JPH076840B2 - 高分解能分光器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複数の回折格子を利用した高分解能分光器に
関するものである。

（従来の技術） 光通信や光信号処理技術の開発に伴ない、光波を高分解
能で周波数分析できる分光装置の開発が強く要請されて
いる。

第８図は従来の回折格子を利用した分光器の基本構成を
示す線図である。分光すべき光波をスリットS₁を経て入
射させる。この光波は回折され広がっているため、凹面
鏡M₁で平行光束とし、平行光束を回折格子G₁に入射させ
る。この回折格子は格子溝が紙面と直交する方向に延在
し、紙面内で回動可能に装着されている。入射した光波
は回折格子G₁によって波長に応じた回折角方向に回折さ
れ、凹面鏡M₂で集束されスリットS₂を経て出射する。回
折されるべき光波は、その波長により回折角も異なるた
め、波長に応じて集束位置が格子溝と直交する紙面の上
下方向に偏位して形成される。この結果特定の波長成分
光だけがスリットS₂から出射する。従って、回折格子G₁
を回動させ回折格子への入射角を変えることにより特定
の波長光だけを選択的に出射させることができ、この回
転角からスリットS₂を出射する光波の波長が算出され分
光計測を行なうことができる。

次に、上述した従来の回折格子分光器の分解能を第９図
に基づいて説明する。回折格子G₁のピッチをｄ、入射角
をθ_１とすると波長λの光波の回折角θ_２は次式で与え
られる。

θ_２＝sin^-1（ｎλ/d−sinθ_１） …（１） ここで、ｎは回折の次数±1,±2,±３…… （通常はｎ＝±１をとる）。

簡単にするため、最良の波長分解が得られる回折格子の
全幅Ｄに亘ってビームが照射させているとすると、集束
用の凹面鏡M₂がビーム径に対して十分に大きい場合ビー
ム径はほぼDcosθ_２となる。凹面鏡M₂の焦点距離をf₂と
すると、ビームは焦点位置で最も細径になり、回折限界
においてビーム径は次式で与えられる。

ΔX_res〜f₂・λ／（Dcosθ_２） …（２） また、波長がλからΔλだけ異なることにより回折角θ
_２もΔθ_２だけずれるものとすると、Δθ_２は次式で与
えられる。

Δθ_２≒ｎ×Δλ（dcosθ_２） …（３） この結果、集束位置も偏位し、この偏位量Δｘは次式で
与えられる。

Δｘ＝f₂・Δθ_２＝ｎ×f₂・Δλ／（dcosθ_２） …
（４） 偏位量Δｘが（２）式で規定される値より小さい場合に
は分解できないため、（２）式で規定される値に等しい
波長差が理論的に可能な波長分解能に相当する。従っ
て、（２）式及び（４）式より分光可能な最高分解能Δ
λ_res（理論限界）が求まり、この最高分解能は次式で
与えられる。

Δλ_res＝ΔX_res／（ｎ×f₂／（dcosθ_２））＝λ（d/
n）/D …（５） 通常の分光器では、集束部にスリットS₂を置き、特定の
波長光だけを選択的に検出する。この場合、スリットS₂
の幅Ｗが（２）式以下の場合（５）式の理論限界式に近
い分解能が得られる。一方、一般的には、広い幅（例え
ば10μｍ以上）のスリットが用いられるので、分解能Δ
λ′_resはスリット幅Ｗで規定され、次式で与えられ
る。

Δλ′_res＝W/（ｎ×f₂／（dcosθ_２）） ＝（dcosθ_２/n）W/f₂ ＞λ_res （６） （６）式より、集束用凹面鏡M₂の焦点距離f₂を大きくす
ると分解能が一層高くなることが理解できる。しかしな
がら、実際にはf₂を大きくしても最終的には（５）式で
与えられる理論限界より大きくなることはない。又、
（５）式より、分光器の相対分解能Δλ_res／λは回折
格子の格子数（D/d）及び回折次数ｎだけで定まる。さ
らに、格子ピッチｄはｎ×λ/2より大きくなければ回折
格子として作用しないから、次式が成立する。

｜Δν_res｜≒｜ν（Δλ_res／λ）｜ ＝ν|d/n|/D≧νλ／（2D） ＝C/（2D） …（７） ここで、等号はｄ＝ｎλ/2のとき成立し、Ｃは光速であ
る。

従って、d,nを最適に選択した場合の最良の周波数分解
能は回折格子の全幅を光が１往復する時間の逆数程度と
なる。この結果、従来の分光器の可能な分解能は、回折
格子の大きさによって最終的に規定されてしまう。

（発明が解決しようとする課題） 上述した検討より、従来の分光器の分解能を決定するも
のは回折格子の格子数と回折次数であり、さらに格子ピ
ッチ及び回折の次数を最適に選択すれば回折格子の口径
（回折格子の全幅Ｄ）であると結論できる。

従って、高分解能を得るためには大口径の回折格子が必
要であるが、大口径の回折格子を製造するのは困難であ
り、しかも20〜30cmのものとなれば極めて高価になって
しまう。このような欠点を解消するものとして分光器を
直列に２段、３段に配列したダブルモノクロメータ、ト
リップルモノクロメータと称せられている分光器が提案
されている。しかしながら、これらの分光器は波長フィ
ルタを直列接続したものにすぎず、総合分解能は増大す
るが、装置全体が大型化するばかりでなく操作性にも難
点がある。また、分解能の向上の度合も、ダブル、トリ
ップル構造にしてもそれぞれ２倍、３倍になるにすぎ
ず、実用化されている最高級の3mのダブルモノクロメー
タでも高々0.1A（５〜10GHz）にすぎない。

その他の高分解能分光分析装置として掃引形ファブリ・
ペロー干渉計、フーリエ変換分光光度計があげられる。
この掃引形ファブリ・ペロー干渉形は、MHz程度の高分
解能を有し、定常スペクトル観測に適しているが、１個
の波長が無数に近い多数の透過領域を有するため被測定
光源に数波長が混在すると測定不能になるばかりでな
く、絶対波長を測定することができない。従って、狭い
フリースペクトルレンジの測定に限定されてしまう。し
かも、掃引に１ミリ秒以上もかかるため高速実時間計測
できない欠点もある。、また、フーリエ変換分光光度計
は、研究段階では1kHzに近い分解能が得られている。し
かし、干渉計のアーム長をゆっくり掃引する必要がある
ため測定に長時間かかってしまう。従って、長時間の時
間平均スペクトル測定には適するが、信号の実時間スペ
クトル計測には適用できない欠点がある。また、光源が
長時間波長安定性を有していない場合信号スペクトルの
広がりか或いは光源の長時間ふらつきかを区別できない
欠点もある。

従って、本発明の目的は上述した欠点を解消し、高価な
大口径の回折格子やダブルモノクロメータを用いること
なく、小型で簡単な構造で高分解能を達成できる分光器
を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明による高分解能分光器は、分光すべき光ビームを
平行光速とする第１の光学素子と、多重回折された光束
を集束させる第２の光学素子と、これら光学素子間の光
路中に、格子溝が互いに平行になるように配置した複数
の回折格子とを具え、前記回折格子を、入射側に位置す
る回折格子により大きな回折角で回折された回折光が、
出射側に位置する次段の回折格子に小さな入射角で入射
し、小さな回折角で回折された光が出射側の回折格子に
大きな入射角で入射するように配置し、波長に対する分
散及び分解能が積算されるように構成したことを特徴と
する。

さらに、本発明による高分解能分光器は、分光すべき光
ビームを平行光束とする光学素子と、この平行光束を回
折する第１の回折格子と、第１の回折格子の近視野像を
形成する結像光学系と、前記近視野像の結像位置又はそ
の近傍に配置され、格子溝が第１の回折格子の格子溝と
平行に延在する第２の回折格子と、第２の回折格子から
の回折光を集束させる光学素子とを具え、前記第１及び
第２の回折格子を、回折格子により大きな回折角で回折
した光が第２の回折格子に小さな入射角で入射し、小さ
な回折角で回折された光ガ第２の回折格子に大きな入射
角で入射するように配置し、波長に対する分散及び分解
能が積算されるように構成したことを特徴とする。

（作用） 第１図は本発明による高分解能分光器の原理を説明する
ための模式図である。分光すべき入射ビームｂは波長λ
とλ＋Δλの光波から成るものとし、このビームｂを回
折溝が紙面と直交する方向に延在する第１の回折格子G₁
に入射角θ₁₁で入射させ回折させる。波長λの光波と波
長λ＋Δλの光波との回折角の差Δθ₂₁は次式で与えら
れる。

Δθ₂₁＝n₁Δλ＝（dcosθ₂₁） …（８） これら回折光を、近視野領域内に配置され回折溝が紙面
に垂直に延在する第２の回折格子G₂で回折させると、第
２の回折格子G₂への入射角がそれぞれ異なるため、第２
の回折格子による回折角の差Δθ₂₂は波長差Δλに直接
依存する量と第１の回折格子の回折角差Δθ₂₁に起因す
る第２の回折格子G₂への入射角の差異Δθ₁₂によるもと
の和となり、次式で与えられる。

Δθ₂₂＝Δλθ₂₂／λ＋Δθ₁₂θ₂₂／θ₁₂ ＝n₂×Δλ／（dcosθ₂₂）−Δθ₁₂cosθ₁₂/cos
θ₂₂ ＝n₂/n₁Δθ₂₁｛cosθ₂₁/cosθ₂₂ −（n₁Δθ₂₁／n₂Δθ₁₂）cosθ₁₂/cosθ₂₂｝ ここでΔθ₁₂とΔθ₂₁は絶対値が等しく、また、２度の
回折は正負の符号は別に同じ次数にとればn₁,n₂の絶対
値も等しい。しかもこの符号は回折格子の設定等で選択
できるので（n₁Δθ₁₂／n₂Δθ₂₁）を−１に設定でき
る。この場合 ｜Δθ₂₂｜＝｜Δθ₂₁｜（cosθ₂₁＋cosθ₁₂）/cosθ₂₂
…（９） となる。したがって、θ₂₁，θ₁₂，θ₂₂の絶対値を大体
同じ程度に選べば ｜Δθ₂₂｜〜２×｜Δθ₂₁｜ …（10） が得られ、２重路構成での回折角の差は１回の回折の場
合に比べ、ほぼ２倍になることが分かる。従って、２回
回折のあと、通常の分光器と同様に凹面鏡で集束すれ
ば、Δλだけ波長の異なる光は１回の回折の場合に比べ
空間的に２倍離れて集束される（式（４）でΔθ_２が２
倍になったと考えれば容易に理解できる）。一方、回折
格子の口径が同程度ならビームの幅は殆ど変わらないの
で集束幅も１回回折の場合と同程度に留まっている。つ
まり分解可能な波長差は1/2になり、分解能は２倍に向
上することになる。同様にして、３回回折になれば分解
能は３倍向上する。これは時間の滞留時間を考えれば当
然である。他の構成のものも基本的には同様で、回折の
回数に応じて２倍、３倍、４倍…と分解能が向上する。

以下設計数値例について述べる。

方式：口径12cmの回折格子（2400本/mm）で４重路使用
（第４図ｂ及び第７図に示す４回回折） 使用波長器:400〜800nm 分解能：Δλ／λ〜Δν／ν〜0.87×10¹⁶ 波長500nm（周波数600THz）で 周波数分解能〜521MHz、波長分解能〜0.00043nm 波長800nm（周波数375THz）で 周波数分解能〜326MHz、波長分解能〜0.00069nm 尚波長800nmにおいての方が、波長分解能が大きくなっ
ているが、実際的な分解能、周波数分解能は高いことに
注意されたい。

絶対波長精度:0.001nm（校正光あり）を用いた。

出力:CRTモニタ上で光強度の周波数分布表示を用いた。

（実施例） 第２図は本発明による高分解能分光器の基本構成を示す
線図である。本例では２個の反射型回折格子G₁及びG₂を
用いて分光する例について説明する。入射側のスリット
S₁から分光すべき光波ｂを入射させ、第１の凹面鏡M₁に
より平行光束とする。この平行光束を、格子溝が紙面と
直交する方向に延在する第１の回折格子G₁により回折す
る。光波ｂ中に含まれる種々の波長光は、その波長に応
じた回折角で回折され、近視野領域に配置した第２の回
折格子G₂に入射する。これら回折格子G₁及びG₂の格子溝
は互いに平行に延在する。各波長光は第２の回折格子G₂
で再度波長に応じた回折角で回折される。この回折光を
第２の凹面鏡M₂で集束光束に変換し、出射側のスリット
S₂の位置で集束させ外部に出射させる。そして、第１又
は第２の回折格子G₁又はG₂を微小角回動させることによ
り、広い波長域の光から所望の波長光だけを選択的に外
部に向けて出射させることができる。この場合、回折格
子の回転角から出射光の波長を算出することができ、分
光計測を行なうこともできる。なお、集束部には回折方
向に沿って波長差に応じて偏位したスポットが形成され
るから、集束用凹面鏡M₂の集束位置にスリットS₂の代り
にTVカメラ、CCDアレイ、フォトダイオードアレイのよ
うな空間分解イメージセンサを配置して空間的光強度分
布を測定することにより分光計測を行うことも可能であ
る。スリットS₂の代りに空間分解イメージセンサを用い
ることにより比較的狭い波長域の光について高速実時間
スペクトル計測を行なうことができる。従って、出射ス
リット及びイメージセンサの両方を設けることにより、
広い波長域についての計測及び狭い波長域についての実
時間計測の両方を行なうことができる。第１の回折格子
G₁と第２に回折格子G₂の配置関係は、第１の回折格子G₁
によって大きな回折角で回折された光が第２の回折格子
G₂に小さな入射角で入射し、第１の回折格子によって小
さな回折角で回折された光が第２の回折格子に大きな入
射角で入射するように設定する。このように回折格子の
配置関係を定めることにより、波長分散性及び波長分解
能が回折する毎に積算されるので、波長に対する分散及
び分解能を一層高めることができる。一方、回折格子の
配置関係を上述した関係とは反対の関係に設定すると、
すなわち第１の回折格子G₁で大きな回折回折角で回折さ
れた光が第２の回折格子G₂に大きな回折角で入射するよ
うに設定すると、第１の回折格子G₁で生じた分散が第２
の回折格子G₂による分散により相殺されてしまい、分光
機能はほとんど又は全く達成できず分光器として機能す
ることができない。

第３図は本発明による高分解能分光器の回折部分の変形
例の構成を示す線図である。本例では、互いに近視野領
域内に配置した３個の回折格子G₁，G₂，G₃を用いて３回
に亘って回折させて多重回折させる例を示す。このよう
に多数回回折させることにより一層分解能を向上させる
ことができる。

第４図ａ及びｂは別の実施例の構成を示す線図である。
本例では、分光すべきビームを格子溝の延在方向と直交
する方向に広がった偏平ビームとし、回折格子G₁に対し
て斜めに入射させて多重回折させる。この偏平なビーム
はシリンドリカルレンズ、シリンドリカルミラー等を用
いることにより簡単に形成できる。第４図ａに示す実施
例では、偏平の入射ビームｂを回折格子G₁に入射させ、
その反射回折光を対向配置した平面ミラーMFに入射さ
せ、その反射光を再度回折格子G₁に入射させて再度回折
させて多重回折させる。本例では、平面ミラーからの反
射光により回折格子G₁上に形成される各光スポットが回
折格子G₁の回折溝の延在方向に沿って互いに重り合わな
いように順次形成されるように回折格子G₁及び平面ミラ
ー12を配置する。分光器としての分解能は分光すべき光
ビーム幅に位置する格子線の数により規定されるので、
本例のように構成することにより光ビーム幅に一層多く
の格子溝が位置し、この結果分解能を一層向上させるこ
とができる。一方、本例とは逆に、長手軸線が格子溝と
平行な偏平な光ビームを用いたのでは光ビーム幅に位置
する格子線の数が少ないため分解能を上げることはでき
ない。第４図ｂに示す実施例では、平面ミラー12の代り
に第２の回折格子G₂を用いて４回回折させる。このよう
に構成すれば、２個の回折格子を用いるだけで多重回折
できる大きな利点が達成でき、分光器の構造を一層コン
パクトな構造とすることができる。さらに、回折格子と
回折格子又は平面ミラーとの間で交互に反射を繰り返す
ことにより２回又は４回だけでなく、多数回多重回折さ
せることができる。

第５図ａ〜ｃはレンズや凹面鏡の組み合せから成る結像
光学系を用いてほぼ完全な近視野領域を形成して多重回
折させる構成を示す。第５図ａに示すように、回折格子
Ｇから距離ｆだけ離間させて焦点距離ｆの凸レンズL₁を
配置し、さらに凸レンズL₁から距離ｆ＋ｆ′だけ離間さ
せて焦点距離ｆ′の第２の凸レンズL₂を配置する。この
場合、第２の凸レンズL₂から距離f₂だけ離れた位置に回
折格子G₁の倒立実像が形成され、しかも回折格子G₁近傍
での平行な光線はこの倒立実像の形成位置において上下
関係が反転して平行光線となる。つまり、倒立実線が形
成される位置及びその近傍は回折格子G₁の上下関係が反
転してほぼ完全な近視野領域となる。従って、レンズL₁
及びL₂は結像光学系を構成し、第２の回折格子をこの倒
立実像の結像位置に配置すれば、ずれがほとんど生じな
いほぼ完全な多重回折を実現できる。この場合、第１及
び第２の凸レンズL₁及びL₂の焦点距離をｆ＝ｆ′に設定
すれば、倍率が１となり構成が容易になる。第５図ｂに
は、ｆ＝ｆ′＝ｆとした例を示す。第５図ｃには凸レン
ズの代りに凹面鏡から成る結像光学系を用いて完全な近
視野領域を形成する例を示す。尚、一般にレンズ媒質は
波長分散効果を有し分光器の性能に影響を及ぼすため、
広い波長域の光波を分光する場合凸レンズよりも凹面鏡
を用いる方が望ましい。分光すべき平行ビームを第１の
回折格子G₁に入射させ、その回折方向に配置した焦点距
離ｆの第１の凹面鏡MC₁に入射させる。この第１の凹面
鏡の反射方向に距離2fだけ離間させて焦点距離ｆの第２
の凹面鏡MC₂を配置し、第１の凹面鏡からの反射光を入
射させる。そして、第２の凹面鏡の反射方向に距離ｆだ
け離間して第２の回折格子G₂を配置する。第２の凹面鏡
MC₂からの反射光は平行光束となって第２の回折格子G₂
に入射し、再び回折される。このように構成すれば、簡
単な構成でほぼ完全な近視野に配置した回折格子により
多重回折させることができ、従ってずれのないほぼ完全
な多重回折を行なうことができる。本例でも、第１の回
折格子G₁によって大きな回折角で回折された光が第２の
回折格子G₂に小さな入射角で入射するように回折格子G₁
及びG₂を配置する。

第６図は第５図ｃに示す実施例の変形例を示すものであ
り、第１の凹面鏡から距離ｆだけ離間させて平面鏡MFを
配置した例を示す。このように構成すれば、光路空間を
一層小さくすることができる。

さらに、第７図は完全な近視野位置関係に配置した１組
の光学系を用い往復光路を形成して多重回折させる分光
器の全体構成を示す線図である。スリットS₁を経て分光
すべき光ビームを入射させ、第１の平面鏡MF₁で反射
し、シリンドリカルレンズL₃及び第１の凹面鏡M₁を経て
断面が偏平な平行光束とする。この偏平な平行光束を第
１の回折格子G₁で回折し、その回折光を距離ｆだけ離間
して配置した第２の凹面鏡（焦点距離ｆ）MC₁に入射さ
せる。第２の凹面鏡から距離2fだけ離間して第３の凹面
鏡（焦点距離ｆ）MC₂を配置する。この第３の凹面鏡か
らの反射光を距離ｆだけ離間して配置した第２の回折格
子G₂に入射させ、その回折光を再度第３の凹面鏡MC₂に
入射させる。その反射光を再び第２の凹面鏡MC₁に入射
させ、その反射光を第１の回折格子G₁に入射させ、さら
に凹面鏡MC₁及びMC₂を経て第２の回折格子G₂に再び入射
させる。さらに、その回折光を第４の凹面鏡M₂で集束し
平面鏡MF₂を経てスリットS₂を通過させる。この場合、
往復光路は互いにオーバラップしないように光路を互い
にずらしてジグザグ状の光路を設定する必要がある。こ
のように往復光路を利用することにより４回回折させて
分光することができる。尚、本例は一例であり、さらに
ジグザグ状の往復光路を多数組形成することにより6,8
回と多数回折させることも可能である。尚、回折格子
G₁，G₂又は他の光学素子を微小角回動させることにより
特定の波長光を順次選択的に取り出すことができる。

尚、回折には種々の次数光が発生し、回折の次数により
回折角がそれぞれ異なる。本発明のように多重回折によ
り波数差に基く回折角の差を加算して分光する場合、異
なる次数の回折光が出射側に漏洩しないように（迷光と
ならないように）光路設定や光遮蔽部を設けることが望
ましい。

本発明は上述した実施例だけに限定されず種々の変更や
変形が可能である。例えば上述した実施例では反射型回
折格子を用いたが、勿論透過型回折格子を用いることも
可能であり、さらに反射型回折格子と透過型回折格子と
を組み合せて多重回折させることもできる。この場合、
光路がループを形成するように光路設定することが望ま
しい。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、複数個の回折格子
を近視野領域に配置して波長に対する分散及び分解能が
積算されるように多重回折させる構成としているから、
大口径の回折格子を用いることなく小型で簡単な構造で
高分解能の分光器を実現することができる。

また、スペクトル計測する場合、回折格子又はミラー等
の光学素子を回動させることにより広い波長域に亘って
計測することができ、一方、狭い波長域について計測す
る場合出射スリットの代りに空間イメージセンサを配置
することにより高分解能な高速実時間スペクトル計測を
行なうことができる。

さらに、第１の回折格子の結像位置に第２の回折格子を
配置して多重回折させれば、ほとんどずれのない高精度
な多重回折を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高分解能分光器の原理を説明する
ための模式図、 第２図は本発明による分光器の一例の構成を示す線図、 第３図及び第４図は本発明による分光器の変形例を示す
線図、 第５図は結像光学系を用いた多重回折の構成を示す線
図、 第６図〜第７図は本発明による分光器の別の実施例の構
成を示す線図、 第８図は従来の分光器の基本構成を示す線図、 第９図は分光器の分解能を説明するための模式図であ
る。 G₁,G₂,G₃…回折格子 M₁,M₂,MC₁,MC₂…凹面鏡 S₁,S₂…スリット L₁,L₂…レンズ L₃…シリンドカルレンズ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分光すべき光ビームを平行光束とする第１
   の光学素子と、多重回折された光束を集束させる第２の
   光学素子と、これら光学素子間の光路中に、格子溝が互
   いに平行になるように配置した複数の回折格子とを具
   え、前記回折格子を、入射側に位置する回折格子により
   大きな回折角で回折された回折光が、出射側に位置する
   次段の回折格子に小さな入射角で入射し、小さな回折角
   で回折された光が出射側の回折格子に大きな入射角で入
   射するように配置し、波長に対する分散及び分解能が積
   算されるように構成したことを特徴とする高分解能分光
   器。
2. 【請求項２】前記分光すべき光ビームを、長手軸線が前
   記回折格子の格子溝と直交する方向に延在する偏平な平
   行光ビームとし、前記回折格子間で交互に複数回回折反
   射させて多重回折を行なうように構成したことを特徴と
   する請求項１に記載の高分解能分光器。
3. 【請求項３】分光すべき光ビームを断面が偏平な平行光
   束とする光学素子と、この偏平な平行光束の長手軸線と
   直交する方向に延在する格子溝を有し、入射する平行光
   束を回折する回折格子と、この回折方向に近視野限界の
   半分の距離より小さい距離だけ離間して配置されている
   平面鏡と、多重回折した光束を集束させる光学素子とを
   具え、分光すべき光ビームが前記回折格子と平面鏡との
   間で交互に複数回反射を繰り返すと共に、平面鏡から回
   折格子に入射する光ビームにより回折格子に形成される
   光スポットが回折格子の格子溝が延在する方向に沿って
   互いに重り合わないように形成されるように配置したこ
   とを特徴とする高分解能分光器。
4. 【請求項４】分光すべき光ビームを平行光束とする光学
   素子と、この平行光束を回折する第１の回折格子と、第
   １の回折格子の近視野像を形成する結像光学系と、前記
   近視野像の結像位置又はその近傍に配置され、格子溝が
   第１の回折格子の格子溝と平行に延在する第２の回折格
   子と、第２の回折格子からの回折光を集束させる光学素
   子とを具え、前記第１及び第２の回折格子を、回折格子
   により大きな回折角で回折した光が第２の回折格子に小
   さな入射角で入射し、小さな回折角で回折された光が第
   ２の回折格子に大きな入射角で入射するように配置し、
   波長に対する分散及び分解能が積算されるように構成し
   たことを特徴とする高分解能分光器。
5. 【請求項５】前記第１及び第２の回折格子と結像光学系
   とから成る光学系を複数組有し、これら複数組の光学系
   により多重回折させるように構成したことを特徴とする
   請求項４に記載の高分解能分光器。
6. 【請求項６】前記分光すべき光ビームを、長手軸線が前
   記第１及び第２の回折格子の格子溝と直交する方向に延
   在する偏平な平行光ビームとし、前記第１の回折格子と
   第２の回折格子との間で結像光学系を介して交互に複数
   回反射させて多重回折させるように構成したことを特徴
   とする請求項４に記載の高分解能分光器。
7. 【請求項７】前記光学系が、対向配置した２個の凹面鏡
   で構成されていることを特徴とする請求項4,5又は６に
   記載の高分解能分光器。