JPH1114457A - Double-wavelength-region spectral scanning apparatus - Google Patents

Double-wavelength-region spectral scanning apparatus

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JPH1114457A
JPH1114457A JP18785097A JP18785097A JPH1114457A JP H1114457 A JPH1114457 A JP H1114457A JP 18785097 A JP18785097 A JP 18785097A JP 18785097 A JP18785097 A JP 18785097A JP H1114457 A JPH1114457 A JP H1114457A
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JP
Japan
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diffraction grating
wavelength
double
spectral scanning
scanning
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Application number
JP18785097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsu Inoue
克 井上
Kazunari Yokoyama
一成 横山
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Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1114457A publication Critical patent/JPH1114457A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a double-wavelength-region spectral scanning apparatus in which the number of components is reduced, whose constitution is simple, which is made lightweight and compact and whose reliability is enhanced by a method wherein a rotation used to scan the wavelength of a diffraction grating and a rotation used to change a lattice face are performed by a single drive means. SOLUTION: In a double-wavelength-region spectral scanning apparatus, a double- wavelength region is spectrally scanned by using a diffraction grating. Two kinds of diffraction grating faces G1 , G2 whose diffraction characteristic is different are formed on both faces of a single parallel plane, and a double-sided diffraction grating 20 is constituted. Then, a shaft 21 is installed in the intermediate point between both grating faces G1 , G2 . The shaft 21 is coupled directly to a single drive means, e.g. to the output shaft of a step motor 22. A rotation used to scan the wavelength of the double-sided diffraction grating and a rotation used to change both lattice faces are performed. An origin slit 24 which is formed in a light-shielding blade 23 attached to the double-sided diffraction grating 20 is detected by a light interceptor 28, and the origin of the double-sided diffraction grating 20 is detected. Its detection signal is input to a CPU 32, and a spectral scanning operation is controlled continuously.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は例えば近赤外域と近
紫外域の2波長域における分光走査をおこなうための装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for performing spectral scanning in two wavelength ranges, for example, a near infrared range and a near ultraviolet range.

【0002】[0002]

【従来の技術】2波長域の分光走査をおこなう光学系と
して、例えば図7に示すような2枚格子分光光学系が従
来より公知である。このような光学系では、2枚の回折
特性の異なる平面回折格子G1,G2 は、波長走査用の回
転台fに載置された切替台gの上に背中合わせに平行に
配置され、切替え機構hによって180°回転され、分
光に用いるいずれかの平面回折格子G1,G2 が選択され
ていた。
2. Description of the Related Art As an optical system for performing spectral scanning in two wavelength ranges, for example, a two-grating spectral optical system as shown in FIG. 7 has been conventionally known. In such an optical system, two plane diffraction gratings G 1 and G 2 having different diffraction characteristics are arranged in a back-to-back parallel manner on a switching table g mounted on a wavelength-scanning rotary table f for switching. One of the plane diffraction gratings G 1 and G 2 used for spectroscopy is rotated by 180 ° by the mechanism h.

【0003】上述の切替台gと切替え機構hは一体とな
って、回転台fの駆動機構iによって波長走査のために
回動操作される一方、分光後の単色光は、その波長領域
に応じて、切替え鏡jの進退動作により、2個の検出器
1,D2 のうち、いずれかに選択的に入射されていた。
なお、同図にて符号aは光源、b,eはスリット、c,
dは凹面鏡である。
The above-mentioned switching table g and switching mechanism h are integrally rotated by a driving mechanism i of a rotating table f for wavelength scanning, while the monochromatic light after the spectral separation corresponds to the wavelength region. Thus, the light was selectively incident on one of the two detectors D 1 and D 2 due to the reciprocating operation of the switching mirror j.
Note that, in the same figure, a is a light source, b and e are slits, c and
d is a concave mirror.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の光
学系では、波長走査のための回動機構と、格子面切替え
のための切替え機構とがそれぞれ別体に構成されてお
り、部品点数が多く、構成が複雑であり、装置が大型化
し、かつコスト高ともなり、また、可動部分が多いた
め、信頼性の低下は避け得なかった。
In the above-described conventional optical system, a rotating mechanism for wavelength scanning and a switching mechanism for switching the grating plane are separately provided, and the number of parts is small. However, the structure is complicated, the apparatus is large, the cost is high, and the number of movable parts is large.

【0005】本発明はこのような実情に鑑みてなされ、
部品点数が少なく構成が簡易で、軽量・コンパクト化、
低コスト化が達成可能で高い信頼性が得られる2波長域
分光走査装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of such circumstances,
The number of parts is small, the configuration is simple, lightweight and compact,
It is an object of the present invention to provide a two-wavelength band spectral scanning device that can achieve low cost and high reliability.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するための手段を以下のように構成している。すなわ
ち、請求項1に記載の発明では、回折格子を用いて2波
長域の分光走査をおこなうようにした2波長域分光走査
装置にあって、単一の平行平面の両面に回折特性の異な
る2種の回折格子面を形成し、その両回折格子面間の中
間点に回転軸を設け、波長走査のための回動と、格子面
を変更するための回転とを、単一の駆動手段によって前
記回転軸を回転駆動させることによりおこなえるよう構
成してなることを特徴としている。
According to the present invention, means for solving the above-mentioned problems are constituted as follows. That is, according to the first aspect of the present invention, there is provided a two-wavelength band spectral scanning apparatus which performs a two-wavelength band spectral scanning by using a diffraction grating. A kind of diffraction grating surface is formed, a rotation axis is provided at an intermediate point between the two diffraction grating surfaces, and rotation for wavelength scanning and rotation for changing the grating surface are performed by a single driving means. It is characterized in that it can be carried out by driving the rotation shaft to rotate.

【0007】単一の駆動手段によって、波長走査のため
の回動と、格子面を変更するための回転とを操作できる
ようにしたことにより、駆動系の構成が簡易となり、装
置の軽量・コンパクト化、低コスト化が可能となり、ま
た、可動部分が少なくなるため、信頼性の向上を図るこ
とができる。
The rotation for wavelength scanning and the rotation for changing the grating plane can be operated by a single driving means, so that the configuration of the driving system is simplified, and the apparatus is lightweight and compact. And cost reduction, and the number of movable parts is reduced, so that reliability can be improved.

【0008】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載の発明における前記2種の回折格子面が、2つのレプ
リカ格子を背中合わせに接着してなることを特徴として
いる。
According to a second aspect of the present invention, the two types of diffraction grating surfaces in the first aspect of the invention are formed by bonding two replica gratings back to back.

【0009】請求項3に記載の発明では、請求項1に記
載の発明における前記2種の回折格子面が、単一の板状
基材の両面に同時に形成されたレプリカ格子よりなるこ
とを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the two types of diffraction grating surfaces are formed by a replica grating formed simultaneously on both surfaces of a single plate-shaped substrate. And

【0010】請求項4に記載の発明では、請求項1ない
し請求項3のいずれかに記載の発明における前記両回折
格子面による分光後、2波長域に対応する2つの検出器
に対して、単色光を選択分離する手段として、固定され
た2色性鏡を用いてなることを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, after spectroscopy by the two diffraction grating surfaces according to any one of the first to third aspects, two detectors corresponding to two wavelength ranges are provided. As means for selectively separating monochromatic light, a fixed dichroic mirror is used.

【0011】請求項5に記載の発明では、請求項1ない
し請求項4のいずれかに記載の発明における前記両回折
格子面の位置検出手段からの検出信号を受けて前記駆動
手段を制御駆動させるための制御信号を出力する制御手
段を設け、予め設定された制御プログラムにより、前記
波長走査のための回動と、回折格子面を変更するための
回転とを連続操作できるように構成してなることを特徴
としている。
According to a fifth aspect of the present invention, the driving means is controlled and driven in response to a detection signal from the position detecting means for the two diffraction grating surfaces according to any one of the first to fourth aspects of the present invention. And a control means for outputting a control signal for controlling the rotation for the wavelength scanning and the rotation for changing the diffraction grating surface by a preset control program. It is characterized by:

【0012】請求項6に記載の発明では、請求項5に記
載の発明における前記制御プログラムには、少なくと
も、前記位置検出手段からの原点検出信号によって前記
両回折格子面の原点を検出する過程と、一方の前記回折
格子面を走査開始位置まで歩進させる過程と、その一方
の前記回折格子面により順次段階的に分光走査をおこな
う過程と、他方の前記回折格子面を走査開始位置まで歩
進させる過程と、その他方の前記回折格子面により順次
段階的に分光走査をおこなう過程が、順次、経時的に組
み込まれていることを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, the control program according to the fifth aspect includes at least a step of detecting the origins of the two diffraction grating surfaces based on an origin detection signal from the position detecting means. Moving one of the diffraction grating surfaces up to the scanning start position, performing one of the diffraction grating surfaces in a stepwise sequential spectral scanning, and moving the other diffraction grating surface up to the scanning start position. The method is characterized in that a step of performing the step of sequentially performing spectral scanning by the other diffraction grating surface is sequentially incorporated with time.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下に本発明の2波長域分光走査
装置の実施形態を詳細に説明する。図1はツェルニー・
ターナー型の装置の構成を示し、符号1は光源、2は光
源−ンズ、3は入射スリット、4はコリメート鏡、G1,
2 は回折格子面、6はカメラ鏡、7は出射スリット、
10は2色性鏡(ダイクロイック・ミラー)、11,1
3は検知レンズ、12,14は検出器であり、その両回
折格子面G1,2は互いに回折特性が異なり、単一の平
行平面の両面上に形成されて両面回折格子20を構成
し、かつその両格子面間の中間点に回転軸21を設け、
その回転軸21を単一の駆動手段、例えばステップモー
タ22の出力軸に直結させ、両面回折格子20の波長走
査のための回動と、格子面変更のための回転とをおこな
えるようにしている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the two-wavelength band spectral scanning device of the present invention will be described in detail. Figure 1 shows Czerny
Reference numeral 1 denotes a light source, 2 denotes a light source lens, 3 denotes an entrance slit, 4 denotes a collimating mirror, G 1 ,
G 2 is a diffraction grating surface, 6 is a camera mirror, 7 is an exit slit,
10 is a dichroic mirror (dichroic mirror), 11, 1
Reference numeral 3 denotes a detection lens, and reference numerals 12 and 14 denote detectors. Both diffraction grating surfaces G 1 and G 2 have different diffraction characteristics and are formed on both surfaces of a single parallel plane to constitute a double-sided diffraction grating 20. And a rotating shaft 21 is provided at an intermediate point between the two lattice planes,
The rotating shaft 21 is directly connected to a single driving means, for example, the output shaft of a step motor 22, so that the double-sided diffraction grating 20 can be rotated for wavelength scanning and rotated for changing the grating surface. .

【0014】そして、上述の両面回折格子20には、遮
光羽根23を一体的に取り付け、その遮光羽根23に形
成した原点スリット24を光インタラプタ(位置検出手
段)28によって検知することにより、両面回折格子2
0の原点を検出できるようにし、その検出信号をインタ
ーフェース31を介してCPU(制御手段)32に入力
させる一方、CPU32からインターフェース31を介
してステップモータ22を駆動させる制御回路33に制
御出力を送出し、後述するように、予め設定された制御
プログラムに従い、2波長域の分光走査を連続的に制御
操作できるように構成している。
A light-shielding blade 23 is integrally attached to the double-sided diffraction grating 20. An origin slit 24 formed in the light-shielding blade 23 is detected by an optical interrupter (position detecting means) 28, so that the double-sided diffraction grating 20 is detected. Lattice 2
A zero (0) origin can be detected, and the detection signal is input to a CPU (control means) 32 via an interface 31, and a control output is sent from the CPU 32 to a control circuit 33 for driving the step motor 22 via the interface 31. In addition, as described later, the apparatus is configured so that spectral scanning in two wavelength ranges can be continuously controlled according to a preset control program.

【0015】2波長域の分光走査について説明すると、
光源1から出た広波長域光は、光学レンズ2により入射
スリット3上に集光し、コリメート鏡4で平行光束29
となって両面回折格子20における一方の回折格子面G
1 (例えば近赤外域用の溝本数 300本/mm,ブレーズ
波長 1.5μm)に入射する。その回折格子面G1 が回転
軸21を中心としてステップモータ22によって平行光
束29に対して回動し、回折した光はカメラ鏡6で出射
スリット7に結像し、そこを通過した波長帯域光が2色
性鏡10に入射し、検知レンズ11で近赤外域用の検出
器12に集光する。
The spectral scanning in two wavelength ranges will be described.
The wide-wavelength light emitted from the light source 1 is condensed on the entrance slit 3 by the optical lens 2, and is collimated by the collimating mirror 4.
And one diffraction grating surface G in the double-sided diffraction grating 20
1 (for example, 300 grooves / mm for near-infrared region, blaze wavelength 1.5 μm). The diffraction grating surface G 1 is rotated about the rotation axis 21 with respect to the parallel light beam 29 by the step motor 22, and the diffracted light forms an image on the exit slit 7 by the camera mirror 6, and passes through the wavelength band light. Is incident on a dichroic mirror 10 and is condensed by a detection lens 11 on a detector 12 for the near infrared region.

【0016】分光走査が第2の波長域、例えば近紫外域
になると、ステップモータ22によって両面回折格子2
0が180°回転され他方の回折格子面G2 (例えば 6
00本/mm,ブレーズ波長 0.3μm)が平行光束29内
に向けて配置され、ステップモータ22により回転軸2
1を中心としてその回折格子面G2 が平行光束29に対
して所定ステップずつ回動し、回折した光はカメラ鏡6
で出射スリット7に結像し、そこを通過した波長帯域光
が2色性鏡10の表面で反射し、検知レンズ13によっ
て近紫外域用の検出器14に集光する。
When the spectral scanning reaches a second wavelength range, for example, a near ultraviolet range, the double-sided diffraction grating 2 is
0 is rotated by 180 ° and the other diffraction grating surface G 2 (for example, 6
00 lines / mm, and a blaze wavelength of 0.3 μm) are arranged in the parallel light flux 29 and the stepping motor 22 rotates the rotating shaft 2.
1 rotated by a predetermined step the diffraction grating surface G 2 is relative to the parallel light flux 29 around the, diffracted light camera mirror 6
An image is formed on the exit slit 7, and the wavelength band light passing therethrough is reflected on the surface of the dichroic mirror 10 and is condensed by the detection lens 13 on the detector 14 for the near ultraviolet region.

【0017】上述の両面回折格子20と一体化されてい
る遮光羽根23は、両面回折格子20の基準点を検出す
るためのものであり、光インタラプタ28によって原点
スリット24の位置が検出されることにより、回折格子
面G1 が基準原点の位置にあることを確認できるように
し、また、その原点からの駆動用の送りパルス(歩進
数)を積算することによって走査中の回折格子面G
1 (又はG2 )の判別とその回転角度即ち分光波長を、
ソフト的に容易に管理できるようになる。
The light-shielding blade 23 integrated with the double-sided diffraction grating 20 is for detecting the reference point of the double-sided diffraction grating 20, and the position of the origin slit 24 is detected by the optical interrupter 28. Accordingly, to be able to verify that the diffraction grating surface G 1 is in the position of the reference origin, the diffraction grating surface G being scanned by integrating the feed pulse for driving from the origin (step number)
1 (or G 2 ) and the rotation angle, that is, the spectral wavelength,
It can be easily managed by software.

【0018】ところで、本発明では、両面回折格子20
を単一のステップモータ22によって回動/回転させる
ことにより、2波長域の分光走査をおこなうことを特徴
としているが、そのために、一方の回折格子面G1 と他
方の回折格子面G2 とを回動/回転の中心P(回転軸2
1の中心)から若干オフセットrさせて配置している
(図3参照)。これは、光線進行方向の結像特性が格子
面と回転軸とのオフセット量によって大きな影響を受
け、従来考えられていたオフセット0の理想状態より
も、むしろある程度のオフセットrを設定した方が、光
学系の設計条件によっては、結果として、良好な結像特
性を得られることが確認されたからである。すなわち、
両面回折格子20を比較的薄く形成して適度のオフセッ
トrを設定することにより、良好な結像特性を確保する
ことができ、本発明の特性を生かすことができる。
In the present invention, the double-sided diffraction grating 20 is used.
Is rotated / rotated by a single step motor 22 to perform spectral scanning in two wavelength ranges. For this purpose, one diffraction grating surface G 1 and the other diffraction grating surface G 2 With the center of rotation / rotation P (rotation axis 2
1 (center of 1) (see FIG. 3). This is because the imaging characteristics in the ray traveling direction are greatly affected by the offset amount between the lattice plane and the rotation axis, and it is better to set a certain amount of offset r rather than the ideal state of offset 0 that has been conventionally considered. This is because it has been confirmed that good imaging characteristics can be obtained as a result depending on the design conditions of the optical system. That is,
By forming the double-sided diffraction grating 20 relatively thin and setting an appropriate offset r, good imaging characteristics can be secured, and the characteristics of the present invention can be utilized.

【0019】このような両面回折格子20による2波長
域の分光走査は、CPU32に予め設定記憶させた制御
プログラムにより、例えば、図2に示すようなフローで
極めて操作性よく実施することができる。なお、Xは計
数量を示し、数値はステップモータ22の1回転を8000
ステップとした場合の具体例で、両回折格子面G1,G2
で80波長を抽出している。
The spectral scanning in the two wavelength ranges by the double-sided diffraction grating 20 can be performed with very good operability, for example, according to the flow shown in FIG. 2 by a control program preset and stored in the CPU 32. Note that X represents the count amount, and the numerical value represents one rotation of the step motor 22 at 8000.
In a specific example in the case of steps, both diffraction grating surfaces G 1 , G 2
Extracts 80 wavelengths.

【0020】まず、波長走査の開始と共に、光インタラ
プタ28によって回折格子面G1 の基準原点を確認し
(S1,S2)、回折格子面G1 を走査開始位置まで歩進さ
せる(S3)。次いで、波長走査のためのステップを歩進
させ(S5)、その回折格子面G1 が測光波長位置にある
か否かを例えば参照表(LUT)等によって確認(S6)
した後、検出器12(又は14)の選択と検出出力の取
込みをおこなう(S7)。上述のS5 〜S7 のステップ
は、歩進数が第1の所定値(1590<x<1610)に達する
まで反復継続され(S4)、これにより、近赤外域の分光
走査がおこなわれる。
[0020] First, with the start of the wavelength scan, by the light interrupter 28 to confirm the reference origin of the diffraction grating surface G 1 (S1, S2), is incremented the diffraction grating surface G 1 to the scan start position (S3). Was then incremented steps for the wavelength scanning (S5), whether, for example, lookup tables that do diffraction grating surface G 1 is located in the photometric wavelength position confirmed by (LUT) or the like (S6)
After that, the detector 12 (or 14) is selected and the detection output is taken in (S7). The above steps S5 to S7 are repeated repeatedly until the number of steps reaches a first predetermined value (1590 <x <1610) (S4), thereby performing near-infrared spectral scanning.

【0021】次いで、走査が回折格子面G2 でおこなわ
れているか否かが問われ(S8 ) 、おこなわれていない
場合には、回折格子面G2 の走査開始位置まで歩進させ
(S9 )、歩進数が第2の所定値(5950<x<5970)に
達するまで(S4)、S5 〜S7 のステップが反復継続さ
れ、近紫外域の分光走査がおこなわれる。反復後、S8
でx>4000であり、かつS10で走査(終了)停止を確認
してフローは終了するが、S10で走査が終了していなけ
れば、S11にて、1回転(8000ステップ)の残数分(即
ち2040ステップ)を歩進させる。
Next, it is determined whether or not the scanning is performed on the diffraction grating surface G 2 (S 8). If not, the scanning is advanced to the scanning start position of the diffraction grating surface G 2 (S 9). Until the step number reaches the second predetermined value (5950 <x <5970) (S4), the steps S5 to S7 are repeated and the near-ultraviolet spectral scanning is performed. After repetition, S8
And x> 4000, and confirms the stop of scanning (end) in S10, and ends the flow. However, if the scanning is not completed in S10, the remaining number of one rotation (8000 steps) is determined in S11 (step S11). That is, step 2040 is advanced.

【0022】このように、単一のステップモータ22に
よる直接駆動方式を採用したので、簡易で無駄のない制
御プログラムを操作性よく実施することができ、装置の
コンパクト化と相まって可動部分が少なくなっているた
め、トラブルの発生要因も少なくなり、信頼性の高い分
光走査をコスト安に実現することができる。
As described above, since the direct drive system using the single step motor 22 is employed, a simple and lean control program can be implemented with good operability, and the number of movable parts is reduced with the compactness of the apparatus. Therefore, the causes of troubles are reduced, and highly reliable spectral scanning can be realized at low cost.

【0023】図4(A),(B)は図1に示す遮光羽根
23を円板状の遮光板26に代えたものであり、これに
より基準原点等の検出方法が前記の遮光羽根23の場合
よりも単純になる。すなわち、基準原点を検出した時点
からの歩進数を読み取ることにより、任意の時点におけ
る回折格子面G1,G2 の位置を検出することもでき、そ
の位置から基準原点を逆算して求めることもできる。基
準原点を検出するためのオリジナル信号が回折格子面G
1,G2 の位置検出用ステイタス信号をも兼ねることが可
能な図1の遮光羽根方式とは異なり、累積歩進数xのみ
を管理すればよく、図2のフローに対応している。な
お、この場合においても、ステップモータ22の出力軸
が両面回折格子20と直結させた簡易な構成としてい
る。
FIGS. 4A and 4B show an example in which the light-shielding blade 23 shown in FIG. 1 is replaced by a disk-shaped light-shielding plate 26. Simpler than if. That is, by reading the number of steps from the time when the reference origin is detected, the positions of the diffraction grating surfaces G 1 and G 2 at any time can be detected, and the reference origin can be calculated back from the position. it can. The original signal for detecting the reference origin is the diffraction grating surface G
1, unlike the light shielding blade system 1 capable of also serving as a position detecting status signals G 2, may be managed only accumulated walking notation x, corresponds to the flow of FIG. In this case, also in this case, the output shaft of the step motor 22 has a simple configuration in which the output shaft is directly connected to the double-sided diffraction grating 20.

【0024】図5は、検知集光光学系の変形例であっ
て、図1に示す2個の検知レンズ11,13に代えて1
個の集光凹面鏡15により固定状態に配置した2色性鏡
10を介して検知器12,14に集光させるものであ
る。
FIG. 5 shows a modified example of the detection and focusing optical system, in which the two detection lenses 11 and 13 shown in FIG.
The light is condensed on the detectors 12 and 14 via the dichroic mirror 10 fixedly arranged by the condensing concave mirrors 15.

【0025】図6は、本発明に使用する両面回折格子2
0の製作方法の一例を示す模式図であり、それぞれ別体
に形成された2つのレプリカ格子16,17を接着剤1
8によって背中合わせに貼り合わせて一体化させること
により形成されるものである。また、図示を省略する
が、単一の板状基材の両面に2種のレプリカ格子を形成
することにより、歪み変形の少ない両面回折格子を製作
することができる。
FIG. 6 shows a double-sided diffraction grating 2 used in the present invention.
0 is a schematic view showing an example of a manufacturing method of the first adhesive.
8 is formed by bonding back together and integrating them. Although not shown, by forming two types of replica gratings on both surfaces of a single plate-like substrate, a double-sided diffraction grating with less distortion deformation can be manufactured.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の2波長域
分光走査装置によれば、単一の平行平面の両面に回折特
性の異なる2種の回折格子面を形成してその両回折格子
面間の中間点に設けた回転軸を単一の駆動手段によって
回転駆動させることにより、波長走査のための回転と、
格子面を変更するための回転をおこなうようにしたの
で、2種の格子面に、各波長域と対応した格子定数とブ
レーズ波長を設定でき、かつ、従来のような複雑で高価
な格子切替え機構を必要とせず、その結果、操作性が良
好となり、信頼性が向上し、高い総合性能が得られ、軽
量・コンパクト化、低コスト化を達成することができ
る。
As described above, according to the two-wavelength spectral scanning apparatus of the present invention, two types of diffraction grating surfaces having different diffraction characteristics are formed on both surfaces of a single parallel plane, and both diffraction gratings are formed. By rotating the rotation axis provided at the intermediate point between the surfaces by a single driving means, rotation for wavelength scanning,
The rotation for changing the grating plane is performed, so that the grating constant and the blaze wavelength corresponding to each wavelength region can be set on the two kinds of grating planes, and a complicated and expensive grating switching mechanism like the conventional one. As a result, operability is improved, reliability is improved, high overall performance is obtained, and light weight, compactness, and low cost can be achieved.

【0027】また、2つのレプリカ格子を背中合わせに
接着して両面回折格子を形成すれば、格子面と回転軸位
置とのオフセットを適切に設定することができ、波長走
査における結像収差を許容範囲内に確保することがで
き、精度を向上させることができる。
Also, if the two replica gratings are bonded back to back to form a double-sided diffraction grating, the offset between the grating surface and the rotation axis position can be set appropriately, and the imaging aberration in wavelength scanning is within the allowable range. Inside, and the accuracy can be improved.

【0028】さらに、単一の板状基材の両面に同時にレ
プリカ格子を形成することにより、歪み変形の少ない両
面回折格子を製作することができる。
Furthermore, by simultaneously forming a replica grating on both sides of a single plate-shaped substrate, a double-sided diffraction grating with less distortion deformation can be manufactured.

【0029】また、分光後、2つの検出器に対して対応
する波長域の単色光を選択分離する手段として固定され
た2色性鏡を用いれば、可動部分や駆動機構を省くこと
ができ、光利用効率の向上が可能となる。また、分光走
査の対象2波長域を1個の検出器でカバーできる複合検
知器などが使用可能なら、2色性鏡や第2の検知集光系
などを必要としないことはいうまでもない。
Further, if a fixed dichroic mirror is used as a means for selectively separating monochromatic light in a wavelength range corresponding to two detectors after spectroscopy, it is possible to omit a movable part and a driving mechanism, Light utilization efficiency can be improved. In addition, if a composite detector that can cover two wavelength regions to be subjected to spectral scanning with one detector can be used, it goes without saying that a dichroic mirror or a second detection and focusing system is not required. .

【0030】そして、単一の駆動手段に対する簡易で無
駄のない制御プログラムを設定することができ、2波長
域にわたる分光走査を極めて操作性よく実現することが
でき、トラブルの発生が少なく、信頼性の高い分光走査
をコスト安に実現することができる。
Further, a simple and lean control program can be set for a single driving means, and spectral scanning over two wavelength ranges can be realized with extremely high operability. High spectral scanning can be realized at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の2波長域分光走査装置の一実施形態を
示す全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a two-wavelength band spectral scanning device of the present invention.

【図2】同2波長域における分光走査の制御フローの一
例を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a control flow of spectral scanning in the same two wavelength ranges.

【図3】同両回折格子面のオフセットの設定についての
説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of setting of an offset between both diffraction grating surfaces.

【図4】(A)は同両面回折格子と一体化された遮光板
の平面図、(B)は正面図である。
FIG. 4A is a plan view of a light shielding plate integrated with the double-sided diffraction grating, and FIG. 4B is a front view.

【図5】同2色性鏡の別の平面配置図である。FIG. 5 is another plan layout view of the dichroic mirror.

【図6】同両面回折格子の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of the double-sided diffraction grating.

【図7】従来の2波長域分光走査装置の一例を示す構成
図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing an example of a conventional two-wavelength band spectral scanning device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,G2 …回折格子面、10…2色性鏡、20…両面回
折格子、21…回転 軸、22…駆動手段、23…遮光羽根、28…位置検出
手段、32…制御手段。
G 1 , G 2 : diffraction grating surface, 10: dichroic mirror, 20: double-sided diffraction grating, 21: rotating shaft, 22: driving means, 23: light shielding blade, 28 ... position detecting means, 32 ... control means.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回折格子を用いて2波長域の分光走査を
おこなうようにした2波長域分光走査装置において、単
一の平行平面の両面に回折特性の異なる2種の回折格子
面を形成し、その両回折格子面間の中間点に回転軸を設
け、波長走査のための回動と、格子面を変更するための
回転とを、単一の駆動手段によって前記回転軸を回転駆
動させることによりおこなえるよう構成してなることを
特徴とする2波長域分光走査装置。
1. A two-wavelength band spectral scanning apparatus which performs two-wavelength band spectral scanning using a diffraction grating, wherein two types of diffraction grating surfaces having different diffraction characteristics are formed on both surfaces of a single parallel plane. A rotation axis is provided at an intermediate point between the two diffraction grating surfaces, and rotation for wavelength scanning and rotation for changing the grating surface are rotationally driven by a single driving means. A two-wavelength band spectral scanning device, characterized in that it is configured to be able to perform the above-mentioned operations.
【請求項2】 前記2種の回折格子面が、2つのレプリ
カ格子を背中合わせに接着してなることを特徴とする請
求項1に記載の2波長域分光走査装置。
2. The two-wavelength band spectral scanning device according to claim 1, wherein the two types of diffraction grating surfaces are formed by bonding two replica gratings back to back.
【請求項3】 前記2種の回折格子面が、単一の板状基
材の両面に同時に形成されたレプリカ格子よりなること
を特徴とする請求項1に記載の2波長域分光走査装置。
3. The two-wavelength band spectral scanning apparatus according to claim 1, wherein the two types of diffraction grating surfaces are formed by replica gratings formed simultaneously on both surfaces of a single plate-shaped substrate.
【請求項4】 前記両回折格子面による分光後、2波長
域に対応する2つの検出器に対して、単色光を選択分離
する手段として、固定された2色性鏡を用いてなること
を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載
の2波長域分光走査装置。
4. A method for selectively separating monochromatic light from two detectors corresponding to two wavelength ranges after spectral separation by the two diffraction grating surfaces, wherein a fixed dichroic mirror is used. The two-wavelength band spectral scanning device according to claim 1, wherein:
【請求項5】 前記両回折格子面の位置検出手段からの
検出信号を受けて前記駆動手段を制御駆動させるための
制御信号を出力する制御手段を設け、予め設定された制
御プログラムにより、前記波長走査のための回動と、回
折格子面を変更するための回転とを連続操作できるよう
に構成してなることを特徴とする請求項1ないし請求項
4のいずれかに記載の2波長域分光走査装置。
5. A control means for receiving a detection signal from a position detecting means of the two diffraction grating surfaces and outputting a control signal for controlling and driving the driving means, wherein the wavelength is controlled by a preset control program. 5. The two-wavelength band spectroscopy according to claim 1, wherein a rotation for scanning and a rotation for changing a diffraction grating surface can be continuously operated. Scanning device.
【請求項6】 前記制御プログラムには、少なくとも、
前記位置検出手段からの原点検出信号によって前記両回
折格子面の原点を検出する過程と、一方の前記回折格子
面を走査開始位置まで歩進させる過程と、その一方の前
記回折格子面により順次段階的に分光走査をおこなう過
程と、他方の前記回折格子面を走査開始位置まで歩進さ
せる過程と、その他方の前記回折格子面により順次段階
的に分光走査をおこなう過程が、順次、経時的に組み込
まれていることを特徴とする請求項5に記載の2波長域
分光走査装置。
6. The control program includes at least:
A step of detecting the origin of the two diffraction grating surfaces by an origin detection signal from the position detecting means, a step of stepping one of the diffraction grating surfaces to a scanning start position, and a step of sequentially performing the one of the diffraction grating surfaces. The step of performing the spectral scanning in a step, the step of moving the other diffraction grating surface up to the scanning start position, and the step of sequentially performing the spectral scanning by the other diffraction grating surface sequentially, The two-wavelength band spectral scanning device according to claim 5, wherein the spectral scanning device is incorporated.
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