JP6209534B2 - 無収差結像分光器 - Google Patents
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Description
光のビームを少なくとも1つの光学素子の方へ向け、光のビームをコリメートしかつ分散させて、光のコリメートされかつ分散されたビームを生成すること、
光のコリメートされかつ分散されたビームを、少なくとも第2の光学素子の方へ向けて補正しかつ集光して、焦点面上に光のビームの分光的な像を生成することであって、集光素子が、分散素子から、集光素子の曲率半径に等しい距離に配置され、補正素子が、収差を加えるか、または減らすように構成された非球面を含む、前記像を生成すること
を含む。
点光源11からの光は、発散入射ビーム71としてハウジングに入り、かつ非球面収差補正プレート72の方へ向かって伝搬する。補正プレート72は、回転対称である面と、表面サグ、すなわち式7(式中、下付き文字plは補正プレート72を指す)によって与えられる平面からのずれとを有する。
Claims (15)
- 分光器であって、
点光源からの光の入射ビームを受ける入光アセンブリを有するハウジングと、
焦点面アレイ検出器と、
光の前記入射ビームをコリメートしてコリメートビームを生成するように設けられたコリメート部と、光の前記コリメートビームを、複数の波長を含む分散光ビームに分散させる分散部とを有する少なくとも1つの光学素子と、
前記分散光ビームを前記焦点面アレイ検出器上に集光するように設けられた、凹面を有する集光光学素子であって、
前記集光光学素子は、曲率半径を有し、かつ前記分散部から、前記曲率半径に等しい距離に配置され、
前記集光光学素子は、収差を加えるか、または減らすように構成された、前記凹面からの非球面のずれを含む、前記集光光学素子と、
前記ハウジング内に配置され、光を受けて反射させるための少なくとも1つの収差補正素子であって、収差を加えるか、または減らすように構成された非球面を含む、前記収差補正素子と
を備える、分光器。 - 前記少なくとも1つの光学素子の前記コリメート部が、
光の前記入射ビームをコリメートして前記コリメートビームにするトロイダル・コリメート鏡と、
前記コリメートビームを、複数の波長を含む前記分散光ビームに分散させるように構成された別個の平面−分散素子とを含み、
前記少なくとも1つの収差補正素子が、前記平面−分散素子と前記集光光学素子との間にある補正プレートを含む、請求項1に記載の分光器。 - 前記点光源と前記トロイダル・コリメート鏡との間の光路にある第2の収差補正素子を備える、請求項2に記載の分光器。
- 前記集光光学素子が、半径座標において四次多項式によって表わされる非球面のずれを有して、ザイデル係数SI、SII、およびSIIIによって表わされる三次ザイデル収差を含む収差を生じさせるようにする、請求項2に記載の分光器。
- 前記集光光学素子が、1以上の次数の多項式のデカルト「x」および「y」座標において、自由形状の多項式によって表わされる非球面のずれを有して、1次以上の収差を生じさせるようにする、請求項2に記載の分光器。
- 前記非球面が、半径座標において四次多項式によって表わされて、ザイデル係数SI、SII、およびSIIIによって表わされる三次ザイデル収差を生じさせるようにする、請求項1に記載の分光器。
- 前記第2の収差補正素子が、1以上の次数の多項式のデカルト「x」および「y」座標において、自由形状の多項式によって表わされて、1次以上の収差を生じさせるようにする、請求項3に記載の分光器。
- 前記少なくとも1つの光学素子が、光の発散ビームをコリメートしかつ分散させるように構成された凹面回折格子を含み、
前記少なくとも1つの収差補正素子が、凹面格子と前記集光光学素子との間にある補正プレートを含む、請求項1に記載の分光器。 - 凹面格子が、正または負のSIII収差を前記分散光ビームに加えるように構成された、不均一に離間した溝を含む、請求項7に記載の分光器。
- 光の入射ビームを光の分散ビームに変換する分光器であって、
光の前記入射ビームをコリメートして光のコリメートビームにするように構成された光学素子と、
光の前記コリメートビームを、複数の波長を含む光の分散ビームに変換するように構成された分散素子と、
光の前記分散ビームを焦点面上に集光するように構成された集光素子と、
第1の収差補正素子と
を備え、
前記集光素子は、曲率半径を有し、かつ前記分散素子から、前記曲率半径に等しい距離に配置され、
前記集光素子は、凹面からの非球面のずれを含み、前記非球面のずれは、収差を加えるか、または減らすように構成され、
前記第1の収差補正素子は、光の前記入射ビームと前記集光素子との間の光路にある、分光器。 - 光の前記入射ビームと前記分散素子との間に配置された第2の収差補正素子をさらに備える、請求項10に記載の分光器。
- 前記分散素子が、コリメート素子の面に配置されて、分散およびコリメート素子を形成するようにする、請求項10に記載の分光器。
- 光の前記入射ビームが、まず、前記第1の収差補正素子の方へ向けられ、かつ前記第1の収差補正素子からコリメート素子の方へ向けられ、前記コリメートビームが前記分散素子の方へ向けられ、前記分散ビームが前記集光素子の方へ向けられる、請求項10に記載の分光器。
- 光の前記入射ビームが、まず、前記分散およびコリメート素子の方に向けられ、光のコリメートされ、かつ分散されたビームを形成し、光のコリメートされ、かつ分散されたビームが、前記第1の収差補正素子の方へ向けられ、次に、前記集光素子の方へ向けられる、請求項12に記載の分光器。
- 光の前記入射ビームが、まず、第2の収差補正素子の方へ向けられ、次に、コリメート素子の方へ向けられ、光の前記コリメートビームが前記分散素子の方へ向けられ、光の前記分散ビームが、前記第1の収差補正素子の方へ向けられ、次に、前記集光素子の方へ向けられる、請求項10に記載の分光器。
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