回折格子(Gratings:グレーティング)ポリクロメータ用凹面回折格子

CONCAVE GRATINGS FOR FLAT-FIELD POLYCHROMATORS

ポリクロメータ用凹面回折格子

凹面回折格子は平面回折格子と異なり、凹面鏡などの結像素子を用いずに分光光学系を構成できるという利点があります。このため各種分析機器をはじめ、光通信、バイオ、メディカル機器などの広い分野で用いられています。

特長・光学配置

ポリクロメータは、回折格子を回転させずに各波長のスペ クトル分布をフォトダイオードアレイ等の検出器を用いて、同時測光できる分光器です。図31のように入口スリットA から出た光は凹面回折格子によって分光され、そのスペクトルが検出器面上(B1~B2)で測定されます。スペクトル面は可能な限りフラットに設計されており、コマ収差、非点収差等の極小化にも注意が払われています。 波長λのときの回折角β、および回折格子中心Oから検出器面までの距離r'は(22) 式、(23)式となります。

また、ポリクロメータの場合は(5)式の逆線分散が(24)式となります。

図21 フラットフィールド ポリクロメータ用凹面BHGマウント

図31フラットフィールド ポリクロメータ用凹面回折格子マウント

各種パラメータについてご説明いたします。

溝本数 N:凹面回折格子の中心での溝本数です。   

分散 D:波長範囲λ1 ~λ2 を検出器長Lで割った値です。   

波長範囲λ1 ~λ2:当社で最適設計した波長範囲であり、この波長範囲外では収差が大きくなり結像特性が劣化します。λ1 、λ2 はそれぞれ最小波長と最大波長を表わします。   

検出器長 L:上記の使用波長範囲で使用するために必要な検出器長です。   

ブレーズ波長λB:設計マウントにおけるブレーズ波長λB であり、リトロー配置でのブレーズ波長λB(Litt) ではありません。「​回折格子の解説」のブレーズ波長をご参照ください。   

設計マウント(図31 参照)  

r:入射距離で、回折格子中心O から入口スリットA までの距離です。   

r 1':最小波長λ1 のときの回折格子中心Oから検出器面までの距離です。   

r 2':最大波長λ2 のときの回折格子中心Oから検出器面までの距離です。   

r i':回折格子中心Oから検出器面へ下ろした垂線の距離OB iです。   

α:入射角で回折格子法線からの角度を表わし、反時計回りを正とします。   

β1:最小波長λ1 のときの回折角で回折格子法線からの角度を表わし、反時計回りを正とします。   

β2:最大波長λ2 のときの回折角で回折格子法線からの角度を表わし、反時計回りを正とします。   

βi:回折格子法線から直線OB iまでの角度を表わし、反時計まわりを正とします。