(57)【要約】【課題】全波長域で波長分解能が良好なポリクロメータを供給する。【解決手段】本発明のポリクロメータは、測定光を導入する入口スリット１と、該導入された光を各波長毎に分散するとともに各波長の光の像を結像する凹面回折格子２と、該各波長の光の強度を同時に測定するアレイ検出器３で構成されている。アレイ検出器３は、光電変換素子列３ａと、透光板３ｂで構成される。透光板３ｂは厚さが波長分散方向で変化するＢＫ７ガラスで構成されている。例えば、４４０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍの各波長の光の結像位置は、透光板３ｂの厚さで調整され、いずれも光電変換素子列３ａの受光面上にあり、全波長域で波長分解能は良好となる。【選択図】          図１
2011164014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定光を導入する入口スリットと、前記導入された測定光を波長毎に分散させる波長分散手段と、前記波長分散手段により分散された光を検出面に入射させて、各波長毎の光の強度を同時に測定する平面状のアレイ検出器を備えたポリクロメータにおいて、前記波長分散手段により分散された光のそれぞれが、前記アレイ検出器の検出面上で結像するように前記アレイ検出器への光入射側に厚さを変化させた透光板を配設したことを特徴とするポリクロメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリクロメータ形分光器に関し、特には波長分解能を向上するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリクロメータは、測定光を波長毎に回折格子（グレーティング）で分散し、この分散された各波長の光の像をアレイ検出器の検出面上に結像し、各波長の光の強度を同時に測定するように構成されている。ポリクロメータを構成する回折格子（波長分散手段）には、凹面回折格子と平面回折格子がある。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。
【０００３】
測定光を波長毎に凹面回折格子で分散する形式のポリクロメータは、図２に示すとおり、測定光を導入する入口スリット１と、該導入された光を各波長毎に分散するとともに各波長の光の像を結像する凹面回折格子２と、該各波長の光を電気信号に変換し各波長の光の強度を同時に測定するアレイ検出器２３で構成されている。
【０００４】
アレイ検出器２３は、平面状に光電変換素子を波長分散方向に配列した光電変換素子列２３ａと、光電変換素子列２３ａへの光の入射側に配設され透明で厚さが一定な平板状の透光板２３ｂと、光電変換素子列２３ａと透光板２３ｂとを支持するケースで構成されている。
【０００５】
ポリクロメータの波長校正法として次の方法が提案されている。モノクロメータから出射する単色光を校正しようとするポリクロメータに入射させ、モノクロメータの波長走査を行って、ポリクロメータの検出面を構成する光電変換素子の各単位素子毎にその単位素子の出力が最大となるモノクロメータの波長値を検出し、その単位素子の波長とする（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−７９９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ポリクロメータにおいては、図２に示すとおり、各波長の光の結像位置は、収差補正形回折格子を用いたとしても、必ずピントずれｄが生起する。例えば、凹面回折格子２の溝本数を１２８６本／ｍｍ、凹面回折格子２の曲率半径を１００ｍｍ、入射距離を７０．７ｍｍ、入射角度を４５°とし、５５０ｎｍの光軸と光電変換素子列２３ａの受光面を直交させ、透光板２３ｂが厚さ２ｍｍのＢＫ７ガラスで構成されている場合、５５０ｎｍの光は受光面で結像するが、４４０ｎｍの光は受光面の２．０ｍｍ手前、６５０ｎｍの光は受光面の１．７ｍｍ手前で結像し、ピントずれｄが生起する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、測定光を導入する入口スリットと、前記導入された測定光を波長毎に分散させる波長分散手段と、前記波長分散手段により分散された光を検出面に入射させて、各波長毎の光の強度を同時に測定する平面状のアレイ検出器を備えたポリクロメータにおいて、前記波長分散手段により分散された光のそれぞれが、前記アレイ検出器の検出面上で結像するように前記アレイ検出器への光入射側に厚さを変化させた透光板を配設するものである。したがって透光板の厚い部分を透過した波長の光の結像位置は、屈折の影響で、薄い部分を透過した波長の光の結像位置より、波長分散手段から遠ざかる。
【発明の効果】
【０００９】
透光板の厚さを変化させることで、各波長の光の結像位置を光電変換素子列の受光面上とすることが可能であり、全波長域で波長分解能が良好なポリクロメータを供給可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例によるポリクロメータの概略構成を示す図である。
【図２】従来のポリクロメータの概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施例によるポリクロメータは、測定光を導入する入口スリットと、導入された測定光を各波長毎に分散するとともに各波長毎に結像する凹面回折格子と、各波長毎に結像した光を電気信号に変換するアレイ検出器とで構成され、該アレイ検出器への光入射側に配設された透光板の厚さは波長分散方向で変化している。
【実施例】
【００１２】
本発明の実施例について図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施例によるポリクロメータの概略構成を示す図である。本発明の実施例によるポリクロメータは、図１に示すとおり、測定光を導入する入口スリット１と、該導入された光を各波長毎に分散するとともに各波長の光の像を結像する凹面回折格子２と、該各波長の光を電気信号に変換し各波長の光の強度を同時に測定するアレイ検出器３で構成されている。本実施例の凹面回折格子２は、本件発明の波長分散手段に相当する。
【００１３】
アレイ検出器３は、平面状に光電変換素子を波長分散方向に配列した光電変換素子列３ａと、透光板３ｂと、光電変換素子列３ａと透光板３ｂとを支持するケースで構成されている。透光板３ｂは、厚さが波長分散方向で変化する例えばＢＫ７ガラスで構成される。
【００１４】
本発明は以上の構成であるから、凹面回折格子２を出射し結像する各波長毎の光は透光板３ｂを透過する際、屈折し結像位置が凹面回折格子２から遠ざかることはよく知られており、該遠ざかる長さは、透光板３ｂの厚さと屈折率に応じて長くなる。
【００１５】
例えば、凹面回折格子２の溝本数を１２８６本／ｍｍ、凹面回折格子２の曲率半径を１００ｍｍ、入射距離を７０．７ｍｍ、入射角度を４５°とし、５５０ｎｍの光軸と光電変換素子列３ａの受光面を直交させ、５５０ｎｍ近傍の透光板３ｂの厚さを２ｍｍとし、５５０ｎｍの光が受光面に結像している場合、４４０ｎｍ近傍の透光板３ｂの厚さを７．９ｍｍ、６５０ｎｍ近傍の透光板３ｂの厚さを６．９ｍｍとすることにより、４４０ｎｍと６５０ｎｍの光はともに受光面で結像する。
【００１６】
したがって、図２で示す従来のポリクロメータではピントずれｄが生起するが、図１で示すとおり厚さが部分的に厚くなった透光板３ｂによりピントずれｄは改善される。ピントずれｄの解消により全波長域で波長分解能が良好なポリクロメータを供給可能である。
【００１７】
図に示す実施例においては、透光板３ｂはＢＫ７ガラスで構成されているが、代わりに色ガラスフィルタや、蒸着膜の付いたガラスあるいはプラスチック等でもよい。また、透光板３ｂは３波長に対応して両端が厚い３段階構造となっているが、結像の状態によって、３波長より多くの波長に対応して厚さが多段階構造になることもある。また、実施例では、透光板３ｂはアレイ検出器３の窓板の機能を備えているが、平板ガラスで構成される窓板を備えたアレイ検出器の光入射側に厚さを変えたガラス板を配設する構成でもよい。
【００１８】
なお、実施例においては、凹面回折格子２だけで波長の分散と結像を行い、凹面鏡などの結像素子を用いない形式のポリクロメータの説明をしたが、凹面鏡と凹面回折格子を組み合わせたモンクギリーソン形ポリクロメータ、あるいは凹面鏡と平面回折格子を組み合わせたツェルニターナ形ポリクロメータにおいても本発明は適用可能である。またプリズムその他入射した光を複数の光に分散させる機能を有する光学素子であれば本発明は適用可能である。上述のとおり本発明は図示例に限定されるものではなく種々の変形例を包含する。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は、ポリクロメータ形分光器に関し、特には波長分解能を向上するための構成に利用の可能性がある。
【符号の説明】
【００２０】
１  入口スリット
２  凹面回折格子
３  アレイ検出器
３ａ  光電変換素子列
３ｂ  透光板
２３  アレイ検出器
２３ａ  光電変換素子列
２３ｂ  透光板
ｄ  ピントずれ
【図１】
2011164014.tif 000003
【図２】
2011164014.tif 000004