JPS6230201A

JPS6230201A - 回折格子

Info

Publication number: JPS6230201A
Application number: JP8067786A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Noda; 英行野田; Masahito Koike; 雅人小池
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1985-04-11
Filing date: 1986-04-08
Publication date: 1987-02-09
Anticipated expiration: 2009-08-22
Also published as: JPH0664207B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】イ　産業上の利用分野本発明はホログラフィによって製作された回折格子に関
する。

口　従来技術平面回折格子は従来機械切りで格子溝を作っており、格
子パターンは等間隔直線格子であるが、この型の回折格
子はそれ自身は収差を持っていないが、ツエルニー・タ
ーナーマウント或はリトロ−マウントの分光器のように
コリメータ素子とテレメータ素子に凹面鏡を使ったもの
では、凹面鏡に球面鏡を用い軸外し状態で使うため、こ
れらの凹面鏡によってＦ差が発生していた。この収差を
補正するためには平面回折格子の格子パターンを特殊な
ものにして、回折格子をこコリメータ鏡及びカメラ鏡に
よって発生する収差を打消すような収差を発生させれば
よいが、ポログラフィの利用Ｏこよってそのような特殊
な格子パターンに近い格子パターンを製作する可能性が
出て来た。しかし従来のホログラフィックな回折格子で
は回折格子のパターンを格子基板上に形成するための記
録光昏こ球面波を用いていたため、格子パターンは回転
双曲面群と格子基板との交線群に限定され、収差補正は
不充分なものであった。

また凹面回折格子を用いる分光器では回折格子自身に結
像作用があるからコリメータ素子やテレメータ素子が不
要であり、それらによって生ずる収差はないが、この場
合凹面回折格子の結像性に収差が現われる。この場合に
もホログラフィを用いて格子パターンを製作することに
よって収差を補正することが行われるようになって来た
が、この場合にも従来は記録光に球面波を用いて来たの
で充分な収差補正ができなかった。

ハ　発明が解決しようとする問題点本発明はホログラフィを用いた回折格子の格子パターン
の形成に改善を行ってより完全な収差補正を可能にしよ
うとするものである。

二　問題解決のための手段ホログラフィによって回折格子基板に回折格子パターン
を記録するための記録光のうち少（とも一つを非球面波
とした。また非球面波を得る手段として点光源の光（球
面波）を軸外しの球面鏡で反射させた。

ホ作用ホログラフィによる回折格子パターンの製作法は、回折
格子基板に互に干渉可能な三光束の光を投射して回折格
子基板面に干渉パターンを形成させ、この干渉パターン
を基板面Ｇこ焼付は記録するもので、上記三光束を記録
光、その光源を記録光源と云う。従来は上記した二つの
記録光として平面波或は球面波の光を用いていた。これ
に対して本発明では二つの記録光のうち少くとも一万を
非球面波としたので、干渉パターンを形成する記録条件
のパラメータが増加し、得られる干渉パターンも変化に
富み、干渉パターンの選択の自由度が増すので、記録条
件の選択によって従来に比し収差補正をより完全にでき
るようになった。記録条件のパラメータが増加すると云
うのは、球面波を用いる場合、パラメータは点光源（球
面波だから）の位置のデータだけであるが、非球面波を
用いると、点光源の位置のデータの他に非球面の程度を
決めるパラメータが加わるのである。またこのようにし
て得られる干渉パターンを格子パターンとすると、その
ような回折格子では入射光が平面波或は球面波であって
も、回折光は非球面波になるので、それによって分光器
の光学系全体としての収差特にコマ、非点収差を効果的
蚤こ補正できることになるのである。

へ実施例（ツエルニー・ターナーマウント分光器用の平面回折格
子ンこの実施例は本願発明者中、小池雅人によるもので、平
面回折格子に関するものである。

第１図は上記実施例を示すが１が平面回折格子基板、２
，３が記録光源点で、夫々は同一レーザ〔図外）から発
射されたレーザビームを２分割して収束させることによ
り形成されている。記録光源点２，３から発散する球面
波はそれぞれ凹面鏡４．５により非球面波として反射さ
れ、回折格子基板１上で干渉縞を形成する。

第２図は本発明により作成したホログラフィック平面回
折格子を用いたツエルニ−・ター−１−−マウンティン
グの分光系の一列を示す。分光系の波長領域を３００ｎ
ｍ〜８００ｎｍ、回折格子６の中心での格子定数を１／
１６００ｍｎｈとし、コリメータ鏡８を単位長の曲率半
径をもつ球面鏡とする。

上記回折格子製作の詳細を述べると、記録光としてレー
ザ波長４４１．６ｎｍのレーザー光を用い、露光系の配
置は第１図においてｐｃ：：０．９８９８ｑ　ｃ　＝　０．３９１５ τＣ：１．４３８゜ｐｄ＝０．９８９６Ｑｄ＝０．３９０７ τｄ＝１．５６４゜である。また凹面鏡４，５の曲率半径Ｒ４，Ｒ５１ま ≠Ｒ４＝Ｒ５＝１．０００である。

分光系の配置は第２図においてｒ＝０．４９７７、Ｄ＝
０．４２９８．Ｄ’　＝０．４３２５．ｒ’＝０゜４９
２５、θ＝５．５３°、に：＝：２９．１２°、θ′＝
１３．４４°で、使用次数ｍはｍ＝−１、カメラ鏡９の
曲率半径Ｒ９はＲ９：１．０１３である。したがってｐ
Ｃ＋　　Ｑｄｔ　　さら昏こ凹面鏡４，５の曲率半沁径はコリメータ鏡８の曲率半径に等しいが、もしくはそ
の近傍にある。

上の例では二つの記録光源点２，３をこ関して、夫々凹
面鏡を使用しているが、この講説は二つの記録光源のう
ち少なくとも一万についてだけ採用しておけば充分な場
合が設計上多い。また回折格子ｘ板＋二ついても平面以
外にシリンドリカル面、球面などを用いることが可能で
ある。

（瀬谷・波岡マウント分光器の凹面回折格子）この実施
例は本願発明者中、野田美行によるもので凹面回折格子
に関するものである。この実施例における回折格子は曲
率半径５００　ｍｍの凹球面で中心における格子ピッチ
は６００本／　ｍ　ｍであり、これを用いる分光系を第
３図に示す。１０が本発明に係る上記凹面回折格子で、
６は入射スリット、７は出射スリットで、入射スリット
６から格子中心Ｏまでの距離ｒ＝＝４０９．８３７４ｍ
ｍ。

格子中心から出射スリン）１での距離ｒ’＝４１０．８
１９０ｍｍ、入射スリットと出射スリットとの格子中心
に関する角距離θ＝６９．７０８３°で、使用波長範囲
は１００〜７００ｎｍである。

第４図は上記回折格子１０の格子パターン記録時の配置
を示す。１１が回折格子基板で曲率半径５００ｍｍの凹
球面であり、その中心Ｏに立てた法線をＮとする。Ｎを
含む平面内で、同法線Ｎと角α＝４７７°離れた方向で
０点からの距離ｒ＝１９９９．４ｍｍの所に点光源１２
を置き、法線Ｎに関し、点光源１２と反対側に角度β＝
１１°だけ離れ、０点からの距１１ｒ　’　＝８７１．
４ｍｍの位置に凹面球面鏡１３の中心Ｏ′を置き、０７
点から０．Ｏｌを結ぶ線より角度２γ：１６．４　°だ
け法線Ｎ寄りに離れ、０′から距離ｐ＝２０．４９ｍｍ
の位置に点光源１４を配置した。

記録光として波長４５７．９３ｎｍのレーザー光を用い
た。

第５は上述回折格子とコマ収差補正を行った従来のホロ
グラフィック回折格子とを第３図に示す分光器で使い較
べたときのスポットダイヤグラム（計算値）であり各波
長において本発明が優れていることが分る。

（リトロ−マウント分光器用の平面回折格子）この実施
例は本願発明中、小泡雅人によるもので、平面回折格子
に関するものである。

第６図は上記実施例を示す。１が平面回折格子基板、２
，３が記録ｙ６６点で、夫々は同一レーザ（図外）から
発射されたレーザビームを２分割して収束させることに
より形成されている。記録光板１上で干渉縞を形成する
。

第７図は本発明により作成したホログラフィック平面回
折格子を用いたりドローマウントの分光系の一例を示す
。分光系の波長領域を２００〜８００ｎｍ、回折格子６
の中心での格子定数を１／１８００ｍｍとし、コリメー
タ鏡８を単位長の曲率半径をもつ球面鏡とする。

上記回折格子製作の詳細を述べると、記録光としてレー
ザ波長４４１．６ｎｍのレーザ光を用い、露光系の配置
は第６図においてｐｃ＝０．３９８６ｑｃ＝０．８７１０ノｃ　＝　６．１８８゜ｐｄ＝０．３９１２ｑｄ＝０．８７０８、ｒｄ＝１３．５４５゜である。また凹面鏡４，５の曲率半径Ｒ４，Ｒ５はＲ４
：Ｒ５：１．０００である。

分光系の配置は第７図においてｒ＝＝０．４９８８Ｄ＝
０．４０７８．Ｄ’＝０．４０９３．　　Ｔ’＝＝０．
４９７３、　θ＝４２９０　ｏ、　　２　Ｋ＝２．４０
５°、　θ′＝５．７０９°で使用次数−１、コリメー
タ鏡８の曲率半径Ｒ８はＲ８＝１．ＯＯＯである。した
がって、ｑｃ＋ｑｄ、さらに凹面鏡４，５の曲率半径は
コリメータ鏡８の曲率半径（・こ等しいか、もしくはそ
の近傍にある。

上の例では二つの記録光源２，３に関して、夫々凹面鏡
を使用しているが、この構成には二つの記録光源のうち
少なくとも一万についてだけ採用しておけば充分な場合
が設計上多い。また回折格子基板についても平面以外に
シリンドリカル面、球面などを用いることが可能である
。

ト効果本発明による回折格子は従来のホログラフィック回折格
子に比し、記録先に非球面波を用いたことにより格子パ
ターンを形成したので、分光器を構成する光学素子或は
回折格子自身を軸外し状態で用いることにより発生する
収差の補正が従来のホログラフィック回折格子に比し一
層良好になった。また非球面波を得るの昏こ凹球面鏡を
軸外しで用いると、非球面光学系を用いるのに比し、回
折格子の格子パターン記録用光学系を容易にきわめて精
密に最適設計の諸パラメータに合せて構成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回折格子の格子パターン記
録時の配置を示す平面図、第２図は同実施例昏こよる回
折格子を用いた分光器の平面図、第３図は本発明の他の
実施例の回折格子が用いられる分光器の平面図、第４図
は同実施例の回折格子同実施例による回折格子を用いた
分光器の平面図である。代理人　弁理士　　縣　　　　　浩　　介従：Ｊ、０ツ ★ネセ１づ１牙ら図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回折格子基板面に二つの相互に干渉し得る光束を
投射して干渉パターンを形成させ、この干渉パターンを
基板面に記録して製作された格子パターンを有し、上記
二の光束のうち、少しとも一つは非球面波としたことを
特徴とする回折格子。
（２）ツエルニー・ターナーマウント分光器用であつて
、回折格子基板が平面であり、上記分光器で用いるコリ
メータ鏡或はカメラ鏡の曲率半径とほゞ等しい曲率半径
をもつ凹球面鏡に対して点光源を軸外し位置に置いて回
折格子基板面に干渉パターンを形成させた特許請求の範
囲第１項記載の回折格子。
（３）瀬谷・波岡マウント分光器用であつて、凹球面の
回折格子基板を用い、同基板とほゞ同じ曲率半径をもつ
凹面鏡に対して軸外し位置に点光源を配置して回折格子
基板面に干渉パターンを形成させた特許請求の範囲第１
項記載の回折格子。
（４）リトローマウント分光器であつて、回折格子基板
が平面であり、上記分光器で用いるコリメータ鏡の曲率
半径とほゞ等しい曲率半径をもつ凹球面鏡に対して点光
源を軸外し位置に置いて回折格子基板面に干渉パターン
を形成させた特許請求の範囲第１項記載回折格子。