JPS5944573B2 - モノクロメ−タ - Google Patents
モノクロメ−タInfo
- Publication number
- JPS5944573B2 JPS5944573B2 JP13046175A JP13046175A JPS5944573B2 JP S5944573 B2 JPS5944573 B2 JP S5944573B2 JP 13046175 A JP13046175 A JP 13046175A JP 13046175 A JP13046175 A JP 13046175A JP S5944573 B2 JPS5944573 B2 JP S5944573B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffraction grating
- grating
- concave
- slit
- concave diffraction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J3/18—Generating the spectrum; Monochromators using diffraction elements, e.g. grating
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光学素子を、入射角と回折角がほぼ等しくな
るように配置したイーグル（Ｅａｇｌｅ）型凹面回折格
子モノクロメータの改良に関するものである。
るように配置したイーグル（Ｅａｇｌｅ）型凹面回折格
子モノクロメータの改良に関するものである。
凹面回折格子は光の分散と集光の機能を合わせ持つため
、凹面回折格子モノクロメータは、レンズ、凹面鏡等に
よる平行用、集光用光学系を必要としないという特長を
持ち、平面回折格子モノク・ −ロメータに比較してき
わめて簡単な光学系で形成され得る。
、凹面回折格子モノクロメータは、レンズ、凹面鏡等に
よる平行用、集光用光学系を必要としないという特長を
持ち、平面回折格子モノク・ −ロメータに比較してき
わめて簡単な光学系で形成され得る。
従来、凹面回折格子モノクロメータ用のマウントとして
は、種々の方法が提案されているがースペクトルの結像
性と波長走査方法からして次に述べる２つの型が代表的
である。
は、種々の方法が提案されているがースペクトルの結像
性と波長走査方法からして次に述べる２つの型が代表的
である。
第５図は、Ｅａｇｌｅ型の光学素子の配置を示すもので
、図中、１は入射スリット、２は凹面回折格子、３は出
射スリットを示している。この配置構成は、入射角、回
折角が小さくなるように考慮されているため、収差が大
きくならないという特徴を持つた代表例である。反面、
波長走査は回折格子２の回転と同時に、その回転中心と
スリットとの間の距離を変化させるための移動を与えて
行ｌよう必要がめるため、波長走査機構が複雑になる欠
点がある。第６図は、上記欠点を改良した瀬谷一波岡型
の光学系を示すものである。
、図中、１は入射スリット、２は凹面回折格子、３は出
射スリットを示している。この配置構成は、入射角、回
折角が小さくなるように考慮されているため、収差が大
きくならないという特徴を持つた代表例である。反面、
波長走査は回折格子２の回転と同時に、その回転中心と
スリットとの間の距離を変化させるための移動を与えて
行ｌよう必要がめるため、波長走査機構が複雑になる欠
点がある。第６図は、上記欠点を改良した瀬谷一波岡型
の光学系を示すものである。
波長走査は、平面回折格子モノクロメータと同様、入射
スリット１、出射スリット３を固定したままで、回折格
子２の回転のみで行なえ、波長走査の点からは理想的な
マウントである。しかし入射角、あるいは回折角が大き
くなるように光学素子が配置されるため、収差が著るし
く大きくなる欠点が新たに生じる。その他の方法もそれ
ぞれ特徴を持つているが、必らず上記のような欠点をも
有している。このように、・ 凹面回折格子は前述のよ
うな特徴がある反面、収差が本質的にさけられず、また
波長走査が必要なモノクロメータに用いた場合はマウン
ト条件が厳りーしいため、収差が小さく、しかも波長走
査が簡単に行なえるマウントは従来技術にはないのであ
るが、光の反射が１回だけで済むという特徴を有するが
故に、凹面回折格子モノクロメータは、反射率がきわめ
て低い真空紫外域の分光分析には必要不町欠な装置とな
つている。
スリット１、出射スリット３を固定したままで、回折格
子２の回転のみで行なえ、波長走査の点からは理想的な
マウントである。しかし入射角、あるいは回折角が大き
くなるように光学素子が配置されるため、収差が著るし
く大きくなる欠点が新たに生じる。その他の方法もそれ
ぞれ特徴を持つているが、必らず上記のような欠点をも
有している。このように、・ 凹面回折格子は前述のよ
うな特徴がある反面、収差が本質的にさけられず、また
波長走査が必要なモノクロメータに用いた場合はマウン
ト条件が厳りーしいため、収差が小さく、しかも波長走
査が簡単に行なえるマウントは従来技術にはないのであ
るが、光の反射が１回だけで済むという特徴を有するが
故に、凹面回折格子モノクロメータは、反射率がきわめ
て低い真空紫外域の分光分析には必要不町欠な装置とな
つている。
しかし可視紫外域の分光装置に適用するには、凹面回折
格子の特徴によるメリツトよりも、上記したような欠点
によるデメリツトの方が大きく、特に波長走査が複雑な
ことは致命的な欠点となるため、凹面回折格子モノクロ
モータが、町視紫外域用に使われることはまれである。
本発明は、上述したごとき従来技術の欠点を解消するた
め、従来の等間隔格子溝が刻まれた凹面回折格子に代り
、格子溝間隔が溝不数に対し１次関数的に変化する凹面
回折格子を用いて、波長走査を簡易化したモノクロメー
タを提供し、可視紫外領域を含む広い領域に凹面回折格
子モノクロメータの実用化を可能にするものである。
格子の特徴によるメリツトよりも、上記したような欠点
によるデメリツトの方が大きく、特に波長走査が複雑な
ことは致命的な欠点となるため、凹面回折格子モノクロ
モータが、町視紫外域用に使われることはまれである。
本発明は、上述したごとき従来技術の欠点を解消するた
め、従来の等間隔格子溝が刻まれた凹面回折格子に代り
、格子溝間隔が溝不数に対し１次関数的に変化する凹面
回折格子を用いて、波長走査を簡易化したモノクロメー
タを提供し、可視紫外領域を含む広い領域に凹面回折格
子モノクロメータの実用化を可能にするものである。
溝間隔の変化する凹面回折格子分光器の光源、回折像、
凹面回折格子の配列を示す第１図において、凹面回折格
子の中心Ｐ。
凹面回折格子の配列を示す第１図において、凹面回折格
子の中心Ｐ。
を座標の原点にとり、ＰＯにおいて凹面に接する平面上
で格子溝長さ方向をＸ軸、溝本数方向をＹ軸、ＸＹ軸に
垂直にＺ軸（曲率中心を通る）を定める。ＹＺ平面内の
１点Ａ。に光源を配置するとき、ＹＺ平面内での回折光
結像点ＢＯは次式の曲線上に存在する。ここでαおよび
βは入射角および回折角、１１，１２は点ＡＯ，ＢＯと
回折格子の中心Ｐ。との距離、Ｒは回折格子の曲率半径
、Ｋは格子溝間隔の変化量を与える定数である。このＫ
の値は、ＰＯにおける格子溝間隔（格子溝間隔は各格子
溝をＸＹ平面に投影したときのＹ軸方向の間隔Ｒ♂する
）をＳ。とすると、格子溝１本ごとに」ずつ溝０ＳＲ間
隔が１次関数的に変化する、回折格子の格子溝刻線条件
を与えるものであり、このような凹面回折格子は特開昭
４９−１３４３４６の方法により製作が可能である。
で格子溝長さ方向をＸ軸、溝本数方向をＹ軸、ＸＹ軸に
垂直にＺ軸（曲率中心を通る）を定める。ＹＺ平面内の
１点Ａ。に光源を配置するとき、ＹＺ平面内での回折光
結像点ＢＯは次式の曲線上に存在する。ここでαおよび
βは入射角および回折角、１１，１２は点ＡＯ，ＢＯと
回折格子の中心Ｐ。との距離、Ｒは回折格子の曲率半径
、Ｋは格子溝間隔の変化量を与える定数である。このＫ
の値は、ＰＯにおける格子溝間隔（格子溝間隔は各格子
溝をＸＹ平面に投影したときのＹ軸方向の間隔Ｒ♂する
）をＳ。とすると、格子溝１本ごとに」ずつ溝０ＳＲ間
隔が１次関数的に変化する、回折格子の格子溝刻線条件
を与えるものであり、このような凹面回折格子は特開昭
４９−１３４３４６の方法により製作が可能である。
イーグル（Ｅａｇｌｅ）型マワントでは１１＝１２，α
＝βとおけるから（１）式はとなる。
＝βとおけるから（１）式はとなる。
第２図はＫをパラメータとして、αと導の関係を示した
もので、任意の入射角における回折格子と入射、出射ス
リツトの位置関係を与える。αに無関係に６１が一定で
あれば、入射、出射スリツトは固定で回折格子の回転の
みで波長走査が行なえる。第２図においてＫ＝０が従来
の等間隔格子溝凹面回折格子の場合であり、入射角αに
対して１の変化力吠きく従来のイーグル型モノクロメー
タでは鮮鋭な単色光をとり出すためには回折格子の回転
と同時に回折格子とスリツトの距離を変えるための移動
機構が必要であることは前に述べた通りである。格子溝
間隔を変化させた凹面回折格子の場合で′も広範囲のα
に対して−１が完全に一定になる条Ｒ件は存在しないが
、αの範囲が限定されれば、その範囲内で′゛の変化量
が最も少ないＫの値を選Ｒ択することにより、回折格子
の回転のみで波長走査を行なうモノクロメータ製作が可
能である。
もので、任意の入射角における回折格子と入射、出射ス
リツトの位置関係を与える。αに無関係に６１が一定で
あれば、入射、出射スリツトは固定で回折格子の回転の
みで波長走査が行なえる。第２図においてＫ＝０が従来
の等間隔格子溝凹面回折格子の場合であり、入射角αに
対して１の変化力吠きく従来のイーグル型モノクロメー
タでは鮮鋭な単色光をとり出すためには回折格子の回転
と同時に回折格子とスリツトの距離を変えるための移動
機構が必要であることは前に述べた通りである。格子溝
間隔を変化させた凹面回折格子の場合で′も広範囲のα
に対して−１が完全に一定になる条Ｒ件は存在しないが
、αの範囲が限定されれば、その範囲内で′゛の変化量
が最も少ないＫの値を選Ｒ択することにより、回折格子
の回転のみで波長走査を行なうモノクロメータ製作が可
能である。
以下本発明を実施例によつて詳しく説明する。第３図は
本発明モノクロメータの実施例を示す。モノクロメータ
は、入射スリツト１、凹面回折格子２、出射スリツト３
、ミラー４、回折格子回転台５、調整ネジ６、回折格子
回転用サインバー７、サインバ一駆動用ねじ８を備えて
いる。凹面回折格子２は、使用波長範囲において′゛の
変化が最ＳＲも小さくなるＫを選択し、例えば、中心格
子定数？Ｍ７！Ｌ，波長範囲を２００〜７００ｎｍとし
た場合、Ｃ“とαおよび波長の関係を与える第４図ゝ
Ｒに示したように、Ｋ＝０．１３３８が最適となる。
本発明モノクロメータの実施例を示す。モノクロメータ
は、入射スリツト１、凹面回折格子２、出射スリツト３
、ミラー４、回折格子回転台５、調整ネジ６、回折格子
回転用サインバー７、サインバ一駆動用ねじ８を備えて
いる。凹面回折格子２は、使用波長範囲において′゛の
変化が最ＳＲも小さくなるＫを選択し、例えば、中心格
子定数？Ｍ７！Ｌ，波長範囲を２００〜７００ｎｍとし
た場合、Ｃ“とαおよび波長の関係を与える第４図ゝ
Ｒに示したように、Ｋ＝０．１３３８が最適となる。
他の波長範囲あるいは中心格子定数の場合も、同様の方
法で凹面回折格子の仕様の決定は行なわれる。入射スリ
ツト１と出射スリツト３は、それらの長手方向と回折格
子の格子溝が互いに平行になるように角度調整されると
同時に、それらの水平力向の前後動によつて、凹面回折
格子２の中心までの距離（入射スリツト１の場合はミラ
ー４を経由した距離）が、第２図の特性曲線から決まる
位置、例えば前述の例の場合、第４図において波長範囲
２００〜７００ｎｍにおける１１／Ｒの中間値１１／Ｒ
＝１．００７７からきまる１１＝１．００７７Ｒ，即ち
回折格子曲率半径の１．００７７倍の位置になるように
調整されて、固定される。
法で凹面回折格子の仕様の決定は行なわれる。入射スリ
ツト１と出射スリツト３は、それらの長手方向と回折格
子の格子溝が互いに平行になるように角度調整されると
同時に、それらの水平力向の前後動によつて、凹面回折
格子２の中心までの距離（入射スリツト１の場合はミラ
ー４を経由した距離）が、第２図の特性曲線から決まる
位置、例えば前述の例の場合、第４図において波長範囲
２００〜７００ｎｍにおける１１／Ｒの中間値１１／Ｒ
＝１．００７７からきまる１１＝１．００７７Ｒ，即ち
回折格子曲率半径の１．００７７倍の位置になるように
調整されて、固定される。
ミラー４は、入射光を偏向させるもので、上述した如き
距離１１になるようにその位置が調整されると共に入射
スリツト１からの光が凹面回折格子２面を照射するよう
角度調整されて、固定される。回転台５に固定された前
述の凹面回折格子は、調整ネジ６を用いてその回折格子
面を鉛直面内で仰り調整し、回折光が出射スリツト３面
に結像するように固定される。このようにして調整され
た入射スリツト１、出射スリツト３、ミラー４、および
調整不ジ６は、モノクロメータとして組み立てられた後
は完全に固定され、波長走査にあたつて動かされること
はない。以上の構成により、光源９を出た使用波長範囲
の光はすべて、入射スリツト１、ミラー４を経て、凹面
回折格子２で分散されると同時に出射スリツト面上に収
束することになるから、サインバ一駆動用ネジ８を回転
することにより、回折格子をサインバー７を介して水平
面内で回転せしめるだけで、所望の単色光を出射スリツ
トよりとり出すことが可能となる。
距離１１になるようにその位置が調整されると共に入射
スリツト１からの光が凹面回折格子２面を照射するよう
角度調整されて、固定される。回転台５に固定された前
述の凹面回折格子は、調整ネジ６を用いてその回折格子
面を鉛直面内で仰り調整し、回折光が出射スリツト３面
に結像するように固定される。このようにして調整され
た入射スリツト１、出射スリツト３、ミラー４、および
調整不ジ６は、モノクロメータとして組み立てられた後
は完全に固定され、波長走査にあたつて動かされること
はない。以上の構成により、光源９を出た使用波長範囲
の光はすべて、入射スリツト１、ミラー４を経て、凹面
回折格子２で分散されると同時に出射スリツト面上に収
束することになるから、サインバ一駆動用ネジ８を回転
することにより、回折格子をサインバー７を介して水平
面内で回転せしめるだけで、所望の単色光を出射スリツ
トよりとり出すことが可能となる。
上記の実施例は厳密には入射角αと回折角βは等しくな
いが、従来型のイーグル（Ｅａｇｌｅ）マウントと同様
にαとβが十分近い範囲、実用的にはα一βＩく５αの
範囲で（２）式の条件によるＫの値を適用することが可
能である。
いが、従来型のイーグル（Ｅａｇｌｅ）マウントと同様
にαとβが十分近い範囲、実用的にはα一βＩく５αの
範囲で（２）式の条件によるＫの値を適用することが可
能である。
なお、上述の説明では、機械的刻線法による不等間隔格
子溝をもつた凹面回折格子（参照：特開昭４９−１３４
３４６号）を用いた場合について述べたが、その他にも
不等間隔格子溝の形成法として、コヒーレントな光源を
用いた感光刻線法による、所謂ホログラフイツク凹面回
折格子がある。
子溝をもつた凹面回折格子（参照：特開昭４９−１３４
３４６号）を用いた場合について述べたが、その他にも
不等間隔格子溝の形成法として、コヒーレントな光源を
用いた感光刻線法による、所謂ホログラフイツク凹面回
折格子がある。
しかし、この場合のＫの値を定める不等間隔格子溝配列
はホログラフイツク回折格子製作用のコヒーレントな光
源に支配される（通常、コヒーレントな光源としてレー
ザーが使われるが、その発振波長は特定な値に制限され
る）ため、第２図に示すようなＫの値を選択する自由度
がない。そのため、最適な使用波長範囲が特定されてし
まい、本発明のような広い波長領域にわたるモノクロメ
ータは実現できない。以上述べた如く、この発明によれ
ば収差の小さいイーグル（Ｅａｇｌｅ）型で波長走査の
簡易化が可能で、町視紫外領域にも適用可能な凹面回折
格子モノクロメータが実現でき、実益が多大である。
はホログラフイツク回折格子製作用のコヒーレントな光
源に支配される（通常、コヒーレントな光源としてレー
ザーが使われるが、その発振波長は特定な値に制限され
る）ため、第２図に示すようなＫの値を選択する自由度
がない。そのため、最適な使用波長範囲が特定されてし
まい、本発明のような広い波長領域にわたるモノクロメ
ータは実現できない。以上述べた如く、この発明によれ
ば収差の小さいイーグル（Ｅａｇｌｅ）型で波長走査の
簡易化が可能で、町視紫外領域にも適用可能な凹面回折
格子モノクロメータが実現でき、実益が多大である。
第１図は凹面回折格子分光器の光源、回折像、凹面回折
格子の配列を示す図、第２図はイーグル（Ｅａｇｌｅ）
型マウントにおけるスペクトル像の焦点を与える特性曲
線図、第３図は本発明の実施例を示す図、第４図は凹面
回折格子の仕様を決定する場合の１例を示す図、第５図
は従来周知のイーグル（Ｅａｇｌｅ）型マウントの光学
素子配列を示す図、第６図は同じく従来周知の瀬谷一波
岡型マウントの光学系を示す図である。 図中、１は入射スリツト、２は凹面回折格子、３（は出
射スリツト、４はミラー、５（は回折格子回転台、６は
調整ネジ、７は回折格子回転用サインバ一、８はサイン
バ一駆動用ネジ、である。
格子の配列を示す図、第２図はイーグル（Ｅａｇｌｅ）
型マウントにおけるスペクトル像の焦点を与える特性曲
線図、第３図は本発明の実施例を示す図、第４図は凹面
回折格子の仕様を決定する場合の１例を示す図、第５図
は従来周知のイーグル（Ｅａｇｌｅ）型マウントの光学
素子配列を示す図、第６図は同じく従来周知の瀬谷一波
岡型マウントの光学系を示す図である。 図中、１は入射スリツト、２は凹面回折格子、３（は出
射スリツト、４はミラー、５（は回折格子回転台、６は
調整ネジ、７は回折格子回転用サインバ一、８はサイン
バ一駆動用ネジ、である。
Claims (1)
- １ 回折格子の中心から任意波長光の焦点までの距離の
変化が任意に設定された使用波長範囲内で最小になるよ
うに格子溝間隔が格子溝位置に応じて変化する格子溝を
機械的に刻線せしめた凹面回折格子と、光源からの光を
取りこむ入射スリットと、該入射スリットを通過し前記
凹面折格子に入射して反射回折した光束中の任意波長成
分を取り出す出射スリットとを具備し、かつ前記凹面回
折格子と前記入射スリットと前記出射スリットとを、前
記凹面回折格子の中心から前記入射スリットと前記出射
スリットを見込む角度を５度以内になるように配置せし
めて、前記凹面回折格子の回転のみで波長走査を行なう
如く構成したことを特徴とするモノクロメータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13046175A JPS5944573B2 (ja) | 1975-10-31 | 1975-10-31 | モノクロメ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13046175A JPS5944573B2 (ja) | 1975-10-31 | 1975-10-31 | モノクロメ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5255546A JPS5255546A (en) | 1977-05-07 |
| JPS5944573B2 true JPS5944573B2 (ja) | 1984-10-30 |
Family
ID=15034782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13046175A Expired JPS5944573B2 (ja) | 1975-10-31 | 1975-10-31 | モノクロメ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5944573B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6320977U (ja) * | 1986-07-21 | 1988-02-12 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5767827A (en) * | 1980-10-16 | 1982-04-24 | Shimadzu Corp | Concave diffraction grating spectroscope |
-
1975
- 1975-10-31 JP JP13046175A patent/JPS5944573B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6320977U (ja) * | 1986-07-21 | 1988-02-12 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5255546A (en) | 1977-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4575243A (en) | Monochromator | |
| JP2760825B2 (ja) | 分光計 | |
| US2453164A (en) | Plural grating spectrograph | |
| US4310244A (en) | Monochromator | |
| US4455087A (en) | Monochromatic imaging apparatus | |
| US4371263A (en) | Double monochromator | |
| EP0118504B1 (en) | Image monochromator | |
| US4632553A (en) | Silicon beamsplitter | |
| US3749498A (en) | Double-pass type double monochromator | |
| US4453826A (en) | Double monochromator | |
| KR101850573B1 (ko) | 미세 회전형 이미지 분광장치 | |
| US4850706A (en) | Low profile spectral analysis system | |
| JPS5944573B2 (ja) | モノクロメ−タ | |
| US4573758A (en) | Beam deflection mechanism | |
| US5047650A (en) | Monochrometer | |
| JPH08145795A (ja) | 複単色計 | |
| US6501552B1 (en) | Oblique incidence interferometer for removing higher-order interference fringes | |
| US4036558A (en) | Focalization process of spherical concave diffraction gratings | |
| GB2207253A (en) | Monochromator | |
| US3490848A (en) | Spectral grating apparatus | |
| US3915571A (en) | Monochromator with rotatable lens | |
| JPH05340813A (ja) | 分光器 | |
| JPH06103223B2 (ja) | ２次元像分光装置 | |
| US3549258A (en) | Monochromator | |
| US3472596A (en) | Double monochromator |