JPH08211216A - 反射回折格子及びその製造方法 - Google Patents
反射回折格子及びその製造方法Info
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- JPH08211216A JPH08211216A JP7311571A JP31157195A JPH08211216A JP H08211216 A JPH08211216 A JP H08211216A JP 7311571 A JP7311571 A JP 7311571A JP 31157195 A JP31157195 A JP 31157195A JP H08211216 A JPH08211216 A JP H08211216A
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1847—Manufacturing methods
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の目的は、最小の瞬間分散を提供し、
同時に、高い明度（luminosity）および適切なスペクト
ル解像度を保持する格子を提供することにある。 【解決手段】 光線の光学的回折用反射格子は、ｋ個の
並置された溝付き平面副格子を有し、副格子の面は、そ
れらの高さにおいて、溝の反射表面が構成する平面の法
線方向に沿って相互にオフセットされ、格子の光路にお
ける差を副格子の２つの端部の間の光路の差まで減少さ
せることを可能にする。
同時に、高い明度（luminosity）および適切なスペクト
ル解像度を保持する格子を提供することにある。 【解決手段】 光線の光学的回折用反射格子は、ｋ個の
並置された溝付き平面副格子を有し、副格子の面は、そ
れらの高さにおいて、溝の反射表面が構成する平面の法
線方向に沿って相互にオフセットされ、格子の光路にお
ける差を副格子の２つの端部の間の光路の差まで減少さ
せることを可能にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光線の光学回折用
反射格子、及び、この種の格子の製造方法に関する。
反射格子、及び、この種の格子の製造方法に関する。
【０００２】格子とは、透過または反射によって光を分
散する周期的な擾乱部分を有する光学的平面である。こ
の場合の擾乱部分は、スリット（透過の場合）、線又は
溝（反射の場合）とすることができ、或いは、写真用乾
板に正弦波の縞（fringe）を印刷することによって作製
することも可能である（正弦波格子）。
散する周期的な擾乱部分を有する光学的平面である。こ
の場合の擾乱部分は、スリット（透過の場合）、線又は
溝（反射の場合）とすることができ、或いは、写真用乾
板に正弦波の縞（fringe）を印刷することによって作製
することも可能である（正弦波格子）。
【０００３】格子の幅に沿って平行かつ等間隔を保って
配置された直線状の溝を備えた平面格子の場合には、コ
リメータレンズの焦点にピンポイント光源を置くことに
よって、光は、規則的な反射方向（光源からの全ての放
射光線を含む中心干渉最大値）及び、所定の干渉最大値
の方向に反射される。この場合の最大干渉位置は波長に
依存する。
配置された直線状の溝を備えた平面格子の場合には、コ
リメータレンズの焦点にピンポイント光源を置くことに
よって、光は、規則的な反射方向（光源からの全ての放
射光線を含む中心干渉最大値）及び、所定の干渉最大値
の方向に反射される。この場合の最大干渉位置は波長に
依存する。
【０００４】この分散現象は、スペクトロスコピー（分
光学）において、得られる光学スペクトルに基づいて原
子および分子の電子構造に関する知識を得るために用い
られる。即ち、実際には、スペクトログラフ（分光写真
機）、スペクトロメータ（分光計）、及び、その他の機
器は、レシーバ（受光機）と組み合わされたプリズム又
は格子を備えたモノクロメータを使用する。レシーバ
（受光機）は、乾板に記録するための装置（分光写真機
の場合）、或いは、光電検出器、例えば光電子増倍管
（分光計の場合）であっても差し支えない。
光学）において、得られる光学スペクトルに基づいて原
子および分子の電子構造に関する知識を得るために用い
られる。即ち、実際には、スペクトログラフ（分光写真
機）、スペクトロメータ（分光計）、及び、その他の機
器は、レシーバ（受光機）と組み合わされたプリズム又
は格子を備えたモノクロメータを使用する。レシーバ
（受光機）は、乾板に記録するための装置（分光写真機
の場合）、或いは、光電検出器、例えば光電子増倍管
（分光計の場合）であっても差し支えない。
【０００５】
【従来の技術】最近の用途として、モノクロメータは、
１ピコ秒の範囲の超短光パルスを研究するために使われ
ている。これらの研究の目的は、特に、モノクロメータ
の出力におけるスペクトルの時間的変化に基づいて半導
体材料のルミネセンスを分析することである。
１ピコ秒の範囲の超短光パルスを研究するために使われ
ている。これらの研究の目的は、特に、モノクロメータ
の出力におけるスペクトルの時間的変化に基づいて半導
体材料のルミネセンスを分析することである。
【０００６】この目的のために、周波数が約 100ＭHz
で、発光時間が１ピコ秒の超短パルスを生成する生成す
るレーザ１（図１）が使用され、ルミネセンスが研究対
象とされる半導体サンプル２の方に向かって超短パルス
を放射する。
で、発光時間が１ピコ秒の超短パルスを生成する生成す
るレーザ１（図１）が使用され、ルミネセンスが研究対
象とされる半導体サンプル２の方に向かって超短パルス
を放射する。
【０００７】入射光は、モノクロメータ３（垂直入力ス
リット、レンズ）の入力コリメータＣ１に到達し、反射
されて分散され（ミラーＭ１、Ｍ４、Ｍ３、回折格子
Ｒ）、出力コリメータＣ２（水平出力スリット、レン
ズ）において出力スペクトルを与える。
リット、レンズ）の入力コリメータＣ１に到達し、反射
されて分散され（ミラーＭ１、Ｍ４、Ｍ３、回折格子
Ｒ）、出力コリメータＣ２（水平出力スリット、レン
ズ）において出力スペクトルを与える。
【０００８】モノクロメータの出力にはストリークカメ
ラが配置される。このストリークカメラは時間的解像度
が高いので、範囲が１ピコ秒の現象の分析が可能であ
る。簡単に言えば、カメラ（図示せず）は、光電陰極を
備える走査電子管及び格子電極を備え、両者の間に強度
の電界を生成する。更に、カメラは、偏向回路、光電子
増倍管及び燐光スクリーンを備える。
ラが配置される。このストリークカメラは時間的解像度
が高いので、範囲が１ピコ秒の現象の分析が可能であ
る。簡単に言えば、カメラ（図示せず）は、光電陰極を
備える走査電子管及び格子電極を備え、両者の間に強度
の電界を生成する。更に、カメラは、偏向回路、光電子
増倍管及び燐光スクリーンを備える。
【０００９】前記カメラの機能の一般的な作動原理を次
に示す。即ち、入射光は、光力スリット及びレンズによ
って、電子管の光電陰極上に焦点を結ぶ。電子に変換さ
れた光子は、加速され、そして、偏向電界の方向に導か
れ、ここで、入力スリットに垂直な方向（この例では、
入力スリットは水平なので、垂直方向）に高速度で走査
される。次に、これらの電子は、光電子増倍管に入り、
燐光スクリーンを衝撃して光学像を形成する。
に示す。即ち、入射光は、光力スリット及びレンズによ
って、電子管の光電陰極上に焦点を結ぶ。電子に変換さ
れた光子は、加速され、そして、偏向電界の方向に導か
れ、ここで、入力スリットに垂直な方向（この例では、
入力スリットは水平なので、垂直方向）に高速度で走査
される。次に、これらの電子は、光電子増倍管に入り、
燐光スクリーンを衝撃して光学像を形成する。
【００１０】電子が光電陰極から解放される時点は、電
子の与えられた偏向角度、この例では、燐光スクリーン
上における電子垂直位置によって決定可能である。従っ
て、時間軸は、カメラの燐光スクリーン上において入力
スリットに垂直な軸と一致する。モノクロメータの垂直
出力スリット上のモノクロメータの出力スペクトルを入
射光として用いることにより、時間軸に垂直な軸に沿っ
た燐光スクリーン上の２次元を構成する波長の軸が求め
られる。
子の与えられた偏向角度、この例では、燐光スクリーン
上における電子垂直位置によって決定可能である。従っ
て、時間軸は、カメラの燐光スクリーン上において入力
スリットに垂直な軸と一致する。モノクロメータの垂直
出力スリット上のモノクロメータの出力スペクトルを入
射光として用いることにより、時間軸に垂直な軸に沿っ
た燐光スクリーン上の２次元を構成する波長の軸が求め
られる。
【００１１】従って、この例の場合には、燐光性スクリ
ーン上の水平軸である時間軸及び燐光性スクリーン上の
垂直軸である波長軸が存在する。
ーン上の水平軸である時間軸及び燐光性スクリーン上の
垂直軸である波長軸が存在する。
【００１２】この装置が作動するためには、ストリーク
クカメラの走査（又は偏向）電圧を偏向電界内における
電子の到着と同期させることがさらに必要である。例え
ば、フォトダイオードをベースとする検出器５を用い
る。入射光の一部（プレート６）はこの検出器の方向に
偏向され、カメラの偏向回路の走査電圧を同期させるた
めにカメラ４に活性化信号（７）を与える。
クカメラの走査（又は偏向）電圧を偏向電界内における
電子の到着と同期させることがさらに必要である。例え
ば、フォトダイオードをベースとする検出器５を用い
る。入射光の一部（プレート６）はこの検出器の方向に
偏向され、カメラの偏向回路の走査電圧を同期させるた
めにカメラ４に活性化信号（７）を与える。
【００１３】このようにして、ストリークカメラの出力
スクリーン上に縞が観察される。これらの縞は、レーザ
によって励起されたサンプルが放出したルミネセンスに
起因する変化を示し、この変化は波長（水平軸）及び時
間（垂直軸）の関数である。従って、ルミネセンスは、
出力読取り回路によって分析してもよく、この回路は例
えば、ストリークカメラの出力に配置された例えばビジ
コンカメラ８を備え、ビデオモニタ９、時間分析器10等
のような周辺回路にビデオ信号を供給する。
スクリーン上に縞が観察される。これらの縞は、レーザ
によって励起されたサンプルが放出したルミネセンスに
起因する変化を示し、この変化は波長（水平軸）及び時
間（垂直軸）の関数である。従って、ルミネセンスは、
出力読取り回路によって分析してもよく、この回路は例
えば、ストリークカメラの出力に配置された例えばビジ
コンカメラ８を備え、ビデオモニタ９、時間分析器10等
のような周辺回路にビデオ信号を供給する。
【００１４】上記の装置は、時間分解分光器として機能
することが可能である。
することが可能である。
【００１５】このようにして得られた像の分析に際して
は、モノクロメータの格子に関係する問題が起きる。
は、モノクロメータの格子に関係する問題が起きる。
【００１６】実際、光のパルスをスペクトル的に分散さ
せる格子は、同時に、光路差のためパルス幅を時間的に
広くする。この現象は、図２において、それぞれが格子
の両端部の１つに到着する２つの光線として示される。
せる格子は、同時に、光路差のためパルス幅を時間的に
広くする。この現象は、図２において、それぞれが格子
の両端部の１つに到着する２つの光線として示される。
【００１７】この例において、格子は、ピッチｄの間隔
を持つ溝を備える。格子の幅Ｄには、等間隔（ピッチ
ｄ）で平行な溝が配置されている。１ミリメートル当た
りの溝の密度は、Ｎ＝１／ｄで表される。
を持つ溝を備える。格子の幅Ｄには、等間隔（ピッチ
ｄ）で平行な溝が配置されている。１ミリメートル当た
りの溝の密度は、Ｎ＝１／ｄで表される。
【００１８】溝は、単にエッチングされた線であっても
差し支えなく、この例の場合には、溝の横断面は三角形
である。光線は、例えば、格子の面Ｐに対して角度ｉだ
け傾斜した表面ＡＢに到達する。
差し支えなく、この例の場合には、溝の横断面は三角形
である。光線は、例えば、格子の面Ｐに対して角度ｉだ
け傾斜した表面ＡＢに到達する。
【００１９】溝の形状は、干渉次数の差として光エネル
ギの分布に影響する。三角形断面を持つ形状は、一次の
干渉に光エネルギを集中させることができるので、特
に、モノクロメータ用に使われる。
ギの分布に影響する。三角形断面を持つ形状は、一次の
干渉に光エネルギを集中させることができるので、特
に、モノクロメータ用に使われる。
【００２０】格子の面Ｐの法線に対して入射角度αで格
子に同時に到着する波長λの２つの光線Ｌ１及びＬ２に
ついて考察する。光線Ｌ１は端部Ａに到達し、光線Ｌ２
はもう一方の端部Ｂに到達する。これらの光線は回折角
β（格子の面Ｐの法線に対して）で回折される。
子に同時に到着する波長λの２つの光線Ｌ１及びＬ２に
ついて考察する。光線Ｌ１は端部Ａに到達し、光線Ｌ２
はもう一方の端部Ｂに到達する。これらの光線は回折角
β（格子の面Ｐの法線に対して）で回折される。
【００２１】この場合の格子の方程式を次に示す： （１） ｍλ＝ｄ(sinα＋sinβ)＝１／Ｎ(sinα＋sin
β) ｍは、干渉の次数である（ｍは正または負の整数である
ものとする）。
β) ｍは、干渉の次数である（ｍは正または負の整数である
ものとする）。
【００２２】この例においては、Ｌ１が通る光路はＬ２
の通る光路よりも長い。図２の場合における差Δγは次
式で表される： （２） Δγ＝γ２＋γ１＝Ｄ(sinα＋sinβ) 即ち、方程式（１）を用いると次式が得られる： Δγ＝ＤｍＮλ
の通る光路よりも長い。図２の場合における差Δγは次
式で表される： （２） Δγ＝γ２＋γ１＝Ｄ(sinα＋sinβ) 即ち、方程式（１）を用いると次式が得られる： Δγ＝ＤｍＮλ
【００２３】１次の干渉（ｍ＝１）に関する時間差は次
式で表される： （３） Δｔ＝Δγ／Ｃ＝ＤＮλ／Ｃ
式で表される： （３） Δｔ＝Δγ／Ｃ＝ＤＮλ／Ｃ
【００２４】所定の波長λ及び所定の干渉次数ｍに対す
る時間的分散Δｔは、格子の幅Ｄ及び線（溝）の密度Ｎ
にのみ依存する。超短パルス（ピコ秒）の研究のための
数値例において、次に示す値： Ｄ＝60mm、 Ｎ＝1200 lines／mm を用いると、ｄ＝１／Ｎ＝0.83μｍが得られる。
る時間的分散Δｔは、格子の幅Ｄ及び線（溝）の密度Ｎ
にのみ依存する。超短パルス（ピコ秒）の研究のための
数値例において、次に示す値： Ｄ＝60mm、 Ｎ＝1200 lines／mm を用いると、ｄ＝１／Ｎ＝0.83μｍが得られる。
【００２５】波長λ＝0.76μｍの単色光源において、ｍ
＝１の場合に次の値が得られる： Δｔ＝ＤＮλ／Ｃ＝60・1200・0.76×10-6／３×108 Δｔ＝182 ピコ秒
＝１の場合に次の値が得られる： Δｔ＝ＤＮλ／Ｃ＝60・1200・0.76×10-6／３×108 Δｔ＝182 ピコ秒
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】観察しようとする現象
の大きさの程度（オーダ）が決定された場合（１ピコ秒
程度のパルス）、この時間的分散は非常に不都合であ
る。
の大きさの程度（オーダ）が決定された場合（１ピコ秒
程度のパルス）、この時間的分散は非常に不都合であ
る。
【００２７】ここで、格子の特性値Ｎ及びＤを小さくし
てみよう。
てみよう。
【００２８】例えば、格子の幅Ｄを４ミリメートルに減
少すると、時間的分散Δｔは12ピコ秒となる。
少すると、時間的分散Δｔは12ピコ秒となる。
【００２９】線の密度を半分にすれば（Ｎ＝600 lines
／mm）、Δｔは６ピコ秒となる。
／mm）、Δｔは６ピコ秒となる。
【００３０】しかしながら、出力像における明度（lumi
nosity）はできる限り大きくすることが必要である。こ
のために、既に述べたように、格子の溝の好ましい特定
の形状（三角形の横断面）が決められている。
nosity）はできる限り大きくすることが必要である。こ
のために、既に述べたように、格子の溝の好ましい特定
の形状（三角形の横断面）が決められている。
【００３１】この場合、格子の幅を狭くすれば出力の明
度も低下する。これは、許容できない。
度も低下する。これは、許容できない。
【００３２】最も大きいスペクトル解像度を得ることも
必要である。格子のスペクトル解像度Ｒは、互いに近い
差Δλの２つの波長を区別することのできる能力を表わ
す数値であり、次式で表される： （４） Ｒ＝λ／Δλ＝ｍ・Ｄ・Ｎ
必要である。格子のスペクトル解像度Ｒは、互いに近い
差Δλの２つの波長を区別することのできる能力を表わ
す数値であり、次式で表される： （４） Ｒ＝λ／Δλ＝ｍ・Ｄ・Ｎ
【００３３】従って、１次の干渉（ｍ＝１）については
次式が得られる： （５） Ｒ＝λ／Δλ＝Ｄ・Ｎ
次式が得られる： （５） Ｒ＝λ／Δλ＝Ｄ・Ｎ
【００３４】更に、次の関係式が成立する： （６） Δｔ・Δλ＝λ2／Ｃ この式は、所定の時間的分散Δｔに関するスペクトル解
像度を制限する。
像度を制限する。
【００３５】従って、時間的分散が最小になるようにＮ
及びＬを選定すれば、格子のスペクトルの解像度は低下
する。
及びＬを選定すれば、格子のスペクトルの解像度は低下
する。
【００３６】上記の数値例において、λ＝0.76μｍ、Ｎ
＝1200 lines／mm、Ｄ＝60mmとすれば、λｔ＝182 ピコ
秒となる。従って、Δλ＝λ2／Δｔ・Ｃ＝0.01nmであ
る。
＝1200 lines／mm、Ｄ＝60mmとすれば、λｔ＝182 ピコ
秒となる。従って、Δλ＝λ2／Δｔ・Ｃ＝0.01nmであ
る。
【００３７】ただし、Ｎ＝600 lines／mm及びＤ＝４mm
であれば、Δｔ＝６ピコ秒であり、Δλ＝λ2／Δｔ・
Ｃ＝0.32nmとなり、スペクトル解像度Ｒ＝λ／Δλは著
しく低下する。従って、スペクトル解像度と時間的分散
との間には不可避の妥協が存在する。ただし、スペクト
ル解像度は入力スリットの幅及びストリークカメラとビ
ジコンチューブ（図１）とによって形成される検出シス
テムのスペクトル解像度のためにモノクロメータ自体が
スペクトル解像度を制限する。従って、モノクロメータ
のスペクトル解像度、または、より一般的には所要のス
ペクトル解像度に適用するように、格子のスペクトル解
像度を小さくすることが必要である。同時に、時間的な
分散が減少する。
であれば、Δｔ＝６ピコ秒であり、Δλ＝λ2／Δｔ・
Ｃ＝0.32nmとなり、スペクトル解像度Ｒ＝λ／Δλは著
しく低下する。従って、スペクトル解像度と時間的分散
との間には不可避の妥協が存在する。ただし、スペクト
ル解像度は入力スリットの幅及びストリークカメラとビ
ジコンチューブ（図１）とによって形成される検出シス
テムのスペクトル解像度のためにモノクロメータ自体が
スペクトル解像度を制限する。従って、モノクロメータ
のスペクトル解像度、または、より一般的には所要のス
ペクトル解像度に適用するように、格子のスペクトル解
像度を小さくすることが必要である。同時に、時間的な
分散が減少する。
【００３８】本発明の目的は、最小の瞬間分散を提供
し、同時に、高い明度（ルミノシティ）および適切なス
ペクトル解像度を保持する格子を提供することにある。
し、同時に、高い明度（ルミノシティ）および適切なス
ペクトル解像度を保持する格子を提供することにある。
【００３９】
【課題を解決するための手段】本発明は、光線を回折す
るための反射格子に関する。
るための反射格子に関する。
【００４０】本発明に従う格子は、ｋ個の並置された溝
付き平面副格子を有し、前記副格子の面は溝の反射表面
の法線方向に沿って相互にその高さがずらされ、前記反
射格子の光路差が、１個の副格子の２つの端部の間の光
路差に減少されることが可能である。
付き平面副格子を有し、前記副格子の面は溝の反射表面
の法線方向に沿って相互にその高さがずらされ、前記反
射格子の光路差が、１個の副格子の２つの端部の間の光
路差に減少されることが可能である。
【００４１】副格子は等しい幅および等しい溝密度を有
し、各副格子に関してそれぞれ等しい位置の溝が、格子
の面に平行な同一平面上に配置されていることが好まし
い。
し、各副格子に関してそれぞれ等しい位置の溝が、格子
の面に平行な同一平面上に配置されていることが好まし
い。
【００４２】特に、溝の反射表面が、対応する副格子の
面に対して傾斜角度ｉを形成し、各副格子の面が、格子
の面に対して傾斜角度ｉを形成する。
面に対して傾斜角度ｉを形成し、各副格子の面が、格子
の面に対して傾斜角度ｉを形成する。
【００４３】本発明は、光線を回折させる反射格子の製
造方法にも関する。
造方法にも関する。
【００４４】第１の方法は次に示す、ガラス又はシリカ
製のｋ個の等しい直角三角形シムを作製する工程と、前
記シムの斜辺が同一傾斜角度を有するｋ個の並置された
平面を形成するようにガラス又はシリカ製プレート上に
ｋ個のシムを組み立てる工程と、溝付き副格子を前記の
各々のシムの斜辺に配置する工程と、を含む。
製のｋ個の等しい直角三角形シムを作製する工程と、前
記シムの斜辺が同一傾斜角度を有するｋ個の並置された
平面を形成するようにガラス又はシリカ製プレート上に
ｋ個のシムを組み立てる工程と、溝付き副格子を前記の
各々のシムの斜辺に配置する工程と、を含む。
【００４５】別の方法は、次に示す、研磨により、ガラ
ス又はシリカ製の平行六面体ブロックに傾斜角ｉのｋ個
の連続して並置された平面を作製し、ｋ個の溝付き副格
子を形成するためにこれらの平面をエッチングする工程
を含む。
ス又はシリカ製の平行六面体ブロックに傾斜角ｉのｋ個
の連続して並置された平面を作製し、ｋ個の溝付き副格
子を形成するためにこれらの平面をエッチングする工程
を含む。
【実施例】本発明に基づく格子の横断面概略図を図３に
示す。
示す。
【００４６】格子は３つの平面副格子sr１、sr２及びsr
３を有する。格子に対応する各面Ｐ１、Ｐ２、及び、Ｐ
３は平行であり、等間隔に配置されることが好ましい。
３を有する。格子に対応する各面Ｐ１、Ｐ２、及び、Ｐ
３は平行であり、等間隔に配置されることが好ましい。
【００４７】溝11の横断面は三角形である（この例にお
いては、直角三角形である）。溝の反射表面12は、副格
子の面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に対して傾斜角ｉを持つ平面Ｐ
ｓと同方向に配置される。
いては、直角三角形である）。溝の反射表面12は、副格
子の面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に対して傾斜角ｉを持つ平面Ｐ
ｓと同方向に配置される。
【００４８】本発明によれば、副格子は平行配置され、
そして、溝の反射表面の法線方向に沿って、即ち、傾斜
角ｉの平面Ｐｓの法線方向に沿って、高さを相互にずら
して配置される。
そして、溝の反射表面の法線方向に沿って、即ち、傾斜
角ｉの平面Ｐｓの法線方向に沿って、高さを相互にずら
して配置される。
【００４９】平面Ｐ１に配置された溝付き平面格子と比
較して類似的に説明すれば、この格子はｋ個の部分（こ
の場合には、ｋ＝３）に分割され、そして、各部分は、
平面Ｐｓの法線方向に、直前の部分とこの部分との間の
分割線に沿ってずらされている。
較して類似的に説明すれば、この格子はｋ個の部分（こ
の場合には、ｋ＝３）に分割され、そして、各部分は、
平面Ｐｓの法線方向に、直前の部分とこの部分との間の
分割線に沿ってずらされている。
【００５０】最終的に、得られる格子は、溝の反射表面
に平行な平面に沿ったベースＰＢを有し、そして、格子
のベースＰＢに対して角度ｉだけ傾斜したｋ個の連続し
て並置された平面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を有する。これらの
各平面上には、それぞれの副格子sr１、sr２、sr３が配
置される。
に平行な平面に沿ったベースＰＢを有し、そして、格子
のベースＰＢに対して角度ｉだけ傾斜したｋ個の連続し
て並置された平面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を有する。これらの
各平面上には、それぞれの副格子sr１、sr２、sr３が配
置される。
【００５１】溝による周期的な擾乱（disturbance）に
加えて、副格子の平面のオフセットに起因する擾乱が存
在する。
加えて、副格子の平面のオフセットに起因する擾乱が存
在する。
【００５２】従って、ｋ個の等しい副格子を使用するこ
と、即ち、幅ｌ、溝の形状、線（溝）密度Ｎの等しい格
子を使うことが有利である。
と、即ち、幅ｌ、溝の形状、線（溝）密度Ｎの等しい格
子を使うことが有利である。
【００５３】簡単に説明すれば、最初の格子幅をＤと
し、幅ｌのｋ個の部分（ｋ個の副格子）に分割すれば、
Ｄ＝ｋｌが成立する。
し、幅ｌのｋ個の部分（ｋ個の副格子）に分割すれば、
Ｄ＝ｋｌが成立する。
【００５４】本発明に基づく格子によって認識できる波
長Δλの最小差は、それは、副格子の線（溝）の数の関
数である。従って、幅Ｄ＝ｋｌ、及び、同じ特性（密度
Ｎ、形状）を持つ平面格子に応じて変化し、次式で表さ
れる： Δλ＝λ／ｌＮ＝λｋ／ＤＮ
長Δλの最小差は、それは、副格子の線（溝）の数の関
数である。従って、幅Ｄ＝ｋｌ、及び、同じ特性（密度
Ｎ、形状）を持つ平面格子に応じて変化し、次式で表さ
れる： Δλ＝λ／ｌＮ＝λｋ／ＤＮ
【００５５】本発明に従う格子の最大光路差は、副格子
の光路差になる。図３の例において、３個の副格子は、
溝の幅ｌ、密度Ｎ及び溝の形状が同じであり、格子の高
さｚだけずれていることが好ましい。例えば溝12、13及
び14のような各副格子についてそれぞれ同じ位置にある
溝は、同じ平面Ｐｓに所在し、従って、副格子のオフセ
ット（ずれ）によって、直前の副格子の光路差を補償す
ることができる。
の光路差になる。図３の例において、３個の副格子は、
溝の幅ｌ、密度Ｎ及び溝の形状が同じであり、格子の高
さｚだけずれていることが好ましい。例えば溝12、13及
び14のような各副格子についてそれぞれ同じ位置にある
溝は、同じ平面Ｐｓに所在し、従って、副格子のオフセ
ット（ずれ）によって、直前の副格子の光路差を補償す
ることができる。
【００５６】この現象を図５に示す、即ち、同じ位置の
の溝に到達する光線Ｌ３及びＬ４は同じ光路に沿って伝
播する。この図の場合、最大光路差は次式で表される： Δγ＝ｌＮλ＝ＤＮλ／ｋ また、時間的分散は次式で表される： Δｔ＝ＤＮλ／ｋＣ
の溝に到達する光線Ｌ３及びＬ４は同じ光路に沿って伝
播する。この図の場合、最大光路差は次式で表される： Δγ＝ｌＮλ＝ＤＮλ／ｋ また、時間的分散は次式で表される： Δｔ＝ＤＮλ／ｋＣ
【００５７】幅Ｄの平面格子と比較すると、本発明に基
づく格子は、時間的分散を比率ｋだけ低下させることを
可能にする。
づく格子は、時間的分散を比率ｋだけ低下させることを
可能にする。
【００５８】副格子のピッチの値は同じであるが、オフ
セット（ずれ）は副格子の高さに正確に等しくない（こ
の高さより小さいか、或いは、大きい）場合には、副格
子の最大時間的分散は、副格子の時間的分散値のなかの
最大値に等しい。しかしながら、格子は連続して正確に
作動し、そして、実際のスペクトル解像度は、常に、副
格子のスペクトル解像度である。更に、本発明に従う格
子は、幅Ｄの平面格子と同じ明度（luminosity）を維持
する。
セット（ずれ）は副格子の高さに正確に等しくない（こ
の高さより小さいか、或いは、大きい）場合には、副格
子の最大時間的分散は、副格子の時間的分散値のなかの
最大値に等しい。しかしながら、格子は連続して正確に
作動し、そして、実際のスペクトル解像度は、常に、副
格子のスペクトル解像度である。更に、本発明に従う格
子は、幅Ｄの平面格子と同じ明度（luminosity）を維持
する。
【００５９】本発明に従う格子の製造方法を図４に示
す。この格子はｋ個の等しい副格子を有する。
す。この格子はｋ個の等しい副格子を有する。
【００６０】この方法は、ｋ個の等しい直角三角形のガ
ラス又はシリカ製シム（15）を作製し、これらｋ個のシ
ムをガラスまたはシリカ製プレート16上に、シムの斜辺
17がプレート16の面に対して等しい角度ｉで傾斜して並
置されたｋ個の平面を形成するよう、組み立てる工程を
含む。組み立ては、例えば、接着により行うこともでき
る。
ラス又はシリカ製シム（15）を作製し、これらｋ個のシ
ムをガラスまたはシリカ製プレート16上に、シムの斜辺
17がプレート16の面に対して等しい角度ｉで傾斜して並
置されたｋ個の平面を形成するよう、組み立てる工程を
含む。組み立ては、例えば、接着により行うこともでき
る。
【００６１】それぞれの副格子18は、これら各々のシム
の斜辺に配置される。
の斜辺に配置される。
【００６２】第１の方法において、副格子は、ガラスま
たはシリカ製プレートにエッチングされた溝付き平面格
子を切削することによって作製される。次に、これらの
副格子は、シムの斜辺上に組み立てられる。このガラス
製プレートは薄く、厚さが約１ミリメートルであること
が好ましい。組み立ては、例えば、接着により行う。
たはシリカ製プレートにエッチングされた溝付き平面格
子を切削することによって作製される。次に、これらの
副格子は、シムの斜辺上に組み立てられる。このガラス
製プレートは薄く、厚さが約１ミリメートルであること
が好ましい。組み立ては、例えば、接着により行う。
【００６３】第２の方法において、副格子は、シムの斜
辺に直接エッチングされる。この方法によって作成され
た副格子19を図４に鎖線で示す。
辺に直接エッチングされる。この方法によって作成され
た副格子19を図４に鎖線で示す。
【００６４】図５に示す本発明に基づく格子を作製する
別の方法は、ガラス又はシリカ製の平行六面体ブロック
に、研磨によって、傾斜角ｉの連続したｋ個の平面20を
作製し、エッチングにより、これらの平面にｋ個の溝付
き副格子22を形成する工程を含む。
別の方法は、ガラス又はシリカ製の平行六面体ブロック
に、研磨によって、傾斜角ｉの連続したｋ個の平面20を
作製し、エッチングにより、これらの平面にｋ個の溝付
き副格子22を形成する工程を含む。
【００６５】エッチング工程は、いずれの場合も、ダイ
ヤモンドを用いる周知の機械的方法によるか、または、
ホログラフィー的方法によって、薄い金属層（数マイク
ロメートル程度の厚さのアルミニウム層）または感光性
樹脂を堆積した光学的研磨された表面に行う。
ヤモンドを用いる周知の機械的方法によるか、または、
ホログラフィー的方法によって、薄い金属層（数マイク
ロメートル程度の厚さのアルミニウム層）または感光性
樹脂を堆積した光学的研磨された表面に行う。
【図１】超短光パルス研究用装置である。
【図２】反射溝付き平面格子に適用された光路差現象の
概略図である。
概略図である。
【図３】本発明に基づく反射格子の横断面の概略図であ
る。
る。
【図４】本発明に基づく製造方法によって得られる格子
の横断面図である。
の横断面図である。
【図５】本発明に基づく別の製造方法によって得られる
格子の横断面図である。
格子の横断面図である。
１ レーザ ２ サンプル ３ 単色光源 Ｃ２ コリメータ ５ 検出器 ９ ビデオモニタ 10 時間アナライザ
Claims (9)
- 【請求項１】 光線の光学的回折のための反射格子にお
いて、ｋ個の並置された溝付き平面副格子を有し、前記
副格子の面は溝の反射表面の法線方向に沿って相互にそ
の高さがずらされ、前記反射格子の光路差が、１個の副
格子の２つの端部の間の光路差に減少されることが可能
であることを特徴とする反射格子。 - 【請求項２】 請求項１に記載の反射格子において、副
格子が等しい幅および等しい溝密度を有し、各副格子に
関してそれぞれ等しい位置の溝が、格子の面に平行な同
一平面上に配置されていることを特徴とする反射格子。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の反射格子におい
て、溝の反射表面が、対応する副格子の面に対して傾斜
角度ｉを形成し、各副格子の面が、格子の面に対して傾
斜角度ｉを形成することを特徴とする反射格子。 - 【請求項４】 光線の光学的回折のための反射格子を製
作する方法において、 ガラス又はシリカ製のｋ個の等しい直角三角形シムを作
製する工程と、 前記シムの斜辺が同一傾斜角度を有するｋ個の並置され
た平面を形成するようにガラス又はシリカ製プレート上
にｋ個のシムを組み立てる工程と、 溝付き副格子を前記の各々のシムの斜辺に配置する工程
と、を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項５】 請求項４に記載の製造方法において、ガ
ラス又はシリカ製プレートをエッチングすることにより
溝付き格子を作製する工程と、作製された格子を、前記
シム上に組み立てるためのｋ個の副格子に切断する工程
と、を有することを特徴とする方法。 - 【請求項６】 請求項５に記載の製造方法において、プ
レートの厚さが約１ミリメートルであることを特徴とす
る方法。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項に記載の製
造方法において、エッチングが機械的またはホログラフ
ィによって行われることを特徴とする方法。 - 【請求項８】 請求項４に記載の方法において、前記の
溝付き副格子を形成するように各々のシムの斜辺がエッ
チングされることを特徴とする方法。 - 【請求項９】 光線の光学的回折のための反射格子を製
作する方法において、研磨により、ガラス又はシリカ製
の平行六面体ブロックに傾斜角ｉのｋ個の連続して並置
された平面を作製し、ｋ個の溝付き副格子を形成するた
めにこれらの平面をエッチングする工程を含むことを特
徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9413134 | 1994-11-03 | ||
| FR9413134A FR2726660B1 (fr) | 1994-11-03 | 1994-11-03 | Reseau reflechissant de diffraction optique et procedes de fabrication |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08211216A true JPH08211216A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=9468464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7311571A Withdrawn JPH08211216A (ja) | 1994-11-03 | 1995-11-06 | 反射回折格子及びその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5949578A (ja) |
| EP (1) | EP0715189B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08211216A (ja) |
| DE (1) | DE69502915T2 (ja) |
| FR (1) | FR2726660B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008533314A (ja) * | 2005-03-09 | 2008-08-21 | エム−リアル オイユ | 新規なマーキング及びそのマーキングを製造する方法 |
| CN100434944C (zh) * | 2006-05-25 | 2008-11-19 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种光栅刻划机的载物滑座减重同步移动机构 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9524862D0 (en) * | 1995-12-06 | 1996-02-07 | The Technology Partnership Plc | Colour diffractive structure |
| DE10216562C1 (de) * | 2002-04-05 | 2003-12-11 | Ovd Kinegram Ag Zug | Sicherheitselement mit Mikro- und Makrostrukturen |
| WO2014018140A2 (en) * | 2012-04-23 | 2014-01-30 | Wayne State University | Static interferometer with step-style reflective element |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3213839A1 (de) * | 1982-04-15 | 1983-10-27 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Optische wellenlaengen-multiplex- bzw. -demultiplexanordnung |
| EP0240776A1 (de) * | 1986-03-26 | 1987-10-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines Oberflächengitters mit einer bestimmten Gitterkonstanten auf einem tieferliegenden Oberflächenbereich einer Mesastruktur |
| US4961195A (en) * | 1988-08-03 | 1990-10-02 | The University Of Rochester | Systems for controlling the intensity variations in a laser beam and for frequency conversion thereof |
| JPH03226067A (ja) * | 1990-01-30 | 1991-10-07 | Canon Inc | カラー画像読取り装置 |
| US5285254A (en) * | 1991-03-25 | 1994-02-08 | Richard J De Sa | Rapid-scanning monochromator with moving intermediate slit |
| US5221835A (en) * | 1991-06-07 | 1993-06-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus having a reflective blazed diffraction grating with varied pitch |
| JP3396890B2 (ja) * | 1992-02-21 | 2003-04-14 | 松下電器産業株式会社 | ホログラム、これを用いた光ヘッド装置及び光学系 |
| JPH0691302A (ja) * | 1992-09-14 | 1994-04-05 | Kobe Steel Ltd | 異径棒鋼圧延機の貼付き検出方法 |
| US5528364A (en) * | 1994-07-19 | 1996-06-18 | The Regents, University Of California | High resolution EUV monochromator/spectrometer |
-
1994
- 1994-11-03 FR FR9413134A patent/FR2726660B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-11-02 EP EP95402444A patent/EP0715189B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1995-11-02 DE DE69502915T patent/DE69502915T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-11-06 JP JP7311571A patent/JPH08211216A/ja not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-02-19 US US09/026,071 patent/US5949578A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2008533314A (ja) * | 2005-03-09 | 2008-08-21 | エム−リアル オイユ | 新規なマーキング及びそのマーキングを製造する方法 |
| CN100434944C (zh) * | 2006-05-25 | 2008-11-19 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种光栅刻划机的载物滑座减重同步移动机构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0715189B1 (fr) | 1998-06-10 |
| DE69502915T2 (de) | 1998-10-08 |
| FR2726660B1 (fr) | 1997-01-10 |
| DE69502915D1 (de) | 1998-07-16 |
| US5949578A (en) | 1999-09-07 |
| FR2726660A1 (fr) | 1996-05-10 |
| EP0715189A1 (fr) | 1996-06-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030107 |