分光計
【課題】光の測定を行うときに、簡単な光学構成で収差を補正することを目的とする。
【解決手段】本発明の分光計１は、光源からの光を入力する入力ポート２と、入力ポート２から入力された光を反射する凹面形状の球面鏡３と、球面鏡３で反射した光を分光して球面鏡３に反射する等しい格子幅の球面の凸面形状の回折格子４と、球面鏡３により反射した分光された光を往路光Ｌとして、この往路光Ｌを反転させた復路光Ｒを球面鏡３に反射させる反射光学系５と、球面鏡３および回折格子４で反射した復路光Ｒを出力する出力ポート６と、を備えている。往路光Ｌと復路光Ｒとで相互に収差をキャンセルして補正することができる。曲率が一定な球面鏡を用い、格子幅が等しい回折格子を用いているため、簡単な光学構成で収差を補正することができる。
【解決手段】本発明の分光計１は、光源からの光を入力する入力ポート２と、入力ポート２から入力された光を反射する凹面形状の球面鏡３と、球面鏡３で反射した光を分光して球面鏡３に反射する等しい格子幅の球面の凸面形状の回折格子４と、球面鏡３により反射した分光された光を往路光Ｌとして、この往路光Ｌを反転させた復路光Ｒを球面鏡３に反射させる反射光学系５と、球面鏡３および回折格子４で反射した復路光Ｒを出力する出力ポート６と、を備えている。往路光Ｌと復路光Ｒとで相互に収差をキャンセルして補正することができる。曲率が一定な球面鏡を用い、格子幅が等しい回折格子を用いているため、簡単な光学構成で収差を補正することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を分光して測定を行う分光計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光源から発光された光の測定を行うために、分光した光のスペクトルの測定を行う分光計が用いられている。この種の分光計として、ツェルニー・ターナー配置の分光計がある。図１７はツェルニー・ターナー配置の分光計の一例を示しており、２つの凹面鏡と１つの回折格子とを用いて構成している。
【０００３】
この分光計１０１は入力ポート１０２と第１の凹面鏡１０３と回折格子１０４と第２の凹面鏡１０５と出力ポート１０６とを備えている。入力ポート１０２は光源が発光した光を通過させるスリットになり、このスリットを通過した光Ｌが入力される。入力ポート１０２を通過した光Ｌは第１の凹面鏡１０３に入射する。
【０００４】
第１の凹面鏡１０３は球面鏡になっており、入射した光Ｌを反射する。反射した光Ｌは平行光になって回折格子１０４に入射する。回折格子１０４は光Ｌを分光して反射させる。これにより、光Ｌは波長ごとに角度分散される。そして、分光された光Ｌが第２の凹面鏡１０５に入射する。
【０００５】
第２の凹面鏡１０５は球面鏡になっており、この第２の凹面鏡１０５で光Ｌが反射して、出力ポート１０６に入力される。出力ポート１０６はスリットであり、スリットを通過した位置にフォトディテクタを配置している。これにより、光Ｌは一定の波長成分がフォトディテクタで結像される。
【０００６】
光Ｌが出力ポート１０６に到達したときに、光Ｌには収差が発生している。図１７のツェルニー・ターナー配置の分光計では、第１の凹面鏡１０３および第２の凹面鏡１０５に球面鏡を用いることで、波長の分散方向に収差の補正を行っている。ただし、波長の分散方向以外の方向（非分散方向）には収差の補正効果が得られない。このため、光Ｌの結像は円形ではなく、長円（楕円）の像になる。
【０００７】
フォトディテクタは、Ｓ／Ｎ比等の観点から、そのサイズをある程度コンパクトにしている。このときに、像が長円になっている光Ｌの一部がフォトディテクタに受光されず、光の一部が損失をする。これにより、光Ｌの正確な測定を行うことができなくなる。一方、長円の像の光Ｌを確実に受光できるようにフォトディテクタのサイズを大型に形成すると、Ｓ／Ｎ比が低下する。さらには、コストも増加する。
【０００８】
この点、第１の凹面鏡１０３および第２の凹面鏡１０５を球面鏡ではなく非球面鏡にすることにより、波長の非分散方向にも収差の改善を行うことができる。例えば、第１の凹面鏡１０３および第２の凹面鏡１０５に軸外し放物面鏡やトロイダル鏡等の非球面鏡を用いることで、非分散方向の収差を改善して、フォトディテクタに結像する像を円形にすることができる。
【０００９】
また、回折格子１０４の格子幅を変調することで、収差の改善を図ることができる。この種の技術が特許文献１に開示されている。特許文献１の技術では、第１の凹面鏡と第２の凹面鏡とを用いている点では図１７と同じであるが、回折格子に収差補正凸面回折格子を用いている。この収差補正凸面回折格子は、曲がった平行ではない溝を回折格子に形成しており、これにより収差の改善を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−１８４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図１７で示したツェルニー・ターナー配置の分光計は波長の分散方向には収差を補正することができるが、非分散方向には収差の補正をすることができない。これにより、円形の像を結像することができなくなり、測定の正確性が損なわれる。この点、軸外し放物面鏡やトロイダル鏡等の非球面鏡を用いることにより、円形の像を結像することができ、収差の補正をすることができる。
【００１２】
ただし、非球面鏡は面の曲率が一定ではないため、非球面鏡を形成することは非常に難しくなる。同様に、特許文献１の収差補正凸面回折格子を用いる場合でも、格子幅が等しくない曲がった平行でない溝を回折格子に形成しなければならず、回折格子を形成することはやはり難しくなる。
【００１３】
また、分光計は所定の波長だけを測定するモノクロメータとして用いることもあるが、所定の波長範囲を測定対象とするポリクロメータとして用いることもある。ポリクロメータは波長ごとに回折角が異なることから、非球面鏡や凸面回折格子を用いたとしても、収差の補正効果は不十分になる。
【００１４】
そこで、本発明は、光の測定を行うときに、簡単な光学構成で収差を補正することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
以上の課題を解決するため、本発明の分光計は、光源からの光を入力する入力ポートと、この入力ポートから入力された光を反射する凹面形状の球面鏡と、この球面鏡で反射した光を分光して前記球面鏡に反射する等しい格子幅の球面の凸面形状の回折格子と、前記球面鏡により反射した分光された光を往路光として、この往路光を反転させた復路光を前記球面鏡に反射させる反射部と、前記球面鏡および前記回折格子で反射した前記復路光を出力する出力ポートと、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この分光計によれば、反射部は往路光を反転して復路光として反射している。このため、往路光で生じる収差と復路光で生じる収差とを相互にキャンセルすることができる。これにより、収差の補正効果が得られる。曲率が一定の球面鏡を用いており、且つ格子幅が一定の回折格子を用いているため、簡単な光学構成で収差補正の効果が得られる。
【００１７】
また、前記反射部は、前記球面鏡から入射した前記往路光を反射する凹面形状の反射系球面鏡と、この反射系球面鏡から入射した前記往路光を復路光として前記反射系球面鏡に反射させる等しい格子幅の凸面形状の球面の反射系回折格子と、を備えたことを特徴とする。反射部は反射面球面鏡と反射系回折格子とにより構成され、何れも球面により光を反射している。これにより、回転方向における誤差の影響を受けることなく、簡単な光学構成で収差補正を改善することができる。
【００１８】
また、前記反射系球面鏡と前記球面鏡とは同一の光学部品を用い、前記反射系回折格子と前記回折格子とは同一の光学部品を用いたことを特徴とする。反射部の構成は球面鏡および回折格子と同じになる。よって、共通的な光学部品を使用することができ、使用する部品の種類を少なくすることができる。
【００１９】
また、前記反射部は、前記球面鏡から入射した前記往路光を反射する凹面形状の第１の反射系球面鏡と、この第１の反射系球面鏡で反射した前記往路光を前記復路光として第１の前記反射系球面鏡に反射させる凸面形状の第２の反射系球面鏡と、を備えたことを特徴とする。これにより、回転方向における誤差の影響を受けることなく、簡単な光学構成で収差補正を改善することができる。
【００２０】
また、前記反射系球面鏡および前記反射系回折格子を可動式として、分光された前記往路光または前記復路光のうち特定の波長の光のみを通過させ、前記反射系球面鏡および前記反射系回折格子と同期して可動する可動式スリットを備えたことを特徴とする。可動式スリットを用いることで、特定の波長のみを透過させて測定を行うモノクロメータとして適用することができる。
【００２１】
また、前記反射系球面鏡および前記反射系回折格子を固定式として、分光された前記往路光または前記復路光のうち特定の波長の光のみを通過させる可動式スリットを備えたことを特徴とする。反射系球面鏡は固定して可動式スリットを可動させることで、収差補正の改善効果が優れたモノクロメータを実現することができる。且つ、反射系球面鏡を可動させることがないため、分光計の機構が単純になる。
【００２２】
また、前記反射部は、前記球面鏡から入射した前記往路光を反射する平面形状の第１の反射ミラーと、この第１の反射ミラーで反射した前記往路光を前記球面鏡に向けて前記復路光として反転して反射する平面形状の第２の反射ミラーと、分光された前記往路光または前記復路光のうち特定の波長の光のみを透過させる可動式スリットと、を備えたことを特徴とする。第１の反射ミラーと第２の反射ミラーとを用いることで、収差補正を改善させることができ、且つ分光計を小型の構成とすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、反射部が往路光を反転して反射することで復路光として、往路光で生じる収差と復路光で生じる収差とを相互にキャンセルさせることができる。これにより、結像する像は円形にすることができ、正確な測定を行うことができる。反射部には一定の曲率の球面鏡および格子幅の等しい回折格子を用いているため、簡単な光学構成で収差を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態の分光計の構成図である。
【図２】変形例１の分光計の斜視図である。
【図３】変形例１の分光計の上面図である。
【図４】変形例１の分光計の側面図である。
【図５】変形例２の分光計の斜視図である。
【図６】変形例２の分光計の上面図である。
【図７】変形例２の分光計の側面図である。
【図８】変形例３の分光計の斜視図である。
【図９】変形例３の分光計の上面図である。
【図１０】変形例３分光計の側面図である。
【図１１】変形例３の他の例の分光計の斜視図である。
【図１２】変形例３の他の例の分光計の上面図である。
【図１３】変形例３の他の例の分光計の側面図である。
【図１４】変形例４の分光計の斜視図である。
【図１５】変形例４分光計の上面図である。
【図１６】変形例４の分光計の側面図である。
【図１７】従来の分光計の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本実施形態の分光計１を示している。分光計１は入力ポート２と球面鏡３と回折格子４と反射光学系５と出力ポート６とを備えて構成している。入力ポート２は基本的にスリットであり、光源（図示せず）からの光を入力する。入力された光は測定対象となる光であり、入力ポート２から入力される光を往路光Ｌとする。往路光Ｌは入力ポート２のスリットを通過して拡散光となって球面鏡３に入射される。
【００２６】
球面鏡３は凹面形状をしており、往路光Ｌを入射する面は一定の曲率で球面が形成されている。この往路光Ｌは球面鏡３により回折格子４に反射される。反射後の往路光Ｌは平行光になって回折格子４に入力される。回折格子４は凸面の球面になっており、往路光Ｌを球面鏡３に向けて反射させる。回折格子４には等しい幅（格子幅）で格子（溝）を形成しており、回折作用により往路光Ｌは波長成分ごとに分光される。
【００２７】
回折格子４で反射した往路光Ｌは球面鏡３により反射光学系５に向けて反射される。 球面鏡３と回折格子４との中心は一致している。これにより、球面鏡３の中心位置を挟んで一方側（下部側）の領域により入力ポート２からの往路光Ｌは反射し、他方側（上部側）の領域により回折格子４からの往路光Ｌが反射する。
【００２８】
反射光学系５は往路光Ｌを反射するための反射部である。反射光学系５としては、直角リフレクタ（２つの平面ミラーを直交配置したリフレクタ）やリトロリフレクタ、オフナーリフレクタ等を用いることができる。反射光学系５には、往路光Ｌを反転させて反射させることが要求される。従って、当該要求を満足するものであれば任意の光学系を適用することができる。
【００２９】
反射光学系５では往路光Ｌが入射した方向に向けて復路光Ｒを反転して反射させる。従って、往路光Ｌと復路光Ｒとは相互に進行方向が逆向きになっている。反射光学系５で反射した復路光Ｒが球面鏡３に入射する。球面鏡３により復路光Ｒは回折格子４に入射され、回折格子４で反射する。反射した復路光Ｒは再び球面鏡３で反射する。反射した復路光Ｒは出力ポート６に入力される。
【００３０】
出力ポート６は基本的にスリットであり、このスリットを通過した復路光Ｒが図示しないフォトディテクタ等の検出部で検出される。復路光Ｒは所定の波長範囲に分散しており、検出部が復路光Ｒを検出することで、スペクトル測定が行われる。
【００３１】
反射光学系５は往路光Ｌを反転して反射させて復路光Ｒとしている。往路光Ｌまたは復路光Ｒのみに着目すると、収差が発生している。このため、フォトディテクタ等の検出部で検出すると、波長の分散方向には収差が補正されているが、それ以外の方向（非分散方向）には収差が補正されない。従って、検出部に結像されたときの像は長円（楕円）になる。
【００３２】
つまり、往路光Ｌおよび復路光Ｒのみでは像が楕円になる。これが収差となって、測定の正確性を損なう。反射光学系５では、復路光Ｒは往路光Ｌを反転させて反射している。これにより、往路光Ｌを反転させたときに、楕円の像が円形になるように補正される。従って、復路光Ｒの像は円形になり、検出部で検出される像が円形になる。換言すれば、往路光Ｌと復路光Ｒとのダブルパスで収差の補正を行っていることから、収差がキャンセルされて円形の像を結ぶことになる。これにより、測定の正確性が向上する。
【００３３】
球面鏡３は一定の曲率の球面鏡を用いている。よって、軸外し放物面鏡やトロイダル鏡等の非球面鏡を用いることがないため、球面鏡３を簡単に形成することができる。且つ、回折格子４についても格子幅を変調しておらず、一定の格子幅で回折格子４を構成している。従って、簡単な光学構成により（簡単な光学部品を用いて）分光計１を構成することができる。
【００３４】
次に、反射光学系５としてオフナーリフレクタを用いた変形例１を示す。図２は変形例１の斜視図、図３は上面図、図４は側面図を示している。図２乃至図４に示すように、反射光学系５は第１の反射系球面鏡１１と第２の反射系球面鏡１２とを備えて構成している。第１の反射系球面鏡１１と第２の反射系球面鏡１２とによりオフナーリフレクタが構成される。なお、各図において、実線、破線、一点鎖線はそれぞれ異なる色の光路を示している。
【００３５】
入力ポート２から入力された往路光Ｌは球面鏡３で反射して、回折格子４に入力される。回折格子４により往路光Ｌは分光されて、再び球面鏡３で反射する。球面鏡３で反射した往路光Ｌは反射光学系５の第１の反射系球面鏡１１に入射される。第１の反射系球面鏡１１は往路光Ｌが入射する面を凹面形状としており、往路光Ｌを第２の反射系球面鏡１２に向けて反射する。
【００３６】
第２の反射系球面鏡１２は往路光Ｌが入射する面が凸面形状をしており、往路光Ｌを第１の反射系球面鏡１１に向けて反射する。このときに、往路光Ｌは反転して復路光Ｒとなる。復路光Ｒは第１の反射系球面鏡１１で反射して、球面鏡３に入射する。球面鏡３は復路光Ｒを反射して、回折格子４でさらに反射する。そして、回折格子４で反射した復路光Ｒが球面鏡３で反射する。球面鏡３で反射した復路光Ｒが出力ポート６から出力される。
【００３７】
従って、反射光学系５は第１の反射系球面鏡１１と第２の反射系球面鏡１２とにより構成することができる。第１の反射系球面鏡１１および第２の反射系球面鏡１２は球面鏡であり、一定の曲率で構成することができることから、簡単な光学構成で実現することができる。また、第１の反射系球面鏡１１および第２の反射系球面鏡１２により往路光Ｌが反転して復路光Ｒとなるため、収差をキャンセルする補正効果が得られる。
【００３８】
また、第１の反射系球面鏡１１および第２の反射系球面鏡１２は球面鏡を用いており、第１の反射系球面鏡１１および第２の反射系球面鏡１２が回転方向に誤差を生じたとしても、その影響はない。つまり、球面鏡であるため、回転したとしても、往路光Ｌおよび復路光Ｒに対しては影響を及ぼすことがない。
【００３９】
次に、変形例２について説明する。変形例２の反射光学系５は反射系球面鏡（第１の反射系球面鏡）１１と反射系回折格子１３とを備えて構成している。本変形例２は変形例１の第２の反射系球面鏡１２を反射系回折格子１３としたものであり、オフナーリフレクタに回折格子を適用したものである。反射系回折格子１３は球面の凸面形状の回折格子となっており、回折格子４と同じものである。図５は変形例２の斜視図、図６は上面図、図７は側面図を示している。
【００４０】
従って、球面鏡３および回折格子４と反射系球面鏡１１および反射系回折格子１３とは同じ構成のものを対称に２つ設定している。入力ポート２から入力された往路光Ｌは球面鏡３および回折格子４で反射して、反射光学系５に入力される。反射光学系５では反射系球面鏡１１および反射系回折格子１３で反射して、再び球面鏡３に入力される。そして、球面鏡３および回折格子４で反射して出力ポート６から出力される。
【００４１】
これにより、往路光Ｌは反射光学系５で反転して反射されるため、復路光Ｒが出力ポート６に入力されるときには、収差が補正されている。本変形例２では、球面鏡３と回折格子４との１つのセット、および同じ構成の反射系球面鏡１１と反射系回折格子１３との１つのセットを用いている。つまり、同じ光学部品（球面鏡および回折格子）を用いることで、使用する光学部品の種類を少なくすることができる。このため、簡単な光学構成で収差の補正を実現することができる。
【００４２】
反射光学系５としては、直角リフレクタを用いてもよい。後述する図１４乃至図１６に示す構成のうち可動式スリットを除いたものである。直角リフレクタは平面形状の２枚の反射ミラーを配置して構成しており、球面鏡３が反射した分光された往路光Ｌを一方の反射ミラーから他方の反射ミラーに向けて反射する。そして、２枚の反射ミラーにより反射された往路光Ｌは復路光Ｒとして球面鏡３に入射される。
【００４３】
このとき、２枚の反射ミラーの作用により、復路光Ｒは往路光Ｌに対して反転されている。従って、往路光Ｌまたは復路光Ｒに生じる収差がキャンセルされて、収差補正効果が得られる。直角リフレクタは２枚の平面形状の反射ミラーで構成しているために構成が簡単になり、且つオフナーリフレクタと比べると小型になる。これにより、分光計１のコンパクト化を実現できる。
【００４４】
また、反射光学系５としてはリトロリフレクタを用いてもよい。リトロリフレクタは３つの平面で往路光Ｌを反射して復路光Ｒとするリフレクタであり、リトロリフレクタで反射した往路光Ｌは復路光Ｒに対して反転している。これにより、収差を補正することができる。
【００４５】
以上は、分光された光の所定の波長範囲を測定対象とするポリクロメータとして適用した場合について説明した。ポリクロメータとして適用する場合には、復路光Ｒは波長分散方向に分散が拡大（加分散）するようにする。これにより、所定の波長範囲の光を測定することができる。このために、反射光学系５において、波長分散方向の中心から短波長側と長波長側とが光路を入れ替えるように構成する。
【００４６】
一方、ポリクロメータではなく、分光された光のうち特定の波長のみを測定対象とするモノクロメータとして適用してもよい。この場合には、反射光学系５において、波長分散方向の中心から短波長側と長波長側とで光路の入れ替えを起こさないように構成する。これにより、波長分散方向に分散が縮小（差分散）するようにする。変形例３はオフナーリフレクタを用いたモノクロメータを分光計１として示している。
【００４７】
図８は変形例３の斜視図、図９は上面図、図１０は側面図を示している。図８乃至図１０に示されるように、反射光学系５は可動式反射系球面鏡１４と可動式反射系回折格子１５とを備えて構成している。可動式反射系球面鏡１４は変形例１の反射系球面鏡１１と同一形状の凹面鏡になっているが、可動式になっている。可動式反射系回折格子１５は変形例２の反射系回折格子１３と同一形状の凸面鏡になっているが、可動式になっている。なお、可動式反射系回折格子１５の代わりに変形例１の第２の反射系球面鏡１２を可動式として用いてもよい。
【００４８】
可動式スリット１６は復路光Ｒの光路に配置する。可動式スリット１６はスリットであり、特定の波長だけが透過されるようになっている。このスリットを可動式反射系球面鏡１４および可動式反射系回折格子１５に同期して可動させることで、所望の波長を透過させることができる。このために、可動式スリット１６は回折格子４により分光された後の光の光路に配置する。
【００４９】
入力ポート２から入力される往路光Ｌは球面鏡３および回折格子４で反射して、反射光学系５に入射される。往路光Ｌは可動式反射系球面鏡１４で反射して可動式反射系回折格子１５で反射し、再び可動式反射系球面鏡１４で反射される。そして、可動式反射系球面鏡１４で反射した復路光Ｒの光路に配置してある可動式スリット１６により特定の波長成分の光のみが透過する。そして、透過した復路光Ｒが出力ポート６から出力される。これにより、分光計１をモノクロメータとして用いることができる。
【００５０】
図８乃至図１０では可動式反射系球面鏡１４および可動式反射系回折格子１５を可動式にしているが、固定式としてもよい。可動式反射球面鏡１４および可動式反射系回折格子１５を固定式としたときの斜視図を図１１、上面図を図１２、側面図を図１３に示す。可動式反射系球面鏡１４および可動式反射系回折格子１５を固定式としたときにおいても、可動式としたときと同様に収差の補正効果が得られる。
【００５１】
固定式とした場合には、可動式反射系球面鏡１４および可動式反射系回折格子１５を用いた場合よりも収差の補正効果が高くなる。これにより、結像される光をより円形に近づけることができる。また、凹面鏡を可動させる機構を設けなくてもよいことから、分光計１の機構がより単純化できる。
【００５２】
次に、変形例４について説明する。本変形例４は反射光学系５に直角リフレクタを用いたモノクロメータになっている。図１４は変形例４の斜視図、図１５は上面図、図１６は側面図を示している。反射光学系５の直角リフレクタは第１の反射ミラー１７と第２の反射ミラー１８とを備えて構成している。また、モノクロメータとして用いているため、可動式スリット１６を備えている。
【００５３】
第１の反射ミラー１７および第２の反射ミラー１８は平面形状のミラーであり、光を反射する。第１の反射ミラー１７と第２の反射ミラー１８とにより光が入射する方向に反射しているため、第１の反射ミラー１７と第２の反射ミラー１８との間に所定角度が形成されるように、対向配置している。
【００５４】
入力ポート２から入力される往路光Ｌは球面鏡３および回折格子４で反射して、反射光学系５に入力される。往路光Ｌはまず第１の反射ミラー１７で反射して光路が９０度変換される。そして、第２の反射ミラー１８で反射してさらに光路が９０度変換される。これにより、復路光Ｒは、往路光Ｌが入射した方向に向けて反射される。
【００５５】
第１の反射ミラー１７と第２の反射ミラー１８との間に可動式スリット１６を配置している。これにより、特定の波長成分の光だけが透過するため、モノクロメータとして用いることができる。
【００５６】
第１の反射ミラー１７および第２の反射ミラー１８は平面形状のミラーであり、そのサイズは第１の反射系球面鏡１１と比較すると、コンパクトである。従って、分光計１の全体のサイズを小型化することができる。これにより、小型の分光計１を用いて、収差の補正を実現することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 分光計
２ 入力ポート
３ 球面鏡
４ 回折格子
５ 反射光学系
６ 出力ポート
１１ 第１の反射系球面鏡
１２ 第２の反射系球面鏡
１３ 反射系回折格子
１４ 可動式反射系球面鏡
１６ 可動式スリット
１７ 第１の反射ミラー
１８ 第２の反射ミラー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を分光して測定を行う分光計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光源から発光された光の測定を行うために、分光した光のスペクトルの測定を行う分光計が用いられている。この種の分光計として、ツェルニー・ターナー配置の分光計がある。図１７はツェルニー・ターナー配置の分光計の一例を示しており、２つの凹面鏡と１つの回折格子とを用いて構成している。
【０００３】
この分光計１０１は入力ポート１０２と第１の凹面鏡１０３と回折格子１０４と第２の凹面鏡１０５と出力ポート１０６とを備えている。入力ポート１０２は光源が発光した光を通過させるスリットになり、このスリットを通過した光Ｌが入力される。入力ポート１０２を通過した光Ｌは第１の凹面鏡１０３に入射する。
【０００４】
第１の凹面鏡１０３は球面鏡になっており、入射した光Ｌを反射する。反射した光Ｌは平行光になって回折格子１０４に入射する。回折格子１０４は光Ｌを分光して反射させる。これにより、光Ｌは波長ごとに角度分散される。そして、分光された光Ｌが第２の凹面鏡１０５に入射する。
【０００５】
第２の凹面鏡１０５は球面鏡になっており、この第２の凹面鏡１０５で光Ｌが反射して、出力ポート１０６に入力される。出力ポート１０６はスリットであり、スリットを通過した位置にフォトディテクタを配置している。これにより、光Ｌは一定の波長成分がフォトディテクタで結像される。
【０００６】
光Ｌが出力ポート１０６に到達したときに、光Ｌには収差が発生している。図１７のツェルニー・ターナー配置の分光計では、第１の凹面鏡１０３および第２の凹面鏡１０５に球面鏡を用いることで、波長の分散方向に収差の補正を行っている。ただし、波長の分散方向以外の方向（非分散方向）には収差の補正効果が得られない。このため、光Ｌの結像は円形ではなく、長円（楕円）の像になる。
【０００７】
フォトディテクタは、Ｓ／Ｎ比等の観点から、そのサイズをある程度コンパクトにしている。このときに、像が長円になっている光Ｌの一部がフォトディテクタに受光されず、光の一部が損失をする。これにより、光Ｌの正確な測定を行うことができなくなる。一方、長円の像の光Ｌを確実に受光できるようにフォトディテクタのサイズを大型に形成すると、Ｓ／Ｎ比が低下する。さらには、コストも増加する。
【０００８】
この点、第１の凹面鏡１０３および第２の凹面鏡１０５を球面鏡ではなく非球面鏡にすることにより、波長の非分散方向にも収差の改善を行うことができる。例えば、第１の凹面鏡１０３および第２の凹面鏡１０５に軸外し放物面鏡やトロイダル鏡等の非球面鏡を用いることで、非分散方向の収差を改善して、フォトディテクタに結像する像を円形にすることができる。
【０００９】
また、回折格子１０４の格子幅を変調することで、収差の改善を図ることができる。この種の技術が特許文献１に開示されている。特許文献１の技術では、第１の凹面鏡と第２の凹面鏡とを用いている点では図１７と同じであるが、回折格子に収差補正凸面回折格子を用いている。この収差補正凸面回折格子は、曲がった平行ではない溝を回折格子に形成しており、これにより収差の改善を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−１８４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図１７で示したツェルニー・ターナー配置の分光計は波長の分散方向には収差を補正することができるが、非分散方向には収差の補正をすることができない。これにより、円形の像を結像することができなくなり、測定の正確性が損なわれる。この点、軸外し放物面鏡やトロイダル鏡等の非球面鏡を用いることにより、円形の像を結像することができ、収差の補正をすることができる。
【００１２】
ただし、非球面鏡は面の曲率が一定ではないため、非球面鏡を形成することは非常に難しくなる。同様に、特許文献１の収差補正凸面回折格子を用いる場合でも、格子幅が等しくない曲がった平行でない溝を回折格子に形成しなければならず、回折格子を形成することはやはり難しくなる。
【００１３】
また、分光計は所定の波長だけを測定するモノクロメータとして用いることもあるが、所定の波長範囲を測定対象とするポリクロメータとして用いることもある。ポリクロメータは波長ごとに回折角が異なることから、非球面鏡や凸面回折格子を用いたとしても、収差の補正効果は不十分になる。
【００１４】
そこで、本発明は、光の測定を行うときに、簡単な光学構成で収差を補正することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
以上の課題を解決するため、本発明の分光計は、光源からの光を入力する入力ポートと、この入力ポートから入力された光を反射する凹面形状の球面鏡と、この球面鏡で反射した光を分光して前記球面鏡に反射する等しい格子幅の球面の凸面形状の回折格子と、前記球面鏡により反射した分光された光を往路光として、この往路光を反転させた復路光を前記球面鏡に反射させる反射部と、前記球面鏡および前記回折格子で反射した前記復路光を出力する出力ポートと、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この分光計によれば、反射部は往路光を反転して復路光として反射している。このため、往路光で生じる収差と復路光で生じる収差とを相互にキャンセルすることができる。これにより、収差の補正効果が得られる。曲率が一定の球面鏡を用いており、且つ格子幅が一定の回折格子を用いているため、簡単な光学構成で収差補正の効果が得られる。
【００１７】
また、前記反射部は、前記球面鏡から入射した前記往路光を反射する凹面形状の反射系球面鏡と、この反射系球面鏡から入射した前記往路光を復路光として前記反射系球面鏡に反射させる等しい格子幅の凸面形状の球面の反射系回折格子と、を備えたことを特徴とする。反射部は反射面球面鏡と反射系回折格子とにより構成され、何れも球面により光を反射している。これにより、回転方向における誤差の影響を受けることなく、簡単な光学構成で収差補正を改善することができる。
【００１８】
また、前記反射系球面鏡と前記球面鏡とは同一の光学部品を用い、前記反射系回折格子と前記回折格子とは同一の光学部品を用いたことを特徴とする。反射部の構成は球面鏡および回折格子と同じになる。よって、共通的な光学部品を使用することができ、使用する部品の種類を少なくすることができる。
【００１９】
また、前記反射部は、前記球面鏡から入射した前記往路光を反射する凹面形状の第１の反射系球面鏡と、この第１の反射系球面鏡で反射した前記往路光を前記復路光として第１の前記反射系球面鏡に反射させる凸面形状の第２の反射系球面鏡と、を備えたことを特徴とする。これにより、回転方向における誤差の影響を受けることなく、簡単な光学構成で収差補正を改善することができる。
【００２０】
また、前記反射系球面鏡および前記反射系回折格子を可動式として、分光された前記往路光または前記復路光のうち特定の波長の光のみを通過させ、前記反射系球面鏡および前記反射系回折格子と同期して可動する可動式スリットを備えたことを特徴とする。可動式スリットを用いることで、特定の波長のみを透過させて測定を行うモノクロメータとして適用することができる。
【００２１】
また、前記反射系球面鏡および前記反射系回折格子を固定式として、分光された前記往路光または前記復路光のうち特定の波長の光のみを通過させる可動式スリットを備えたことを特徴とする。反射系球面鏡は固定して可動式スリットを可動させることで、収差補正の改善効果が優れたモノクロメータを実現することができる。且つ、反射系球面鏡を可動させることがないため、分光計の機構が単純になる。
【００２２】
また、前記反射部は、前記球面鏡から入射した前記往路光を反射する平面形状の第１の反射ミラーと、この第１の反射ミラーで反射した前記往路光を前記球面鏡に向けて前記復路光として反転して反射する平面形状の第２の反射ミラーと、分光された前記往路光または前記復路光のうち特定の波長の光のみを透過させる可動式スリットと、を備えたことを特徴とする。第１の反射ミラーと第２の反射ミラーとを用いることで、収差補正を改善させることができ、且つ分光計を小型の構成とすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、反射部が往路光を反転して反射することで復路光として、往路光で生じる収差と復路光で生じる収差とを相互にキャンセルさせることができる。これにより、結像する像は円形にすることができ、正確な測定を行うことができる。反射部には一定の曲率の球面鏡および格子幅の等しい回折格子を用いているため、簡単な光学構成で収差を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態の分光計の構成図である。
【図２】変形例１の分光計の斜視図である。
【図３】変形例１の分光計の上面図である。
【図４】変形例１の分光計の側面図である。
【図５】変形例２の分光計の斜視図である。
【図６】変形例２の分光計の上面図である。
【図７】変形例２の分光計の側面図である。
【図８】変形例３の分光計の斜視図である。
【図９】変形例３の分光計の上面図である。
【図１０】変形例３分光計の側面図である。
【図１１】変形例３の他の例の分光計の斜視図である。
【図１２】変形例３の他の例の分光計の上面図である。
【図１３】変形例３の他の例の分光計の側面図である。
【図１４】変形例４の分光計の斜視図である。
【図１５】変形例４分光計の上面図である。
【図１６】変形例４の分光計の側面図である。
【図１７】従来の分光計の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本実施形態の分光計１を示している。分光計１は入力ポート２と球面鏡３と回折格子４と反射光学系５と出力ポート６とを備えて構成している。入力ポート２は基本的にスリットであり、光源（図示せず）からの光を入力する。入力された光は測定対象となる光であり、入力ポート２から入力される光を往路光Ｌとする。往路光Ｌは入力ポート２のスリットを通過して拡散光となって球面鏡３に入射される。
【００２６】
球面鏡３は凹面形状をしており、往路光Ｌを入射する面は一定の曲率で球面が形成されている。この往路光Ｌは球面鏡３により回折格子４に反射される。反射後の往路光Ｌは平行光になって回折格子４に入力される。回折格子４は凸面の球面になっており、往路光Ｌを球面鏡３に向けて反射させる。回折格子４には等しい幅（格子幅）で格子（溝）を形成しており、回折作用により往路光Ｌは波長成分ごとに分光される。
【００２７】
回折格子４で反射した往路光Ｌは球面鏡３により反射光学系５に向けて反射される。 球面鏡３と回折格子４との中心は一致している。これにより、球面鏡３の中心位置を挟んで一方側（下部側）の領域により入力ポート２からの往路光Ｌは反射し、他方側（上部側）の領域により回折格子４からの往路光Ｌが反射する。
【００２８】
反射光学系５は往路光Ｌを反射するための反射部である。反射光学系５としては、直角リフレクタ（２つの平面ミラーを直交配置したリフレクタ）やリトロリフレクタ、オフナーリフレクタ等を用いることができる。反射光学系５には、往路光Ｌを反転させて反射させることが要求される。従って、当該要求を満足するものであれば任意の光学系を適用することができる。
【００２９】
反射光学系５では往路光Ｌが入射した方向に向けて復路光Ｒを反転して反射させる。従って、往路光Ｌと復路光Ｒとは相互に進行方向が逆向きになっている。反射光学系５で反射した復路光Ｒが球面鏡３に入射する。球面鏡３により復路光Ｒは回折格子４に入射され、回折格子４で反射する。反射した復路光Ｒは再び球面鏡３で反射する。反射した復路光Ｒは出力ポート６に入力される。
【００３０】
出力ポート６は基本的にスリットであり、このスリットを通過した復路光Ｒが図示しないフォトディテクタ等の検出部で検出される。復路光Ｒは所定の波長範囲に分散しており、検出部が復路光Ｒを検出することで、スペクトル測定が行われる。
【００３１】
反射光学系５は往路光Ｌを反転して反射させて復路光Ｒとしている。往路光Ｌまたは復路光Ｒのみに着目すると、収差が発生している。このため、フォトディテクタ等の検出部で検出すると、波長の分散方向には収差が補正されているが、それ以外の方向（非分散方向）には収差が補正されない。従って、検出部に結像されたときの像は長円（楕円）になる。
【００３２】
つまり、往路光Ｌおよび復路光Ｒのみでは像が楕円になる。これが収差となって、測定の正確性を損なう。反射光学系５では、復路光Ｒは往路光Ｌを反転させて反射している。これにより、往路光Ｌを反転させたときに、楕円の像が円形になるように補正される。従って、復路光Ｒの像は円形になり、検出部で検出される像が円形になる。換言すれば、往路光Ｌと復路光Ｒとのダブルパスで収差の補正を行っていることから、収差がキャンセルされて円形の像を結ぶことになる。これにより、測定の正確性が向上する。
【００３３】
球面鏡３は一定の曲率の球面鏡を用いている。よって、軸外し放物面鏡やトロイダル鏡等の非球面鏡を用いることがないため、球面鏡３を簡単に形成することができる。且つ、回折格子４についても格子幅を変調しておらず、一定の格子幅で回折格子４を構成している。従って、簡単な光学構成により（簡単な光学部品を用いて）分光計１を構成することができる。
【００３４】
次に、反射光学系５としてオフナーリフレクタを用いた変形例１を示す。図２は変形例１の斜視図、図３は上面図、図４は側面図を示している。図２乃至図４に示すように、反射光学系５は第１の反射系球面鏡１１と第２の反射系球面鏡１２とを備えて構成している。第１の反射系球面鏡１１と第２の反射系球面鏡１２とによりオフナーリフレクタが構成される。なお、各図において、実線、破線、一点鎖線はそれぞれ異なる色の光路を示している。
【００３５】
入力ポート２から入力された往路光Ｌは球面鏡３で反射して、回折格子４に入力される。回折格子４により往路光Ｌは分光されて、再び球面鏡３で反射する。球面鏡３で反射した往路光Ｌは反射光学系５の第１の反射系球面鏡１１に入射される。第１の反射系球面鏡１１は往路光Ｌが入射する面を凹面形状としており、往路光Ｌを第２の反射系球面鏡１２に向けて反射する。
【００３６】
第２の反射系球面鏡１２は往路光Ｌが入射する面が凸面形状をしており、往路光Ｌを第１の反射系球面鏡１１に向けて反射する。このときに、往路光Ｌは反転して復路光Ｒとなる。復路光Ｒは第１の反射系球面鏡１１で反射して、球面鏡３に入射する。球面鏡３は復路光Ｒを反射して、回折格子４でさらに反射する。そして、回折格子４で反射した復路光Ｒが球面鏡３で反射する。球面鏡３で反射した復路光Ｒが出力ポート６から出力される。
【００３７】
従って、反射光学系５は第１の反射系球面鏡１１と第２の反射系球面鏡１２とにより構成することができる。第１の反射系球面鏡１１および第２の反射系球面鏡１２は球面鏡であり、一定の曲率で構成することができることから、簡単な光学構成で実現することができる。また、第１の反射系球面鏡１１および第２の反射系球面鏡１２により往路光Ｌが反転して復路光Ｒとなるため、収差をキャンセルする補正効果が得られる。
【００３８】
また、第１の反射系球面鏡１１および第２の反射系球面鏡１２は球面鏡を用いており、第１の反射系球面鏡１１および第２の反射系球面鏡１２が回転方向に誤差を生じたとしても、その影響はない。つまり、球面鏡であるため、回転したとしても、往路光Ｌおよび復路光Ｒに対しては影響を及ぼすことがない。
【００３９】
次に、変形例２について説明する。変形例２の反射光学系５は反射系球面鏡（第１の反射系球面鏡）１１と反射系回折格子１３とを備えて構成している。本変形例２は変形例１の第２の反射系球面鏡１２を反射系回折格子１３としたものであり、オフナーリフレクタに回折格子を適用したものである。反射系回折格子１３は球面の凸面形状の回折格子となっており、回折格子４と同じものである。図５は変形例２の斜視図、図６は上面図、図７は側面図を示している。
【００４０】
従って、球面鏡３および回折格子４と反射系球面鏡１１および反射系回折格子１３とは同じ構成のものを対称に２つ設定している。入力ポート２から入力された往路光Ｌは球面鏡３および回折格子４で反射して、反射光学系５に入力される。反射光学系５では反射系球面鏡１１および反射系回折格子１３で反射して、再び球面鏡３に入力される。そして、球面鏡３および回折格子４で反射して出力ポート６から出力される。
【００４１】
これにより、往路光Ｌは反射光学系５で反転して反射されるため、復路光Ｒが出力ポート６に入力されるときには、収差が補正されている。本変形例２では、球面鏡３と回折格子４との１つのセット、および同じ構成の反射系球面鏡１１と反射系回折格子１３との１つのセットを用いている。つまり、同じ光学部品（球面鏡および回折格子）を用いることで、使用する光学部品の種類を少なくすることができる。このため、簡単な光学構成で収差の補正を実現することができる。
【００４２】
反射光学系５としては、直角リフレクタを用いてもよい。後述する図１４乃至図１６に示す構成のうち可動式スリットを除いたものである。直角リフレクタは平面形状の２枚の反射ミラーを配置して構成しており、球面鏡３が反射した分光された往路光Ｌを一方の反射ミラーから他方の反射ミラーに向けて反射する。そして、２枚の反射ミラーにより反射された往路光Ｌは復路光Ｒとして球面鏡３に入射される。
【００４３】
このとき、２枚の反射ミラーの作用により、復路光Ｒは往路光Ｌに対して反転されている。従って、往路光Ｌまたは復路光Ｒに生じる収差がキャンセルされて、収差補正効果が得られる。直角リフレクタは２枚の平面形状の反射ミラーで構成しているために構成が簡単になり、且つオフナーリフレクタと比べると小型になる。これにより、分光計１のコンパクト化を実現できる。
【００４４】
また、反射光学系５としてはリトロリフレクタを用いてもよい。リトロリフレクタは３つの平面で往路光Ｌを反射して復路光Ｒとするリフレクタであり、リトロリフレクタで反射した往路光Ｌは復路光Ｒに対して反転している。これにより、収差を補正することができる。
【００４５】
以上は、分光された光の所定の波長範囲を測定対象とするポリクロメータとして適用した場合について説明した。ポリクロメータとして適用する場合には、復路光Ｒは波長分散方向に分散が拡大（加分散）するようにする。これにより、所定の波長範囲の光を測定することができる。このために、反射光学系５において、波長分散方向の中心から短波長側と長波長側とが光路を入れ替えるように構成する。
【００４６】
一方、ポリクロメータではなく、分光された光のうち特定の波長のみを測定対象とするモノクロメータとして適用してもよい。この場合には、反射光学系５において、波長分散方向の中心から短波長側と長波長側とで光路の入れ替えを起こさないように構成する。これにより、波長分散方向に分散が縮小（差分散）するようにする。変形例３はオフナーリフレクタを用いたモノクロメータを分光計１として示している。
【００４７】
図８は変形例３の斜視図、図９は上面図、図１０は側面図を示している。図８乃至図１０に示されるように、反射光学系５は可動式反射系球面鏡１４と可動式反射系回折格子１５とを備えて構成している。可動式反射系球面鏡１４は変形例１の反射系球面鏡１１と同一形状の凹面鏡になっているが、可動式になっている。可動式反射系回折格子１５は変形例２の反射系回折格子１３と同一形状の凸面鏡になっているが、可動式になっている。なお、可動式反射系回折格子１５の代わりに変形例１の第２の反射系球面鏡１２を可動式として用いてもよい。
【００４８】
可動式スリット１６は復路光Ｒの光路に配置する。可動式スリット１６はスリットであり、特定の波長だけが透過されるようになっている。このスリットを可動式反射系球面鏡１４および可動式反射系回折格子１５に同期して可動させることで、所望の波長を透過させることができる。このために、可動式スリット１６は回折格子４により分光された後の光の光路に配置する。
【００４９】
入力ポート２から入力される往路光Ｌは球面鏡３および回折格子４で反射して、反射光学系５に入射される。往路光Ｌは可動式反射系球面鏡１４で反射して可動式反射系回折格子１５で反射し、再び可動式反射系球面鏡１４で反射される。そして、可動式反射系球面鏡１４で反射した復路光Ｒの光路に配置してある可動式スリット１６により特定の波長成分の光のみが透過する。そして、透過した復路光Ｒが出力ポート６から出力される。これにより、分光計１をモノクロメータとして用いることができる。
【００５０】
図８乃至図１０では可動式反射系球面鏡１４および可動式反射系回折格子１５を可動式にしているが、固定式としてもよい。可動式反射球面鏡１４および可動式反射系回折格子１５を固定式としたときの斜視図を図１１、上面図を図１２、側面図を図１３に示す。可動式反射系球面鏡１４および可動式反射系回折格子１５を固定式としたときにおいても、可動式としたときと同様に収差の補正効果が得られる。
【００５１】
固定式とした場合には、可動式反射系球面鏡１４および可動式反射系回折格子１５を用いた場合よりも収差の補正効果が高くなる。これにより、結像される光をより円形に近づけることができる。また、凹面鏡を可動させる機構を設けなくてもよいことから、分光計１の機構がより単純化できる。
【００５２】
次に、変形例４について説明する。本変形例４は反射光学系５に直角リフレクタを用いたモノクロメータになっている。図１４は変形例４の斜視図、図１５は上面図、図１６は側面図を示している。反射光学系５の直角リフレクタは第１の反射ミラー１７と第２の反射ミラー１８とを備えて構成している。また、モノクロメータとして用いているため、可動式スリット１６を備えている。
【００５３】
第１の反射ミラー１７および第２の反射ミラー１８は平面形状のミラーであり、光を反射する。第１の反射ミラー１７と第２の反射ミラー１８とにより光が入射する方向に反射しているため、第１の反射ミラー１７と第２の反射ミラー１８との間に所定角度が形成されるように、対向配置している。
【００５４】
入力ポート２から入力される往路光Ｌは球面鏡３および回折格子４で反射して、反射光学系５に入力される。往路光Ｌはまず第１の反射ミラー１７で反射して光路が９０度変換される。そして、第２の反射ミラー１８で反射してさらに光路が９０度変換される。これにより、復路光Ｒは、往路光Ｌが入射した方向に向けて反射される。
【００５５】
第１の反射ミラー１７と第２の反射ミラー１８との間に可動式スリット１６を配置している。これにより、特定の波長成分の光だけが透過するため、モノクロメータとして用いることができる。
【００５６】
第１の反射ミラー１７および第２の反射ミラー１８は平面形状のミラーであり、そのサイズは第１の反射系球面鏡１１と比較すると、コンパクトである。従って、分光計１の全体のサイズを小型化することができる。これにより、小型の分光計１を用いて、収差の補正を実現することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 分光計
２ 入力ポート
３ 球面鏡
４ 回折格子
５ 反射光学系
６ 出力ポート
１１ 第１の反射系球面鏡
１２ 第２の反射系球面鏡
１３ 反射系回折格子
１４ 可動式反射系球面鏡
１６ 可動式スリット
１７ 第１の反射ミラー
１８ 第２の反射ミラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を入力する入力ポートと、
この入力ポートから入力された光を反射する凹面形状の球面鏡と、
この球面鏡で反射した光を分光して前記球面鏡に反射する等しい格子幅の球面の凸面形状の回折格子と、
前記球面鏡により反射した分光された光を往路光として、この往路光を反転させた復路光を前記球面鏡に反射させる反射部と、
前記球面鏡および前記回折格子で反射した前記復路光を出力する出力ポートと、
を備えたことを特徴とする分光計。
【請求項２】
前記反射部は、
前記球面鏡から入射した前記往路光を反射する凹面形状の反射系球面鏡と、
この反射系球面鏡から入射した前記往路光を復路光として前記反射系球面鏡に反射させる等しい格子幅の凸面形状の球面の反射系回折格子と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の分光計。
【請求項３】
前記反射系球面鏡と前記球面鏡とは同一の光学部品を用い、前記反射系回折格子と前記回折格子とは同一の光学部品を用いたこと
を特徴とする請求項２記載の分光計。
【請求項４】
前記反射部は、
前記球面鏡から入射した前記往路光を反射する凹面形状の第１の反射系球面鏡と、
この第１の反射系球面鏡で反射した前記往路光を前記復路光として第１の前記反射系球面鏡に反射させる凸面形状の第２の反射系球面鏡と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の分光計。
【請求項５】
前記反射系球面鏡および前記反射系回折格子を可動式として、分光された前記往路光または前記復路光のうち特定の波長の光のみを通過させ、前記反射系球面鏡および前記反射系回折格子と同期して可動する可動式スリットを備えたこと
を特徴とする請求項３記載の分光計。
【請求項６】
前記反射系球面鏡および前記反射系回折格子を固定式として、分光された前記往路光または前記復路光のうち特定の波長の光のみを通過させる可動式スリットを備えたこと
を特徴とする請求項３記載の分光計。
【請求項７】
前記反射部は、
前記球面鏡から入射した前記往路光を反射する平面形状の第１の反射ミラーと、
この第１の反射ミラーで反射した前記往路光を前記球面鏡に向けて前記復路光として反転して反射する平面形状の第２の反射ミラーと、
分光された前記往路光または前記復路光のうち特定の波長の光のみを透過させる可動式スリットと、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の分光計。
【請求項１】
光源からの光を入力する入力ポートと、
この入力ポートから入力された光を反射する凹面形状の球面鏡と、
この球面鏡で反射した光を分光して前記球面鏡に反射する等しい格子幅の球面の凸面形状の回折格子と、
前記球面鏡により反射した分光された光を往路光として、この往路光を反転させた復路光を前記球面鏡に反射させる反射部と、
前記球面鏡および前記回折格子で反射した前記復路光を出力する出力ポートと、
を備えたことを特徴とする分光計。
【請求項２】
前記反射部は、
前記球面鏡から入射した前記往路光を反射する凹面形状の反射系球面鏡と、
この反射系球面鏡から入射した前記往路光を復路光として前記反射系球面鏡に反射させる等しい格子幅の凸面形状の球面の反射系回折格子と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の分光計。
【請求項３】
前記反射系球面鏡と前記球面鏡とは同一の光学部品を用い、前記反射系回折格子と前記回折格子とは同一の光学部品を用いたこと
を特徴とする請求項２記載の分光計。
【請求項４】
前記反射部は、
前記球面鏡から入射した前記往路光を反射する凹面形状の第１の反射系球面鏡と、
この第１の反射系球面鏡で反射した前記往路光を前記復路光として第１の前記反射系球面鏡に反射させる凸面形状の第２の反射系球面鏡と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の分光計。
【請求項５】
前記反射系球面鏡および前記反射系回折格子を可動式として、分光された前記往路光または前記復路光のうち特定の波長の光のみを通過させ、前記反射系球面鏡および前記反射系回折格子と同期して可動する可動式スリットを備えたこと
を特徴とする請求項３記載の分光計。
【請求項６】
前記反射系球面鏡および前記反射系回折格子を固定式として、分光された前記往路光または前記復路光のうち特定の波長の光のみを通過させる可動式スリットを備えたこと
を特徴とする請求項３記載の分光計。
【請求項７】
前記反射部は、
前記球面鏡から入射した前記往路光を反射する平面形状の第１の反射ミラーと、
この第１の反射ミラーで反射した前記往路光を前記球面鏡に向けて前記復路光として反転して反射する平面形状の第２の反射ミラーと、
分光された前記往路光または前記復路光のうち特定の波長の光のみを透過させる可動式スリットと、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の分光計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
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【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−２２９９３６（Ｐ２０１２−２２９９３６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９７０１４（Ｐ２０１１−９７０１４）
【出願日】平成２３年４月２５日（２０１１．４．２５）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２５日（２０１１．４．２５）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
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