JPS5946362B2 - 回折格子 - Google Patents
回折格子Info
- Publication number
- JPS5946362B2 JPS5946362B2 JP53120860A JP12086078A JPS5946362B2 JP S5946362 B2 JPS5946362 B2 JP S5946362B2 JP 53120860 A JP53120860 A JP 53120860A JP 12086078 A JP12086078 A JP 12086078A JP S5946362 B2 JPS5946362 B2 JP S5946362B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffraction grating
- diffraction
- grating
- wavelength
- angle
- 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
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- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は広い波長域で効率よく使用できる光学回折格子
に関するものである。
に関するものである。
各種光学装置に用いられる回折格子は溝の形状を三角形
にして回折効率を高くすることが公知となつている。
にして回折効率を高くすることが公知となつている。
従来の回折格子は全面にわたつて同じ角度の三角形溝で
あるため、回折効率（回折光の強度／入射光の強度）の
波長依存性は溝の角度に応じた一つの狭い波長帯の回折
効率が高くなるのみであつて、その他の波長ではフレー
ズ波長（最大効率を示す波長）より遠ざかるにしたがつ
て低下していた（第３図７、８参照）。通常、光源のエ
ネルギーが弱い波長域もしくは検出器感度の低い波長域
においては、光のエネルギー損失を少なくするために、
回折効率が高くなる角度の三角形溝をもつた回折格子が
作られる。このような一波長域フレーズ形回折格子は、
フレーズ波長より離れた波長では回折効率が急激に低下
する欠点があつた。
あるため、回折効率（回折光の強度／入射光の強度）の
波長依存性は溝の角度に応じた一つの狭い波長帯の回折
効率が高くなるのみであつて、その他の波長ではフレー
ズ波長（最大効率を示す波長）より遠ざかるにしたがつ
て低下していた（第３図７、８参照）。通常、光源のエ
ネルギーが弱い波長域もしくは検出器感度の低い波長域
においては、光のエネルギー損失を少なくするために、
回折効率が高くなる角度の三角形溝をもつた回折格子が
作られる。このような一波長域フレーズ形回折格子は、
フレーズ波長より離れた波長では回折効率が急激に低下
する欠点があつた。
本発明は、上記欠点を補なうために回折格子面の両側部
を他の面と異つた角度の三角状溝に形成するとともに回
折格子面の中心部を回転軸とすることによつて、少なく
とも二つ以上の波長域で回折効率を高くした回折格子を
提供しようとするものである。
を他の面と異つた角度の三角状溝に形成するとともに回
折格子面の中心部を回転軸とすることによつて、少なく
とも二つ以上の波長域で回折効率を高くした回折格子を
提供しようとするものである。
以下本発明を図面に示される一実施例に沿つて説明する
。第１図は本発明による回折格子の働きを示す説明図で
ある。回折格子のある状態１に入射する光線５は回折格
子の光学的法則にしたがつて６の方向に回折される。
。第１図は本発明による回折格子の働きを示す説明図で
ある。回折格子のある状態１に入射する光線５は回折格
子の光学的法則にしたがつて６の方向に回折される。
回折格子の中点４（回転軸）を中心に１’の状態まで回
転した場合の回折方向が６と平行な６’となるような光
学的な配置はツエルニターナーマウントと呼ばれている
。また、入射光と回折光が一致する配置はリトロ−マウ
ントと呼ばれ、本発明による回折格子はいずれのマウン
トでも利用できることはもちろんである。入射角の小な
る回折格子の位置１（この場合の回折光の波長は短波長
である）では、格子部分（格子面の中央部分域）３で回
折されるが、入射角の大なる位置１’（この場合の回折
波長は長波長となる）では格子面の両側部の格子部分２
でも回折されるようになる。
転した場合の回折方向が６と平行な６’となるような光
学的な配置はツエルニターナーマウントと呼ばれている
。また、入射光と回折光が一致する配置はリトロ−マウ
ントと呼ばれ、本発明による回折格子はいずれのマウン
トでも利用できることはもちろんである。入射角の小な
る回折格子の位置１（この場合の回折光の波長は短波長
である）では、格子部分（格子面の中央部分域）３で回
折されるが、入射角の大なる位置１’（この場合の回折
波長は長波長となる）では格子面の両側部の格子部分２
でも回折されるようになる。
この場合第２図Ａの如く、格子部分３の溝形状は角度の
小さいα三角溝にして短波長の回折効率が高くなるよう
にし、また格子部分２の溝形状は第２図Ｂの如く角度の
大きいα′三角溝にし長波長の回折効率が高くなるよう
にする。このような回折格子における回折効率の波長依
存性は第３図の通りである。格子部分３の回折効率は短
波長にフレーズ効果をもつ７の如き特性であり、格子部
分２では長波長側にフレーズ効果をもつ８の如き特性を
持つているので、回折格子の中点４（回転軸）を中心に
回折格子を１から１’まで傾けると、□と８を合成した
９の如く広い波長域で回折率を高くすることができる。
例えば、入射光と回折光のなす角が２８。
小さいα三角溝にして短波長の回折効率が高くなるよう
にし、また格子部分２の溝形状は第２図Ｂの如く角度の
大きいα′三角溝にし長波長の回折効率が高くなるよう
にする。このような回折格子における回折効率の波長依
存性は第３図の通りである。格子部分３の回折効率は短
波長にフレーズ効果をもつ７の如き特性であり、格子部
分２では長波長側にフレーズ効果をもつ８の如き特性を
持つているので、回折格子の中点４（回転軸）を中心に
回折格子を１から１’まで傾けると、□と８を合成した
９の如く広い波長域で回折率を高くすることができる。
例えば、入射光と回折光のなす角が２８。
のツエルニターナ配置において、１５００本／Ｍｕの回
折格子を用いて波長λを２０００Ａから８０００人まで
回折させる分光器において、位置１での入射角をθ、位
置１′における入射角をθ５とすると、θ−２３位θ７
＝５２．５入となる。この場合格子部分２の面積は３の
４５％である。この実施例では、格子部分３はλ１−２
０００λにフレーズ特性をもつ溝角度αを形成し、格子
部分２はλ２＝７５００八にフレーズ特性をもつ溝角度
ｄを形成することによつて、波長２０００Ａ〜８０００
人の間で効率よく実施できる。同様に他の波長域に実施
できることは当然である。このような本発明の回折格子
は例えばイオンビームエツチング法によつて作ることが
できる。即ち、ホログラフイツクグレーテイングをマス
クにして三角状溝を形成させるイオンビームエツチング
法において、格子部分２をマスクして、定められた角度
αの三角状溝が形成されるようなイオンビーム入射角で
格子部分３をイオンエツチングする。次に３の部分にマ
スクをして、３の部分をエツチングした時よりも小さい
イオンビーム入射角でエツチングすると３の部分よりも
角度の大きいα５の三角状溝が２の部分に形成される。
これらの各部分の溝の角度は光学装置の特性に応じて任
意に選ぶことができる。
折格子を用いて波長λを２０００Ａから８０００人まで
回折させる分光器において、位置１での入射角をθ、位
置１′における入射角をθ５とすると、θ−２３位θ７
＝５２．５入となる。この場合格子部分２の面積は３の
４５％である。この実施例では、格子部分３はλ１−２
０００λにフレーズ特性をもつ溝角度αを形成し、格子
部分２はλ２＝７５００八にフレーズ特性をもつ溝角度
ｄを形成することによつて、波長２０００Ａ〜８０００
人の間で効率よく実施できる。同様に他の波長域に実施
できることは当然である。このような本発明の回折格子
は例えばイオンビームエツチング法によつて作ることが
できる。即ち、ホログラフイツクグレーテイングをマス
クにして三角状溝を形成させるイオンビームエツチング
法において、格子部分２をマスクして、定められた角度
αの三角状溝が形成されるようなイオンビーム入射角で
格子部分３をイオンエツチングする。次に３の部分にマ
スクをして、３の部分をエツチングした時よりも小さい
イオンビーム入射角でエツチングすると３の部分よりも
角度の大きいα５の三角状溝が２の部分に形成される。
これらの各部分の溝の角度は光学装置の特性に応じて任
意に選ぶことができる。
以上の如く本発明による回折格子は、二つの異つた波長
域に回折効率の極大値をもつため、従来の回折格子に比
べて広い波長範囲で効率を高くすることができる。
域に回折効率の極大値をもつため、従来の回折格子に比
べて広い波長範囲で効率を高くすることができる。
また、上記の実施例においては格子面の２と３の部分の
みを互いに異なつた角度の三角状溝に形成すると説明し
たが、これにかぎらずさらに多くの部分にフレーズ特性
をもたせて、つまり格子面の中心から周辺に対称にフレ
ーズ角を分布させてゆき、さらに広い波長域で平均的回
折効率を上げることも可能であり、このためには上記の
イオンビームエツチング法は有効に利用できるのである
。一方従来の分光器用回折格子としては、第４図・５図
・６図に図示されるように、回折格子面の左半分１０と
右半分１１のフレーズ角度をそれぞれα，ｄに形成する
とともに、回折格子保持台１２の中心に分散角可変軸１
３を配置し、λ１のヌタート波長から順次矢印方向に分
散角可変軸１３を中心に回折格子１が第６図に示すλ２
の波長位置まで回転するように構成された分光器が提案
されている。
みを互いに異なつた角度の三角状溝に形成すると説明し
たが、これにかぎらずさらに多くの部分にフレーズ特性
をもたせて、つまり格子面の中心から周辺に対称にフレ
ーズ角を分布させてゆき、さらに広い波長域で平均的回
折効率を上げることも可能であり、このためには上記の
イオンビームエツチング法は有効に利用できるのである
。一方従来の分光器用回折格子としては、第４図・５図
・６図に図示されるように、回折格子面の左半分１０と
右半分１１のフレーズ角度をそれぞれα，ｄに形成する
とともに、回折格子保持台１２の中心に分散角可変軸１
３を配置し、λ１のヌタート波長から順次矢印方向に分
散角可変軸１３を中心に回折格子１が第６図に示すλ２
の波長位置まで回転するように構成された分光器が提案
されている。
しかしこの装置においては、格子面の中心に回転軸をも
たないから光路長が一定とならず、特に凹面回折格子の
場合には焦点がずれるので使えず、又回折光線のセンタ
ーが順次ずれていくという点は光学装置としては非常に
不都合であるなどの欠点を有している。
たないから光路長が一定とならず、特に凹面回折格子の
場合には焦点がずれるので使えず、又回折光線のセンタ
ーが順次ずれていくという点は光学装置としては非常に
不都合であるなどの欠点を有している。
本発明においては上記のような欠点も解消され、その実
用上の効果は極めて大きく透れた回折格子が提供される
のである。
用上の効果は極めて大きく透れた回折格子が提供される
のである。
第１図は本発明による回折格子の原理的説明図、第２図
はこの発明の格子面の溝形状を示す模式図、第３図は本
発明による回折格子の回折効率の波長分布特性を示す図
、第４図は従来の回折格子の平面図、第５図〜第６図は
従来の分光器用回折格子の波長切換動作を行なう場合の
状態を示す図である。 １，Ｖ・・・・・・回折格子、２・・・・・・主として
長波長回折面、３・・・・・・主として短波長回折面、
４・・・・・・回折格子の中点、５・・・・・・入射光
線、６，６ｔ・・・・・回折光線、７・・・・・・格子
部分３における回折効率曲線、８・・・・・・格子部分
２における回折効率曲線、９・・・・・・格子部分全面
における回折効率曲線、θ，θｔ・・・・・入射角、α
，α５・・・・・・フレーズ角、λ１，λ２・・・・・
・フレーズ波長。
はこの発明の格子面の溝形状を示す模式図、第３図は本
発明による回折格子の回折効率の波長分布特性を示す図
、第４図は従来の回折格子の平面図、第５図〜第６図は
従来の分光器用回折格子の波長切換動作を行なう場合の
状態を示す図である。 １，Ｖ・・・・・・回折格子、２・・・・・・主として
長波長回折面、３・・・・・・主として短波長回折面、
４・・・・・・回折格子の中点、５・・・・・・入射光
線、６，６ｔ・・・・・回折光線、７・・・・・・格子
部分３における回折効率曲線、８・・・・・・格子部分
２における回折効率曲線、９・・・・・・格子部分全面
における回折効率曲線、θ，θｔ・・・・・入射角、α
，α５・・・・・・フレーズ角、λ１，λ２・・・・・
・フレーズ波長。
Claims (1)
- １ 分光器に用いられる回折格子面において、この回折
格子面の両側部を他の面と異つた角度の三角状溝に形成
するとともに回折格子面の中心部を回転軸とすることに
よつて少くとも二つ以上の波長域にプレーズ特性を持た
せるようにしたことを特徴とする回折格子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53120860A JPS5946362B2 (ja) | 1978-09-29 | 1978-09-29 | 回折格子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53120860A JPS5946362B2 (ja) | 1978-09-29 | 1978-09-29 | 回折格子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5546705A JPS5546705A (en) | 1980-04-02 |
| JPS5946362B2 true JPS5946362B2 (ja) | 1984-11-12 |
Family
ID=14796733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53120860A Expired JPS5946362B2 (ja) | 1978-09-29 | 1978-09-29 | 回折格子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5946362B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59145182U (ja) * | 1984-02-13 | 1984-09-28 | 守屋 信治 | コーヒー豆の焙煎装置 |
| JPH06100500B2 (ja) * | 1985-06-26 | 1994-12-12 | 株式会社島津製作所 | 分光測定装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5284756A (en) * | 1976-01-07 | 1977-07-14 | Hitachi Ltd | Diffraction grating for spectrometer and spectrometer using the same |
| JPS5414254A (en) * | 1977-07-02 | 1979-02-02 | Nippon Bunko Kogyo Kk | Wide range spectrometer |
-
1978
- 1978-09-29 JP JP53120860A patent/JPS5946362B2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5284756A (en) * | 1976-01-07 | 1977-07-14 | Hitachi Ltd | Diffraction grating for spectrometer and spectrometer using the same |
| JPS5414254A (en) * | 1977-07-02 | 1979-02-02 | Nippon Bunko Kogyo Kk | Wide range spectrometer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5546705A (en) | 1980-04-02 |
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