JP7421478B2 - 凹面回折格子分光器の選択的分解能のためのシステム及び方法 - Google Patents
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Description
バンドパス=(dλ2 (slit)+dλ2 (aberration))1/2
dλ(slit):有限分光器(finite spectrometer)のスリット幅と格子の逆線分散(linear dispertion)によって決定する分解能。
dλ(aberration):分解能にはシステムの収差が含まれ、これは回折格子の幾何学的形状と回折格子照明の開口数とによって影響を受ける。
dλ(aberration)=Δ×逆線分散
凹面回折格子の収差量Δは、Alain Thevenonの論文“Aberrations Of Holographic Gratings”(SPIE Proceedings Vol.0399, Optical System Design, Analysis, and Production (1983))(参照することにより、その開示の全体が本明細書に取り込まれる)に詳細に記載されているように計算することができる。
ここで、Dはアパーチャ開口の直径を表し、アパーチャが集光素子の前に配置される場合、Lはアパーチャから試験サンプルまでの距離を表す。集光素子の後にアパーチャが配置される場合、Lはアパーチャから入射スリットまでの距離を表す。従って、Dが減少すると回折格子照明(grating illumination)NAが減少し、収差Δが減少する。その結果、分解能成分dλ(aberration)が低下する。
Claims (17)
- サンプルの下流の入力光線の光路内に円形状の視野絞りアパーチャを選択的に配置するように構成されたアパーチャ配置機構であって、制御装置により自動制御されるアパーチャ配置機構と、
弧状に配置された複数の長方形状の入射スリットを有し、前記制御装置からの信号に応じてアクチュエータにより回転され、当該複数の長方形状の入射スリットの各々が、前記円形状の視野絞りアパーチャの下流の前記入力光線の光路内に選択的に配置され、光学系の分解能を調整するように構成されたスリット板と、
前記複数の長方形状の入射スリットから選択された1つの長方形状の入射スリットを通過する前記入力光線の少なくとも一部を受け取り、当該入力光線を波長依存角度で回折するように配置された凹面回折格子と、
前記凹面回折格子から回折された光を受光するように配置され、前記凹面回折格子から回折された光に応じて信号を生成するように構成された検出器と、
を備える光学システム。 - 前記アパーチャ配置機構は、前記入力光線の光路内に前記円形状の視野絞りアパーチャを選択的に配置するか、又は前記入力光線の光路から前記円形状の視野絞りアパーチャを除去するように構成されている、請求項1に記載の光学システム。
- 前記アパーチャ配置機構が、前記円形状の視野絞りアパーチャよりも大きい第2アパーチャを少なくとも含み、前記円形状の視野絞りアパーチャ又は前記第2アパーチャのうちの選択された1つを前記入力光線の光路内に配置する、請求項1に記載の光学システム。
- 前記第2アパーチャが、前記入力光線の実質的に全てを通過させるようなサイズである請求項3に記載の光学システム。
- 前記スリット板が、高さが共通であり、且つ互いの幅が異なる複数の長方形状の入射スリットを含む請求項1に記載の光学システム。
- 前記スリット板に関連付けたモータをさらに備え、
前記モータが、前記複数の長方形状の入射スリットのうちの選択された1つを前記入力光線に対して配置するように構成されている請求項5に記載の光学システム。 - 前記凹面回折格子が、ホログラフィック回折格子を含むことを特徴とする請求項1に記載の光学システム。
- 前記凹面回折格子が、ホログラフィック収差補正型回折格子を含むことを特徴とする請求項1に記載の光学システム。
- ハウジングをさらに含み、
前記凹面回折格子及び前記検出器が当該ハウジング内に配置され、
前記凹面回折格子が前記ハウジングに固定され、
前記アパーチャが前記ハウジングの外側に配置されることを特徴とする請求項1に記載の光学システム。 - 前記アパーチャが固定された開口部を有する請求項1に記載の光学システム。
- 前記アパーチャが調整可能な開口部を有するアイリスを含む請求項1に記載の光学システム。
- 100mm未満の焦点距離を有する請求項1に記載の光学システム。
- 試料からの入力光線を受光し、前記入力光線を波長依存角度で回折するように配置された凹面回折格子と、
前記凹面回折格子から回折された光を受光し、当該受光した光に応じて信号を発生するように配置された検出器と
を含む分光器と、
前記試料を通過した後、前記分光器に入る前に、前記入力光線の光路内又は光路外のいずれかに円形状の視野絞りアパーチャを選択的に配置するように構成された配置機構と、
弧状に配置された複数の長方形状の入射スリットを有しており、当該複数の長方形状の入射スリットの各々がアクチュエータによって回転されて選択的に配置され、当該複数の長方形状の入射スリットの1つが前記入力光線の光路内に配置されるように構成されたスリット板と、
前記検出器、前記配置機構及び前記アクチュエータに連結され、前記配置機構及び前記アクチュエータを制御することにより、前記円形状の視野絞りアパーチャと前記スリット板とを選択的に配置し、前記分光器の前記検出器により受光される光に対して選択可能な分解能を提供する制御装置と、を含む光学システム。 - 前記分光器が100mm未満の焦点距離を有する請求項13に記載の光学システム。
- 前記凹面回折格子が、前記分光器に固定されたホログラフィック収差補正型回折格子を含むことを特徴とする請求項13に記載の光学システム。
- 前記複数の長方形状の入射スリットが、高さが共通であり、且つ互いの幅が異なっている請求項13に記載の光学システム。
- 前記配置機構は、前記入力光線の光路内に、複数のアパーチャのうちの1つを選択的に配置するように構成されていることを特徴とする請求項13に記載の光学システム。
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