JPS6346371B2 - - Google Patents
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- JPS6346371B2 JPS6346371B2 JP51147622A JP14762276A JPS6346371B2 JP S6346371 B2 JPS6346371 B2 JP S6346371B2 JP 51147622 A JP51147622 A JP 51147622A JP 14762276 A JP14762276 A JP 14762276A JP S6346371 B2 JPS6346371 B2 JP S6346371B2
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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
- G01J3/1838—Holographic gratings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は複合光線の波長の分析用のスペクトロ
グラフ特に、スペクトルが一定の平面上に形成さ
れるスペクトログラフに関する。
グラフ特に、スペクトルが一定の平面上に形成さ
れるスペクトログラフに関する。
平面スペクトルを形成する各種の分散装置が知
られている。最も一般に用いられている装置は、
１個以上のプリズムから成つておつて、上記プリ
ズムに光が平行光束の形で入射させられるように
なつている。しかし、このような装置に点光源を
使用しない場合には、色収差を補正した入口コリ
メータレンズおよび出口合焦レンズを使用析て、
上記スペクトルの像を形成する必要がある。上記
プリズムの代りに平面分散回折格子をも使用する
ことができるが、しかしこの場合にも、入口レン
ズおよび出口レンズによつて上記装置を完全にす
ることが必要である。このような補助レンズの使
用は、寄生光線発生の危険、光度の損失、および
装置の原価高騰をもたらす。
られている。最も一般に用いられている装置は、
１個以上のプリズムから成つておつて、上記プリ
ズムに光が平行光束の形で入射させられるように
なつている。しかし、このような装置に点光源を
使用しない場合には、色収差を補正した入口コリ
メータレンズおよび出口合焦レンズを使用析て、
上記スペクトルの像を形成する必要がある。上記
プリズムの代りに平面分散回折格子をも使用する
ことができるが、しかしこの場合にも、入口レン
ズおよび出口レンズによつて上記装置を完全にす
ることが必要である。このような補助レンズの使
用は、寄生光線発生の危険、光度の損失、および
装置の原価高騰をもたらす。
また、分散装置として、エツチングしたすなわ
ち凹面ホログラフイー格子を用いたスペクトログ
ラフも知られており、上記分散装置は、コリメー
タ装置または合焦レンズを必要としない。このよ
うなスペクトログラフにおいては、分析すべき点
光源は、ローランドの円の上に、すなわち、該格
子の凹球面部の直径の半分の直径の円であつて、
上記球面部の直径方向平面内の該格子線に直交し
ている円上に置かれる。その際スペクトルはロー
ランドの円の上に形成される。そして、スペクト
ルの種々の波長を分析するための写真乾板のよう
な検出子を湾曲させる必要があるが、これは技術
的に困難な問題である。
ち凹面ホログラフイー格子を用いたスペクトログ
ラフも知られており、上記分散装置は、コリメー
タ装置または合焦レンズを必要としない。このよ
うなスペクトログラフにおいては、分析すべき点
光源は、ローランドの円の上に、すなわち、該格
子の凹球面部の直径の半分の直径の円であつて、
上記球面部の直径方向平面内の該格子線に直交し
ている円上に置かれる。その際スペクトルはロー
ランドの円の上に形成される。そして、スペクト
ルの種々の波長を分析するための写真乾板のよう
な検出子を湾曲させる必要があるが、これは技術
的に困難な問題である。
また、無収差特性のより良い若干の型の凹面ホ
ログラフイー格子も作られており、これらの格子
においては、分析すべき点光源は、ローランドの
円の外側に置くことができる。しかし、スペクト
ルは、更に複雑な曲線上に形成される。そして更
に、普通の検出子によるスペクトル検出が困難で
あり、このために、これらの回折格子は、広帯域
スペクトに使用するためのスペクトログラフに対
して使用できない。
ログラフイー格子も作られており、これらの格子
においては、分析すべき点光源は、ローランドの
円の外側に置くことができる。しかし、スペクト
ルは、更に複雑な曲線上に形成される。そして更
に、普通の検出子によるスペクトル検出が困難で
あり、このために、これらの回折格子は、広帯域
スペクトに使用するためのスペクトログラフに対
して使用できない。
また今までは、分析すべきスペクトル領域の大
きさにより、実際上、平面スペクトルの形成が必
要な場合には、上記の欠点はあるが、補助レンズ
で補正したプリズムまたは平面回折格子が用いら
れていた。
きさにより、実際上、平面スペクトルの形成が必
要な場合には、上記の欠点はあるが、補助レンズ
で補正したプリズムまたは平面回折格子が用いら
れていた。
本発明によれば、補助レンズの廃止および普通
の検出子使用が同時に可能となる。本発明は、新
規な凹面ホログラフイー格子の使用により、広が
つたスペクトル領域に対する平面界を有する新規
な型式のスペクトログラフを実施したものであ
る。
の検出子使用が同時に可能となる。本発明は、新
規な凹面ホログラフイー格子の使用により、広が
つたスペクトル領域に対する平面界を有する新規
な型式のスペクトログラフを実施したものであ
る。
従つて、本発明は、分析すべき光源および分散
装置を有するスペクトログラフに適用されるもの
である。本発明においては、分散装置は単に凹面
ホログラフイー格子から成り、この回折格子は回
折スペクトルを平面上に形成するように構成され
ている。
装置を有するスペクトログラフに適用されるもの
である。本発明においては、分散装置は単に凹面
ホログラフイー格子から成り、この回折格子は回
折スペクトルを平面上に形成するように構成され
ている。
本発明の一つの変形例においては、該分散装置
は、同一の凹面上で、所定の複数ホログラフイー
格子から成つており、そのためそれら回折スペク
トルがそれら複数平面上に位置をずらして夫々形
成されるようにするものとする。
は、同一の凹面上で、所定の複数ホログラフイー
格子から成つており、そのためそれら回折スペク
トルがそれら複数平面上に位置をずらして夫々形
成されるようにするものとする。
本発明は以下のスペクトログラフの実施例から
更によく理解できる。実施例では、平面回折スペ
クトルを得るためにホログラフイー格子が用いら
れている。また、例として、使用する回折格子の
特性を決定する計算の一般的手順を以下に述べ
る。
更によく理解できる。実施例では、平面回折スペ
クトルを得るためにホログラフイー格子が用いら
れている。また、例として、使用する回折格子の
特性を決定する計算の一般的手順を以下に述べ
る。
ホログラフイー格子を面支持体上に作るには、
２個のコーヒレント光源から発生する２本の光束
の間に干渉装置を置いて縞をつくることが知られ
ている。干渉面の前記面支持体との交叉によつて
作られた互いに同位相の縞により、支持体上に予
め塗布した光重合性樹脂を選択的に溶解して、回
折格子を構成する。第１図において、前記のホロ
グラフイー格子が、点光源ＣおよびＤから、凹球
面１上に干渉縞が形成され、これら点光源の平面
XOY上の極座標は、夫々1Cγおよび1Dδであり、
記録波長はλoである。この回折格子をスペクト
ログラフに用い、分析すべき光源を座標1Aαの点
Ａに置くと、各波長λに対して像がＢ，1Bβに形
成される。光学路MA＋MBが一定であれば格子
の座標XYZの点Ｍ、または更に厳密には格子の
溝の長さの如何に拘わらず、ＢはＡの完全な像で
あり、この光学路は第１溝から第２溝までkλだ
け変化する。ここに、ｋはスペクトルの次数であ
る。
２個のコーヒレント光源から発生する２本の光束
の間に干渉装置を置いて縞をつくることが知られ
ている。干渉面の前記面支持体との交叉によつて
作られた互いに同位相の縞により、支持体上に予
め塗布した光重合性樹脂を選択的に溶解して、回
折格子を構成する。第１図において、前記のホロ
グラフイー格子が、点光源ＣおよびＤから、凹球
面１上に干渉縞が形成され、これら点光源の平面
XOY上の極座標は、夫々1Cγおよび1Dδであり、
記録波長はλoである。この回折格子をスペクト
ログラフに用い、分析すべき光源を座標1Aαの点
Ａに置くと、各波長λに対して像がＢ，1Bβに形
成される。光学路MA＋MBが一定であれば格子
の座標XYZの点Ｍ、または更に厳密には格子の
溝の長さの如何に拘わらず、ＢはＡの完全な像で
あり、この光学路は第１溝から第２溝までkλだ
け変化する。ここに、ｋはスペクトルの次数であ
る。
一般に光学路△で与えられる収差があり、これ
は、凹面ホログラフイー格子に対しては、次式で
表わされることが解つている。ここにＰは定数で
ある。
は、凹面ホログラフイー格子に対しては、次式で
表わされることが解つている。ここにＰは定数で
ある。
△＝MA＋MB−kλ／λo（MC−MD）−Ｐ
半径Ｒの凹球面回折格子に対しては、収差性光
学路△は次の式(1)の形で得られた。
学路△は次の式(1)の形で得られた。
△＝−Ｙ（Ｈ−kλ／λoH′）＋Y2／２（Ｔ−kλ／λ
oT′）＋Z2／２（Ａ−kλ／λoA′）＋Y3／２（C1−kλ
／λoC′1） ＋YZ2／２（C2−kλ／λoC′2＋ ……(1) ここに Ｈ＝sinα＋sinβ；H′＝sinγ−sinδ Ｔ＝cos2α／lA−cosα／Ｒ＋cos2β／lB−cosβ／Ｒ T′＝cos2／lCγ−cosγ／Ｒ−（cos2δ／lD−cosδ
／Ｒ） Ａ＝１／lA−cosα／Ｒ＋１／lB−cosβ／Ｒ A′＝１／lC−cosγ／Ｒ−（１／lD−cosδ／Ｒ） C1＝sinα／lA（cos2α／lA−cosα／Ｒ） ＋sinβ／lB（cos2β／lB−cosβ／Ｒ） C′1＝sinγ／lC（cos2γ／lC−cosγ／Ｒ） −sinδ／lD（cos2δ／lD−cosδ／Ｒ） C2＝sinα／lA（１／lA−cosα／Ｒ） ＋sinβ／lB（１／lB−cosβ／Ｒ） C2′＝sinγ／lC（１／lC−cosγ／Ｒ） −sinδ／lD（１／lD−cosδ／Ｒ） である。式(1)において、ＡおよびＢは、波長λに
対して、単位長当りＮ個の格子縞のある回折格子
による物体像の共軛点であるから、sinα＋sinβ＝
kNλである。同様に、ＣおよびＤは、回折格子
写像の光束の点光源であるから、sinγ−sinδ＝
kNλである。
oT′）＋Z2／２（Ａ−kλ／λoA′）＋Y3／２（C1−kλ
／λoC′1） ＋YZ2／２（C2−kλ／λoC′2＋ ……(1) ここに Ｈ＝sinα＋sinβ；H′＝sinγ−sinδ Ｔ＝cos2α／lA−cosα／Ｒ＋cos2β／lB−cosβ／Ｒ T′＝cos2／lCγ−cosγ／Ｒ−（cos2δ／lD−cosδ
／Ｒ） Ａ＝１／lA−cosα／Ｒ＋１／lB−cosβ／Ｒ A′＝１／lC−cosγ／Ｒ−（１／lD−cosδ／Ｒ） C1＝sinα／lA（cos2α／lA−cosα／Ｒ） ＋sinβ／lB（cos2β／lB−cosβ／Ｒ） C′1＝sinγ／lC（cos2γ／lC−cosγ／Ｒ） −sinδ／lD（cos2δ／lD−cosδ／Ｒ） C2＝sinα／lA（１／lA−cosα／Ｒ） ＋sinβ／lB（１／lB−cosβ／Ｒ） C2′＝sinγ／lC（１／lC−cosγ／Ｒ） −sinδ／lD（１／lD−cosδ／Ｒ） である。式(1)において、ＡおよびＢは、波長λに
対して、単位長当りＮ個の格子縞のある回折格子
による物体像の共軛点であるから、sinα＋sinβ＝
kNλである。同様に、ＣおよびＤは、回折格子
写像の光束の点光源であるから、sinγ−sinδ＝
kNλである。
なおこの式において、ＴおよびT′はデフオー
カスを、ＡおよびA′は非点収差を、Ｃ及びC′は
第１次のコマを、C2およびC2′は第２次のコマを
夫々与える。△の展開式の後続の項は収差に関す
るものであるが、これについてはここでは考察し
ない。項Ｔ，Ａ，C1，C2は使用する点Ａおよび
Ｂの座標のみによつて決まるものであり、他方、
項T′，A′，C1′，C2′は格子記録の点ＣおよびＤの
みによつて決まるものである。
カスを、ＡおよびA′は非点収差を、Ｃ及びC′は
第１次のコマを、C2およびC2′は第２次のコマを
夫々与える。△の展開式の後続の項は収差に関す
るものであるが、これについてはここでは考察し
ない。項Ｔ，Ａ，C1，C2は使用する点Ａおよび
Ｂの座標のみによつて決まるものであり、他方、
項T′，A′，C1′，C2′は格子記録の点ＣおよびＤの
みによつて決まるものである。
回折格子の特性を決定するには、予め、格子縞
の密度Ｎ、および記録の波長λo、ならびにλ1か
らλ3までカバーするスペクトル領域を決める。
の密度Ｎ、および記録の波長λo、ならびにλ1か
らλ3までカバーするスペクトル領域を決める。
第２図において、入射光束に対する波長λの偏
差の角ωを予め決め、また、回折格子の法線に対
するスペクトル平面の傾斜角θを決める。この平
面は、図において、平面XOY上の前記平面の軌
跡Ｐで示してある。
差の角ωを予め決め、また、回折格子の法線に対
するスペクトル平面の傾斜角θを決める。この平
面は、図において、平面XOY上の前記平面の軌
跡Ｐで示してある。
定義により、観察されるスペクトルは切線方向
の焦点の位置にあり、また、波長λに対しては、
式(1)中の項Ｔ−kλ／λoT′が零となる時に接線方向焦 点の位置が決まる。スペクトルが平面となるため
には、全部の波長に対応する接線方向焦点が同一
平面内に存在しなければならない。実際上、対象
とする領域の３つの波長λ1，λ2，λ3の接線方向焦
点は同一平面内にあるか、または、平面XOY内
のそれらの軌跡は同一の直線Ｐ上に在る。他の波
長に対する接線方向焦点はこの平面内にない。し
かし、この焦点からこの平面までの距離は充分に
小さいものであつて、スペクトログラフの口径
（距離1Bに対する回折格子の寸法）を考えると、
スペクトル線の拡がりは僅かである。従つて、ス
ペクトルの充分な解像力が得られる。λ1およびλ3
をスペクトル領域両端の波長、または両端付近の
値にとり、λ2を中間の値にとつてある。
の焦点の位置にあり、また、波長λに対しては、
式(1)中の項Ｔ−kλ／λoT′が零となる時に接線方向焦 点の位置が決まる。スペクトルが平面となるため
には、全部の波長に対応する接線方向焦点が同一
平面内に存在しなければならない。実際上、対象
とする領域の３つの波長λ1，λ2，λ3の接線方向焦
点は同一平面内にあるか、または、平面XOY内
のそれらの軌跡は同一の直線Ｐ上に在る。他の波
長に対する接線方向焦点はこの平面内にない。し
かし、この焦点からこの平面までの距離は充分に
小さいものであつて、スペクトログラフの口径
（距離1Bに対する回折格子の寸法）を考えると、
スペクトル線の拡がりは僅かである。従つて、ス
ペクトルの充分な解像力が得られる。λ1およびλ3
をスペクトル領域両端の波長、または両端付近の
値にとり、λ2を中間の値にとつてある。
計算の第１段においては、先ず、記録データが
既知であると仮定して、波長λ1，λ2，λ3に対応し
て使用する点ＡおよびB1，B2，B3を考える。こ
の条件において、T′は一定であり、また、各記
憶波長に対しては、デフオーカスの項を零ならし
めれば、各波長に対してＴ＝kλ／λoと書ける。すな わち、次の通りになる。
既知であると仮定して、波長λ1，λ2，λ3に対応し
て使用する点ＡおよびB1，B2，B3を考える。こ
の条件において、T′は一定であり、また、各記
憶波長に対しては、デフオーカスの項を零ならし
めれば、各波長に対してＴ＝kλ／λoと書ける。すな わち、次の通りになる。
cos2α／lA−cosα／Ｒ＋cos2β1／lB1
−cosβ1／Ｒ＝kλ1／λoT′
ここにsinα＋sinβ1＝kNλ1
cos2α／lA−cosα／Ｒ＋cos2β2／lB2
−cosβ2／Ｒ＝kλ2／λoT′
ここにsinα＋sinβ2＝kNλ2
cos2α／lA−cosα／Ｒ＋cos2β3／lB3
−cosβ3／Ｒ＝kλ3／λoT′
ここにsinα＋sinβ3＝kNλ3
ωが一定であるから、前記の方程式にはαとβ
との間にある別の関係が付加される。このように
して、角αならびに３つの参照波長に対応する３
つの角β1、β2、β3を決定できる。更に、３つの接
線方向焦点を、回折格子に対する法線と傾斜角θ
をなす同一の直線上に描けば、一連の方程式が得
られ、この方程式により、θを変化させれば、一
群の満足すべき値1A、1B、1B2、1B3を見つけるこ
とができる。
との間にある別の関係が付加される。このように
して、角αならびに３つの参照波長に対応する３
つの角β1、β2、β3を決定できる。更に、３つの接
線方向焦点を、回折格子に対する法線と傾斜角θ
をなす同一の直線上に描けば、一連の方程式が得
られ、この方程式により、θを変化させれば、一
群の満足すべき値1A、1B、1B2、1B3を見つけるこ
とができる。
勿論、これらの計算は計算機で行なわれるもの
であり、これら方程式処理のためのプログラムの
設定はこの分野の専門家に委ねられる。
であり、これら方程式処理のためのプログラムの
設定はこの分野の専門家に委ねられる。
計算の第２段においては、３つの参照波長以外
の中間波長に対するデフオーカスを計算する。す
なわち、記憶平面に対する前記中間波長の接線方
向焦点の偏差を計算し、そして、角θおよびωを
加減して前記偏差の合計を最小ならしめる。この
ようにして、ω，θ，1Aおよびα，1B1およびβ1，
1B2およびβ2，1B3およびβ3の新たな一群の適合値
を設定する。これらの値からT′の値が決定され、
これから、記録点の座標間の関係が決定される。
の中間波長に対するデフオーカスを計算する。す
なわち、記憶平面に対する前記中間波長の接線方
向焦点の偏差を計算し、そして、角θおよびωを
加減して前記偏差の合計を最小ならしめる。この
ようにして、ω，θ，1Aおよびα，1B1およびβ1，
1B2およびβ2，1B3およびβ3の新たな一群の適合値
を設定する。これらの値からT′の値が決定され、
これから、記録点の座標間の関係が決定される。
計算の第３段においては、第１次のコマの補正
を行う。これにおいては、式(1)中の特徴的な項は
C1−kλ／λoC′1、すなわち sinα／lA（cos2α／lA−cosα／Ｒ） ＋sinβ／lB（cos2β／lB−cosβ／Ｒ）−kλ／λo
C′1 であり、そして、開口角ωを調節して、この項を
波長に比例させるようにする。これはデフオーカ
スを変化させ、そして、改めて傾斜角θの修正が
必要となる。すなわち、これは一般にコマの直線
性を損うのである。それで、角ωおよび傾斜角θ
を充分に修正して、デフオーカスを許容できる程
度のものとなし、かつ同時に、波長に対するコマ
の直線的偏差を得なければならない。
を行う。これにおいては、式(1)中の特徴的な項は
C1−kλ／λoC′1、すなわち sinα／lA（cos2α／lA−cosα／Ｒ） ＋sinβ／lB（cos2β／lB−cosβ／Ｒ）−kλ／λo
C′1 であり、そして、開口角ωを調節して、この項を
波長に比例させるようにする。これはデフオーカ
スを変化させ、そして、改めて傾斜角θの修正が
必要となる。すなわち、これは一般にコマの直線
性を損うのである。それで、角ωおよび傾斜角θ
を充分に修正して、デフオーカスを許容できる程
度のものとなし、かつ同時に、波長に対するコマ
の直線的偏差を得なければならない。
このようにして、３つの記憶波長に対する他の
群のωおよびθの値ならびに点Ａ，B1，B2，B3
の座標、ならびに、T′およびC′に対応する２つ
の値、従つて、記録点の座標間の２つの関係を設
定する。
群のωおよびθの値ならびに点Ａ，B1，B2，B3
の座標、ならびに、T′およびC′に対応する２つ
の値、従つて、記録点の座標間の２つの関係を設
定する。
最後に計算の第４段においては、全体のスペク
トルに対して剰余を平衡させるように選んだ中間
波長λ4に対して非点収差を零ならしめるようにす
ることができる。これによつて方程式Ａ−ｋλ4／λo A′＝０を解いて値A′を得て、写像の点の座標間
の新たな関係を決定する。
トルに対して剰余を平衡させるように選んだ中間
波長λ4に対して非点収差を零ならしめるようにす
ることができる。これによつて方程式Ａ−ｋλ4／λo A′＝０を解いて値A′を得て、写像の点の座標間
の新たな関係を決定する。
値T′，A′およびC′1、らびにsinγ−sinδ＝kNλo
の関係から、格子写像点の座標（1Cγ）および
（1Dδ）が求められる。
の関係から、格子写像点の座標（1Cγ）および
（1Dδ）が求められる。
以下の諸例は、波長の種々の拡がり面に対し
て、凹面ホログラフイー格子を用いて平面スペク
トルを得るスペクトログラフの特徴を示すもので
ある。
て、凹面ホログラフイー格子を用いて平面スペク
トルを得るスペクトログラフの特徴を示すもので
ある。
例 １
2000乃至8000Åのスペクトル領域に対して、直
径がＨ＝28mmで、１ミリメートル当り200本の格
子縞を有する回折格子を用いる。回折格子から85
mmの距離に点光源を置くと、回折格子の中心から
64mmの距離にあつて回折格子の中心における法線
に対して42゜傾斜している平面上に形成された長
さ20mmのスペクトルが得られる。0.004Hの非点
収差の最大高さが観察され、この高さは、4000Å
と8000Åとの間では0.001H以下である。分解度
は３Åである。
径がＨ＝28mmで、１ミリメートル当り200本の格
子縞を有する回折格子を用いる。回折格子から85
mmの距離に点光源を置くと、回折格子の中心から
64mmの距離にあつて回折格子の中心における法線
に対して42゜傾斜している平面上に形成された長
さ20mmのスペクトルが得られる。0.004Hの非点
収差の最大高さが観察され、この高さは、4000Å
と8000Åとの間では0.001H以下である。分解度
は３Åである。
例 ２
2500乃至4500Åのスペクトル領域に対して、直
径が50mmで、１ミリメートル当り1800本の格子縞
を有する回折格子を用いる。回折格子から255mm
の距離に点光源を置くと、回折格子の中心から
440mmの距離にあつて27゜傾斜している平面上に長
さ200mmのスペクトルが得られる。分解能は0.4Å
である。
径が50mmで、１ミリメートル当り1800本の格子縞
を有する回折格子を用いる。回折格子から255mm
の距離に点光源を置くと、回折格子の中心から
440mmの距離にあつて27゜傾斜している平面上に長
さ200mmのスペクトルが得られる。分解能は0.4Å
である。
例 ３
赤外域内の1.5乃至2.7μのスペクトル領域に対
して、直径が75mmで格子線数が300本／mmの回折
格子を用いる。格子中心から500mmの距離に点光
源を置くと、格子中心から860mmの距離にあつて
27゜傾斜している平面上に400mmの平面スペクトル
が得られる。分解能は1.5cm-1である。
して、直径が75mmで格子線数が300本／mmの回折
格子を用いる。格子中心から500mmの距離に点光
源を置くと、格子中心から860mmの距離にあつて
27゜傾斜している平面上に400mmの平面スペクトル
が得られる。分解能は1.5cm-1である。
例 ４
遠紫外域内の200乃至800Åの領域に対して、直
径が100mmで格子線数1750本／mmの回折格子を用
いる。点光源は930mmの距離に在り、形成される
スペクトルは125mmの長さである。このスペクト
ルは、882mmの距離にあつて負方向に約21゜傾斜し
ている平面上に形成される。分解能は0.5Åであ
る。
径が100mmで格子線数1750本／mmの回折格子を用
いる。点光源は930mmの距離に在り、形成される
スペクトルは125mmの長さである。このスペクト
ルは、882mmの距離にあつて負方向に約21゜傾斜し
ている平面上に形成される。分解能は0.5Åであ
る。
前述の諸例は、平面域を有する前記のようなス
ペクトログラフによつて得られるスペクトル領域
を、可視スペクトル内でも赤外域または遠紫外域
内でも選択し得ることを示している。
ペクトログラフによつて得られるスペクトル領域
を、可視スペクトル内でも赤外域または遠紫外域
内でも選択し得ることを示している。
本発明に係る平面域を有するスペクトログラフ
は、凹面ホログラフイー格子を用いることによ
り、各々が平面スペクトルを形成する複数の回折
格子を同一の球状支持体上に並列するという特に
興味ある変形例としても実施できる。この組立体
を、分析すべき複合光源を構成する単一の入力ス
リツトを介して照射すると、入射光内の分析すべ
きスペクトル領域の部分に各々が対応する複数の
別々の平面スペクトルが得られる。
は、凹面ホログラフイー格子を用いることによ
り、各々が平面スペクトルを形成する複数の回折
格子を同一の球状支持体上に並列するという特に
興味ある変形例としても実施できる。この組立体
を、分析すべき複合光源を構成する単一の入力ス
リツトを介して照射すると、入射光内の分析すべ
きスペクトル領域の部分に各々が対応する複数の
別々の平面スペクトルが得られる。
第３図は、子午面の両側に配置された２つの
別々の回折格子１１および１２を支持している凹
状支持体の正面図であり、この子午面の正面トラ
ツクは１３で示してある。各回折格子は、例えば
子午面の両側に設定された写像点を起点として写
像される。回折格子１１は点C1およびD1を起点
として写像され、回折格子１２は点C2およびD2
を起点として写像される。従つて、回折格子１１
は、共通のスリツト１５から、分析すべきスペク
トル領域の一部を覆うスペクトル１７を生じし
め、他方、回折格子１２は、前記領域の他の補足
部分をカバーするスペクトル１８を生じしめる。
例えば、2000〜6000Åの分析すべき領域を含む光
源１５に対して、スペクトル１７は2000Åから
4000Åまで延び、スペクトル１８は4000Åから
6000Åまで延びる。
別々の回折格子１１および１２を支持している凹
状支持体の正面図であり、この子午面の正面トラ
ツクは１３で示してある。各回折格子は、例えば
子午面の両側に設定された写像点を起点として写
像される。回折格子１１は点C1およびD1を起点
として写像され、回折格子１２は点C2およびD2
を起点として写像される。従つて、回折格子１１
は、共通のスリツト１５から、分析すべきスペク
トル領域の一部を覆うスペクトル１７を生じし
め、他方、回折格子１２は、前記領域の他の補足
部分をカバーするスペクトル１８を生じしめる。
例えば、2000〜6000Åの分析すべき領域を含む光
源１５に対して、スペクトル１７は2000Åから
4000Åまで延び、スペクトル１８は4000Åから
6000Åまで延びる。
制限された領域上に働く各回折格子１１および
１２は、その発光効率について充分に調節でき、
また、収差を充分に修正できる。従つて、良好な
精細度が得られ、かつ、単一の回折格子における
分解能と比較して必要空間が減る。従つて、同等
の空間においては、スペクトルの更に大きな線形
分散を得ることが可能であり、これにより、更に
大きなスペクトル分解能が得られる。
１２は、その発光効率について充分に調節でき、
また、収差を充分に修正できる。従つて、良好な
精細度が得られ、かつ、単一の回折格子における
分解能と比較して必要空間が減る。従つて、同等
の空間においては、スペクトルの更に大きな線形
分散を得ることが可能であり、これにより、更に
大きなスペクトル分解能が得られる。
このスペクトログラフは、普通のスペクトルを
唯１つの帯域に収縮させるべきホトダイオードの
モザイクまたは径小のビジコン管のような最近の
検出器に用いるのに特に好適である。
唯１つの帯域に収縮させるべきホトダイオードの
モザイクまたは径小のビジコン管のような最近の
検出器に用いるのに特に好適である。
勿論、２つ以上の回折格子を同一の支持体上に
形成してもよく、または更に、２つの回折格子を
並列の代りに重畳させてもよい。
形成してもよく、または更に、２つの回折格子を
並列の代りに重畳させてもよい。
第１図および第２図は、参照座標軸および計算
に用いる寸法的記号を定義するためのものであ
り、そのうち第１図は、参照三面角体OXYZの
ある空間に第２図は、XOY平面に限定した略図、
第３図は、同一の凹状支持体上に２つの別々のホ
ログラフイー格子がある実施例の正面図である。 １…凹球面、１１，１２…回折格子、１３…子
午面、１５…スリツト、１７，１８…スペクト
ル。
に用いる寸法的記号を定義するためのものであ
り、そのうち第１図は、参照三面角体OXYZの
ある空間に第２図は、XOY平面に限定した略図、
第３図は、同一の凹状支持体上に２つの別々のホ
ログラフイー格子がある実施例の正面図である。 １…凹球面、１１，１２…回折格子、１３…子
午面、１５…スリツト、１７，１８…スペクト
ル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光の２つの点光源によつて得た１つの凹面ホ
ログラフイー格子と、回折格子ごとに１つの受光
要素とを有する少なくとも１つの分散系と、分析
しようとする光源とを有するスペクトログラフに
おいて、 △＝−Ｙ（Ｈ−kλ／λ0H′）＋Y2／２（Ｔ−kλ／λ0T
′） ＋Z2／２（Ａ−kλ／λ0A′） ＋Y3／２（C1−kλ／λ0C1′） （Ｈ，Ｔ，Ａ，C1、並びにH′，T′，A′，
C1′は、被写体点及び像点の極座標ないしは２つ
の記録点の極座標に依存する関数を表わし、Ｙ，
Ｚは、格子面上の１点の座標を表わし、λは、ｋ
次の回折光の波長を表わし、λ0は、格子面の記録
に使用される光の波長を表わす）によつて近似的
に表わされる収差光路△が、式の第１項（Ｈ−
kλ／λ0H′）については回折光の全部の波長λに対し て、また焦点外れ項 （Ｔ−kλ／λ0T′）及び非点収差項 （Ａ−kλ／λ0A′）については、少なくとも各１つ の波長に対して最小になるようにし、回折格子
１，１１，１２の表面の形態と、被分析光の光源
と受光要素の配列とを、 (a) 式の第１項（Ｈ−kλ／λ0H′）が回折した光の全 部の波長λについて０に等しくなり、 (b) 焦点外れ項（Ｔ−kλ／λ0T′）が、３つの異なつ た基準波長λ1，λ2，λ3に対して、０に等しく、
これらの基準波長と異なつた中間波長に対し
て、最小となり、 (c) 非点収差項（Ａ−kλ／λ0A′）が、別の中間波長 λ4に対して、０に等しく、 (d) １次コマ項（C1−kλ／λ0C1′）が回折した光の 波長λに近似的に比例し、 (e) ３つの基準波長λ1，λ2，λ3の接線焦点が前記
の受光器のところの直線上にある ように定めていることを特徴とするスペクトログ
ラフ。 ２ １つの共通ホルダに配置された複数の回折格
子１１，１２は、一つの面内で得られたそれの回
折スペクトル１７，１８が解析しようとする光の
全波長を全部カバーしている、相互にずれている
所定のスペクトルフイールドの上にあるように、
設置されている特許請求の範囲第１項に記載のス
ペクトログラフ。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7537803A FR2334947A1 (fr) | 1975-12-10 | 1975-12-10 | Spectographe a champ plan pour un domaine spectral etendu utilisant un reseau holographique concave |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5271256A JPS5271256A (en) | 1977-06-14 |
| JPS6346371B2 true JPS6346371B2 (ja) | 1988-09-14 |
Family
ID=9163578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51147622A Granted JPS5271256A (en) | 1975-12-10 | 1976-12-07 | Wide range spectrum spectrograph |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4087183A (ja) |
| JP (1) | JPS5271256A (ja) |
| DE (1) | DE2656119C2 (ja) |
| FR (1) | FR2334947A1 (ja) |
| GB (1) | GB1565377A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0529970U (ja) * | 1991-09-24 | 1993-04-20 | 株式会社富士通ゼネラル | 包装箱 |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2396961A2 (fr) * | 1977-07-08 | 1979-02-02 | Instruments Sa | Spectrographe a champ plan pour un domaine spectral etendu, utilisant un reseau holographique concave |
| DE2919925C2 (de) * | 1979-05-17 | 1986-07-03 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Vorrichtung zur photometrischen Analyse von kleinen Probenmengen |
| JPS56137233A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-27 | Japan Atom Energy Res Inst | Diagonal incidence spectroscope |
| FR2519427A1 (fr) * | 1982-01-04 | 1983-07-08 | Instruments Sa | Dispositif de spectrometrie |
| FR2557694B1 (fr) * | 1983-12-30 | 1987-03-20 | Centre Nat Rech Scient | Monochromateur a objectif dispersif telecentrique |
| DE3521806A1 (de) * | 1984-08-07 | 1986-02-20 | Erich Lacher Uhrenfabrik GmbH & Co KG, 7530 Pforzheim | Verpackung fuer eine armbanduhr |
| US4834474A (en) * | 1987-05-01 | 1989-05-30 | The University Of Rochester | Optical systems using volume holographic elements to provide arbitrary space-time characteristics, including frequency-and/or spatially-dependent delay lines, chirped pulse compressors, pulse hirpers, pulse shapers, and laser resonators |
| FI875236A (fi) * | 1987-11-27 | 1989-05-28 | Outokumpu Oy | Maetningsgivare foer baerbar analysator. |
| US4815849A (en) * | 1987-12-30 | 1989-03-28 | Hewlett-Packard Company | Spectrometer using concave holographic diffraction grating |
| US4925305A (en) * | 1988-12-01 | 1990-05-15 | Erickson Ronald R | Method for the preservation of wheat and device useful therefore |
| DE3939148A1 (de) * | 1989-11-27 | 1991-05-29 | Kernforschungsz Karlsruhe | Zweistrahl-spektrometer |
| DD294087A5 (de) * | 1990-04-27 | 1991-09-19 | ���@��@����@�����@���@�������������k�� | Spektrometer |
| DE4124203A1 (de) * | 1991-07-20 | 1993-01-21 | Krupp Ag | Holographische messmarken |
| WO1995030179A1 (en) * | 1994-05-02 | 1995-11-09 | Instruments Sa, Inc. | A method of forming a holographic diffraction grating |
| US5644396A (en) * | 1995-06-20 | 1997-07-01 | Hewlett-Packard Company | Spectrograph with low focal ratio |
| US5675411A (en) * | 1996-05-10 | 1997-10-07 | General Atomics | Broad-band spectrometer with high resolution |
| JPH1062248A (ja) * | 1996-08-22 | 1998-03-06 | Hitachi Ltd | 凹面回折分光器 |
| US5995221A (en) * | 1997-02-28 | 1999-11-30 | Instruments S.A., Inc. | Modified concentric spectrograph |
| DE19853754B4 (de) | 1998-11-21 | 2009-06-10 | Spectro Analytical Instruments Gmbh | Simultanes Doppelgitter-Spektrometer mit Halbleiterzeilensensoren oder Photoelektronenvervielfachern |
| NO321629B1 (no) * | 2000-11-30 | 2006-06-12 | Tomra Systems Asa | Anordning for bruk ved spektroskopi |
| FR2938059B1 (fr) | 2008-11-03 | 2011-03-11 | Horiba Jobin Yvon Sas | Spectrometre imageur de type dyson de qualite image amelioree et a faible distorsion. |
| DE102008054733B4 (de) * | 2008-12-16 | 2021-02-25 | Hitachi High-Tech Analytical Science Finland Oy | Spektrometer mit mehreren Gittern |
| FR2956204B1 (fr) | 2010-02-10 | 2013-12-20 | Horiba Jobin Yvon Sas | Spectrographe compact a large bande spectrale comprenant une pluralite de reseaux de diffraction |
| RU2457446C1 (ru) * | 2010-11-30 | 2012-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ-КАИ) | Спектроскоп |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2036613A5 (ja) * | 1969-03-26 | 1970-12-24 | Jobin Et G Yvon | |
| US3791737A (en) * | 1971-06-18 | 1974-02-12 | A Johansson | Spectrometer in which a desired number of spectral lines are focused at one fixed output slit |
-
1975
- 1975-12-10 FR FR7537803A patent/FR2334947A1/fr active Granted
-
1976
- 1976-03-25 US US05/670,567 patent/US4087183A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-11-26 GB GB49545/76A patent/GB1565377A/en not_active Expired
- 1976-12-07 JP JP51147622A patent/JPS5271256A/ja active Granted
- 1976-12-10 DE DE2656119A patent/DE2656119C2/de not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0529970U (ja) * | 1991-09-24 | 1993-04-20 | 株式会社富士通ゼネラル | 包装箱 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2656119C2 (de) | 1983-07-14 |
| JPS5271256A (en) | 1977-06-14 |
| FR2334947A1 (fr) | 1977-07-08 |
| GB1565377A (en) | 1980-04-16 |
| US4087183A (en) | 1978-05-02 |
| DE2656119A1 (de) | 1977-06-23 |
| FR2334947B1 (ja) | 1982-05-14 |
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