JPH05507355A - Manufacturing of multifunctional holographic optical elements and application in photometers - Google Patents

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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は概してホログラフィ光学素子の製造および使用、特にホログラフィ光学 素子のフォトメータへの応用に関する。さらに特定的には、本発明は光透過可能 試料の比色分析用の改良型分光測光器に使用されるように作製された多機能ホロ グラフィ光学素子に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates generally to the manufacture and use of holographic optical elements, and more particularly to the manufacture and use of holographic optical elements. Concerning the application of the device to a photometer. More specifically, the present invention is capable of transmitting light. A multifunctional holo fabricated for use in an improved spectrophotometer for colorimetric analysis of samples. The present invention relates to graphic optical elements.

発明の背景 本発明は概して改良型分光測光器を製造するためにホログラフィ光学素子（）ｆ ＯＥ）技術を応用しようとする試みとして始められた。分光測光器は周知であり 、概して、試料を照明するための光源と、試料からの光をスペクトルに分散させ るためのプリズムまたは回折格子装置と、試料のスペクトルの一部分に関連した 信号を生成するための光電子増倍管またはフォトダイオードのような検出器とを 含んでいる。次いでデータ処理手段が、一つ以上の試料構成要素に関連付けられ 得る比色読み取りのような、試料の内容についての信号を分析する。上記のタイ プの吸収分光測光器が米国特許第４．１．９５．９３２号に記載されており、ア ボットラボラトリーズ（＾ｂｂｏＮ　Ｌａｂｏ＋ｇｌｏ＋ｉｅａ　）社からｒＱ ［ＩＡＮ丁［１ｉ１　Ｊという商標のもとに販売されている。Background of the invention The present invention generally provides a holographic optical element () f for producing an improved spectrophotometer. It was started as an attempt to apply OE) technology. Spectrophotometers are well known , generally includes a light source for illuminating the sample and dispersing the light from the sample into a spectrum. a prism or diffraction grating device to a detector such as a photomultiplier tube or photodiode to generate a signal and Contains. A data processing means is then associated with the one or more sample components. Analyze the signal about the contents of the sample, such as the colorimetric reading you obtain. Tie above An absorbance spectrophotometer is described in U.S. Pat. No. 4.1.95.932 and is rQ from Bot Laboratories (^bboN Labo+glo+iea) [Sold under the trademark IAN Ding [1i1 J].

１９３２年特許の分光測光器は、光源からの光を試料上に集束し、且つ照明され た試料からの光を解析用のスペクトルに処理するための「古典Ｊ　（ｅｌｓｇｇ ｉｃｔ！　）光学素子を使用している。即ち、ビームの成形および修正光学は、 レンズと、ダイクロイック鏡（ｄｉ＋ｈ＋ｏｉｅ　ｍ１ｒｒｏｒｓ）と、干渉フ ィルタと、ビームスプリッタとを含んでいる。分光測光器に古典光学を使用する ことにより、非常に満足すべき結果を得ることが可能であるが、その使用に伴う 不利点もある。例えば、光列中の光学素子は装置内で厳密に配向されねばならず 、フォトメータアセンブリの精度が必要とされる。さらに各光学素子は欠陥やコ スト増大などが比較的少ないものでなければならず、それによって装置の全体的 な費用に加えてさまざまな素子が必要とされる。The spectrophotometer, patented in 1932, focuses light from a light source onto a sample and illuminates it. "Classical J" (elsgg) for processing light from a sample into a spectrum for analysis. ict! ) Optical elements are used. That is, beam shaping and modification optics are A lens, a dichroic mirror (di+h+oie m1rrors), and an interference filter. It includes a filter and a beam splitter. Using classical optics for spectrophotometers Although it is possible to obtain very satisfactory results by using There are also disadvantages. For example, the optical elements in the light train must be precisely oriented within the device. , accuracy of the photometer assembly is required. In addition, each optical element is free from defects and components. The increase in stress, etc. must be relatively small, so that the overall In addition to the high cost, various components are required.

また光学素子は、素子およびその相対焦点距離のサイズによって一部が指定され る一定量の空間を必要とする。また光列中の光の損失を補償するに充分な強度を 有する光源を使用しなければならない。これには概して高次出力（強度）の光源 を要し、さらに試料または電気的および光学的部品に悪影響を及ぼさないように 、該光源を適切に遮蔽したり、冷却したりさえもしなければならない。Optical elements are also specified in part by the size of the element and its relative focal length. requires a certain amount of space. In addition, the intensity is sufficient to compensate for the loss of light in the beam train. You must use a light source that has. This generally involves a high-order power (intensity) light source. and also to avoid any negative impact on the sample or electrical and optical components. , the light source must be properly shielded or even cooled.

ホログラムは、フォトメータデバイスにおいて、ビーム処理系の一部として使用 されてきた。ホログラムは、周知であり、例えばレーザからの干渉光が二つの分 峻したビームである物体ビームと参照ビームとに分割され、次いでこれらのビー ムがホログラフプレートまたはフィルムで再結合される場合に形成される干渉パ ターンの限定記録（＋ｐｅｃｉ＊Ｉｉｇｅｄ　ｒｅｃｅｒｄｉＢ　）を構成する 。ホログラムの最も重要な特性は、ホログラムが初期の参照ビームと同様な波長 、全体形状および方向を有する光ビームで照明される場合に、記録された物体の イメージを三次元で再生するその能力である。Holograms are used as part of the beam processing system in photometer devices It has been. Holograms are well known, for example, when interference light from a laser is split into two parts. The beam is split into an object beam and a reference beam, which are steep beams, and then these beams are interference pattern formed when the images are recombined on a holographic plate or film. Configure a limited turn record (+peci*Iiged recerdiB) . The most important property of a hologram is that the hologram has a wavelength similar to that of the initial reference beam. , of a recorded object when illuminated by a light beam with an overall shape and direction. It is its ability to reproduce images in three dimensions.

一般にフォトメータデバイスに使用されるホログラムは、試料からの光を解析用 スペクトルに分散させるための回折格子としてのみ応用されてきており、古典光 学素子がシステムの他のもの用に使用されている。ホログラムをこのように使用 する分光測光器が、例えば米国特許第４．２１１．４８６号、第４．５４０．２ Ｈ号および第４．　Ｈ７，３２９号に示されている。Holograms, commonly used in photometer devices, use light from a sample for analysis. It has been applied only as a diffraction grating for dispersion in the spectrum, and is The physical element is being used for something else in the system. Using holograms like this Spectrophotometers are disclosed, for example, in U.S. Pat. No. H and No. 4. It is shown in H7,329.

ホログラムは、古典光学部品と同様な光処理機能を行うように設計され得るが、 標準光学によっては容易に取り扱えないいくつかの操作を含んでいる。例えば、 ホログラフ式に記録されたシーンにおけるレンズ、鏡、プリズムまたは他の光学 素子は、レンズは集束または発散し、鏡は反射するなど、ホログラム内で全く初 期素子のように作動する。光学系からの全単色出力ビームを再生するホログラム が作製可能なので、単一のホログラムが、一連の古典ビーム処理部品から出射す るビームを再生することが可能である。さらにホログラムはこれら全ての古典光 学部品を交換することが可能である。そのようなホログラムは、一般に、また本 明細書において、ホログラフィ光学素子またはＨＯＥと称される。Holograms can be designed to perform light processing functions similar to classical optical components, but It involves some operations that are not easily handled by standard optics. for example, lenses, mirrors, prisms or other optics in a holographically recorded scene Elements are completely unique within a hologram, such as lenses converging or diverging and mirrors reflecting. It operates like a periodic element. A hologram that reproduces the fully monochromatic output beam from the optical system can be produced, so a single hologram can be emitted from a series of classical beam processing components. It is possible to reproduce the beam that Furthermore, holograms are all classical lights. It is possible to replace academic parts. Such holograms are generally In the specification it is referred to as a holographic optical element or HOE.

例えば分光測光器に応用されているように、ＨＯＥは古典光学系以上の潜在的利 点を提供する。従来型の光学部品のいくつかまたは全ての機能は、一つ以上のＨ ＯＥに組み込み可能であり、コスト、パーツおよび在庫を減少させる。例えばフ ラットプレートＨＯＥは組立が簡単なので、特に位置合わせに関するアセンブリ 時間が短縮される。また分光測光器の全体寸法および重量が著しく減少する。Ｈ ＯＥは、マスクホログラムからの単純な複製により大量生産ロフトで製造可能で ある。それにょ７て、個別に製造される複数の従来型光学部品を使用して実践さ れるより、コストが低く、耐性が強くなる。さらにＨＯＥはシステムの光学的能 力を高め、ずっと小さい強度、従ってより低い電力の光源の使用を可能にする。For example, as applied to spectrophotometers, HOE has potential benefits beyond classical optical systems. Provide points. Some or all of the functions of conventional optical components can be achieved by one or more H Can be integrated into OE, reducing costs, parts and inventory. For example, The rat plate HOE is easy to assemble, especially when it comes to alignment. Time is reduced. Also, the overall size and weight of the spectrophotometer is significantly reduced. H OE can be manufactured in mass production lofts by simple replication from mask holograms. be. 7 Moreover, it has been demonstrated that the practice using multiple conventional optical components that are manufactured individually. The cost is lower and the resistance is stronger. Additionally, HOE is the optical performance of the system. Increases power and allows the use of much smaller intensity, therefore lower power light sources.

また、非常に短い焦点距離および比較的大きな寸法を有する集束素子を提供する というように、従来型の光学部品を使用して達成または実行が困難な光学的機能 を実行するＨＯＥも作製可能である。It also provides a focusing element with a very short focal length and relatively large dimensions. optical functions that are difficult to achieve or perform using conventional optical components, such as It is also possible to create an HOE that performs the following.

発明の概要 本発明は、一つ以上の多機能ホログラフィ光学素子（ＨＯＥ）のフォトメータ装 置、特に分光測光器への応用に帰する。さらに本発明は、上記の応用において特 に有用であるＨＯＥの新規な製造方法を提供する。Summary of the invention The present invention provides a photometer arrangement of one or more multifunctional holographic optical elements (HOEs). applications, especially to spectrophotometers. Furthermore, the present invention is particularly useful in the above applications. The present invention provides a novel method for producing HOE that is useful for.

本明細書中に引用されている多機能ＨＯＥは概していくつかの古典光学機能（即 ち、集光およびステアリング）を実行するホログラムであると考えてよい。例え ば当該タイプのＨＯＥは、単一のホログラム中のコレクタ、分散素子および集束 素子の機能の組み合わせが可能である。従って、ただ回折格子として使用される ホログラムとは異なるものである。The multifunctional HOEs cited herein generally have several classical optical functions (i.e. It can be thought of as a hologram that executes (i.e., light focusing and steering). example For example, this type of HOE consists of a collector, a dispersive element and a focusing element in a single hologram. Combinations of element functions are possible. Therefore, it is only used as a diffraction grating. This is different from a hologram.

さらに特定的には、本発明はＨＯＥが使用されている分光装置におけるいくつか の基本的な実行態様を提供する。それらは、検出器モード（即ち、照明された試 料からの光をそのスペクトルのある部分の解析のために処理すること）、放射線 源モード（即ち、放射線源からの光を試料上の焦点に集束させること）および光 源モードと検出器モードとの組み合わせである。二つの製造方法または製造装置 が効果的に使用されてきた。そのどちｈにおいても、二つの互いに干渉するレー ザビームがホログラフィ記録表面（プレート）で出会い、干渉してホログラムを 形成するというホログラフィ構造が概して標準の２ビームホログラム用と同じよ うに使用されている。透過ＨＯＥが本発明に帰着する試みの目標であったが、透 過ＨＯＥまたは反射）（ＯＥがどちらも本発明により製造且つ使用可能である。More specifically, the present invention provides some spectroscopic instruments in which HOEs are used. provides the basic execution form. They operate in detector mode (i.e. illuminated sample). processing of light from a material for analysis of certain parts of its spectrum), radiation source mode (i.e. focusing the light from the radiation source to a focal point on the sample) and the light It is a combination of source mode and detector mode. Two manufacturing methods or manufacturing equipment has been used effectively. In either case h, two mutually interfering lasers The beams meet on the holographic recording surface (plate) and interfere to create a hologram. The holographic structure formed is generally the same as for standard two-beam holograms. It is used in sea urchins. Although a transparent HOE was the goal of the attempt resulting in the present invention, (Over-HOE or Reflection) (OE) can both be produced and used in accordance with the present invention.

本発明に従って開発された一つの応用および製造の方法は、ダイクロイック測光 における選択・されたピーク波長および側帯波波長の解析に関して、照明された 試料からの光を集め、分散させ、さらに選択的に検出器上に集束するために単一 の検出器Ｆ（ＯＥを使用する。白色光ランプからの光を円筒形の試料管またはキ ュベツトの軸の垂直線状セグメントに集束するために、古典光学が使用可能であ る。検出器ＨＯＥの一つの製造技術において、物体ビームバスは二つの集束素子 を含んでおり、該素子は、少なくとも部分垂直ビームの規準を供給するために水 平に装着されたシリンダレンズ、および水平ビーム収束用にその紬が垂直に配向 されて装着された第２のシリンダレンズの形態をなしている。複合コリメータ／ シリンダレンズも同様な目的に使用可能である。その結果生成する物体ビームは 、ホログラフィ記録媒体表面の前にイメージとして集束される線状セグメントで ある。参照ビームは、低Ｆ数（Ｆ−ａｓ■ｂｅｒ　）の正レンズ（ｐｏ＋ｉＨマ ｔ　１ｅＩｌｓ　）の使用によるように、記録表面を越えたポイントの収束焦点 に到達する。透過ホログラムについては、参照ビームの該ポイントは記録表面の 後ろになる。One application and manufacturing method developed in accordance with the present invention is dichroic photometry. Regarding the analysis of selected peak wavelengths and sideband wavelengths in the illuminated A single probe to collect light from the sample, disperse it, and then selectively focus it onto the detector. Detector F (OE is used. Light from a white light lamp is passed through a cylindrical sample tube or Classical optics can be used to focus on a vertical linear segment of the tube axis. Ru. In one manufacturing technology of the detector HOE, the object beam bus consists of two focusing elements. the element includes a water beam for providing at least a partial vertical beam reference. Cylinder lens mounted flat and its pongee oriented vertically for horizontal beam focusing It takes the form of a second cylindrical lens attached to the lens. Composite collimator/ Cylinder lenses can also be used for similar purposes. The resulting object beam is , a linear segment that is focused as an image in front of the holographic recording medium surface. be. The reference beam is a positive lens (po+iH lens) with a low F-number (F-as ber). the convergence focus of points beyond the recording surface, as by the use of reach. For transmission holograms, the point of the reference beam is on the recording surface. Be behind.

上記の製造方法から得られるＨＯＥは、分光測光器に応用する際に再生ビームの 放射線源に近い。細長い光透過可能な試料の分光学におけるＨＯＨの応用の点か ら見て、ＨＯＥ用の垂直線状セグメント焦点が使用される。概してその線状セグ メント焦点が再生ビームと一致する、即ち照明された試料管と同軸に置かれたこ の検出器ＨＯＥによって、検出器ＨＯＥからの出力は、検出器位置で比較的短い 垂直高さを有する全体的に連続的な水平スペクトルになる。出力において全体的 に単色の各セグメントは、その波長の逆参照ビームからの再生実イメージである 。The HOE obtained from the above manufacturing method can be used for reproduction beams when applied to spectrophotometers. Close to radiation sources. What is the application of HOH in spectroscopy of elongated light-transmissible samples? As seen from above, a vertical linear segment focus for the HOE is used. Generally that linear segment Ensure that the specimen focus is aligned with the reproduction beam, i.e. coaxial with the illuminated sample tube. With a detector HOE of This results in a totally continuous horizontal spectrum with vertical heights. global in output Each monochromatic segment is a real image reconstructed from a reference beam at that wavelength .

本発明による他の実行態様は、試料を照明するために例えばランプなどの放射線 源からの光を試料上に集束するのに特に有用である放射線源ＨＯＥに帰する。二 つの異なる波長のレーザがダイクロイック分光用の最終ＨＯＥを作製するのに使 用されるという点を除けば、ＨＯＥ製造技術が検出器ＨＯＥに関していま記載し たばかりのものと同様な放射線源ＨＯＥの作製に使用される。一つの変形態様に おいて、分離したフラットプレートＨＯＥがそれぞれ近似の望ましいピーク波長 および側帯波波長を使用して製造される。次いでこれら二つのＨＯＥは、各々再 生時に生成されるそれぞれの線状セグメント（再び細長い光透過可能な試料の点 から見て）が同軸且つ合同の出力線状焦点でほぼ結合するように物理的に結合さ れる。他の変形態様においては、単一のホログラフィプレートが予選択波長の二 つの異なる露光で使用される。Another implementation according to the invention provides a radiation source, for example a lamp, for illuminating the sample. Attributes a radiation source HOE that is particularly useful for focusing light from the source onto a sample. two Lasers of two different wavelengths are used to create the final HOE for dichroic spectroscopy. The HOE manufacturing technology is now described with respect to the detector HOE, except that used in the fabrication of a radiation source HOE similar to the fresh one. in a form of transformation , the separated flat plate HOEs each approximate the desired peak wavelength. and produced using sideband wavelengths. These two HOEs are then each Each linear segment produced during birth (again an elongated light-transmissible point on the sample) (as seen from It will be done. In another variation, a single holographic plate can be used at both preselected wavelengths. used in two different exposures.

そのように製造された放射線源１（ＯＥを分光測光装置に応用すると、放射線源 ＨＯＥは、再生時のその出力線状焦点が照明されている試料管の輪とほぼ一致す るように置かれる。When the radiation source 1 (OE) manufactured in this way is applied to a spectrophotometer, the radiation source The HOE has its output linear focus during playback approximately coincident with the ring of the sample tube being illuminated. It is placed so that it looks like this.

前述の検出器および放射線源ＨＯＥは単一の装置に結合可能である。それによっ て、例えば分光測光器、特にビーム成形レンズなどにかって使用された最も古典 光処理素子を省くことが可能になる。そのような分光測光器の設計および構成の 簡素化により、特にＨＯＥの一括複製が使用される場合に、規模、組立およびコ スト面でほぼ無駄が省ける。The aforementioned detector and radiation source HOE can be combined into a single device. By that The most classical method used, for example, in spectrophotometers, especially beam shaping lenses. It becomes possible to omit a light processing element. of the design and configuration of such spectrophotometers. Simplification reduces scale, assembly and cost, especially when bulk HOE replication is used. Almost all waste can be eliminated in terms of strikes.

より一般的には、本発明は多波長電磁放射線（例えば白色光）および該放射線を 試料の照明ビームに集束するためのいくつかの手段を有する改良型フォトメータ を提供する。検査用試料は前述の放射線源ビームによる照射（照明）のために装 着される。More generally, the invention relates to multi-wavelength electromagnetic radiation (e.g. white light) and Improved photometer with several means for focusing the illumination beam on the sample I will provide a. The test specimen is equipped for irradiation (illumination) with the radiation source beam described above. It will be worn.

多機能ＨＯＥは照射される試料からの連続放射線を受けるように配置されており 、ＨＯＥは試料からの順次放射線を別々に集束されたほぼ単色の領域グループに 分散させる。検出器は少なくとも一つのそのような領域を遮断するように置かれ ており、検出器はその上に入射する放射線から得られる信号を生成する。The multifunctional HOE is positioned to receive continuous radiation from the irradiated sample. , the HOE sequentially directs radiation from the sample into groups of separately focused, nearly monochromatic regions. disperse. The detector is positioned to block at least one such area. The detector generates a signal derived from the radiation incident on it.

次いでその信号が試料の解析用に分析される。The signal is then analyzed for analysis of the sample.

細長い液状試料の解析用フォトメータにおいて検出器ＨＯＥとして使用される上 記のＨＯＥは、ＨＯＥから所定の距離に集束された線状セグメントの形態の入力 イメージを有しているのが好ましい。検出器ＨＯＥは試料の照明による順次放射 線を受けるように配置されており、線状セグメントイメージと試料軸とはほぼ一 致し且つ合同（即ち、同軸）である。Used as a detector HOE in a photometer for analyzing long and narrow liquid samples. The HOE described above has an input in the form of a linear segment focused at a predetermined distance from the HOE. Preferably, it has an image. The detector HOE emits sequential radiation by illuminating the sample. The linear segment image and the sample axis are almost aligned. are congruent and congruent (ie, coaxial).

本発明の一つの実行態様に従って製造され且つ細長い試料（例えば、液体含有試 験管）に応用されるようなＨＯＥは、第１の軸に沿って少なくとも部分的なコリ メートを与え且つ光ビームを集束する第２の手段により第１の軸に垂直な第２の 軸に沿って実質的なビーム収束を与えるためのビームを含む物体ビームを有して いる。第１および第２の集束手段は、ホログラフィ記録媒体表面の前に第２の軸 に沿って集束された線状セグメントを集合的に生成する。参照ビームは収束して 記録媒体表面を越えたところの焦点に集束する。An elongated sample (e.g., a liquid-containing sample) manufactured according to one embodiment of the invention and HOEs, such as those applied to a second axis perpendicular to the first axis by second means for providing a mate and focusing the light beam; Having an object beam containing a beam to give substantial beam focusing along the axis There is. The first and second focusing means have a second axis in front of the holographic recording medium surface. Collectively generate linear segments focused along. The reference beam converges Focuses beyond the surface of the recording medium.

そのように製造されたＨＯＥは、記録媒体表面の後の焦点に収束して透過ホログ ラムを形成するか、または記録媒体表面の前の焦点に収束して反射ホログラムを 形成する参照ビームを有することが可能である。The HOE so manufactured converges to a focal point after the recording medium surface and forms a transmission hologram. ram or converges to a focal point in front of the recording medium surface to create a reflected hologram. It is possible to have a reference beam forming.

そのような検出器ＨＯＥのための製造技術は、軸と平面とを有するシリンダレン ズの形態の集束手段を使用しており、該平面は少なくとも上記に記載の部分垂直 ビーム規準を与えるために光ビームに直角に装着されている。さらに水平ビーム 収束用の第１のシリンダレンズ軸に垂直な軸を有する第２のシリンダレンズも光 ビームに対して直角に装着されている。The manufacturing technology for such a detector HOE consists of a cylindrical lens with an axis and a plane. focusing means in the form of a plane, the plane being at least partially perpendicular as described above. Mounted perpendicular to the light beam to provide beam reference. Further horizontal beam A second cylinder lens with an axis perpendicular to the first cylinder lens axis for convergence also focuses the light. It is mounted at right angles to the beam.

上記に記載の少なくとも部分的な垂直ビーム規準は、このＨＯＥ分光測光器の応 用の際に使用されるランプからのビームの垂直拡張に適合するように予設定され る。物体ビームおよび参照ビームは、各々が記録媒体表面に対して直角に記録媒 体表面上に入射するそれぞれの中心軸を有しており、ビームの軸は、再結合時に 検出器ＨＯＥの物体線状焦点が概して再生ビームの物体線状焦点と一致して装着 されている場合に、該検出器が試料からの光を検出器位置で小垂直高さを有する スペクトルに分散させるように、記録に好適であると共に、再生時に充分な波長 を与えるのに適合したフリンジ間隔を生む相互角を作る。The at least partial vertical beam criterion described above is suitable for this HOE spectrophotometer. preset to match the vertical extension of the beam from the lamp used in the application. Ru. The object beam and the reference beam each extend toward the recording medium at right angles to the recording medium surface. Each has its own central axis incident on the body surface, and the axis of the beam changes upon recombination. Mounted so that the object line focus of the detector HOE generally coincides with the object line focus of the reproduction beam. If the detector has a small vertical height at the detector position, the light from the sample A wavelength suitable for recording and sufficient for reproduction so as to be dispersed in the spectrum. Create a mutual angle that yields a fringe spacing suitable to give .

上記の検出器ＨＯＥの分光測光器への特定的な応用において、本発明は、少なく とも白色光の一部を放射線線源の線状焦点に集束させるために装着されている第 １のシリンダレンズを通過した白色光源を含んでいる。検査用の光透過可能な試 料は、透明な管状容器、即ちキュベツト内に入っている。試料ホルダは、放射線 源の線状焦点からの光が試料を照明且つ通過するように該試料を放射線源の線状 焦点に配置している。放射Ｈ源の線状焦点は試料の対称軸（キュベツト軸）にほ ぼ同軸である。In the specific application of the above detector HOE to a spectrophotometer, the invention provides at least Both are lenses installed to focus a portion of the white light onto the linear focal point of the radiation source. It includes a white light source that passes through one cylinder lens. Light-transmissible sample for inspection The material is contained in a transparent tubular container, or cuvette. Specimen holder is radiation The sample is placed in the line of the radiation source so that light from the line focus of the source illuminates and passes through the sample. It is placed at the focal point. The linear focus of the radiation H source is located along the axis of symmetry of the sample (cuvette axis). It is almost coaxial.

検出器ＨＯＥは試料を通って透過された光を受けるように配置されている。例え ば、この特定のＨＯＥは上記のように製造された透過ＨＯＥであってよい。この スペクトルの少なくとも一つのほぼ単色部分を検出する検出器が検出器位置に置 かれており、その上に入射する光から得られる信号を生成し、次いで該信号が試 料の解析を得るために分析される。A detector HOE is positioned to receive the light transmitted through the sample. example For example, this particular HOE may be a transmission HOE manufactured as described above. this A detector for detecting at least one substantially monochromatic portion of the spectrum is located at the detector position. which generates a signal obtained from the light incident on it, and which signal is then tested. be analyzed to obtain an analysis of the

そのような分光測光器には非常に低出力の光源の使用が可能である。例えば１． ５ワツトの光源が有利に使用された。さらに、分光測光器は、光源、第１のシリ ンダレンズ、キュベツトホルダ、検出器ＨＯＥおよび検出器として使用されるフ ォトダイオードを有するケーシング内に収容可能である。光源と第１のシリンダ レンズとの間の第１の遮光バッフルは、光源からの迷光を遮断する。キュベツト ホルダと検出器ＨＯＥとの間の第２の遮光バッフルは、照明された試料からの迷 光を遮断し、一つまたは複数のマスクが前述のピーク波光および側帯波光部分以 外の光がフォトダイオードに入射しないようにするためにフォトダイオードと共 に使用される。Such spectrophotometers allow the use of very low power light sources. For example 1. A 5 watt light source was advantageously used. Furthermore, the spectrophotometer includes a light source, a first series lens, cuvette holder, detector HOE, and holder used as a detector. It can be housed in a casing with a photodiode. Light source and first cylinder A first light blocking baffle between the lens blocks stray light from the light source. cuvette A second light-tight baffle between the holder and the detector HOE prevents stray light from the illuminated sample. One or more masks are used to block light beyond the aforementioned peak wave and sideband light portions. In order to prevent outside light from entering the photodiode, used for.

本発明の他の実行態様は、フォトメータで試料、即ち放射線源ＨＯＥの照明用の ビームを集束するために多機能ＨＯＥを使用することである。そのような装置は 、多波長電磁放射ＨＭと、該放射線を試料の照明ビームに集束するためのＨＯＥ とを含んでいる。試料は上記のビームによる照射によって検査されるように装着 されている。Another embodiment of the invention provides a photometer for illuminating the sample, i.e. the radiation source HOE. The idea is to use a multifunctional HOE to focus the beam. Such a device is , multi-wavelength electromagnetic radiation HM and an HOE for focusing the radiation into an illumination beam of the sample. Contains. The specimen is mounted to be inspected by irradiation with the above beam. has been done.

本発明のさらにもう一つの実行態様は、装置内での放射線源ＨＯＥと検出器ＨＯ Ｅとの結合を意図している。検出器ＨＯＥは放射線源ＨＯＥによって照明された 試料からの順次放射を受けるように配置されており、検出器ＨＯＥは、試料から の順次放射線を検出器位置でそれぞれ別々に集束されたほぼ単色の領域に分散さ せる。再び、線状のほぼ単色の領域を検出する検出器が検出器位置に置かれ、該 検出器はその上に入射する放射線から得られる信号を生成する。Yet another embodiment of the invention is that the radiation source HOE and the detector HO It is intended to be combined with E. The detector HOE was illuminated by the radiation source HOE The detector HOE is arranged to receive sequential radiation from the sample. The sequential radiation is dispersed into nearly monochromatic regions, each separately focused at the detector location. let Again, a detector that detects a linear, nearly monochromatic area is placed at the detector position, and the The detector produces a signal derived from the radiation incident thereon.

これらの実行態様の各々において、光源と試料との間の光学素子および試料と検 出器との間の光学素子は、試料容器を出入すする対称ライトバスを与えるように 設計且つ設置されている。In each of these implementations, optical elements between the light source and the sample and the sample and the Optical elements between the extractor and the sample container are arranged to provide a symmetrical light bath into and out of the sample container. designed and installed.

全ての場合における共焦点幾何学および特に放射Ｓ源ＨＯＥの機能は、最大処理 能力を提供しながら、各検出器用の受光通過帯域の内と外とで検出器に達する迷 光を最小限にすることである。入射線状セグメントイメージの位置および出射線 状セグメント物体の位置に一致する試料キュベツト軸が与えられると、光はキュ ベツト表面に直角な試料キュベツトに入ってそこから出る。この幾何学はこれら の表面での屈折を最小限にし、それによってそこで不要な波長分散が減少する。The confocal geometry in all cases and in particular the function of the radiation S source HOE allows for maximum processing While providing the ability to The idea is to minimize light. Incoming linear segment image position and exit line Given a sample cuvette axis that coincides with the position of the shaped segment object, the light The sample enters and exits the sample cuvette perpendicular to the bed surface. This geometry is to minimize refraction at the surface, thereby reducing unwanted chromatic dispersion there.

さらに試料を通る全ての光線は、この設計によりほぼ同一の光パス長を有してお り、従って試料を通過する全ての光線は、試料の発色団からの光の吸収が原因と なって引き起こされるほぼ同一の強度損失を受ける。従って検出器での信号強度 は、試料キュベツトの周りの円筒形の対称光により各々の検出された光線の正確 なバスから充分独立している。初期のｒＱＩＩＡＮＴ［ＩＭ　Ｊ分光測光器は共 焦点幾何学を使用していたが、収束点に対してまたはそこから集束された光は、 試料キュベツトの中心に置かれた。光は、キュベツトの半径に直角であるが、キ ュベツトのシリンダ軸に関して直角でないキュベツトに入って、そこから出る。Furthermore, all light rays passing through the sample have approximately the same optical path length due to this design. Therefore, all light passing through the sample is due to absorption of light from the sample's chromophores. suffers almost the same strength loss caused by Therefore the signal strength at the detector is a cylindrical symmetrical beam around the sample cuvette that accurately determines the accuracy of each detected ray. It is fully independent from other buses. The early rQIIANT [IM J spectrophotometers were We were using focal geometry, but light focused to or from a convergence point is The sample was placed in the center of the cuvette. The light is perpendicular to the radius of the cuvette, but It enters and exits a cuvette that is not perpendicular to the cylinder axis of the cuvette.

そのために検出された信号は試料を通る光バスの範囲にわたって平均された。The detected signal was therefore averaged over the range of the optical bus passing through the sample.

本明細齋に記載されている実行Ｓ様は、収差および迷光を減少させるために軸方 向と半径方向との共焦点幾何学と表面正規性とを提供する。これは、光学系の信 号対ノイズ比を改善し、それによって低出力光源の使用が可能になり、ダイナミ ックレンジを広げ、波長の選択性を増大させ、且つ試料検出の下限を向上させる 。好適に設計され且つ構成されたＨＯＥは、所望の試料照明幾何学に対する光源 および検出器の光学特性と幾何学特性との適合を可能にする光分布の幾何学的且 つ波長特定的変換を提供する。The implementation described in this specification is axial to reduce aberrations and stray light. directional and radial confocal geometry and surface normality. This is due to the reliability of the optical system. improves signal-to-noise ratio, which allows the use of lower power light sources and improves dynamic broaden the wavelength range, increase wavelength selectivity, and improve the lower limit of sample detection. . A suitably designed and configured HOE provides a light source for the desired sample illumination geometry. and the geometrical and wavelength-specific conversion.

細長い光透過可能試料のグイクロイック分光学に応用される一つの創意に富んだ 技術によれば、上記のタイプの放射線源ＨＯＥは、ホログラフィ記録媒体表面の 前で物体ビームを全体的に水平に集束された線状セグメントに成形する手段を通 過した第１の所定波長を有する干渉光の物体ビームから製造される。An ingenious method applied to gicroic spectroscopy of elongated light-transmissible samples. According to the technology, a radiation source HOE of the above type can be through means of shaping the object beam into generally horizontally focused linear segments in front of the is produced from an object beam of coherent light having a first predetermined wavelength.

こ゛の第１の所定波長を有する干渉コリメート光ビームを含む参照ビームは、再 生の際に出力焦点で第１の線状セグメントであるホログラフィイメージを生成す るために、参照ビームを記録媒体表面の後ろの焦点にもたらす（透過ホログラム 用に）参照ビーム集束手段を通過する。The reference beam including the interferometric collimated light beam having the first predetermined wavelength is To generate a holographic image, which is the first linear segment at the output focus during raw to bring the reference beam to a focal point behind the recording medium surface (transmission hologram reference beam focusing means.

次いで、再びホログラフィ記録媒体表面の前で第２の物体ビームの全体的に水平 に集束された線状セグメントを生成するために、第１の物体ビームを成形する同 一の手段を通過した第２の所定波長を有する干渉光ビームを使用して、第２の露 光が行われる。第２の所定波長を有するコリメートされた干渉光ビームを含む第 ２の参照ビームが、同一の参照ビーム集束手段を通過して、再生時に出力焦点で 第２の線状セグメントになるホログラフィイメージを再び生むべく第２の物体ビ ームと結合するために記録媒体表面の後ろの焦点まで進む。上記のホログラフィ イメージの第１および第２の線状セグメントは、再生に際してほぼ同軸且つ合同 の出力線状焦点を生成するように結合される。Then, a generally horizontal alignment of the second object beam is again performed in front of the holographic recording medium surface. The same device shapes the first object beam to produce a linear segment focused on the a second exposure using an interfering light beam having a second predetermined wavelength that has passed through the first means; Light is done. a second collimated interfering light beam having a second predetermined wavelength; The two reference beams pass through the same reference beam focusing means and are focused at the output focus during playback. a second object beam to regenerate a holographic image that becomes a second linear segment; advance to a focal point behind the recording medium surface to combine with the recording medium surface. Holography above The first and second linear segments of the image are substantially coaxial and congruent upon reproduction. are combined to produce an output linear focus of .

物体ビームを成形する手段は、先ず各物体ビームが通過するコリメータの形態で 物体ビームを集束する第１の手段と、さらに少なくとも部分的に垂直にコリメー トされ水平に集束された線状セグメントを集合的に生成するように各物体ビーム を集束する第２の手段とを含み、参照ビーム集束手段は低Ｆ数収束レンズを含む ことが好ましい。The means for shaping the object beams is first in the form of a collimator through which each object beam passes. a first means for focusing the object beam and further at least partially perpendicularly collimating the object beam; each object beam to collectively produce a horizontally focused linear segment. and a second means for focusing the reference beam, the reference beam focusing means including a low F-number focusing lens. It is preferable.

放射線源ＨＯＥは記録手段として使用される単一のホログラフィプレートであっ てよく、プレートの第１および第２の連続露光は第１および第２の所定波長に対 応している。あるいは、放射線源ＨＯＥは第１の所定波長を有する物体ビームお よび参照ビームから形成されたイメージを記録する第１のホログラフィプレート と、第２の所定波長を有する物体ビームおよび参照ビームから形成されたイメー ジを記録する第２のホログラフィプレートとを含むことが可能である。次いで第 １および第２のプレートは、再生時にほぼ同軸且つ合同の線状焦点を生成するた めに重なり合わせて組み立てられる。The radiation source HOE is a single holographic plate used as a recording means. the first and second consecutive exposures of the plate may correspond to the first and second predetermined wavelengths. I am responding. Alternatively, the radiation source HOE may include an object beam having a first predetermined wavelength; and a first holographic plate recording images formed from the reference beam. and an image formed from an object beam and a reference beam having a second predetermined wavelength. and a second holographic plate for recording images. Next The first and second plates are arranged to produce approximately coaxial and congruent linear focal points during playback. Can be assembled by overlapping each other.

放射線源ＨＯＥと検出器ＨＯＥとを使用して本発明により作製される特定的な分 光測光器は、多波長電磁放射線源（例えば、白色光）と、放射線をほぼ線形の試 料照明ビームに集束する放射線源ＨＯＥとを含んでいる。放射線源ＨＯＥは、物 体ビームをホログラフィ記録媒体の前にほぼ垂直にコリメートされ水平に集束さ れた線状セグメントにもたらすためにコリメータ次いでレンズを通過した第１の 所定波長を有する干渉光の物体ビームから製造される。放射線源ＨＯＥのこの部 分のための参照ビームは、低Ｆ数収束レンズを通過して記録媒体の後ろの焦点ま で進んだ第１の所定波長を有する干渉光のコリメートされたビームを含んでいる 。A specific fraction produced according to the invention using a radiation source HOE and a detector HOE A photometer uses a multiwavelength electromagnetic radiation source (e.g., white light) and an approximately linear sample of the radiation. and a radiation source HOE that focuses the radiation source into an illumination beam. The radiation source HOE is The body beam is collimated nearly vertically and focused horizontally in front of the holographic recording medium. The first lens passed through the collimator and then the lens to bring the linear segment It is produced from an object beam of coherent light having a predetermined wavelength. This part of the radiation source HOE The reference beam for the minute passes through a low F-number converging lens to the focal point behind the recording medium. a collimated beam of interfering light having a first predetermined wavelength that is advanced at .

次いで第２の露光が、第２の物体ビームを記録媒体の前でもう一つのほぼ垂直に コリメートされ水平に集束された線状セグメントにするためにコリメータおよび レンズを通過した第２の所定波長を有する干渉光の第２の物体ビームにより作製 される。A second exposure then directs the second object beam into another approximately vertical direction in front of the recording medium. A collimator and a Created by a second object beam of interfering light having a second predetermined wavelength that passes through a lens be done.

第２の所定波長を有するコリメートされた干渉光の第２の参照ビームは、同一の 低Ｆ数収束レンズを通過して記録媒体の後ろの焦点まで進む。そのように形成さ れた二つのホログラフィイメージの線状セグメントは、再生時にほぼ同軸且つ合 同の出射線状セグメント焦点を生成するように結合される。A second reference beam of collimated interference light having a second predetermined wavelength is It passes through a low F-number converging lens to a focal point behind the recording medium. formed like that The linear segments of the two holographic images created are approximately coaxial and coincident during playback. are combined to produce identical exit linear segment foci.

出力線状セグメント焦点での光が試料の対称軸にほぼ平行且つ概して一致するよ うに、放射線源ＨＯＥの出力線状焦点で放射線源ＨＯＥからの試料照明ビームに よる照射により検査されるべき試料を保持するためにある手段が使用される。output linear segment so that the light at the focus is approximately parallel to and generally coincident with the axis of symmetry of the sample. At the output linear focus of the radiation source HOE, the sample illumination beam from the radiation source HOE Certain means are used to hold the sample to be examined by irradiation.

検出器ＨＯＥは試料照射からの順次放射線を受けるように配置されている。検出 器ＨＯＥは、既に記載された技術のうちの一つにより構成され、もう一つのホロ グラフィ記録媒体表面の前に垂直にコリメートされ水平に集束された入力線状セ グメントを生成する。検出器ＨＯＥ用参照ビームは、低Ｆ数収束レンズを通過し て記録媒体表面の後ろの焦点まで進んだコリメートされた光ビームを含んでいる 。The detector HOE is arranged to receive sequential radiation from the sample irradiation. detection The vessel HOE is constructed by one of the techniques already described and is connected to another HOE. A vertically collimated and horizontally focused input linear sensor is placed in front of the recording medium surface. generate a statement. The reference beam for the detector HOE passes through a low F-number converging lens. contains a collimated beam of light that travels to a focal point behind the surface of the recording medium. .

検出器ＨＯＥは、その物体線状セグメント焦点が放射線源ＨＯＥの出力線状焦点 に一致する、即ち、両方が試料軸と同軸であるように使用するために装着される 。検出器ＨＯＥは、試料からの順次放射線を検出器位置で短い垂直高さを有する スペクトルに分散させる。次いで検出器位置に置かれた検出器からの信号が、試 料の解析を得るために分析される。The detector HOE has an object line segment focus that is the output line focus of the radiation source HOE. , i.e. both are coaxial with the specimen axis. . The detector HOE has a short vertical height at the detector position to sequentially transmit radiation from the sample. Disperse into a spectrum. The signal from the detector placed at the detector position is then be analyzed to obtain an analysis of the

上記に記載のような分光測光器に使用される光源用のかなり低出力の電力の必要 性は、いま述べたような放射線源ｆ（ＯＥおよび検出器ＨＯＥのどちらをも使用 することから生じる。そのような分光測光器において古典光学のいくつかまたは 全てを除去することにより記載されたコストおよびアセンブリでの利点が本発明 により実現される。さらに、検出器ＨＯＥだけ、または−小器ＨＯＥと放射線源 ＨＯＥとを使用した特定の装置を上記に記載したが、本発明はさらに、検出器Ｈ ＯＥを使用するかまたは使用しない場合の放射線源ＨＯＥの使用も意図されてい る。Fairly low power requirements for light sources used in spectrophotometers such as those mentioned above The radiation source f (OE and detector HOE) as just described is used. arises from doing. Some of the classical optics or The present invention provides the described cost and assembly advantages by eliminating all This is realized by In addition, only the detector HOE or - the small HOE and the radiation source Although a specific apparatus using a detector HOE has been described above, the present invention further provides a detector HOE. The use of radioactive sources HOE with or without OE is also intended. Ru.

しかし、本発明の上記記載の多くは細長い光透過可能試料、従ってＨＯＥ用線伏 線状セグメント成を分光学において応用することに関する。本発明は、ただ線状 セグメントだけでなく、すべての所定の照明された形態（またはイメージ）を有 する照明された主体の電磁スペクトルを生成させるのに使用するためのＨＯＥを 提供するものと広く考えることが可能である。従ってＨＯＥは、ホログラフィ記 録媒体表面の前で照明された形態を再生するように製作されている干渉光の物体 ビームから製造され、ホログラフィ媒体および再生された照明形態は、既に述べ たホログラフィプレートから所定の距離だけ離れた線状セグメントのような選択 された配向を規定する。同一の干渉光の参照ビームは、記録媒体表面を越えた焦 点に収束される。However, many of the above descriptions of the invention involve elongated light-transmissive samples and therefore Concerning the application of linear segment components in spectroscopy. The present invention is based on the linear have all the predetermined illuminated forms (or images), not just the segments. HOE for use in generating the electromagnetic spectrum of the illuminated subject. It is possible to broadly think of it as something that can be provided. Therefore, HOE is a holographic record. An interfering light object constructed to reproduce the illuminated form in front of the surface of the recording medium. Holographic media and reproduced illumination forms produced from beams have already been mentioned. A selection such as a linear segment separated by a predetermined distance from the holographic plate defines the orientation of the The reference beam of identical coherent light is focused beyond the surface of the recording medium. converged to a point.

次いで、所定の照明された形態で照明にさらされると共に、記録用に使用される 選択された配向に近似の照明に関した配向に置かれた場合に、ＨＯＥは検出器位 置で照明のスペクトルを生成する。It is then exposed to illumination in a predetermined illuminated form and used for recording. When placed in an orientation with respect to illumination that approximates the selected orientation, the HOE generate a spectrum of illumination at a given location.

本発明の目的および利点は、添付図面を参照した本発明の好ましい実施態様につ いての下記の詳細な説明を考慮することにより、さらに良く理解されるであろう 。The objects and advantages of the invention will be explained in detail with reference to the accompanying drawings. will be better understood by considering the detailed explanation below. .

図面の簡単な説明 図１は検出器ＨＯＥを製造するための配置の概略図である。Brief description of the drawing FIG. 1 is a schematic diagram of an arrangement for manufacturing a detector HOE.

図２は放射線源ＨＯＥを製造するための配置の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an arrangement for manufacturing a radiation source HOE.

図３は複波長の放射線源素子として使用される放射線源ＨＯＥの概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a radiation source HOE used as a multi-wavelength radiation source element.

図４は処理素子として使用される検出器ＨＯＥの概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a detector HOE used as a processing element.

図５は本発明に従って作製された検出器ＨＯＥを使用する分光測光器の概略図で ある。FIG. 5 is a schematic diagram of a spectrophotometer using a detector HOE made according to the present invention. be.

図６は本発明に従って作製された放射線源ＨＯＥおよび検出器ＨＯＥの両方を使 用する分光測光器の概略図である。Figure 6 shows the use of both a radiation source HOE and a detector HOE made in accordance with the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram of a spectrophotometer used in the present invention.

図７は本発明に従って反射ＨＯＥを製造するための配置の概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram of an arrangement for manufacturing a reflective HOE according to the present invention.

図８は古典光学を使用する従来技術のｒＱ［ＩＡＮＴＵＭ　Ｊ分光測光器の拡大 概略図である。Figure 8 is an enlargement of the conventional rQ [IANTUM J spectrophotometer using classical optics. It is a schematic diagram.

本発明の現在好まれている実施態様の詳細な説明これから、測光デバイス、特に 分光測光装置における使用に特に適合された応用に関連して本発明を下記に記載 する。さらに本発明に従って作製されたＨＯＥのための製造技術も特に上記の応 用に関して記載される。上記の「発明の背景」で述べたように、本発明は米国特 許第４．１９５．９３２号に記載されているタイプの（本明細書中の図８参照） 吸収分光測光器において使用される古典光学を取り替えようとする試みから発し たものである。そのような装置は概して、放射エネルギと、モノクロメータ、即 ち放射線源−調査中の（液状）放射線源を保持するためのセルから放射エネルギ の狭周波数帯を分離させるデバイスと、照明された試料からの放射エネルギを受 け且つ分析するデバイスとを有することを特徴としている。しかし、本発明は上 記の環境外でも応用可能であることが理解されよう。Detailed Description of Presently Preferred Embodiments of the Invention We now turn to photometric devices, particularly The invention is described below in connection with an application particularly adapted for use in spectrophotometric equipment. do. Furthermore, manufacturing techniques for HOEs made according to the present invention are also available, particularly for the above-mentioned applications. The purpose is described. As stated in the "Background of the Invention" section above, the present invention of the type described in Patent No. 4.195.932 (see Figure 8 herein). Originated from an attempt to replace classical optics used in absorption spectrophotometers. It is something that Such devices generally use radiant energy and a monochromator, radiation source - radiant energy from a cell to hold the (liquid) radiation source under investigation; A device that separates a narrow frequency band and receives radiant energy from an illuminated sample. The invention is characterized in that it has a device for scanning and analyzing. However, the present invention It will be appreciated that it is applicable outside of the environments described above.

図１はいわゆる検出器ＨＯＥの製造用配置を示している。本技術は、物体ビーム と参照ビームとを生成するために単一のレーザからの干渉光を使用する、ホログ ラム製造用の標準的な配置に従っている。ここでは、６３３ｎｍの波長を有する ＨｅＮｅレーザ１０が使用されている。標準キューブビームスプリッタｌｌがレ ーザビームを参照ビーム１２と物体参照ビーム１３とにスプリットしている。ビ ーム＋２、Ｎは、各ビームの中心軸がプレートの法線に対して約４５度の角度で ホログラフィプレート１６１こ入射するように、ただし入射ビームがプレートで 再結合する際１こ約９０度の相互角度をなすように、好適な入射方向を有するも のである。FIG. 1 shows an arrangement for the production of a so-called detector HOE. This technology uses an object beam hologram, which uses interfering light from a single laser to generate a reference beam and A standard arrangement for rum production is followed. Here, it has a wavelength of 633 nm. A HeNe laser 10 is used. The standard cube beam splitter is The laser beam is split into a reference beam 12 and an object reference beam 13. B beam +2, N, with the central axis of each beam at an angle of approximately 45 degrees to the plate normal. so that the incident beam is incident on the holographic plate 161, but the incident beam is on the plate. having a preferred direction of incidence so that when recombining they form a mutual angle of about 90 degrees. It is.

物体ビーム１３はビームステアリング鏡１４から反射して、先ず水平に装着され ているガラスロッド１丁の形態をなす透明レンズ素子を通過する。該素子は、分 光測光器における検出器ＨＯＥの実行態様（特に図４に関連して記載されて（す る）；こ関連して下記に記載されるレンズ傾斜ランプからのビームの出力開度に 全体的に適合するようにコリメートされたレーザビームの垂直開度を増大させる 。あるいは、ロッド１７の代わり書こシリンダレンズを使用してもよい。ロッド １７と同様にシリンダレンズｉｔ、第２の（次の）レンズ素子（下記に記載の） の軸（こ垂直であると同様に、物体ビーム１３に垂直に配向された長袖を有して −）る。The object beam 13 is reflected from the beam steering mirror 14 and is first mounted horizontally. It passes through a transparent lens element in the form of a glass rod. The element is The implementation of the detector HOE in a photometer (described in particular with reference to FIG. 4) related to this, the output aperture of the beam from the lens tilt lamp described below Increasing the vertical aperture of a collimated laser beam for a global fit . Alternatively, a written cylinder lens may be used instead of the rod 17. rod 17 as well as the cylinder lens it, the second (next) lens element (described below) with a long sleeve oriented perpendicular to the object beam 13 (this is perpendicular) −).

ランプ自身のレンズ傾斜の焦点距離にほぼ等い１位の短０焦点距離を達成するた めに直径約１７４インチのガラスロッドが使用された。In order to achieve the shortest zero focal length, which is approximately equal to the focal length of the lamp's own lens tilt, A glass rod approximately 174 inches in diameter was used for this purpose.

ガラスロッド１７を通過した後で、物体ビーム１３番よ垂直１こ装着されたレン ズ素子１８を通過し、該素子１８はビームを、ここで（ｉ記録プレート１６の前 部（乳剤側）表面の中心の前約６ｃｍの位置２５で、はぼ垂直な線状セグメント に水平に集束する。先ず石油で充填された直径１７２インチの透明な試験管が実 際に使用される試験管の効果を達成するために使用された。あるいは、石油で充 填された管１８の代わりにもう一つのシリンダレンズを使用してもよい。第１の レンズ１７と同じように、シリンダレンズは、その長袖が透明ロッド！フの軸に 垂直であると共に物体ビーム１３に垂直に配向されている、即ち、二つの軸は直 交している。After passing through the glass rod 17, a lens attached vertically to the object beam No. 13 pass through a beam element 18, which directs the beam here (in front of the recording plate 16). At position 25, approximately 6 cm in front of the center of the (emulsion side) surface, a nearly vertical linear segment is created. horizontally focused on. First, a 172-inch diameter transparent test tube filled with petroleum was produced. When used to achieve the test tube effect. Or fill it with oil. Another cylindrical lens may be used instead of the filled tube 18. first Just like Lens 17, the long sleeve of the cylinder lens is a transparent rod! on the axis of the fu vertical and oriented perpendicular to the object beam 13, i.e. the two axes are straight are communicating.

半シリンダレンズの平面もまたビームＩ３に直角であり且つ該ビーム１３の下流 にある。The plane of the half-cylinder lens is also perpendicular to beam I3 and downstream of said beam I3. It is in.

参照ビーム１２はビームステアリング鏡１９から反射し、次いで２インチの出力 直径回折制限コリメータ２２に結合された空間周波数フィルタを通過する。これ により、散乱が減少した平波面の拡張参照ビームが生成される。Reference beam 12 is reflected from beam steering mirror 19 and then output at 2 inches. It passes through a spatial frequency filter coupled to a diameter diffraction limited collimator 22. this This produces an extended reference beam with a plane wavefront with reduced scattering.

次いで参照ビーム１２は、直径の大きな色消し低Ｆ数両凸収束レンズ２４を通過 する。レンズ２４は参照ビーム１２を記録プレート１６の後表面の中心を約６ｃ ｍ越えたポイント２０の焦点までもってくるように置かれている。ホログラムは 入力ビームを出来るだけ小さなイメージスポットに集束する透過ＨＯＥでなけれ ばならないので、参照ビームの焦点は記録プレートの後になる。The reference beam 12 then passes through a large diameter achromatic low F-number biconvex converging lens 24. do. Lens 24 directs reference beam 12 to the center of the rear surface of recording plate 16 at approximately 6c. It is placed so that it reaches the focal point of point 20, which is beyond m. The hologram is Must be a transmissive HOE that focuses the input beam into the smallest possible image spot. Therefore, the focus of the reference beam is behind the recording plate.

応用に際に、焦点は検出器の位置を規定する。In application, the focal point defines the position of the detector.

記録プレート１６はその乳剤側を入射ビームに面するようにしてほぼ垂直平面内 に装着されている。記録プレート１６は、経験的に完成ホログラムの回折効率を 最適化するように決定された期間の開側光される。プレート上のホログラム領域 の直径は、一つの好適な配置において約３ｃｍになるように調整され、そのため に完成Ｉ（ＯＥは約２の有効Ｆ数を有した。プレート１ｇは標準処理化学を使用 して開発される。The recording plate 16 is placed in a substantially vertical plane with its emulsion side facing the incident beam. is installed on. The recording plate 16 empirically determines the diffraction efficiency of the completed hologram. The duration of the open side light is determined to be optimized. hologram area on plate The diameter of is adjusted to be approximately 3 cm in one preferred arrangement, so that Completed I (OE had an effective F number of approximately 2. Plate 1g using standard processing chemistry will be developed.

図４は検出器ＨＯＥ　１６の全体配置および機能を概略的に示している。ＨＯＥ は、その乳剤側がここで焦点２６によって示されている再生照明源に面している （上流）全体に垂直な平面内に装着されている。ｒＱＵＡＮＴＵｌｌ　Ｊタイプ の分光測光器におけるＨＯＥの特定の応用に関して説明するように、焦点２６は 、検出器ＨＯＥの製造に使用される垂直線状セグメント焦点２５と近似であり且 つ該焦点２５と同様な相対位置での垂直線状セグメント焦点である。FIG. 4 schematically shows the overall arrangement and function of the detector HOE 16. HOE has its emulsion side facing the reproduction illumination source, here indicated by focal point 26. (Upstream) Mounted in a generally perpendicular plane. rQUANTUll J type As will be explained with respect to the specific application of the HOE in the spectrophotometer of , is approximate to the vertical linear segment focus 25 used in the manufacture of the detector HOE, and A vertical linear segment focus at the same relative position as the focus 25.

図５において、照明源からの光は、管に到達する前に垂直スロット穴２７ｉを備 えたバッフルを通過し、それは迷光を遮断する役割を果たす。次いで検出器ＨＯ Ｅは入射光からスペクトルを生成する。該スペクトルは、各々が小さな垂直高さ を有する全体に単色のセグメントの焦点に集まる一部イメージを有する。In Figure 5, the light from the illumination source is provided with a vertical slotted hole 27i before reaching the tube. The light passes through a raised baffle, which serves to block stray light. Then the detector HO E generates a spectrum from incident light. The spectra each have a small vertical height It has a partial image that converges in focus on an entirely monochromatic segment.

シリコンフォトダイオード２８ｓ　、　Ｈｂの形態の一つ以上の検出器は、分析 されるべきほぼ単色のピーク波長および側帯波波長を有するそれぞれの焦点に置 かれている。フォトダイオードはその面が入射光に直角になるように装着されて いる。フォトダイオードは電気信号を生成し、次いで電気信号は、それがまた試 料の吸収分析に関して信号を分析するのに使用されるデジタルボルトメータ５２ を含むような信号処理手段の一部になる好適な増幅器２９によって増幅される。Silicon photodiode 28s, one or more detectors in the form of Hb analysis be placed at each focal point with nearly monochromatic peak and sideband wavelengths to be It's dark. The photodiode is mounted with its face perpendicular to the incident light. There is. The photodiode generates an electrical signal, which is then tested digital voltmeter 52 used to analyze the signal for absorption analysis of the is amplified by a suitable amplifier 29, which may be part of the signal processing means, such as a signal processing means.

あるいは、ピークおよび側帯波波長の中心にあるｔＯｎｍ帯域フィルタ（図示せ ず）がそれぞれの増幅器台からの出力を最大にするように検出器を配置するため に光源（例えば図５参照）として使用されるランプの前且つ対応する検出器の前 に置かれる。また、再びフォトダイオード上で迷光を制限するために、フォトダ イオード２１１１　、２８ｂの前の穴５３と同様に、追加の穴またはバッフル２ ７ｂをＨＯＥ　ＩＳの後に配置することも可能である。Alternatively, a tOnm bandpass filter (not shown) centered at the peak and sideband wavelengths can be used. (1) to position the detectors so that the output from each amplifier stage is maximized. in front of the lamp used as a light source (see e.g. Figure 5) and in front of the corresponding detector. placed in Also, again to limit stray light on the photodiode, Similar to the hole 53 before the iode 2111, 28b, an additional hole or baffle 2 It is also possible to place 7b after the HOE IS.

焦点用に選ばれた距離、ならびに特定のコリメータ、ビームスプリッタ、シリン ダレンズなどは、完成ＨＯＥの応用意図により変更可能であることがわかるであ ろう。既に述べたように、本明細書に記載されている配置は、ｒＱＵＡＮＴＵＭ 　Ｊという商標のもとニアブポットラボラトリーズ（＾ｂｂｅＮ　Ｌｇｂｏｒｓ ｌｏｒｉｅｓ　）社によって販売されているタイプの分光測光器に特定的に応用 されるように設計された。従って、この詳細な説明におけるＨＯＥの製造は、ｒ ＱＵＡＮＴＵＭ　Ｊの同一の光学的構成をおおよそ複製することに向けられてい る。The distance chosen for the focal point, as well as the specific collimator, beam splitter, cylinder It can be seen that Darens etc. can be changed depending on the intended application of the completed HOE. Dew. As already mentioned, the arrangement described herein is based on rQUANTUM Niabpot Laboratories (＾bbeN Lgbors) under the trademark J Specific application to spectrophotometers of the type sold by Lories was designed to be Therefore, the production of HOE in this detailed description is r It is aimed at roughly replicating the same optical configuration of QUANTUM J. Ru.

図２はいわゆる放射線源ＨＯＥ用の製造配置を示している。FIG. 2 shows a manufacturing arrangement for a so-called radiation source HOE.

しかし、放射線源ＨＯＥと称されてはいるが、下記に記載される両方のＨＯＥの 応用に関してより明らかにされるように、放射線源ＨＯＥは上記の検出器ＨＯＥ として機能することも可能である。However, both HOEs described below, although referred to as radiation source HOEs, As will become clearer with respect to the application, the radiation source HOE is similar to the detector HOE described above. It is also possible to function as

この特定の放射線源ＨＯＨの製造は、約６３３ｎｍの波長を有するＨｅＮｅレー ザ１０と、約４８８ｎｍの波長を有するアルゴンイオンレーザ３０とを使用した 。再び、ｒＱ［ＩＡｌｌＴＵＭ　Ｊ分光測光器は特定のピーク波長および側帯波 波長を分析するので、前記のレーザ波長は、使用時の収差を減少させるべく分光 分析用に予選択されたピーク波長および側帯波の吸収波長に出来るだけ近くなる ように選択された。The fabrication of this particular radiation source HOH is based on a HeNe radiation with a wavelength of approximately 633 nm. laser 10 and an argon ion laser 30 having a wavelength of approximately 488 nm. . Again, the rQ[IAllTUMJ spectrophotometer has a specific peak wavelength and sideband Since the wavelength is analyzed, the laser wavelengths mentioned above are spectroscopically analyzed to reduce aberrations during use. as close as possible to the peak and sideband absorption wavelengths preselected for analysis. was selected as such.

レーザ１０．３０は一つ以上のホログラフィプレートの連続露光用に使用される 。そのような連続露光のための同様な全体配置の使用を容易にするために、ビー ムスプリッタ１【にそれぞれのレーザビームを向けるべく可動ビームステアリン グ婉３１が使用された。可動ビームダンプ（図示せず）もまた使用可能である。Laser 10.30 is used for continuous exposure of one or more holographic plates . To facilitate the use of a similar overall arrangement for such continuous exposures, the beam Movable beam steering wheel to direct each laser beam to the splitter 1 Guyuan 31 was used. A moving beam dump (not shown) can also be used.

いわゆる検出器ＨＯＥの製造におけるように、選択されたレーザからのビームは 、物体ビーム１３′　と参照ビーム１２′　とにスプリットされる。この製造技 術において、物体ビーム１３’はビームステアリング鏡１４から反射され、先ず １インチ出力直径回折制限コリメータ３５を通過し、次いで垂直に配向されたシ リンダレンズ３６を通過した。その結果生じたものは、記録プレート４０の前表 面中心から約６ｃｍ前の焦点３７にもたらされた線状セグメントに対して垂直に コリメートされ且つ水平にイメージされたビームである。この同じ技術もまた、 コリメータとシリンダレンズとの組み合わせを使用して、前に述べた物体ビーム の成形および検出器ＨＯＥの製造に応用可能である。As in the manufacture of so-called detector HOEs, the beam from the selected laser is , into an object beam 13' and a reference beam 12'. This manufacturing technique In the technique, the object beam 13' is reflected from the beam steering mirror 14 and first passes through a 1 inch output diameter diffraction limited collimator 35 and then vertically oriented It passed through Linda Lens 36. The result is the front surface of the recording plate 40. perpendicular to the linear segment brought to the focal point 37 about 6 cm in front of the center of the plane. A collimated and horizontally imaged beam. This same technology also The previously mentioned object beam using a combination of collimator and cylinder lens It can be applied to molding and manufacturing of detector HOE.

参照ビーム１２′　は、ビームステアリング鋺１９から反射し、２インチ出力直 径の回折制限コリメータと結合された空間周波数フィルタを逼って、拡張ビーム に対して散乱が減少した平波面を供給する。次いでビームステアリング鏡２３は 、色消し収束レンズｚ４を通って記録プレート４ｅの後表面を約６ｃｍ越えたポ イントの焦点２０までビーム１２’を導く。収束レンズは５１１ｍ　ｍの直径と 、約２の低Ｆ数に対する１１１０ｍｍの焦点距離とを有している。ビームの収束 用に使用されている本明細書に記載のシリンダレンズの全ては、入射ビームに対 して下流に置かれ且つ該ビームに対してほぼ直角のそれぞれの平面を有している 。各シリンダレンズの長（または単一の）軸は、全体の設定のおおよそ水平の平 面に対して「垂直」または「水平コなシリンダレンズの配向を確立する。概して 、カーブが多いレンズ表面はど、より充分にコリメートされたビームに面する。The reference beam 12' is reflected from the beam steering column 19 and is directed to a 2-inch output direct. An expanded beam is created through a spatial frequency filter coupled with a diffraction-limited collimator. Provides a plane wavefront with reduced scattering. Next, the beam steering mirror 23 , the point passes through the achromatic converging lens z4 and extends approximately 6 cm beyond the rear surface of the recording plate 4e. The beam 12' is directed to a focal point 20 at the center. The converging lens has a diameter of 511 mm. , and a focal length of 1110 mm for a low F-number of about 2. Beam convergence All of the cylinder lenses described herein used for and having respective planes substantially perpendicular to the beam. . The long (or single) axis of each cylinder lens is approximately parallel to the horizontal plane of the overall configuration. Establish a cylinder lens orientation that is ``perpendicular'' or ``horizontal'' to the plane. , the more curved lens surface faces a more fully collimated beam.

従って製造において、シリンダレンズのカーブした面はコリメータに面する。In manufacturing, therefore, the curved surface of the cylinder lens faces the collimator.

ビーム＋２’　、Ｈ’のそれぞれの中心軸は、プレートの法線に対して約４５度 の角度でホログラフィプレート４０に入射する。ビーム１２’　、Ｈ’　はプレ ート４Ｇでの再結合時に約９０度の相互角度をなす。記憶に好適であると共に、 再生時に離散単色セグメント（分光測光器の応用に対して）の適切な波長分散を 提供するフリンジ間隔を生成しさえすれば、ビームに対する他の角度が選択可能 であることは勿論である。The central axes of beams +2' and H' are approximately 45 degrees to the normal to the plate. incident on the holographic plate 40 at an angle of . Beam 12', H' is pre When recombined at 4G, they form a mutual angle of about 90 degrees. In addition to being suitable for memory, Proper chromatic dispersion of discrete monochromatic segments (for spectrophotometric applications) during playback Other angles to the beam can be selected as long as they produce the desired fringe spacing Of course it is.

プレート４０の第１の露光は、完成ホログラムの回折効率を経験的に最適化する ように決定された期間の間再び露光されて、レーザＩｆ）を使用して上記のよう に作製される。プレート上のホログラム領域の直径は、一つの好適な配置におい て約３ｃｍであるように選択された。完成ＨＯＥは約２の有効Ｆ数を有していた 。次いで第１の露光について記載されたものと同様な配置を使用して第２の露光 が行われたが、今回はレーザ３Ｇを使用し、コリメータと空間周波数フィルタと の組み合わせの再集束のような異なる波長を受け、るために配置を少し調整した 。この第２の露光は異なるプレート上でも、または同様なプレート４０上でも可 能である。The first exposure of plate 40 empirically optimizes the diffraction efficiency of the completed hologram. as above using the laser If) and then exposed again for a period determined as It will be made in The diameter of the hologram area on the plate is The length was selected to be approximately 3 cm. The completed HOE had an effective F number of approximately 2. . A second exposure is then carried out using a similar arrangement as described for the first exposure. This time, a 3G laser was used and a collimator and spatial frequency filter were used. The arrangement was slightly adjusted to receive different wavelengths, such as refocusing the combination of . This second exposure can be on a different plate or on a similar plate 40. It is Noh.

二つのプレートを使用して作製された放射線源ＨＯＥは、はぼ垂直な露光平面に 連続して装着された両プレート４Ｇ’　、４０’（図３参照）を有していた。第 １のプレートはその乳剤側が放射線源の側帯波ＨＯＥ用の入射ビーム方向（上流 ）に面していた。放射線源のピーク波ＨＯＥに対して、乳剤側はビームとは反対 側（下流）に面し、スペーサのガラスプレートはホログラムプレートとそのホル ダとを分離した。The radiation source HOE, which is made using two plates, is placed in an approximately perpendicular exposure plane. It had both plates 4G', 40' (see Fig. 3) attached in succession. No. Plate 1 has its emulsion side facing the incident beam direction (upstream) for the sideband HOE of the radiation source. ). The emulsion side is opposite to the beam with respect to the peak wave HOE of the radiation source. facing side (downstream), the glass plate of the spacer is connected to the hologram plate and its holder. Separated from da.

即ち、二つのプレートが使用されたときには、第２のプレートはその乳剤側がビ ームとは反対側に向けられ、露出されたガラスが第１のプレートに関するのと同 様な位置に乳剤を付けるために間隔を置いて挿入された。このように、両ＨＯＥ 回折格子は再生時に同一の「ランプ距離」に面すると共に、共通の線状出力イメ ージを形成した。従って、製造光学は各波長毎に独立して最適化されるべきであ る。ホログラフィプレートの物理的制約条件が与えられると、イメージを一致さ せるためにプレートをいかに組み合わせて配置するかもまた、製造上考慮すべき こととなる。That is, when two plates are used, the second plate has its emulsion side exposed. the same way as the exposed glass is with respect to the first plate. They were inserted at intervals to apply emulsion to various locations. In this way, both HOEs The gratings face the same "lamp distance" during playback and have a common linear output image. formed a page. Therefore, manufacturing optics should be optimized for each wavelength independently. Ru. Given the physical constraints of the holographic plate, it is possible to match the images. Another manufacturing consideration is how the plates are combined and arranged to That will happen.

このように露光用のプレートの配向を選択すると、分光測光器内で使用される際 の放射線源の側帯波ＨＯＥは、その乳剤側４０１′が照明焦点５０に向けられて 装着される。放射線源のピーク波ＨＯＥ　４０’は、その乳剤側４ＧＩ”が照明 焦点５０とは反対側に向けられて再生するように装着される。）（ＯＥ４＋１’ 　、　４Ｂ’は、二つのＨＯＥが再生時に意図された中央ピーク波長用のほぼ共 通または合同線状イメージを有するように、この配向で面係合してゆるく締め合 わされる。Choosing this orientation of the exposure plate allows for The sideband HOE of the radiation source has its emulsion side 401' directed toward the illumination focus 50. It will be installed. The radiation source peak wave HOE 40' is illuminated by its emulsion side 4GI" It is mounted so that it is directed toward the side opposite to the focal point 50 and reproduces. )(OE4+1' , 4B' indicates that the two HOEs have approximately the same wavelength for the intended central peak wavelength during playback. Surface engage and loosely tighten in this orientation to have a common or congruent linear image. I will be forgotten.

再生用に、小型のレンズ傾斜白熱ランプ５１が、二つの結合ブレート４Ｐ　、４ ０’の意図された共通参照ビーム点焦点付近に装着される。放射線源ＨＯＥ４０ （プレート４Ｇ’　、４１１’　）　ハ、光源５１からの光の円錐の中心軸が約 ４５度の角度で複合プレートの法線に入射するように、垂直配向して装着され、 それぞれのプレートによって生成された二つの出射イメージはほぼ合同の垂直線 状セグメントイメージとして集束する。即ち、プレート４Ｇ’、４０’は、それ ぞれのプレートによって生成されると共にほぼ同軸且つ合同の照明線状イメージ ５０に結合された第１および第２の再生線状セグメントの組み合わせであるホロ グラフィイメージが再生中に生成されるように配置される。このプレート配置は 、プレートを互いに関してそれぞれの線状セグメント出力が出来る限りぴったり 一致する位置まで水平に移動させることを要する。ランプ／プレート間の距離お よびビーム／プレートの角度が、二つの出力線状セグメントの一致を最適化する ように経験的に調整されることは明らかである。ランプ５１用およびイメージ５ ０（図６）における好適な穴またはバッフル（バッフル５３で示されているよう な）は迷光を制限する。さらに、ランプ５１と放射線源ＨＯＥ　４０との間に置 かれた適切なｌｏｎｍ干渉フィルタ（図示せず）をシステムの位置合わせ用に使 用すると便利である。For regeneration, a small lens inclined incandescent lamp 51 is attached to two coupling plates 4P, 4 0' near the intended common reference beam point focus. Radiation source HOE40 (Plates 4G', 411') C. The central axis of the cone of light from the light source 51 is approximately mounted in a vertical orientation such that it is incident on the normal of the composite plate at a 45 degree angle; The two output images produced by each plate are approximately congruent vertical lines Focus as a shape segment image. That is, the plates 4G', 40' nearly coaxial and congruent illumination line images produced by each plate Holo which is a combination of first and second regenerated linear segments coupled to 50 A graphics image is arranged to be generated during playback. This plate arrangement , so that each linear segment outputs the plates as closely as possible with respect to each other. It is necessary to move horizontally to the matching position. Distance between lamp/plate and beam/plate angles to optimize the match of the two output linear segments. It is clear that this can be adjusted empirically. For lamp 51 and image 5 0 (FIG. 6) or a baffle (as shown by baffle 53). ) limits stray light. Furthermore, the lamp is placed between the lamp 51 and the radiation source HOE 40. A suitable lonm interference filter (not shown) is used for system alignment. It is convenient to use.

ＨＯＥ４Ｇ’　、４Ｇ’の大きさは、製造中のそれらの配向が逆になると、逆に なり得る。さらに、意図された照明焦点５０方向またはその反対方向の乳剤側に 面することの必要性が、主に使用されるプレートのタイプ、即ち、乳剤の厚さ、 プレートの厚さなどによると考えられる。例えば、マルチプレックス化（＊−１ １１−１８Ｘｅｄ　）放射線源ＨＯＥについては、単一のプレートがその乳剤側 を雨露光用ビームに向けて霧光される。The size of HOE4G', 4G' will be reversed if their orientation during manufacturing is reversed. It can be. In addition, on the emulsion side in the direction of the intended illumination focus 50 or the opposite direction. The need for facing mainly depends on the type of plate used, i.e. the thickness of the emulsion, This is thought to be due to the thickness of the plate. For example, multiplexing (*-1 11-18Xed) For a radiation source HOE, a single plate is on its emulsion side The light is misted towards the rain exposure beam.

上記に述べたように、本発明が応用しようとしたのは、ｒＱＵＡＮＴＵＭ　Ｊタ イプの吸収分光測光器としてであった。図８は当該ｒＱＵＡＮＴＵＭ　Ｊの全体 的な設定を示している。ｒ　ＱＵＡドＴ［ｌｉｌ　Ｊの主要素子は、ランプ６０ ．第１の収束（例えば、平凸）レンズ６２および第２の収束レンズ６３を含んで いた。キュベツト６６が第１のレンズ６２の近似焦点でこれら二つのレンズ６２ ．６Ｈの間のガイドまたはホルダ６７内に装着された。赤外線フィルタ（図示せ ず）が、管の内容物を光源（Ｈワットのタングステンハロゲンランプのような） により生成される熱から保護するために、キュベツトの前且つレンズ６２に隣接 して置かれた。As stated above, the present invention is intended to be applied to rQUANTUM J data. It was used as an absorption spectrophotometer. Figure 8 shows the entire rQUANTUM J. This shows the settings. The main element of rQUAdoT[lilJ is the lamp 60 ．． including a first converging (e.g., plano-convex) lens 62 and a second converging lens 63. there was. A cuvette 66 is the approximate focus of the first lens 62 and these two lenses 62 ．． It was installed in a guide or holder 67 between 6H. Infrared filter (shown) ), the contents of the tube are exposed to a light source (such as a watt tungsten halogen lamp). in front of the cuvette and adjacent to the lens 62 to protect it from the heat generated by the It was placed there.

ピーク波および側帯波干渉フィルタ６８および６９はそれぞれ、検出器？＋（一 つだけが示されている）による検出用に選択された波長を消光させるために、グ イクロイックビームと組み合わせて使用された。吸収分析用検出器７１により生 成された信号を分析するためのエレクトロニクスは好適なアナログデジタル変換 器を含んでいた。ハウジング７４は上記のｒ　ＱＩＩＡＮＴυＶ」素子の全てを 収容した。ｒＱｆｆＡｌｌＴ［ＩＭ　Ｊに使用された素子のタイプおよび配置に 関するさらに特定的な詳細は、本明細書に引用されて組み込まれている米国特許 第４．　ＵＳ、　９３２号から確認することが可能である。The peak wave and sideband interference filters 68 and 69 are respectively detectors? + (one to quench the wavelengths selected for detection by It was used in conjunction with the Ichroic Beam. generated by the absorption analysis detector 71. The electronics for analyzing the generated signals are suitable for analog-to-digital conversion. It contained utensils. The housing 74 houses all of the above-mentioned "QIIANTυV" elements. Contained. rQffAllT[IM　For the type and arrangement of elements used in Further specific details regarding US Pat. 4th. It can be confirmed from US, No. 932.

図５を参照すると、ｒＱＯＡＮＴＩＩＭ　Ｊタイプの分光測光器用の検出器１（ ＯＥとして使用するように応用された本発明の初期板が描写されている。０．６ Ａで３．５ｖ定格（２，１ワツト）のＧ１１ｖｉ７１Ｇ２ルンズ端部テクニカル ランプの形態の光源８０が使用され、１１Ｎｇ＋により駆動された。２５．４ｍ 　ｍの焦点距離を有するシリンダレンズ８２が、その平面をランプ８０の先端か ら約６４ｍ　ｍのところで入射光ビームに直角に向けて垂直配向して置かれた。Referring to FIG. 5, rQOANTIIM J type spectrophotometer detector 1 ( An initial board of the invention is depicted adapted for use as an OE. 0.6 G11vi71G2 Luns end technical with 3.5v rating (2.1 watts) at A A light source 80 in the form of a lamp was used and was powered by 11 Ng+. 25.4m A cylinder lens 82 with a focal length of m aligns its plane with the tip of the lamp 80. It was placed in a vertical orientation perpendicular to the incident light beam at approximately 64 mm from the center.

垂直スロットからなる穴８３が試料のホルダ／キュベツトの前に置かれた。キュ ベツトに入射する光は、ホルダ内に装着されたキュベツトのカーブした表面に垂 直（即ち、円筒形のキュベツトの短軸に沿って）であった。A hole 83 consisting of a vertical slot was placed in front of the sample holder/cuvette. Q The light incident on the cuvette falls onto the curved surface of the cuvette installed in the holder. (ie, along the short axis of the cylindrical cuvette).

上記に記載されているように製造された検出器ＨＯＥ　１６は、図４に示されて いるように装着された。検出器２８１　、、２８ｂは既に述べたようにそれぞれ の単色のセグメント焦点に配置された。A detector HOE 16 manufactured as described above is shown in FIG. It was installed as if it were there. As already mentioned, the detectors 281, 28b are each A monochromatic segment of the image was placed in focus.

図６は、既に記載されているように作製された放射線源ＨＯＥと検出器ＨＯＥと を使用するｒＱ［１Ａｌｌｒｌｌｌｌ　Ｊタイプの分光測光器の配置を示してい る。Ｇ１１ｖ＊７１０２１のような小型レンズ傾斜ランプ５１が、上記に述べた ように装着された放射線源ＨＯＥ　４０を照明するべく使用されている（例えば 、図３とその関連記載）。Figure 6 shows the radiation source HOE and detector HOE fabricated as previously described. This shows the arrangement of rQ[1Allrllll J type spectrophotometer using Ru. A small lens tilt lamp 51 such as G11v*71021 as described above It is used to illuminate the radiation source HOE 40 mounted as shown in FIG. , Figure 3 and related descriptions).

ランプ５１は、初期の参照ビームへの接続を複製する、従って垂直線状セグメン ト物体の実イメージを再生させるために、放射線源ＨＯＥ　４０のプレートの法 線に対して軸外しして置かれている。キュベツトホルダ８６′　は、変形を最小 限にするために、内部のキュベツトの長袖が放射線源ＨＯＥ　４０の複合線状セ グメント焦点５０と全体的に一致（同軸）するように置かれている。スロ°ット の付いた管ホルダ８６が迷光を減少させるために使用されると便利である。Lamp 51 replicates the connection to the initial reference beam, thus creating a vertical linear segment. In order to reproduce the real image of the object, the radiation source HOE 40 plate method is used. It is placed off-axis with respect to the line. The cuvette holder 86' minimizes deformation. In order to It is placed so as to be entirely coincident (coaxial) with the segment focal point 50. slot Conveniently, a tube holder 86 with a mark is used to reduce stray light.

検出器ＨＯＥ　１６は、放射線源のイメージ線状焦点５０と検出器ＨＯＥ用の再 生照明物体（図４では焦点２６で示されている）とが一致するように、既に記載 されているような方法で（例えば、図４およびその関連記載を参照）装着されて いる。再び焦点５００軸が、検出器ＨＯＥ　１Ｇのプレートの法線に対して軸外 しして置かれ、そのために初期の物体ビームは波長が補正された初期参照ビーム の収束点の位置のスポットに正確に複製且つイメージされる。検出器２１１ｍ　 、　２ａｌ＋および検出器）１０　Ｅ　１６に関連した他の素子は図４に関連し て記載されたものと同様である。The detector HOE 16 has an image linear focus 50 of the radiation source and a re-focus for the detector HOE. Already described so that the biological illumination object (indicated by focal point 26 in Figure 4) coincides with (e.g., see Figure 4 and related discussion). There is. The focal point 500 axis is again off-axis with respect to the normal to the plate of detector HOE 1G. so that the initial object beam is a wavelength-corrected initial reference beam. is accurately replicated and imaged to the spot at the location of the convergence point. Detector 211m , 2al+ and detector) 10 E 16 are related to FIG. It is the same as that described in .

検出されている各波長に対する最大出力信号を得るために、検出器、ＨＯＥ、ラ ンプ、穴およびバッフルが対話式に調整される。放射線源ｉ（ＯＥと検出器ＨＯ Ｅとを使用する図６の分光測光器の全ての素子はケーシングまたはハウジングｇ ｏ内に収容されている。To obtain the maximum output signal for each wavelength being detected, the detector, HOE, and The pumps, holes and baffles are adjusted interactively. Radiation source i (OE and detector HO All elements of the spectrophotometer of Figure 6 using G It is housed within o.

多重側帯波ダイクロイック分光測光器を備えることは本発明の範囲内にあるもの と考えられる。例えば、図６の装置は、放射線源ＨＯＥ４Ｇを異なる側帯波波長 を有する他のものと容易に交換可能なように構成することが可能である。それに より互換型放射線源ＨＯＥを選択された対の波長用に使用することが可能になる 。さらに、フォトダイオードアレーは記載された二つの検出器を交換する。互換 型検出器ＨＯＥもまた同様に使用可能である。It is within the scope of the invention to include multiple sideband dichroic spectrophotometers. it is conceivable that. For example, the apparatus of FIG. 6 uses radiation source HOE4G at different sideband wavelengths. It is possible to configure it so that it can be easily replaced with another one having the following. in addition Allows more compatible radiation sources HOE to be used for selected pairs of wavelengths . Additionally, a photodiode array replaces the two detectors described. compatible A type detector HOE can also be used as well.

また、反射率分光学に対する本発明の使用も考えられている。Also contemplated is the use of the invention for reflectance spectroscopy.

従って、液体試料を透過した光を集めるよりもむしろ、固体試料から拡散または 鏡のように反射した光を集めて検出器ＨＯＥで処理することが可能である。低Ｆ 数のＨＯＥにより、そのような拡散または反射光の大部分が確実に集められる。Therefore, rather than collecting light transmitted through a liquid sample, it is possible to diffuse or It is possible to collect the mirror-reflected light and process it with a detector HOE. Low F A large number of HOEs ensures that most of such diffused or reflected light is collected.

また放射線源ＨＯＥおよび検出器ＨＯＥをけい光モードの操作に使用するために 組み合わせることも可能である。例えば、放射線源ＨＯＥは検出器１（ＯＥの波 長より短い波長で軸対称されたその所望の側帯波を有するであろう。表面または 液体けい光分析を行うことが可能である。and for use of the radiation source HOE and detector HOE in the fluorescent mode of operation. A combination is also possible. For example, the radiation source HOE is connected to detector 1 (OE's wave It will have its desired sidebands axially symmetrical at shorter than long wavelengths. surface or It is possible to perform liquid fluorescence analysis.

また、本発明は特定的に透過ホログラムに関連して記載されているが、反射ホロ グラムの作製および使用も可能である。図７に示されているように、参照ビーム １２の焦点２０がプレート１６の「同一の側面ｊ上にある、即ち、焦点２ａおよ び２５がプレート１６の「前面」にあるということ以外は、反射検出器ＨＯＥの 製造には図１のものと同様な配置を利用することになろう。シリンダレンズ３６ が透明ロッド１１の代わりに示されている。Additionally, although the present invention has been described with particular reference to transmission holograms, it is also It is also possible to make and use grams. As shown in Figure 7, the reference beam Twelve foci 20 are on the same side j of plate 16, i.e. foci 2a and of the reflection detector HOE, except that the Manufacturing would utilize an arrangement similar to that of FIG. cylinder lens 36 is shown in place of the transparent rod 11.

このように、本発明はいくつかの現在好まれている実施態様に関連して記載され てきたが、当業者は、添付請求の範囲に述べられているように、本発明の範囲内 に含まれる本発明の他の修正がわかるであろう。Thus, the invention has been described in connection with several presently preferred embodiments. However, one skilled in the art will appreciate that it falls within the scope of the invention as set forth in the appended claims. Other modifications of the invention may be found included in the .

要約 一つ以上の多機能ホログラフィ光学素子（ＨＯＥ）　（４０，ｌ！ｉ）の分光装 置、特に分光測光器への応用が開示されている。上記の応用に特に有用であるＨ ＯＥの製造方法は、いくつかの古典光学（即ち、集光およびステアリング）機能 を実行するホログラムに帰する。そのように製造されたＨＯＥは検出器モード（ ＋、り　（即ち、そのスペクトルのある部分の解析のために照明された試料から の光を処理すること）、放射線源モード（４Ｇ）（即ち、試料上に集束するため に放射線源（５１）からの光を処理すること）および放射線源モードと検出器モ ードとの組み合わせにおいて有用である。summary Spectroscopic equipment of one or more multifunctional holographic optical elements (HOE) (40, l!i) applications are disclosed, particularly for spectrophotometers. H that is particularly useful for the above applications The OE manufacturing method incorporates several classical optical (i.e. focusing and steering) functions. Attributes to a hologram that performs. The HOE so manufactured can be operated in detector mode ( +, ri (i.e. from a sample illuminated for analysis of a certain part of its spectrum) radiation source mode (4G) (i.e. to focus the light onto the sample) processing the light from the radiation source (51)) and the radiation source mode and detector mode. It is useful in combination with the code.

平成５年３月３１日March 31, 1993

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １．多波長電磁放射線源と、 前記放射線を試料照明ビームに成形する手段と、前記ビームによる照射によって 検査されるべき試料を保持する手段と、 前記試料の照射から順次放射線を受けるように配置されており、前記試料からの 前記順次放射線を別々にイメージされたほほ単色の領域グループに分散させる多 機能のホログラフィ光学素子（ＨＯＥ）と、 前記領域グループのうちの少なくとも一つの領域を検出すると共に、その上に入 射する放射線から得られる信号を生成する検出手段と、 前記試料の解析を得るために前記信号を分析する手段とを含むフォトメータ。 ２．光源と、 前記放射線源を線状イメージにおいて線伏に成形する手段と、前記線状イメージ が前記試料を照明するように、前記試料の対称軸とほぼ平行且つ該軸に概して一 致する前記線状イメージに検査されるべき試料を保持する手段と、前記試料照明 から光を受けるように配置されており、前記試料からの前記光を検出器位置で短 い垂直高さを有する連続スペクトルに分散させる検出器ホログラフィ光学素子（ ＨＯＥ）と、前記検出器に位置する前記スペクトルの少なくとも一つのほぼ単色 部分を検出すると共に、その上に入射する光から得られる信号を生成する検出す る手段と、 前記試料の解析を得るために前記信号を分析する手段とを含むフォトメータ。 ３．多波長の電磁放射線源と、 前記放射線を試料照明ビームとして使用するための線状セグメントに収束する手 段と、 前記線状セグメントを前記試料の対称軸にほぼ平行且つ全体的に位置させるよう にして前記ビームによる照射によって検査されるべき試料を保持する手段と、 前記試料照射からの順次放射線を受けるように配置されており、コリメートされ 、次いで低Ｆ数収束レンズを通過して前記記録媒体表面の後ろのイメージ焦点ま で進んだ同一の干渉光ビームを含む参照ビームと共に、前記物体ビームをホログ ラフィ記録媒体表面の前に垂直にコリメートされ水平に収束されたイメージの線 伏セグメントに成形する手段を通過した干渉光の物体ビームから構成されており 、前記試料からの前記順次放射線を検出器位置で短い垂直高さを有するスペクト ルに分散させる検出器ホログラフィ光学素子（ＨＯＥ）と、前記検出器位置に位 置する前記スペクトルのほぼ単色部分を検出すると共に、その上に入射する放射 線から得られる信号を生成する検出する手段と、 前記試料の解析を得るために前記信号を分析する手段とを含む分光測光器。 ４．多波長電磁放射線源と、 前記放射線を試料照明ビーム用のほぼ線形セグメントに集束する手段と、 試料の対称軸に概して同軸の前記ビームによる照射によって検査されるべき前記 試料を保持する手段と、前記試料照射からの順次放射線を受けるように配置され ており、前記記録媒体表面を越えたイメージに収束する同一の干渉光の参照ピー ムと共に、第１の軸に沿って少なくとも部分的な視準を提供するために前記光ビ ームを収束する第１の手段と、前記第１の軸に垂直な第２の軸に沿って実質的な ビーム収束を提供するために前記光ビームを集束する第２の手段とを通過した干 渉光ビームを含み、前記試料からの前記順次放射線を検出器位置で短い垂直高さ を有するスペクトルに分散させる検出器ホログラフィ光学素子（ＨＯＥ）と、 前記検出器位置に位置する前記スペクトルのほぼ単色部分を検出する手段であっ て、該検出手段がその上に入射する放射線に由来する信号を生成する検出する手 段と、前記試料の解析を得るために前記信号を分析する手段とを含み、 前記第１および第２の集束手段が、ホログラフィ記録媒体表面の前で前記第２の 軸に沿って線状セグメントを集合的に生成する分光測光器。 ５．白色光源と、 前記白色光の少なくとも一部分を線状イメージに集束するために装着されている 第１のシリンダレンズと、透明な管状容器に収容されている検査されるべき光透 過試料を保持すると共に、前記試料の対称軸にほぼ平行且っ該軸と概して一致す る前記白色光線状イメージからの光が前記試料を照明し且つ該試料を通過するよ うに、前記白色光線状イメージに前記試料を配置する試料を保持する手段と、前 記試料を透過した光を受けるように配置されており、コリメートされ、次いで低 Ｆ数収束レンズを通過して前記記録媒体表面の後ろに間隔をもって置かれたイメ ージ焦点まで進んだ前記干渉ビームを含む参照ビームと共に、軸と少なくとも部 分的垂直ビーム視準用の前記光ビームに直角に装着された平面とを有する第２の シリンダレンズを通過し、次いで水平ビーム収束を提供すべく前記第２のシリン ダレンズに垂直な軸と前記光ビームに直角に据え付けらた平面とを有する第３の シリンダレンズを通過し、各々が前記ビーム軸に直角な前記記録媒体表面に対し て角度をもって前記記録媒体表面上に入射するそれぞれの中心軸を有する前記物 体ビームと前記参照ビームとが再結合される際に、記録された物体の線伏セグメ ントを前記白色光の線状イメージの形態の再生ビームのものと概して一致させて 装着される場合に、前記試料を検出器位置で小さな垂直高さを有する線形スペク トルに分散させるように記線に好適であり且つ再生時に充分な波長分数を与える のに適切なフリンジ間隔を産出する相互角度を作る検出器ホログラフィ光学素子 （ＨＯＥ）と、前記検出器位置に位置する前記スペクトルの少なくとも一つのほ ぼ単色部分を検出すると共に、その上に入射する放射線に由来する信号を生成す る検出する手段と、前記試料の解析を得るべく前記信号を分析する手段とを含み 、 前記第２および第３のシリンダレンズが、ホログラフィ記録媒体表面の前の所定 の距離に物体源として垂直に拡張され水平に収束された線状セグメントを集合的 に生成する干渉ビームを含む物体ビームから製造される透過ＨＯＥである分光測 光器。 ６．少なくとも二つの可視スペクトルの波長からなる光源であって、該光源が約 １．５ワットの低入力電力を有する光源と、前記白色光の少なくとも一部分を放 射線源線状イメージで線状に集束すべく装着された第１のシリンダレンズと、透 明なキュベット内に収容されている検査されるべき光透過可能な液体試料を保持 すると共に、前記線状焦点からの光がが前記試料を照明且っ通過するように、前 記試料をキュベットの長軸とほぼ一致する前記放射線源線状イメージに配置する キュベットホルダと、 前記試料を透過した光を受けるように配置されており、干渉光の物体ビームと参 照ビームとにスプリットされるレーザビームから製造された透過ＨＯＥであり、 前記物体ビームは軸と少なくとも部分的な垂直ビーム視準用の前記物体ビームに 直角に装着された平面とを有する第２のシリンダレンズを通過し、次いで水平ビ ーム収束を提供すべく前記第２のシリンダレンズの軸に垂直な軸と前記物体ビー ムに直角に据え付けらた平面とを有する第３のシリンダレンズを通過し、前記第 ２および第３のシリンダレンズは、物体イメージとしてホログラフィ記録媒体表 面の前の所定の距離に水平に収束された線状セグメントを集合的に生成し、前記 参照ビームは、拡張された散乱減少平波面を生成すべく回折制限コリメータと組 み合わされた空間周波数フィルタを通過し、前記波面は次いで約Ｆ／２の低Ｆ数 収束レンズを通過して前記記録媒体表面の後ろに間隔をもって置かれた近点イメ ージまで進み、各々がそれぞれの中心軸を有する記録媒体表面に対して該中心軸 と直角に前記記録媒体表面上に入射する前記物体ビームと前記参照ビームとは再 結合される際に、記録に好適であり且つ再生時に離散単色領域の波長分散を与え るのに適切なフリンジ間隔を生む相互角度を作り、前記試料を検出器位置でスペ クトルに分散させる検出器ホログラフィ光学素子（ＨＯＥ）と、 それぞれ前記検出器位置に位置する前記スペクトルのピーク波および側帯波部分 を検出すると共に、その上に入射する光から得られる信号を生成する少なくとも 二つの光検出器と、前記試料の解析を得るべく前記信号を分析する手段と、前記 光源、前記第１のシリンダレンズ、前記キュベットホルダ、前記ＨＯＥおよび前 記フォトダイオードを収容し、さらに前記光源からの迷光を遮断するべく前記光 源と前記第１のシリンダレンズとの間に第１の光遮断バッフル、前記照明された 試料からの迷光を遮断するべく前記キュベットホルダと前記ＨＯＥとの間に第２ の光遮断バッフルおよび前記それぞれピーク波光および側帯波光部分以外のほぼ 全ての光から前記フォトダイオードを遮蔽するマスク手段を含むケーシング、と を含む低入力電力のダイクロイック分光測光器。 ７．多波長電磁放射線源と、 前記放射線を試料照明ビームに成形する放射線源のホログラフィ光学素子（ＨＯ Ｅ）と、 前記ビームによる照射によって検査されるべき試料を保持する手段と、 前記試料照射からの順次放射を受けるように配置されており、前記試料からの前 記順次放射線を検出器位置で別々に集果されたほぼ単色領域に分散させる検出器 ＨＯＥと、前記検出器位置のうちの一つに位置する少なくとも一つのほほ単色領 域を検出すると共に、その上に入射する放射線から得られる信号を生成する検出 する手段と、試料の解析を得るべく前記信号を分所する手段とを含むフォトメー タ。 ８．多波長電磁放射線源と、 前記放射線を試料照明ビーム用の放射線源線状セグメントイメージに集束し、低 Ｆ数収束レンズを通過して前記記録手段の後ろの近点イメージまで進んだ前記第 １の所定波長を有する干渉光のコリメートされたビームを含む参照ビームと共に 、コリメータを通過し、次いで長軸、および前記物体ビームをホログラフィイメ ージを記録する手段の前のほぼ垂直にコリメートされ水平に収束された物体イメ ージの線伏セグメントにもたらすべく前記物体の光ビームに直角に装着された平 面を有するシリンダレンズを通過した第１の所定の波長の干渉光の物体ビームと 、前記低Ｆ数収束レンズを通過して前記記録手段の後ろの近点イメージまで進ん だ前記第２の所定波長を有するコリメートされた干渉光の第２の参照ビームと共 に、前記コリメータおよびシリンダレンズを通過して前記第２の物体ビームを前 記記録手段の前のもう一つのほぼ垂直にコリメートされ水平に収束されたイメー ジの線伏セグメントまで進んだ第２の所定波長を有する干渉光の第２の物体ビー ムとから製造され、前記ホログラフィイメージの前記イメージ線状セグメントが 再生時に出力イメージでほぼ同軸且つ合同の出力線状セグメントを生成するため に結合されるホログラフィ光学素子（ＨＯＥ）と、前記出力イメージが試料の対 称軸にほぼ平行且つ概して一致するように、前記出力線状イメージで前記試料照 明ビームによる照射によって検査されるべき前記試料を保持する手段と、物体ビ ームをホログラフィ記録媒体表面の前の垂直にコリメートされ水平に集束された 線状セグメント物体に集束する手段を通過した干渉光ビームを含む物体ビームか ら製造され、その線状セグメント物体が前記放射線源ＨＯＥの前記出力イメージ と一致するようにして使用するために装着されており、前記試料からの前記順次 放射線を少なくとも二つの検出器位置で短い垂直高さを有するスペクトルに分散 させる検出器ＨＯＥと、前記検出器位置の各々に位置する前記スペクトルのほぼ 単色部分を検出すると共に、その上に入射する放射線から得られる信号を生成す る検出する手段と、 前記試料の解析を得るべく前記信号を分析する手段とを含むフォトメータ。 ９．前記放射線源ＨＯＥが前記記録手段として使用される単一のホログラフィプ レートから形成されており、前記プレートの第１および第２の露光がそれぞれ前 記第１および第２の所定の波長用に使用される請求項８に記載の分光測光器。 １０．前記記録手段が、前記第１の所定波長を有する前記物体ビームおよび参照 ビームから形成されたイメージを記録する第１のホログラフィプレートと、前記 第２の所定波長を有する前記物体ビームおよび参照ビームから形成されたイメー ジを記録する第２のホログラフィプレートとを含んでおり、前記第１および第２ のプレートが、再生時にはぼ同軸且つ合同の出力線状イメージを生成する重ね合 わせ配置で組み立てられる請求項８に記載の分光測光器。 １１．白色光源と、 前記放射線を試料照明ビーム用のほぼ線形の線状セグメントに集束し、低Ｆ数収 束レンズを通過して前記記録手段の後ろの近似点イメージまで進んだ前記第１の 所定の波長を有する干渉光のコリメートされたビームを含む参照ビームと共に、 コリメータを通過し、次いで長軸、および前記物体ビームをホログラフィイメー ジを記録する手段の前のほぼ垂直にコリメートされ水平に収束された線状セグメ ントにもたらすべく前記物体ビームに直角に装着された平面を有するシリンダレ ンズを通過した第１の所定の波長の干渉光の物体ビームと、前記低Ｆ数収束レン ズを通過して前記記録手段の後ろの近点イメージまで進んだ前記第２の所定の波 長を有するコリメートされた干渉光の第２の参照ビームと共に、前記コリメータ およびシリンダレンズを通過して前記第２の物体ビームを前記記録手段の前のも う一つのほぼ垂直にコリメートされ水平に集束された線状セグメントにもたらさ れた第２の所定波長を有する干渉光の第２の物体ビームとから製造され、前記ホ ログラフィイメージの前記線状セグメントが再生時に出力線状セグメントイメー ジでほぼ同軸且つ合同の出力線状セグメントを生成するために結合される放射線 源ホログラフィ光学素子（ＨＯＥ）と、前記出力線状セグメントイメージが前記 試料の対称軸とほは同軸になるように、前記出力線状セグメントイメージで前記 試料の照明ビームによる照射によって検出されるべき光透過可能試料を保持する 手段と、 前記試料を透過した光を受けるべく配置された検出器ＨＯＥであって、該検出器 ＨＯＥは、コリメータと、次いで低Ｆ数収束レンズとを通過して前記記録媒体表 面の後ろに位置する近点イメージまで進んだ前記干渉光ビームを含む参照ビーム と共に、ホログラフィ記録媒体表面の前の所定の距離に前記光ピームを概して水 平に収束された線状セグメント物体に集束する手段を通過した干渉光ビームを含 む物体ビームから製造された透過ＨＯＥであり、各々が前記記録媒体表面上に記 録媒体表面に対してそれぞれの中心軸と直角をなして入射する前記中心軸を有す る前記検出器ＨＯＥの前記物体ビームおよび参照ビームは再結合される際に、記 録に好適であると共に、入力線状セグメント物体が前記放射線源ＨＯＥの出力線 伏セグメントイメージと一致して装着される場合に、前記検出器ＨＯＥが前記試 料を検出器位置で小さな垂直高さを有するスペクトルに分散させるように再生時 に充分な波長分数を与えるのに適切なフリンジ間隔を生む相互角度を作る検出器 ＨＯＥと、 前記検出器位置に位置する前記スペクトルのほぼ単色部分を検出すると共に、そ の上に入射する放射線から得られる信号を生成する検出する手段と、 前記試料の解析を得るべく前記信号を分抗する手段とを含む分光測光器。 １２．可視スペクトルの少なくとも二つの波長を含む光源であって、該光源が約 １．５ワットの低入力電力を有する光源と、放射線源ホログラフィ光学素子（Ｈ ＯＥ）であって、該放射線源ＨＯＥは、低Ｆ数収束レンズを通過して前記記録手 段の後ろの近点イメージまで進んだ前記第１の所定波長を有する干渉光の空間周 波数フィルタされコリメートされたビームを含む参照ビームと共に、コリメータ を通過し、次いで長軸、およびホログラフィイメージを記録する手段の前で前記 物体ビームを垂直にコリメートされ水平に集束された線状セグメントにもたらす べく前記物体ビームに直角に装着された平面を有するシリンダレンズを通過した 前記二つの波長の中の一つに相当する第１の所定波長を有する干渉光の物体ビー ムと、前記低Ｆ数収束レンズを通過して前記記録手段の後ろの近点イメージまで 進んだ前記第２の所定波長を有する空間周波数フィルタされコリメートされた干 渉光の第２の参照ビームと共に、再び前記第２の物体ビームを前記記録手段の前 で垂直にコリメートされ水平に収束された線状セグメントにもたらすべく前記コ リメータおよび前記シリンダレンズを通過した前記波長の他方に相当する第２の 所定波長を有する干渉光の第２の物体ビームとから製造され、そのように形成さ れた前記ホログラフィイメージの線状セグメントが再生時にほぼ同軸且つ合同の 出力線伏セグメントイメージに結合される放射線源ＨＯＥと、 透明なキュベット内に収容された検査されるべき液体光透過可能試料を保持する と共に、前記線状焦点で光が前記試料を照明且つ通過するように、キュベットの 長軸とほぼ同軸の前記出力線状イメージに前記試料を配置するキュベットホルダ と、前記試料を透過した光を受けるように配置されている検出器ホログラフィ光 学素子（ＨＯＥ）であって、該検出器ＨＯＥが干渉光の物体ビームと参照ビーム とにスプリットされたレーザビームから製造された透過ＨＯＥであり、前記物体 ビームは、ホログラフィ記録媒体表面の前の所定の距離に入力イメージとして垂 直にコリメートされ水平に集束された線状セグメントを生成する手段を通過し、 前記参照ビームは、回折制限コリメータと結合して拡張された減散乱平波面を生 成する空間周波数フィルタを通過し、前記波面は次いで約Ｆ／２の低Ｆ数収束レ ンズを通過して前記記録媒体表面の後ろのある距離に位置する近点イメージまで 進み、各々が前記記録媒体表面に対してそれぞれの中心軸に直角な角度で前記記 録媒体表面上に入射する前記中心軸を有する前記検出器ＨＯＥの前記物体ビーム および前記参照ビームは再結合される際に、記録に好適であると共に、入力イメ ージの線状セグメントが前記放射線放射線源ＨＯＥの出力線状セグメントイメー ジと概して同軸であるように装着される場合に、再生時に概して不連続な単色領 域の波長分散を与えるるのに適切なフリンジ間隔を生む相互角度を作り、前記Ｈ ＯＥは前記試料からの前記光を検出器位置でスペクトルに分散させる検出器ＨＯ Ｅと、 前記検出器位置に位置する前記スペクトルのピーク波および側帯波部分をそれぞ れ検出すると共に、その上に入射する光から得られる信号を生成する少なくとも 二つの光検出器と、前記試料の解析を得るべく前記信号を分抗する手段と、前記 光源、前記放射線源ＨＯＥ、前記キュベットホルダ、前記検出器ＨＯＥおよび前 記光検出器を収容し、さらに前記光源からの迷光を遮断するための、前記光源お よび前記放射線源ＨＯＥの間の第１の光遮断パッフルと、前記照明された試料か らの遮光を遮断するための前記キュベットホルダおよび前記検出器ＨＯＥの間の 第２の光遮断バッフルと、迷光を遮断するための前記検出器ＨＯＥおよび前記光 検出器の間の第３のバッフルと、前記それぞれピーク波および側帯波部分以外の ほぼ全ての光から前記光検出器を遮蔽するマスク手段とを含むケーシングと を含む低入力電力分光測光器。 １３．干渉光の物体ビームを供給する段階と、前記照明された形状を理想化した 形態のイメージを作りだし、それによって前記イメージの一つまたは両方の寸法 が回折制限に近づき、ホログラフィプレートからのイメージの形状、寸法および 距離が、同一の主体から光を集め、集束し且つ分散させるように設計且つ製造さ れたＨＯＥの物体の形状、寸法および距離とできるだけ同一にちかくなるように 前記物体ビームを集束する段階と、 前記イメージに対して選択された配向で、且つ前記イメージから所定の距離にホ ログラフィ記録媒体表面を設置する段階と、同一の干渉光の参照ビームを供給す る段階と、前記参照ビームを前記記録媒体表面を越えた小さな焦点に収束する段 階と、 記録されたホログラムを生成するべく前記ホログラフィ記録媒体を前記物体ビー ムおよび参照ピームに露光する段階と、前記露光されたホログラフィ記録媒体を 固定ホログラムに展開させる段階と を含み、 前記ＨＯＥは、その形状が前記参照ビーム焦点の形状によって理想化される光源 からの多波長光によって照明され、さらに記録に使用される選択された配向に近 い主体に関する配向で、且つ前記所定の距離に置かれる場合に、前記主体からの 光を集め、分散させ、且つ集束するように設計且つ製造された前記ＨＯＥ用の入 力電力として働くような位置で、適切な寸法、位置および配向を有するイメージ を生成する、所定の照明形態を有する主体を照明するべくほぼ単色のスペクトル 領域を有するイメージを生成するのに使用されるホログラフィ光学素子（ＨＯＥ ）の製造方法。 １４．各々が単一の所定イメージ位置で単一のほぼ単色波長領域を有するイメー ジを生成するべく製造されたような二つのＨＯＥをさらに含み、前記二つのＨＯ Ｅが、前記イメージ位置で生成可能な一致したほぼ単色のイメージを生成するよ うに連続して設置されている請求項１３に記載の方法によって作製されたホログ ラフィ光学素子（ＨＯＥ）。 １５．二つの異なる単色波長への露光によって形成される単一のホログラムをさ らに含み、前記露光が、前記イメージ位置で投影可能な一致したほぼ単色のイメ ージを生成するべく行われる請求項１３の方法によって作製されたホログラフィ 光学素子（ＨＯＥ）。 [Claims] 1. a source of multi-wavelength electromagnetic radiation, means for shaping said radiation into a sample illumination beam, means for holding a sample to be inspected by irradiation with said beam, and arranged to sequentially receive radiation from irradiation of said sample. , a multifunctional holographic optical element (HOE) for dispersing the sequential radiation from the sample into separately imaged groups of relatively monochromatic regions; and detecting at least one region of the group of regions; into the A photometer comprising: detection means for generating a signal obtained from incident radiation; and means for analyzing said signal to obtain an analysis of said sample. 2. a light source; a means for contouring the radiation source in a linear image; and a means for shaping the radiation source into a linear image substantially parallel to and generally aligned with an axis of symmetry of the specimen such that the linear image illuminates the specimen. means for holding a sample to be inspected in the linear image that corresponds to the linear image, and arranged to receive light from the sample illumination and shorting the light from the sample at a detector position a detector holographic optical element (HOE) dispersing into a continuous spectrum having a vertical height and detecting at least one substantially monochromatic portion of said spectrum located on said detector and obtained from the light incident thereon; The detector that generates the signal and means for analyzing said signal to obtain an analysis of said sample. 3. A source of multi-wavelength electromagnetic radiation and a means for focusing said radiation into a linear segment for use as a sample illumination beam. means for holding a sample to be inspected by irradiation with the beam such that the linear segment is located generally parallel and generally to the axis of symmetry of the sample; and means for receiving sequential radiation from the sample irradiation. The image is collimated and then passed through a low F-number converging lens to the image focus behind the recording medium surface. The object beam is holographed along with a reference beam containing an identical interfering light beam that has traveled at The radiation consists of an object beam of coherent light that passes through means for shaping vertically collimated and horizontally focused image line segments in front of the recording medium surface, and the sequential radiation from the sample is transferred to the detector position. Spectrum with a short vertical height at a detector holographic optical element (HOE) distributed in the Detects the nearly monochromatic part of the spectrum that A spectrophotometer comprising: means for generating and detecting a signal obtained from a line; and means for analyzing said signal to obtain an analysis of said sample. 4. a source of multi-wavelength electromagnetic radiation; means for focusing the radiation into a substantially linear segment for a sample illumination beam; means for holding the sample to be examined by irradiation with the beam generally coaxial with the axis of symmetry of the sample; are arranged to receive sequential radiation from the sample irradiation, and reference peaks of identical interference light converge into an image beyond the surface of the recording medium. the optical beam for providing at least partial collimation along the first axis; and second means for focusing said light beam to provide substantial beam focusing along a second axis perpendicular to said first axis. Dried a detector holographic optical element (HOE) comprising a beam of light and dispersing the sequential radiation from the sample into a spectrum having a short vertical height at a detector position; means for detecting a portion, the detecting means generating a signal derived from radiation incident thereon; and means for analyzing the signal to obtain an analysis of the sample, wherein the first and second focusing means are configured to focus a linear segment along the second axis in front of a holographic recording medium surface. A spectrophotometer that collectively generates 5. a white light source; a first cylindrical lens mounted to focus at least a portion of the white light into a linear image; and a light transmitter to be inspected housed in a transparent tubular container. holding the sample in parallel with and generally coinciding with the axis of symmetry of the sample. light from the white beam image illuminates and passes through the sample. a means for holding the sample for positioning the sample in the white light beam-like image; the recording medium is positioned to receive the light transmitted through the recording medium, is collimated, and then passes through a low F-number focusing lens to produce an image spaced apart behind the surface of the recording medium. a reference beam including said interfering beam that has traveled to a target focus; a second cylindrical lens having a plane mounted perpendicular to said light beam for partial vertical beam collimation, and then said second cylindrical lens to provide horizontal beam focusing. a third cylindrical lens having an axis perpendicular to the cylinder lens and a plane mounted perpendicular to the beam, each on the recording medium surface at an angle to the recording medium surface perpendicular to the beam axis; said object with its respective central axis incident on the When the body beam and the reference beam are recombined, the line segments of the recorded object are The sample is placed in a linear spectrum having a small vertical height at the detector position when the sample is mounted with the sample generally coincident with that of the reproduction beam in the form of a linear image of white light. a detector holographic optical element (HOE) located at said detector position that produces a mutual angle suitable for recording and producing a fringe spacing suitable for providing a sufficient wavelength fraction upon regeneration to disperse the wavelength of the optical signal; at least one part of said spectrum This method detects a monochromatic area and generates a signal derived from the radiation incident on it. and means for analyzing the signal to obtain an analysis of the sample, wherein the second and third cylindrical lenses are arranged vertically as an object source at a predetermined distance in front of a surface of the holographic recording medium. Spectrometry is a transmission HOE produced from an object beam containing interfering beams that collectively produce extended and horizontally focused linear segments. Light device. 6. a light source comprising at least two wavelengths of the visible spectrum, the light source having a low input power of about 1.5 watts; and a light source emitting at least a portion of the white light. a first cylindrical lens mounted to linearly focus a ray source in a linear image; holding a light-transmissive liquid sample to be examined contained in a bright cuvette, and placing a light-transmissive liquid sample in the front such that light from the linear focus illuminates and passes through the sample; a cuvette holder for placing the sample in the linear image of the radiation source substantially coinciding with the long axis of the cuvette; a second cylinder having an axis and a plane mounted at right angles to the object beam for at least partial vertical beam collimation; passes through the lens, then the horizontal an axis perpendicular to the axis of the second cylinder lens and the object beam to provide beam focusing. a third cylindrical lens having a flat surface mounted at right angles to the object image; Collectively producing horizontally focused line segments at a predetermined distance in front of the surface, the reference beam is coupled with a diffraction-limited collimator to produce an extended scatter-reduced plane wavefront. Passing through a combined spatial frequency filter, the wavefront is then passed through a low F/2 converging lens to produce a near-point image spaced behind the recording medium surface. The object beam and the reference beam, each having a respective central axis, are incident on the recording medium surface at right angles to the central axis, and when recombined the object beam and the reference beam are recombined. and provides wavelength dispersion in the discrete monochromatic region during reproduction. Specify the sample at the detector position, creating a mutual angle that yields adequate fringe spacing to a detector holographic optical element (HOE) dispersing in the detector position; and at least one detector holographic optical element (HOE) for detecting the peak wave and sideband portions of the spectrum respectively located at the detector position and for generating a signal obtained from the light incident thereon. two photodetectors, a means for analyzing the signal to obtain an analysis of the sample, the light source, the first cylinder lens, the cuvette holder, the HOE and the said light source to house said photodiode and further block stray light from said light source. a first light blocking baffle between the source and the first cylindrical lens; a second light blocking baffle between the cuvette holder and the HOE to block stray light from the illuminated sample; and a second light blocking baffle between the cuvette holder and the HOE to block stray light from the illuminated sample. A low input power dichroic spectrophotometer comprising: a casing including mask means for shielding said photodiode from substantially all light other than peak wave light and sideband light portions; 7. a source of multi-wavelength electromagnetic radiation; a holographic optical element (HOE) of the radiation source for shaping said radiation into a specimen illumination beam; means for holding a specimen to be examined by irradiation with said beam; is placed to receive radiation, and is placed in front of said sample. a detector HOE that sequentially disperses the radiation into separately focused substantially monochromatic regions at the detector locations; and at least one near-monochromatic region located at one of the detector locations. A photometer comprising means for detecting a region and generating a signal obtained from radiation incident thereon, and means for distributing said signal to obtain an analysis of the sample. Ta. 8. a source of multi-wavelength electromagnetic radiation; A reference beam comprising a collimated beam of interfering light having a predetermined wavelength passes through a collimator, then a long axis, and said object beam into a holographic image. a nearly vertically collimated and horizontally focused object image in front of the means for recording the image. a plane mounted perpendicular to the light beam of said object to bring it into the line segment of the object; an object beam of interference light of a first predetermined wavelength that has passed through a cylinder lens having a surface, and a second predetermined wavelength that has passed through the low F-number converging lens to a near-point image behind the recording means; a second reference beam of collimated interference light having The second object beam passes through the collimator and the cylinder lens. Another approximately vertically collimated and horizontally focused image before the recording means. a second object beam of interfering light having a second predetermined wavelength that has traveled to the line segment of the a holographic optical element (HOE) manufactured from a holographic optical element (HOE) in which the image linear segments of the holographic image are coupled to produce substantially coaxial and congruent output linear segments in the output image upon reproduction; sample pair the sample illumination in the output linear image so as to be substantially parallel to and generally coincident with the nominal axis; means for holding said specimen to be examined by irradiation with a bright beam; an object beam containing an interfering light beam that has passed through means for focusing the beam into a vertically collimated and horizontally focused linear segment object in front of the holographic recording medium surface; is manufactured from a linear segment object and mounted for use in such a way that the linear segment object coincides with the output image of the radiation source HOE to transmit the sequential radiation from the sample into short vertical segments at at least two detector positions. a detector HOE dispersing into a spectrum having a height and detecting a substantially monochromatic portion of said spectrum located at each of said detector positions and generating a signal resulting from radiation incident thereon; and means for analyzing said signal to obtain an analysis of said sample. 9. a single holographic printer in which the radiation source HOE is used as the recording means; a first and a second exposure of said plate, respectively. 9. The spectrophotometer according to claim 8, wherein the spectrophotometer is used for the first and second predetermined wavelengths. 10. a first holographic plate for recording an image formed from the object beam and the reference beam having the first predetermined wavelength; image a second holographic plate for recording images, the first and second plates being superimposed to produce substantially coaxial and congruent output linear images during playback; 9. A spectrophotometer according to claim 8, assembled in a side-by-side configuration. 11. a white light source and focusing the radiation into a substantially linear linear segment for the sample illumination beam, with a low F-number collection; said first passed through a bundle lens to an approximate point image behind said recording means, together with a reference beam comprising a collimated beam of interfering light having a predetermined wavelength, passed through a collimator and then a long axis; The object beam is formed into a holographic image. a nearly vertically collimated and horizontally focused linear segment in front of the means for recording the image. a cylinder lever having a flat surface mounted at right angles to said object beam to bring it into the object beam; an object beam of interference light having a first predetermined wavelength that has passed through the lens; said second predetermined wave having passed through the lens to a periapsis image behind said recording means; passing through said collimator and cylinder lens said second object beam, together with a second reference beam of collimated interference light having a length, in front of said recording means; brought into another nearly vertically collimated and horizontally focused linear segment. a second object beam of interfering light having a second predetermined wavelength; The linear segment of the graphography image becomes the output linear segment image during playback. a radiation source holographic optical element (HOE) coupled to produce substantially coaxial and congruent output linear segments at the same angle, such that the output linear segment images are coaxial with the axis of symmetry of the sample; means for holding a light-transmissible sample to be detected by illumination of the sample with an illumination beam in the output linear segment image; and a detector HOE arranged to receive light transmitted through the sample; The HOE passes through a collimator and then a low F-number converging lens to The optical beam is generally positioned at a predetermined distance in front of the holographic recording medium surface, with a reference beam comprising the interfering optical beam having traveled to a periapsis image located behind the surface. includes an interfering light beam that has passed through a means of focusing into a flat convergent linear segment object. transmission HOEs produced from object beams containing objects, each recorded on the surface of the recording medium. The central axis of the recording medium is incident on the surface of the recording medium at right angles to the respective central axes. When the object and reference beams of the detector HOE are recombined, The detector HOE is suitable for recording and when the input linear segment object is mounted in accordance with the output line segment image of the radiation source HOE. During regeneration, the sample is dispersed into a spectrum with a small vertical height at the detector position. a detector HOE that creates a mutual angle that yields an adequate fringe spacing to provide a sufficient wavelength fraction for the A spectrophotometer comprising: means for generating and detecting a signal obtained from radiation incident on the sample; and means for dividing the signal to obtain an analysis of the sample. 12. a light source comprising at least two wavelengths of the visible spectrum, the light source having a low input power of about 1.5 Watts; and a radiation source holographic optical element (HOE), the radiation source HOE comprising: The recording hand passes through a low F-number converging lens. a spatial circumference of the interfering light having the first predetermined wavelength that has traveled to the periapsis image behind the stage; A reference beam comprising a wavenumber filtered collimated beam passes through a collimator and then a long axis, and brings the object beam into a vertically collimated and horizontally focused linear segment in front of a means for recording a holographic image. an object beam of interfering light having a first predetermined wavelength corresponding to one of the two wavelengths; and a spatial frequency filtered and collimated image having said second predetermined wavelength that passes through said low F-number converging lens to a near point image behind said recording means. said co-column to again bring said second object beam together with a second reference beam of light into a vertically collimated and horizontally focused linear segment in front of said recording means. a second object beam of interfering light having a second predetermined wavelength corresponding to the other of the wavelengths passed through the cylinder lens; a radiation source HOE in which the linear segments of the holographic image obtained are coupled into substantially coaxial and congruent output linear segment images during playback; and a liquid light transmissive sample to be examined contained in a transparent cuvette. and a cuvette holder for positioning the sample in the output linear image substantially coaxial with the long axis of the cuvette so that the light illuminates and passes through the sample at the linear focal point; Detector positioned to receive holographic light an optical element (HOE), the detector HOE being a transmission HOE manufactured from a laser beam split into an object beam of coherent light and a reference beam, the object beam in front of the holographic recording medium surface; vertically as the input image at a given distance. The reference beam is passed through means for producing directly collimated and horizontally focused linear segments, the reference beam being combined with a diffraction limited collimator to produce an extended descattered plane wavefront. The wavefront is then passed through a spatial frequency filter consisting of a low F-number convergence level of approximately F/2. through the lens to a periapsis image located a distance behind said recording medium surface, each of said recording medium surfaces at an angle perpendicular to their respective central axis. The object beam of the detector HOE with the central axis incident on the recording medium surface and the reference beam, when recombined, are suitable for recording and forming an input image. The linear segment of the image is the output linear segment image of the radiation source HOE. generally discontinuous monochromatic areas during playback when mounted generally coaxially with the a detector HOE that spectrally disperses the light from the sample at the detector position; The peak wave and sideband parts of the spectrum located are respectively at least two photodetectors for detecting the radiation and generating a signal obtained from the light incident thereon; means for dividing the signal to obtain an analysis of the sample; the light source, the radiation source HOE; the cuvette holder, the detector HOE and the said light source and said light source for accommodating a photodetector and further blocking stray light from said light source; and a first light blocking baffle between the radiation source HOE and the illuminated sample. a second light blocking baffle between the cuvette holder and the detector HOE to block stray light; and a third baffle between the detector HOE and the light detector to block stray light. , and mask means for shielding the photodetector from substantially all light other than peak wave and sideband portions, respectively. 13. providing an object beam of coherent light and creating an image of the idealized shape of the illuminated shape, such that one or both dimensions of the image approach diffraction limiting, the shape of the image from the holographic plate; , dimensions and distances designed and constructed to collect, focus and disperse light from the same entity. focusing the object beam to be as close as possible to the shape, dimensions and distance of the object in the HOE; and focusing the object beam at a selected orientation relative to the image and at a predetermined distance from the image. The steps of setting up the lithography recording medium surface and providing a reference beam of identical interference light. and focusing the reference beam to a small focus beyond the surface of the recording medium. a holographic recording medium to produce a recorded hologram; developing the exposed holographic recording medium into a fixed hologram; illuminated by wavelength light and also close to the selected orientation used for recording. an input for said HOE designed and constructed to collect, disperse and focus light from said subject when placed at said predetermined distance and in an orientation relative to said subject; used to produce an image having a nearly monochromatic spectral region to illuminate a subject with a predetermined illumination form, producing an image with appropriate dimensions, position and orientation in a position such that it acts as a power source. A method of manufacturing a holographic optical element (HOE). 14. Each image has a single near-monochromatic wavelength region at a single predetermined image location. further comprising two HOEs fabricated to produce a color image, said two HOEs producing a matched substantially monochromatic image producible at said image location. The holog produced by the method according to claim 13, which is continuously installed in the sea urchin. Raffy Optical Element (HOE). 15. A single hologram formed by exposure to two different monochromatic wavelengths is further comprising: wherein the exposure produces a matched substantially monochromatic image projectable at the image location. 14. A holographic optical element (HOE) made by the method of claim 13, wherein the method is performed to produce a holographic optical element (HOE).