JPH0989668A - 光スペクトル検出装置 - Google Patents
光スペクトル検出装置Info
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- JPH0989668A JPH0989668A JP7269137A JP26913795A JPH0989668A JP H0989668 A JPH0989668 A JP H0989668A JP 7269137 A JP7269137 A JP 7269137A JP 26913795 A JP26913795 A JP 26913795A JP H0989668 A JPH0989668 A JP H0989668A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】検出平面での各波長間の像の位置が、各波長間
の波長差に比例する光スペクトル検出装置を提供する。 【解決手段】回折格子1によって分光した光を集光光学
系2によって光検出器3の検出平面3a上に集光した光
スペクトル検出装置において、回折格子1の法線Nと集
光光学系2の光軸zとを平行に配置し、且つ集光光学系
2をf・sinθレンズによって構成したことを特徴と
する。
の波長差に比例する光スペクトル検出装置を提供する。 【解決手段】回折格子1によって分光した光を集光光学
系2によって光検出器3の検出平面3a上に集光した光
スペクトル検出装置において、回折格子1の法線Nと集
光光学系2の光軸zとを平行に配置し、且つ集光光学系
2をf・sinθレンズによって構成したことを特徴と
する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、広範囲の波長を同
時に観察する光スペクトル検出装置に関する。
時に観察する光スペクトル検出装置に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】光スペクトル検出装置
は、回折格子でスペクトル分光を行い、この分光された
光束をCCD等の光電変換素子から成る光検出器の検出
平面上に集光させて、スペクトル分析を行っている。分
光された光を検出平面に集光する集光光学系としては、
従来より、一般的なf・tanθレンズが用いられてい
た。しかるに回折格子によるスペクトル分散は非線形性
を持っており、f・tanθレンズではこの非線形性を
相殺することができない。したがって検出平面での各波
長のスペクトルの結像は、各波長間の波長差に比例しな
い非線形な間隔で形成され、この結果CCDのピッチに
合わずに検出効率の低下を招き、あるいはこれを解消す
るために、CCDのピッチの変更などの負担を招いてい
た。したがって本発明は、検出平面での各波長間の像の
位置が、各波長間の波長差に比例する光スペクトル検出
装置を提供することを課題とする。
は、回折格子でスペクトル分光を行い、この分光された
光束をCCD等の光電変換素子から成る光検出器の検出
平面上に集光させて、スペクトル分析を行っている。分
光された光を検出平面に集光する集光光学系としては、
従来より、一般的なf・tanθレンズが用いられてい
た。しかるに回折格子によるスペクトル分散は非線形性
を持っており、f・tanθレンズではこの非線形性を
相殺することができない。したがって検出平面での各波
長のスペクトルの結像は、各波長間の波長差に比例しな
い非線形な間隔で形成され、この結果CCDのピッチに
合わずに検出効率の低下を招き、あるいはこれを解消す
るために、CCDのピッチの変更などの負担を招いてい
た。したがって本発明は、検出平面での各波長間の像の
位置が、各波長間の波長差に比例する光スペクトル検出
装置を提供することを課題とする。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明は、回折格子の法
線と集光光学系の光軸とを平行に配置し、且つ集光光学
系をf・sinθレンズによって構成することにより、
上記課題を解決したものである。この構成により、回折
格子の分光によるスペクトル分散の非線形性はf・si
nθレンズによって相殺され、検出平面上で線形なスペ
クトル分布が得られる。
線と集光光学系の光軸とを平行に配置し、且つ集光光学
系をf・sinθレンズによって構成することにより、
上記課題を解決したものである。この構成により、回折
格子の分光によるスペクトル分散の非線形性はf・si
nθレンズによって相殺され、検出平面上で線形なスペ
クトル分布が得られる。
【0004】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面によっ
て説明する。図1は本発明の一実施例の概略光学系を示
し、回折格子1に入射する白色平行光は、回折格子1に
よって分光された後、集光レンズ2によって光検出器3
の検出平面3a上に結像している。回折格子1の法線N
は集光レンズ2の光軸zと平行に配置されており、また
集光レンズ2としてはf・sinθレンズが用いられて
いる。したがって入射角θで入射したスペクトルの像高
yは、fを集光レンズの焦点距離として、 y=f・sinθ ‥‥(1) で与えられる。
て説明する。図1は本発明の一実施例の概略光学系を示
し、回折格子1に入射する白色平行光は、回折格子1に
よって分光された後、集光レンズ2によって光検出器3
の検出平面3a上に結像している。回折格子1の法線N
は集光レンズ2の光軸zと平行に配置されており、また
集光レンズ2としてはf・sinθレンズが用いられて
いる。したがって入射角θで入射したスペクトルの像高
yは、fを集光レンズの焦点距離として、 y=f・sinθ ‥‥(1) で与えられる。
【0005】他方、回折格子による回折角は、αを入射
角、βを射出角、Nを単位長さ当たりの格子数、mを回
折の次数、λを波長とすると、 sinβ=sinα+Nmλ ‥‥(2) で与えられる。また本実施例では、回折格子1の法線N
が集光レンズ2の光軸zと平行に配置されているから、 θ=β ‥‥(3) となっている。
角、βを射出角、Nを単位長さ当たりの格子数、mを回
折の次数、λを波長とすると、 sinβ=sinα+Nmλ ‥‥(2) で与えられる。また本実施例では、回折格子1の法線N
が集光レンズ2の光軸zと平行に配置されているから、 θ=β ‥‥(3) となっている。
【0006】したがって、(1)、(2)及び(3)式
より、 y=f・(sinα+Nmλ) となる。故に、基準波長に対する波長の差をΔλとし、
基準波長との間の像高の差をΔyとすると、 Δy=fNm・Δλ となり、像高差Δyは波長差Δλに比例することとな
る。
より、 y=f・(sinα+Nmλ) となる。故に、基準波長に対する波長の差をΔλとし、
基準波長との間の像高の差をΔyとすると、 Δy=fNm・Δλ となり、像高差Δyは波長差Δλに比例することとな
る。
【0007】より一般的に説明すると、 dy/dλ=(dy/dθ)・(dθ/dβ)・(dβ/dλ) ‥‥(4) において、回折格子1の法線Nと集光レンズ2の光軸z
とが平行でない一般的な場合には、aを法線Nと光軸z
とのなす角度として、 θ=β+a であるから、(4)式の右辺第2項は、 dθ/dβ=1 となる。また(4)式の右辺第3項は、(2)式より、 dβ/dλ=Nm/cosβ であるから、結局(4)式は、 dy/dλ=(dy/dθ)・Nm/cosβ ‥‥(5) となる。
とが平行でない一般的な場合には、aを法線Nと光軸z
とのなす角度として、 θ=β+a であるから、(4)式の右辺第2項は、 dθ/dβ=1 となる。また(4)式の右辺第3項は、(2)式より、 dβ/dλ=Nm/cosβ であるから、結局(4)式は、 dy/dλ=(dy/dθ)・Nm/cosβ ‥‥(5) となる。
【0008】従来技術のように集光レンズ2としてf・
tanθレンズを用いると、 y=f・tanθ であるから、(5)式は、 dy/dλ=fNm/cos2θ/cosβ となり、dy/dλ=const.とすることができな
い。したがって回折格子1と集光レンズ2とをいかよう
な関係にて配置しようとも、すなわち、例えばθ=βと
なるように配置しようとも、波長λに対して像高yを線
形に変化させることができない。
tanθレンズを用いると、 y=f・tanθ であるから、(5)式は、 dy/dλ=fNm/cos2θ/cosβ となり、dy/dλ=const.とすることができな
い。したがって回折格子1と集光レンズ2とをいかよう
な関係にて配置しようとも、すなわち、例えばθ=βと
なるように配置しようとも、波長λに対して像高yを線
形に変化させることができない。
【0009】しかるに本実施例では、集光レンズ2とし
てf・sinθレンズを用いているから、(5)式は、 dy/dλ=fNm・cosθ/cosβ となり、更に、θ=βとなるように配置しているから、 dy/dλ=const. となる。こうして像高yが波長λに対して線形に変化す
ることとなる。
てf・sinθレンズを用いているから、(5)式は、 dy/dλ=fNm・cosθ/cosβ となり、更に、θ=βとなるように配置しているから、 dy/dλ=const. となる。こうして像高yが波長λに対して線形に変化す
ることとなる。
【0010】なおf・sinθレンズは負の歪曲収差を
持っている。したがって厳密にはf・sinθの特性は
持っていなくとも、負の歪曲収差を持つレンズ系を集光
レンズ2として用いることもできる。この場合には、像
高yと波長λとの間の線形性が若干劣ることとなるが、
それでも従来技術よりは優れた効果を得ることができ
る。また図1では回折格子として反射型のものを図示し
ているが、透過型の回折格子を用いることもできる。
持っている。したがって厳密にはf・sinθの特性は
持っていなくとも、負の歪曲収差を持つレンズ系を集光
レンズ2として用いることもできる。この場合には、像
高yと波長λとの間の線形性が若干劣ることとなるが、
それでも従来技術よりは優れた効果を得ることができ
る。また図1では回折格子として反射型のものを図示し
ているが、透過型の回折格子を用いることもできる。
【0011】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、分光された
スペクトルが、その波長に応じて光検出器の検出平面上
に線形に分布するため、検出器の利用効率が高まり、ま
た検出器の制作も容易になるという利点がある。
スペクトルが、その波長に応じて光検出器の検出平面上
に線形に分布するため、検出器の利用効率が高まり、ま
た検出器の制作も容易になるという利点がある。
【図1】本発明の一実施例を示す概略構成図
1…回折格子 2…集光レンズ 3…光検出器 3a…検出平面 N…法線 z…光軸
Claims (2)
- 【請求項1】回折格子によって分光した光を集光光学系
によって光検出器の検出平面上に集光した光スペクトル
検出装置において、 前記回折格子の法線と前記集光光学系の光軸とを平行に
配置し、且つ前記集光光学系をf・sinθレンズによ
って構成したことを特徴とする光スペクトル検出装置。 - 【請求項2】回折格子によって分光した光を集光光学系
によって光検出器の検出平面上に集光した光スペクトル
検出装置において、 前記回折格子の法線と前記集光光学系の光軸とを平行に
配置し、且つ前記集光光学系を負の歪曲収差を有するレ
ンズ系によって構成したことを特徴とする光スペクトル
検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26913795A JP3367545B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 光スペクトル検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26913795A JP3367545B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 光スペクトル検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0989668A true JPH0989668A (ja) | 1997-04-04 |
JP3367545B2 JP3367545B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=17468211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26913795A Expired - Fee Related JP3367545B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 光スペクトル検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3367545B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001014836A1 (en) * | 1999-08-19 | 2001-03-01 | Institut National D'optique | F-SIN (υ) LENS SYSTEM AND METHOD OF USE OF SAME |
US6452132B1 (en) * | 1999-06-23 | 2002-09-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Laser hole boring apparatus |
US6597831B2 (en) | 2000-11-29 | 2003-07-22 | Institut National D'optique | Linear wavelength DWDM |
US6650413B2 (en) | 1999-08-08 | 2003-11-18 | Institut National D'optique | Linear spectrometer |
EP2466281A1 (en) | 2010-12-17 | 2012-06-20 | Olympus Corporation | Spectroscopic detector |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5670431A (en) * | 1979-11-15 | 1981-06-12 | Ricoh Co Ltd | Photometer |
JPH0560600A (ja) * | 1991-09-03 | 1993-03-09 | Nikon Corp | 赤外線光学系 |
JPH05281040A (ja) * | 1992-03-31 | 1993-10-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 分光測定装置 |
JPH05340815A (ja) * | 1992-06-12 | 1993-12-24 | Fujitsu Ltd | 多チャンネル分光光度計 |
JPH09500970A (ja) * | 1994-05-24 | 1997-01-28 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 分光装置 |
-
1995
- 1995-09-22 JP JP26913795A patent/JP3367545B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5670431A (en) * | 1979-11-15 | 1981-06-12 | Ricoh Co Ltd | Photometer |
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WO2001014836A1 (en) * | 1999-08-19 | 2001-03-01 | Institut National D'optique | F-SIN (υ) LENS SYSTEM AND METHOD OF USE OF SAME |
US6445508B1 (en) | 1999-08-19 | 2002-09-03 | National Optics Institute | f-Sin(θ) lens system and method of use of same |
US6597831B2 (en) | 2000-11-29 | 2003-07-22 | Institut National D'optique | Linear wavelength DWDM |
EP2466281A1 (en) | 2010-12-17 | 2012-06-20 | Olympus Corporation | Spectroscopic detector |
US8786854B2 (en) | 2010-12-17 | 2014-07-22 | Olympus Corporation | Spectroscopic detector |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3367545B2 (ja) | 2003-01-14 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |