいて、
前記弾性体は、
ばねであることを特徴とする回折格子ホルダ。
請求項１記載の回折格子ホルダにおいて、
前記第１の固定部は、
前記回折格子の照射面に有する溝方向に延びる第１の軸に対して直角であり、前記回折格子の幅方向に延びる第２の軸の軸回りの方向に前記回折格子を移動させる第１の軸調整機構を有し、
前記調整用固定台は、
前記第１の軸、および前記第２の軸に対してそれぞれ直角であり、前記回折格子の厚さ方向に延びる第３の軸の軸回りの方向に前記回折格子を移動させる第２の軸調整機構を有することを特徴とする回折格子ホルダ。
異なる波長が混ざった光を狭帯域の波長要素に分ける回折格子における分解能の評価を行う回折格子評価装置であって、
前記回折格子を固定する回折格子ホルダを有し、
前記回折格子ホルダは、
回転可能な回転台に搭載される調整用固定台と、
前記調整用固定台に取り付けられる第１の取り付け部、および前記第１の取り付け部から直角に延在する第１の固定部からなり、Ｌ字状断面の形状からなる前面固定板と、
前記調整用固定台に取り付けられる第２の取り付け部、および前記第２の取り付け部から直角に延在する第２の固定部からなり、Ｌ字状断面の形状からなる背面固定板と、
異なる波長が混ざった光を狭帯域の波長要素に分ける回折格子を固定する回折格子抑え板と、
一方の端部が前記回折格子抑え板の一方の面に取り付けられ、他方の端部が前記第２の固定部に取り付けられる弾性体とを有し、
前記前面固定板と前記背面固定板とは、
前記第１の固定部の一方の面と前記回折格子抑え板の他方の面とが対向するように前記調整用固定台に固定され、
前記第１の固定部は、
前記回折格子の照射面を露出させる開口部を有し、
前記弾性体の反発力によって、前記回折格子抑え板と前記第１の固定部との間に前記回折格子を挟み込み、前記開口部から前記回折格子の照射面が露出する位置に固定することを特徴とする回折格子評価装置。
請求項５記載の回折格子評価装置において、
前記調整用固定台は、
前記回折格子の照射面に有する溝方向に延びる第１の軸に対して直角であり、前記回折格子の幅方向に延びる第２の軸の軸回りの方向、および前記第１の軸、および前記第２の軸に対してそれぞれ直角であり、前記回折格子の厚さ方向に延びる第３の軸の軸回りの方向に前記回折格子を移動させる回折格子調整機構を有することを特徴とする回折格子評価装置。
請求項５記載の回折格子評価装置において、
前記弾性体は、
ばねであることを特徴とする回折格子評価装置。
請求項５記載の回折格子評価装置において、
前記第１の固定部は、
前記回折格子の照射面に有する溝方向に延びる第１の軸に対して直角であり、前記回折格子の幅方向に延びる第２の軸の軸回りの方向に前記回折格子を移動させる第１の軸調整機構を有し、
前記調整用固定台は、
前記第１の軸、および前記第２の軸に対してそれぞれ直角であり、前記回折格子の厚さ方向に延びる第３の軸の軸回りの方向に前記回折格子を移動させる第２の軸調整機構を有することを特徴とする回折格子評価装置。
異なる波長が混ざった光を狭帯域の波長要素に分ける回折格子を有する測定装置であって、
前記回折格子を固定する回折格子ホルダを有し、
前記回折格子ホルダは、
回転可能な回転台に搭載される調整用固定台と、
前記調整用固定台に取り付けられる第１の取り付け部、および前記第１の取り付け部から直角に延在する第１の固定部からなり、Ｌ字状断面の形状からなる前面固定板と、
前記調整用固定台に取り付けられる第２の取り付け部、および前記第２の取り付け部から直角に延在する第２の固定部からなり、Ｌ字状断面の形状からなる背面固定板と、
異なる波長が混ざった光を狭帯域の波長要素に分ける回折格子を固定する回折格子抑え板と、
一方の端部が前記回折格子抑え板の一方の面に取り付けられ、他方の端部が前記第２の固定部に取り付けられる弾性体とを有し、
前記前面固定板と前記背面固定板とは、
前記第１の固定部の一方の面と前記回折格子抑え板の他方の面とが対向するように前記調整用固定台に固定され、
前記第１の固定部は、
前記回折格子の照射面を露出させる開口部を有し、
前記弾性体の反発力によって、前記回折格子抑え板と前記第１の固定部との間に前記回折格子を挟み込み、前記開口部から前記回折格子の照射面が露出する位置に固定することを特徴とする測定装置。
請求項９記載の測定装置において、
前記調整用固定台は、
前記回折格子の照射面に有する溝方向に延びる第１の軸に対して直角であり、前記回折格子の幅方向に延びる第２の軸の軸回りの方向、および前記第１の軸、および前記第２の軸に対してそれぞれ直角であり、前記回折格子の厚さ方向に延びる第３の軸の軸回りの方向に前記回折格子を移動させる回折格子調整機構を有することを特徴とする測定装置。
請求項９記載の測定装置において、
前記弾性体は、
ばねであることを特徴とする測定装置。
請求項９記載の測定装置において、
前記第１の固定部は、
前記回折格子の照射面に有する溝方向に延びる第１の軸に対して直角であり、前記回折格子の幅方向に延びる第２の軸の軸回りの方向に前記回折格子を移動させる第１の軸調整機構を有し、
前記調整用固定台は、
前記第１の軸、および前記第２の軸に対してそれぞれ直角であり、前記回折格子の厚さ方向に延びる第３の軸の軸回りの方向に前記回折格子を移動させる第２の軸調整機構を有することを特徴とする測定装置。