JPH0432728A - Method and device for coherent light selective spectral diffraction - Google Patents

Method and device for coherent light selective spectral diffraction

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JPH0432728A
JPH0432728A JP13951790A JP13951790A JPH0432728A JP H0432728 A JPH0432728 A JP H0432728A JP 13951790 A JP13951790 A JP 13951790A JP 13951790 A JP13951790 A JP 13951790A JP H0432728 A JPH0432728 A JP H0432728A
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JP
Japan
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light
lens
pinhole
optical system
slit
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JP13951790A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Nagoshi
利之 名越
Tsutomu Ichimura
市村 勉
Fumio Inaba
稲場 文男
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Original Assignee
Research Development Corp of Japan
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Abstract

PURPOSE:To increase the quantity of incident light for spectral diffraction and to increase energy per unit area by extracting the 0th-order component of a Fraunhofer diffracted image through a pinhole with a specific aperture diameter or a slit. CONSTITUTION:A pinhole plate P which has the aperture diameter D is arranged at the focus position of a lens L0 and when a plane wave S0 is made incident from the side of the pinhole P, the light which passes through the aperture of the pinhole P is propagated like a wave Q2 including a spherical wave component and converted into a plane wave S2 by a lens L1. For the purpose, the pinhole P which is smaller than the size of the 1st dark ring of the Fraunhofer diffracted image which is determined by the aperture diameter and focal length of the lens L1 and the wavelength is arranged and a lens L2 which matches the size of the pinhole of the 1st dark ring of the Fraunhofer diffracted image determined by the lens L0 and is larger in diameter than the lens L1 is used to increase the energy density by the area ratio of the lenses L1 and L2 without any loss of the plane wave component S1 in luminous flux emitted from a light emission plane.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はコヒーレント光選択分光装置に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a coherent light selective spectroscopy device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来より、物質の分析手段として用いられている光の吸
収スペクトルを測定する分光光度計や螢光スペクトルを
測定する螢光光度計の基本構成部に使われており、発光
スペクトル等の測定にも用いられている分光器は広く知
られている。
Traditionally, it has been used as a basic component of spectrophotometers that measure the absorption spectrum of light and fluorescence spectra that are used as a means of analyzing substances, and it can also be used to measure emission spectra, etc. The spectrometers used are widely known.

このような従来の分光測定装置を第11図、第12図に
より説明する。
Such a conventional spectrometer will be explained with reference to FIGS. 11 and 12.

第11図において、発光体lからの光をスリット2によ
り線光源と見做せるようにして抽出し、スリット2の位
置を前側焦点とするレンズ系L1により線光源からの光
を平行光の束とし、レンズ系Llの後側焦点位置に置い
たスリット4およびスリット4を焦点面とするレンズL
2でスリットの各点光源から放射された光の直進成分(
平面波)の光束の束のみを抽出し、回折格子5に入射さ
せる。そして、回折格子5によって生ずる干渉光をレン
ズL3で検出器7に結像して検出すると、平面波に含ま
れる各波長成分が回折格子の出射側において角度分散し
、分光測定することかできる。
In Fig. 11, light from a light emitter L is extracted by a slit 2 so that it can be regarded as a linear light source, and the light from the linear light source is converted into a bundle of parallel lights by a lens system L1 whose front focus is at the position of the slit 2. and a slit 4 placed at the back focal position of the lens system Ll, and a lens L whose focal plane is the slit 4.
2, the linear component of the light emitted from each point light source of the slit (
Only a bundle of light beams (plane waves) is extracted and made incident on the diffraction grating 5. When the interference light generated by the diffraction grating 5 is imaged and detected by the lens L3 on the detector 7, each wavelength component included in the plane wave is angularly dispersed on the output side of the diffraction grating, allowing spectroscopic measurement.

第12図は、カセグレイン光学系を使用して線光源と見
なせるスリット2からの光を集光して光量をかせぐよう
にしたものであり、他の構成は第11図の場合と同じで
ある。
In FIG. 12, a Cassegrain optical system is used to collect light from a slit 2, which can be regarded as a linear light source, to increase the amount of light, and the other configurations are the same as in FIG. 11.

ここで、第11図、第12図は透過型の回折格子の例を
示しであるか、反射型の回折格子の場合、回折格子5を
反射型とし、レンズL3と検出器7をレンズL2側に配
置して分光測光する。また、レズLl、L2.L3は反
射鏡も使用されている。
Here, FIGS. 11 and 12 show examples of transmission type diffraction gratings, or in the case of reflection type diffraction gratings, the diffraction grating 5 is of the reflection type, and the lens L3 and the detector 7 are placed on the lens L2 side. and perform spectrophotometry. Also, lesbian Ll, L2. L3 also uses a reflector.

[発明か解決しようとする課題〕 ところで、従来の分光測定装置は、発光体1からの光を
スリットで抽出し、スリットを透過した光が点光源の集
まりの線光源と見なせる状態にして行っていた。これは
、光源が大きさを持つと光源の異なる位置から出射され
る異なる波長成分を同一波長成分として分光器で検出し
てしまう可能性があり、正確に波長分散することかでき
ないという考え方に基づくものである。そのため、従来
理想的分解能を求めるどきは第11図に示すように、無
限小の開口をもつスリット2て点光源か線状に並んだも
のとし、レンズ系L1、スリブ1〜4、レンズL2で直
進成分(光軸方向に進む平面波)の光束の束のみを得る
ようにしていた。しかし、このような従来の方式では光
源を無限小幅として扱うために光量が非常に少なくなっ
てしまうという問題があり、スリット幅を拡げて分解能
を犠牲にして光量をかせぐか、スリット幅を一定にした
場合は、いかに入射立体角を大きくするかか課題であっ
た。そのため、第11図では大口径のレンズを用いて受
光角を大きくし、また、第12図においてはカセグレイ
ン受光系を用いて入射立体角を大きくして光量をかせぐ
ようにしていた。このような従来の入射立体角を大きく
して光量をかせぐ方法は、分光する発光体が点光源とみ
なせるようなものや、入射スリットとほぼ同じ線光源の
場合には適している。
[Problem to be solved by the invention] By the way, in the conventional spectrometer, the light from the light emitter 1 is extracted with a slit, and the light transmitted through the slit is made into a state where it can be regarded as a line light source made up of a collection of point light sources. Ta. This is based on the idea that if the light source has a large size, different wavelength components emitted from different positions of the light source may be detected by a spectrometer as the same wavelength component, and accurate wavelength dispersion cannot be achieved. It is something. Therefore, conventionally, when determining the ideal resolution, as shown in Fig. 11, the slit 2 with an infinitesimal aperture is used as a point light source or lined up in a line, and the lens system L1, the sleeves 1 to 4, and the lens L2 are used. Only a bundle of light beams with a straight component (a plane wave traveling in the optical axis direction) was obtained. However, in this conventional method, the light source is treated as having an infinitesimal width, so the amount of light is extremely small. Therefore, it is necessary to increase the amount of light by increasing the slit width at the expense of resolution, or to keep the slit width constant. In this case, the problem was how to increase the solid angle of incidence. Therefore, in FIG. 11, a large-diameter lens is used to increase the light receiving angle, and in FIG. 12, a Cassegrain light receiving system is used to increase the solid angle of incidence to increase the amount of light. Such a conventional method of increasing the amount of light by increasing the solid angle of incidence is suitable when the light emitting body to be dispersed can be regarded as a point light source, or when it is a linear light source that is almost the same as the entrance slit.

しかしながら、発光体が面発光のように大きな場合、分
光に利用されるのは入射スリットと同じ部分だけで、そ
の他は捨てていることになる。
However, if the light emitter is large, such as a surface emitting light, only the part that is the same as the entrance slit is used for spectroscopy, and the rest is discarded.

本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、発光ス
ペクトルが全域でほぼ同じとみなせる面発光に適したも
ので、分光のための入射光量を飛躍的に増加させ、単位
面積当たりのエネルギを高密度化することができるコヒ
ーレント光選択分光装置を提供することを目的とする。
The present invention was made in view of these points, and is suitable for surface emission where the emission spectrum can be considered to be almost the same over the entire area, dramatically increasing the amount of incident light for spectroscopy, and reducing the energy per unit area. The purpose of the present invention is to provide a coherent light selective spectrometer capable of increasing the density of light.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、試料からの光を光学系に通してフラウンホー
ファ回折像を形成し、該フラウンホーファ回折像の0次
成分の一部または全部を、あるいは0次成分と同じ幅の
スリット状成分の一部または全部を抽出し、分光測定す
ることを特徴としている。
The present invention forms a Fraunhofer diffraction image by passing light from a sample through an optical system, and converts part or all of the zero-order component of the Fraunhofer diffraction image, or a part of a slit-like component with the same width as the zero-order component. Alternatively, it is characterized by extracting all of it and performing spectroscopic measurements.

〔作用〕 本発明は面発光体のような試料からの光のフラウンホー
ファ回折像の0次成分を抽出すれば光軸に平行な直進成
分を得ることができることを利用し、レンズ系により生
じたフラウンホーファ回折像のO次成分を、あるいは0
次成分と同じ幅のスリット状成分の一部または全部を所
定の開口径を有するピンホールあるいはスリットで抽出
するようにしたものであり、従来のように対象を点光源
や線光源とすることかないので光■を飛躍的に増大させ
て分光することができる。そして、面発光体からの光を
大口径レンズで集光し、これを小径の光束に変換するこ
とにより一層単位面積当たりのエネルギを大きくして分
光することか可能となる。
[Operation] The present invention takes advantage of the fact that by extracting the zero-order component of a Fraunhofer diffraction image of light from a sample such as a surface emitter, a rectilinear component parallel to the optical axis can be obtained. The O-order component of the diffraction image, or 0
Part or all of the slit-like component with the same width as the next component is extracted using a pinhole or slit with a predetermined aperture diameter, and unlike conventional methods, the target is not a point or line light source. Therefore, it is possible to dramatically increase the amount of light (2) and perform spectroscopy. By condensing the light from the surface light emitter with a large-diameter lens and converting it into a small-diameter luminous flux, it becomes possible to further increase the energy per unit area and perform spectroscopy.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

先ず、第1図〜第3図により本発明の分光方法について
説明する。
First, the spectroscopic method of the present invention will be explained with reference to FIGS. 1 to 3.

第2図に示すようにレンズLOにコヒーレント光を入射
させるとその焦点距離fの位置ではフラウンホーファ回
折像が観測される。これはエアリ−ディスクと呼ばれる
ものであり、円形レンズを用いれば円形状の暗輪か形成
され、レンズ口径に対応した径を有する第1暗輪内の領
域、すなわち0次成分はもっとも明るい領域となり、こ
の第1暗輪の大きさの開口に平面波を入射させたことと
等しい波面を形成する。いま、円形レンズの開口径をD
r、焦点距離をf、第1暗輪の直径をD、波長をλとす
ると、 Dr て与えられる。
As shown in FIG. 2, when coherent light is incident on the lens LO, a Fraunhofer diffraction image is observed at the position of the focal length f. This is called an Airy disk, and if a circular lens is used, a circular dark ring will be formed, and the area within the first dark ring with a diameter corresponding to the lens aperture, that is, the 0th order component, will be the brightest area. , a wavefront equivalent to that of a plane wave incident on an aperture having the size of this first dark ring is formed. Now, the aperture diameter of the circular lens is D
Dr is given by r, focal length is f, diameter of the first dark ring is D, and wavelength is λ.

このことは、第3図(A)に示すようにレンズLOの焦
点位置に開口径りのピンホール板Pを配置し、レンズL
Oの光軸方向のコヒーレント光が入射したとすると、ピ
ンホール板Pの開口径から発散球面波Q2が放射され、
レンズLlで平面波S2となる。このことは、第3図(
B)のようにピンホールP側から平面波SOか入射した
ときに、ピンホールの開口を通った光は回折により球面
波成分を含んだ波Q2のように伝播し、レンズI71て
平面波S2に変換されることを意味している。
This can be done by placing a pinhole plate P with an aperture diameter at the focal position of the lens LO, as shown in FIG. 3(A), and
If coherent light in the optical axis direction of O is incident, a divergent spherical wave Q2 is emitted from the aperture diameter of the pinhole plate P,
It becomes a plane wave S2 at the lens Ll. This can be seen in Figure 3 (
When a plane wave SO enters from the pinhole P side as shown in B), the light passing through the pinhole aperture propagates as a wave Q2 containing a spherical wave component due to diffraction, and is converted into a plane wave S2 by the lens I71. It means to be done.

したかって、レンズL1の開口径、焦点距離、波長によ
り決まる(1)式のフラウンホーファ回折像の第1暗輪
の大きさ以下のピンホールを配置し、レンズLOて決ま
るフラウンホーファ回折像の第1暗輪のピンホール9の
大きさに合い、口径がレンズL lより大きいレンズを
用いることにより、発光面より放射される光束の中の平
面波成分Slを損失することなく、しかもレンズL1と
レンズL2の面積比分たけエネルギー密度を高く取り出
すことができる。さらに、ピンホールの代わりにピンホ
ールの大きさと同じ幅のスリットを回折格子溝方向に配
置することにより、スリットの高さ方向のエネルギーを
従来のようにかせげるため、入射光量を飛躍的に増加さ
せて分光測定することか可能である。
Therefore, by arranging a pinhole smaller than the size of the first dark ring of the Fraunhofer diffraction image of equation (1) determined by the aperture diameter, focal length, and wavelength of the lens L1, the first dark ring of the Fraunhofer diffraction image determined by the lens LO is By using a lens that matches the size of the ring pinhole 9 and has a larger aperture than the lens L1, the plane wave component Sl in the light beam emitted from the light emitting surface is not lost, and the distance between the lenses L1 and L2 is reduced. A higher energy density can be extracted by increasing the area ratio. Furthermore, by arranging a slit with the same width as the pinhole size in the direction of the diffraction grating groove instead of a pinhole, the energy in the slit height direction can be generated as before, dramatically increasing the amount of incident light. It is possible to perform spectroscopic measurements.

第1図はこのような考え方に基づく本発明のコヒーレン
ト光選択分光方法を説明するだめの図である。図中、S
は面発光体、LOはレンズ、Pはピンポール板、Ll、
L2はレンズ、Gは透過型回折格子、Dは検出器である
FIG. 1 is a diagram for explaining the coherent light selective spectroscopy method of the present invention based on this idea. In the figure, S
is a surface light emitter, LO is a lens, P is a pin pole plate, Ll,
L2 is a lens, G is a transmission type diffraction grating, and D is a detector.

レンズL Oは受光口径の大きな凸レンズであり、ぞの
前方の任意位置に分光測定対象試料、例えば生物試料等
の面発光体Sを配置する。スリブl−板PはレンズLO
のほぼ焦点位置に配置され、スリン]・幅は前述の(1
)式を満足するものであり、レンズLOによるフラウン
ホーファ回折像の0次成分(直進成分)のスリット状に
並んだ光束のみを透過させることかできる大きさ(回折
限界)である。
The lens LO is a convex lens with a large light-receiving aperture, and a surface light emitter S of a sample to be subjected to spectroscopic measurement, such as a biological sample, is placed at an arbitrary position in front of the lens. The sleeve L-plate P is the lens LO
It is placed almost at the focal point of the
), and has a size (diffraction limit) that allows only the 0th order component (straight component) of the light beam arranged in a slit shape of the Fraunhofer diffraction image by the lens LO to be transmitted.

なお、スリット幅は0次回折像の一部を透過させること
かできる大きさでもよい。L・ンズL1はピンホール位
置を焦点面とする口径の小さいレンズであり、レンズ■
、0とF値が同じ場合、レンズLOによりピンホール位
置に形成された0次成分を全て取り出して平面波を得る
ためのものである。
Note that the slit width may be large enough to allow a portion of the 0th-order diffraction image to pass through. The L lens L1 is a small diameter lens whose focal plane is the pinhole position, and the lens ■
, 0 and the F value are the same, the purpose is to extract all the zero-order components formed at the pinhole position by the lens LO to obtain a plane wave.

レンズLlの後方には透過型回折格子Gを配置し、回折
光をレンズL2で検出器り上に結像させるようにしてい
る。
A transmission type diffraction grating G is arranged behind the lens Ll, and the diffracted light is imaged onto the detector by the lens L2.

このような構成において、面発光体Sからの光を受光]
」径の大きいレンズLOて集光し、ピンホール位置にフ
ラウンホーファ回折像を形成すると、ビンポール径は(
1j式を満足するようになっているのでフラウンホーフ
ァ回折像の0次回折像のみが透過し、レンズLlにより
平行光束に変換されて透過型回折格子Gに入射する。回
折格子Gでは波長に応じて出射角度が異なるので、この
回折光をレンズL2で検出器り上に結像すれば分光測定
することかできる。
In such a configuration, light from the surface light emitter S is received]
When the light is focused by a lens LO with a large diameter and a Fraunhofer diffraction image is formed at the pinhole position, the binpole diameter is (
Since it satisfies Equation 1j, only the 0th-order diffraction image of the Fraunhofer diffraction image is transmitted, is converted into a parallel beam by the lens Ll, and enters the transmission type diffraction grating G. Since the emission angle of the diffraction grating G differs depending on the wavelength, spectroscopic measurement can be performed by focusing this diffracted light onto the detector using the lens L2.

二のように本発明においては、面光源からの直進成分を
受光口径の大きいレンズLOで集光し、回折限界までピ
ンホール径を拡げて直進成分を抽出するようにしている
ので、従来のように点光源や線光源からの光束を広角度
で検出する場合に比して大幅に光量を増やすことが可能
となる。なお、レンズLOの口径をLlの口径に比して
大きくし、F値を同じにしておくことにより両レンズの
面積比だけ回折格子Gへ入射する直進成分の単位面積当
たりのエネルギを大きくすることができる。
2, in the present invention, the straight component from the surface light source is focused by the lens LO with a large light receiving aperture, and the pinhole diameter is expanded to the diffraction limit to extract the straight component, unlike the conventional method. Compared to the case where the light flux from a point light source or a line light source is detected at a wide angle, it is possible to significantly increase the amount of light. Note that by making the aperture of the lens LO larger than the aperture of Ll and keeping the F value the same, the energy per unit area of the linear component incident on the diffraction grating G can be increased by the area ratio of both lenses. I can do it.

第4図はカセグレイン光学系を用いた本発明の他の実施
例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the present invention using a Cassegrain optical system.

本実施例においては、図示しない面発光体からの光を開
口11を通してカセグレイン光学系10に取り込み、凸
面鏡13、凹面鏡12によりピンホール板Pの位置にフ
ラウンホーファ回折像を形成し、ピンホールにより直進
成分のみを抽出し、さらに凹面鏡16、凸面鏡17によ
り光束径を小さくして開口15より平面波として取り出
し、図示しない回折格子へ入射させるようにしている。
In this embodiment, light from a surface light emitter (not shown) is taken into the Cassegrain optical system 10 through the aperture 11, a Fraunhofer diffraction image is formed at the position of the pinhole plate P by the convex mirror 13 and the concave mirror 12, and the straight component is formed by the pinhole. The beam diameter is further reduced using a concave mirror 16 and a convex mirror 17, and the beam is extracted as a plane wave through the aperture 15, and is made to enter a diffraction grating (not shown).

本実施例においても開口11で取り込んだ光束を開口1
5の径に変換することによりエネルギ密度を上げること
ができる。
In this embodiment as well, the luminous flux taken in by the aperture 11 is
By converting to a diameter of 5, the energy density can be increased.

第5図はカメラレンズを使用した他の実施例を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing another embodiment using a camera lens.

本実施例においては、大口径でF値の小さなカメラレン
ズ20により図示しない面発光体からの光を取込み、カ
メラレンズによるフラウンホーファ回折像の0次回折光
をピンホールにより抽出し、0次回折光を対物レンズ2
1て平面波に変換し、この平面波を反射型回折格子22
に入射させ、回折像を結像レンズ23で検出器24上に
結像させて分光測定を行っている。
In this embodiment, a camera lens 20 with a large diameter and a small F value captures light from a surface light emitter (not shown), the 0th order diffracted light of the Fraunhofer diffraction image produced by the camera lens is extracted using a pinhole, and the 0th order diffracted light is transferred to an objective. lens 2
1 to convert it into a plane wave, and convert this plane wave into a reflection type diffraction grating 22.
A diffraction image is formed on a detector 24 by an imaging lens 23 to perform spectroscopic measurements.

また、第6図に示すように回折格子を透過型回折格子2
5として分光するようにしてもよい。
In addition, as shown in FIG.
5 may be used for spectroscopy.

第7図はマイケルソン干渉計を用いて分光するようにし
た他の実施例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing another embodiment in which spectroscopy is performed using a Michelson interferometer.

本実施例においては、ピンホールで抽出した直進成分を
レンズL1で平面波に変換してマイケルソン干渉計30
に入射させる。干渉計への入射光はハーフミラ−33で
二分され、一方は固定ミラー31で反射され、他方は可
動ミラー32で反射され、ハーフミラ−で合成されて検
出器34で検出される。可動ミラー32は連続的に動か
され、固定ミラー31と可動ミラー32て反射される光
の光路差が0〜1波長の間で変化するのに応して検出器
で検出される強度は周期的に変化し、この信号をフーリ
エ変換することにより各波長成分を求めることができる
In this embodiment, the linear component extracted by the pinhole is converted into a plane wave by the lens L1, and the Michelson interferometer 30
Inject it into the The light incident on the interferometer is divided into two parts by a half mirror 33, one part is reflected by a fixed mirror 31, the other part is reflected by a movable mirror 32, and the two parts are combined by the half mirror and detected by a detector 34. The movable mirror 32 is continuously moved, and as the optical path difference between the light reflected by the fixed mirror 31 and the movable mirror 32 changes between 0 and 1 wavelength, the intensity detected by the detector periodically changes. By Fourier transforming this signal, each wavelength component can be obtained.

第8図はマイケルソン干渉計を用いた他の実施例を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing another embodiment using a Michelson interferometer.

本実施例においては、マイケルソン干渉計42に対物レ
ンズ43を組み込んで一体化し、図示しない面発光体か
らの光をカメラレンズ41で取り込むようにしたもので
ある。
In this embodiment, an objective lens 43 is integrated into a Michelson interferometer 42, and light from a surface light emitter (not shown) is captured by a camera lens 41.

第9図はマイケルソン干渉計を使用した他の実施例を示
し、第8図における対物レンズ43の代わりにカセグレ
イン光学計45を使用した点か異なるのみで、他の構成
は同じである。
FIG. 9 shows another embodiment using a Michelson interferometer, and the only difference is that a Cassegrain optical meter 45 is used instead of the objective lens 43 in FIG. 8, and the other configurations are the same.

第10図は望遠鏡とマイケルソン干渉計を組み合わせた
他の実施例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing another embodiment in which a telescope and a Michelson interferometer are combined.

本実施例においては望遠鏡51により面発光体Sからの
光を取込み、ピンホール位置にフラウンホーファ回折像
を形成するようにしたものである。
In this embodiment, the light from the surface light emitter S is taken in by a telescope 51, and a Fraunhofer diffraction image is formed at the pinhole position.

本実施例においては焦点距離が十分大きくなるので、直
進成分を抽出するピンホール径を大きくするか可能であ
る。
In this embodiment, since the focal length is sufficiently large, it is possible to increase the pinhole diameter for extracting the straight component.

なお、上記実施例では回折格子、マイケルソン干渉計を
用いて分光する例について説明したか、この他プリズム
等の分散型分光方式、空間干渉型フーリエ分光方式等を
用いてもよいことは勿論である。
In addition, in the above embodiment, an example of spectroscopy using a diffraction grating and a Michelson interferometer has been explained, but it is of course possible to use other dispersive spectroscopy methods such as a prism, a spatial interference type Fourier spectroscopy method, etc. be.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように本発明によれば、ピンホールまたはスリッ
トによりフラウンホーファ回折像の0次成分、あるいは
O次成分の幅分のスリット像成分を抽出するようにした
ので、同じF値の二枚の集光レンズの口径比の違うもの
を用いることにより、試料から取り込む光束径を大きく
し、分光装置への入射光束径を小さくすることにより分
光エネルギを高密度化することが可能となる。
As described above, according to the present invention, since the slit image component corresponding to the width of the 0th order component or Oth order component of the Fraunhofer diffraction image is extracted using a pinhole or slit, two collections of the same F value can be extracted. By using optical lenses with different aperture ratios, it is possible to increase the density of spectral energy by increasing the diameter of the light beam taken in from the sample and decreasing the diameter of the light beam incident on the spectrometer.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明のコヒーレント光選択分光方法を説明す
るための図、第2図はフラウンホーファ回折像を説明す
るための図、第3図(A)はピンホールによる回折成分
の反射を説明するための図、第3図(B)はピンホール
に平面波入射をしたときの説明図、第4図はカセグレイ
ン光学系を用いた本発明の他の実施例を示す図、第5図
はカメラレンズを使用した他の実施例を示す図、第6図
は透過型回折格子を使用した実施例を示す図、第7図、
第8図、第9図、第1O図はマイケルソン干渉計を用い
た他の実施例を示す図、第11図、第12図は従来の分
光装置を説明するための図である。 S・・・面発光体、LO・・・レンズ、P・・・ピンホ
ール板、Ll、L2・・・レンズ、G・・・透過型回折
格子、D・・・検出器。 第6 図 (A) 第1 第2図 第4図 第5図 第10図 第11図
Figure 1 is a diagram for explaining the coherent light selective spectroscopy method of the present invention, Figure 2 is a diagram for explaining a Fraunhofer diffraction image, and Figure 3 (A) is a diagram for explaining the reflection of a diffracted component by a pinhole. Figure 3 (B) is an explanatory diagram when a plane wave is incident on a pinhole, Figure 4 is a diagram showing another embodiment of the present invention using a Cassegrain optical system, and Figure 5 is a diagram showing a camera lens. Figure 6 is a diagram showing an example using a transmission type diffraction grating, Figure 7 is a diagram showing another example using a transmission type diffraction grating,
FIG. 8, FIG. 9, and FIG. 1O are diagrams showing other embodiments using a Michelson interferometer, and FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams for explaining a conventional spectroscopic device. S...Surface light emitter, LO...Lens, P...Pinhole plate, Ll, L2...Lens, G...Transmission type diffraction grating, D...Detector. Figure 6 (A) Figure 1 Figure 2 Figure 4 Figure 5 Figure 10 Figure 11

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)試料からの光を光学系に通してフラウンホーファ
回折像を形成し、該フラウンホーファ回折像の0次成分
の一部または全部を、あるいは0次成分と同じ幅のスリ
ット状成分の一部または全部を抽出し、分光測定するこ
とを特徴とするコヒーレント光選択分光方法。
(1) Pass light from the sample through an optical system to form a Fraunhofer diffraction image, and collect part or all of the 0th-order component of the Fraunhofer diffraction image, or a part or part of a slit-shaped component with the same width as the 0th-order component. A coherent light selection spectroscopy method characterized by extracting all of the light and performing spectroscopic measurements.
(2)試料からの光が入射される所定の口径を有する第
1光学系と、第1光学系によるフラウンホーファ回折像
の0次成分の一部または全部を、あるいは0次成分と同
じ幅のスリット状成分の一部または全部を透過させる大
きさの開口を有するピンホールあるいはスリットと、ピ
ンホールあるいはスリットを前側焦点とする第2光学系
と、第2光学系からの平面波が入射される分光器とを備
え、ピンホールあるいはスリットからの回折光を選択し
て分光することを特徴とするコヒーレント光選択分光装
置。
(2) A first optical system having a predetermined aperture into which the light from the sample is incident, and a slit having the same width as the zero-order component or part or all of the zero-order component of the Fraunhofer diffraction image by the first optical system. a pinhole or slit having an aperture large enough to transmit part or all of the component, a second optical system having the pinhole or slit as a front focal point, and a spectrometer into which a plane wave from the second optical system is incident. What is claimed is: 1. A coherent light selective spectrometer comprising: selectively diffracting light from a pinhole or a slit;
(3)請求項2記載の装置において、前記第1光学系は
受光口径の大きなレンズからなるとともに、第2光学系
は受光口径の小さなレンズからなり、第1光学系のF値
が第2光学系のF値以下であり、第1光学系に入射され
る試料からの光束を小束の光束に変換し、単位面積当た
りのエネルギーを大きくして分光することを特徴とする
コヒーレント光選択分光装置。
(3) In the apparatus according to claim 2, the first optical system includes a lens with a large light-receiving aperture, and the second optical system includes a lens with a small light-receiving aperture, and the F value of the first optical system is set to the second optical system. A coherent light selective spectrometer, which is equal to or lower than the F value of the system, converts the light flux from the sample that enters the first optical system into a small flux of light, and performs spectroscopy by increasing the energy per unit area. .
(4)請求項2記載の装置において、分光器は透過型ま
たは反射型回折格子を有することを特徴とするコヒーレ
ント光選択分光装置。
(4) A coherent light selective spectroscopy device according to claim 2, wherein the spectroscope has a transmission type or reflection type diffraction grating.
(5)請求項2記載の装置において、分光器はマイケル
ソン干渉計を有することを特徴とするコヒーレント光選
択分光装置。
(5) A coherent light selective spectroscopy device according to claim 2, wherein the spectroscope has a Michelson interferometer.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016142522A (en) * 2015-01-29 2016-08-08 国立大学法人 香川大学 Spectral characteristic measuring device
WO2019077932A1 (en) * 2017-10-19 2019-04-25 コニカミノルタ株式会社 Diffracted light removal slit and optical sample detection system using same
CN111060287A (en) * 2019-11-22 2020-04-24 北京空间机电研究所 Method for calculating focal length and slit size of optical system of grating spectrometer

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016142522A (en) * 2015-01-29 2016-08-08 国立大学法人 香川大学 Spectral characteristic measuring device
WO2019077932A1 (en) * 2017-10-19 2019-04-25 コニカミノルタ株式会社 Diffracted light removal slit and optical sample detection system using same
JPWO2019077932A1 (en) * 2017-10-19 2020-11-05 コニカミノルタ株式会社 Diffraction light removal slit and optical sample detection system using this
US11169090B2 (en) 2017-10-19 2021-11-09 Konica Minolta, Inc. Diffracted light removal slit and optical sample detection system using same
CN111060287A (en) * 2019-11-22 2020-04-24 北京空间机电研究所 Method for calculating focal length and slit size of optical system of grating spectrometer
CN111060287B (en) * 2019-11-22 2021-10-01 北京空间机电研究所 Method for calculating focal length and slit size of optical system of grating spectrometer

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