JPH0352893A - くさび型２重回折格子 - Google Patents
くさび型２重回折格子Info
- Publication number
- JPH0352893A JPH0352893A JP18763089A JP18763089A JPH0352893A JP H0352893 A JPH0352893 A JP H0352893A JP 18763089 A JP18763089 A JP 18763089A JP 18763089 A JP18763089 A JP 18763089A JP H0352893 A JPH0352893 A JP H0352893A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffraction grating
- diffraction
- angle
- grating
- double
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、各種光学分野で用いられる回折格子に関する
。
。
従来の技術
回折格子は、光学素子として一般的かつ重要な素子の一
つである。このような回折格子については、例えば東海
大学出版会発行（昭和５０．５．ｌ５版）の文献「光学
の原理ＵＪ （Ｍ．ボルン、Ｅ．ウオルフ著、草川徹
、横田英嗣訳）中の「８．６．１ 回折格子Ｊに記載さ
れており、回折格子とは、単一波長でない光を単一波長
毎に分ける素子である。
つである。このような回折格子については、例えば東海
大学出版会発行（昭和５０．５．ｌ５版）の文献「光学
の原理ＵＪ （Ｍ．ボルン、Ｅ．ウオルフ著、草川徹
、横田英嗣訳）中の「８．６．１ 回折格子Ｊに記載さ
れており、回折格子とは、単一波長でない光を単一波長
毎に分ける素子である。
このような回折格子として、代表的なものに表面レリー
フ型回折格子がある。これは、効率が非常に高く、原理
的に９０％を越える高効率のものである。
フ型回折格子がある。これは、効率が非常に高く、原理
的に９０％を越える高効率のものである。
発明が解決しようとする課題
ところが、このような回折格子において、高効率にする
ためには、格子ピッチを波長と同程度に小さくしてブラ
ッグ回折としなければならない。
ためには、格子ピッチを波長と同程度に小さくしてブラ
ッグ回折としなければならない。
ところが、格子ピッチが小さいと角度分散性が大きくな
ってしまう。即ち、回折格子に対する入力角をＯｌ１回
折角をＯｏ、波長をλ、格子ピッチをＡとすると、回折
格子の回折角特仕を示す式は、ｓｉｎＯｉ ＋ ｓｉｎ
θ０＝λ／Ａ となる。そこで、例えば入力光に半導体レーザ光を想定
し、その波長λが０．７７μｍ〜０．７９ｐｎ＋までモ
ードホップを持つとすると、回折角Ｏｏも上式より、３
２．９’〜３４．９゜までホップする（ただし、Ａ＝０
．７、Ｏｉはブラッグ角とした）。このような回折角ｅ
ｏの２゜もの大きな広がりは、用途によっては非常に大
きなものであり、実用に供し得ないことも多々ある。
ってしまう。即ち、回折格子に対する入力角をＯｌ１回
折角をＯｏ、波長をλ、格子ピッチをＡとすると、回折
格子の回折角特仕を示す式は、ｓｉｎＯｉ ＋ ｓｉｎ
θ０＝λ／Ａ となる。そこで、例えば入力光に半導体レーザ光を想定
し、その波長λが０．７７μｍ〜０．７９ｐｎ＋までモ
ードホップを持つとすると、回折角Ｏｏも上式より、３
２．９’〜３４．９゜までホップする（ただし、Ａ＝０
．７、Ｏｉはブラッグ角とした）。このような回折角ｅ
ｏの２゜もの大きな広がりは、用途によっては非常に大
きなものであり、実用に供し得ないことも多々ある。
課題を解決するための手段
入力側の回折格子の格子定数をＫ，、出力側の回折格子
の格子定数をＫ，、２つの回折格子のなす角をΔθ′、
入力側の回折格子による回折角をＯｉ′、出力側の回折
格子による回折角をｌ）ｏとした時、各回折格子の諸元
又は相対的な配置が、なる式を満足するように設定した
２重の回折格子により構成した。
の格子定数をＫ，、２つの回折格子のなす角をΔθ′、
入力側の回折格子による回折角をＯｉ′、出力側の回折
格子による回折角をｌ）ｏとした時、各回折格子の諸元
又は相対的な配置が、なる式を満足するように設定した
２重の回折格子により構成した。
作用
回折格子を２重とし、その格子定数等の各諸元又は相対
的配置が、上記式を満足する場合には、波長の角度分散
が小さくなるので、高効率性と低角度分散機能とを両立
でき、回折角の広がりが問題となる用途においても支障
なく用い得ることになる。
的配置が、上記式を満足する場合には、波長の角度分散
が小さくなるので、高効率性と低角度分散機能とを両立
でき、回折角の広がりが問題となる用途においても支障
なく用い得ることになる。
実施例
本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて説明す
る。本実施例は高効率で低角度分散性を実現するため、
入力側に配置させた回折格子ｌと出力側に位置させた回
折格子２とを備えてなる透過型２重回折格子３としたこ
とを基本とする。ここに、各回折格子１，２の格子ピッ
チＡ，， Ａ，は何れも波長程度を保持したままで高効
率とするが、そのピッチＡ，， Ａ，は所定の関係とな
るように形或されている。この条件を、第２図に示す２
重回折格子３の回折ダイアグラムを参照して説明する。
る。本実施例は高効率で低角度分散性を実現するため、
入力側に配置させた回折格子ｌと出力側に位置させた回
折格子２とを備えてなる透過型２重回折格子３としたこ
とを基本とする。ここに、各回折格子１，２の格子ピッ
チＡ，， Ａ，は何れも波長程度を保持したままで高効
率とするが、そのピッチＡ，， Ａ，は所定の関係とな
るように形或されている。この条件を、第２図に示す２
重回折格子３の回折ダイアグラムを参照して説明する。
ここに、入力側の回折格子ｌの格子定数をＫ（格子ビッ
チＡ１に相当）、出力側の回折格子２の格子定数をＫ，
（格子ビッチＡ８に相当）、２つの回折格子１，２
のなす角をΔＱ ／、入力側の回折格子ｌに対する入射
角をＯｉ、 その回折角をＯｉ′、出力側の回折格子２
による回折角をＯｏとする。また、伝搬定数をκ．とす
る。すると、＋ｃ．ｓｉｎＯｉ ＋ κ，ｓｉｎＯｉ’
＝Ｋ， −−−−’−−−−−−−−＝−−−−
（１）κ，ｓｉｎ（Ｏｉ’一△ｅ’ ）＋ κ，ｓｉｎ
（Ｑｏ＋Δ０’ ）＝Ｋ，・・・・・・・・・・・・・
・・・・・（２）なる関係が戒立する。これらの（１）
（２）式を解くと、 となる。
チＡ１に相当）、出力側の回折格子２の格子定数をＫ，
（格子ビッチＡ８に相当）、２つの回折格子１，２
のなす角をΔＱ ／、入力側の回折格子ｌに対する入射
角をＯｉ、 その回折角をＯｉ′、出力側の回折格子２
による回折角をＯｏとする。また、伝搬定数をκ．とす
る。すると、＋ｃ．ｓｉｎＯｉ ＋ κ，ｓｉｎＯｉ’
＝Ｋ， −−−−’−−−−−−−−＝−−−−
（１）κ，ｓｉｎ（Ｏｉ’一△ｅ’ ）＋ κ，ｓｉｎ
（Ｑｏ＋Δ０’ ）＝Ｋ，・・・・・・・・・・・・・
・・・・・（２）なる関係が戒立する。これらの（１）
（２）式を解くと、 となる。
よって、波長変化による角度分散を、
各
々Ｏｉ′
Ｏｏとすると、
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（６）となる。ただし、ｎ．は回折格子の中心屈折
率である。また、角度θｉ’，Ｏｏは上記（３）（４）
式により求められる。
・・（６）となる。ただし、ｎ．は回折格子の中心屈折
率である。また、角度θｉ’，Ｏｏは上記（３）（４）
式により求められる。
ここに、２重回折格子３がｌ枚のみの回折格子より低角
度分散となるということは、Ｏｉ′〉Ｏｏを意味するの
で、（５）（６）式に基づき、なる関係式を満足するよ
うに、各回折格子１． ２の諸元Ｋ，， Ｋ，、即ち格
子ピッチＡ，， Ａ，又は相対的な配置を示す両者間の
角度ΔＯ′を設定すればよい。なお、上記格子ピッチＡ
，， Ａ，は、Ａ＝２π／Ｋ，、Ａ，＝２π／Ｋ，とな
る。
度分散となるということは、Ｏｉ′〉Ｏｏを意味するの
で、（５）（６）式に基づき、なる関係式を満足するよ
うに、各回折格子１． ２の諸元Ｋ，， Ｋ，、即ち格
子ピッチＡ，， Ａ，又は相対的な配置を示す両者間の
角度ΔＯ′を設定すればよい。なお、上記格子ピッチＡ
，， Ａ，は、Ａ＝２π／Ｋ，、Ａ，＝２π／Ｋ，とな
る。
このように、本実施例の２重回折格子３によれば、高効
率、低角度分散が両立する。
率、低角度分散が両立する。
なお、２重回折格子構造としては、例えば第３図に示す
ように、角度ΔＯ′の広がりを持つくさび状の同一基板
４の表裏に回折格子１，２を一体的に形成したものでも
よい。また、透過型２重構造に限らず、例えば第４図に
示すような反射型２重回折格子構造としてもよく、或い
は、第５図に示すような透過型十反射型による２重回折
構造としてもよい。
ように、角度ΔＯ′の広がりを持つくさび状の同一基板
４の表裏に回折格子１，２を一体的に形成したものでも
よい。また、透過型２重構造に限らず、例えば第４図に
示すような反射型２重回折格子構造としてもよく、或い
は、第５図に示すような透過型十反射型による２重回折
構造としてもよい。
発明の効果
本発明は、上述したように、入力側の回折格子の格子定
数をＫｌ％出力側の回折格子の格子定数をＫ８、２つの
回折格子のなす角をΔｏ′、入力側の回折格子による回
折角をＯｉ’、出力側の回折格子による回折角をθ０と
した時、各回折格子の諸元又は相対的な配置が、 なる式を満足するように設定した２重の回折格子よりな
るので、波長の角度分散を小さくし、１つの回折格子の
みでは不可能な高効率化と波長の低角度分散性とを両立
させることができる。
数をＫｌ％出力側の回折格子の格子定数をＫ８、２つの
回折格子のなす角をΔｏ′、入力側の回折格子による回
折角をＯｉ’、出力側の回折格子による回折角をθ０と
した時、各回折格子の諸元又は相対的な配置が、 なる式を満足するように設定した２重の回折格子よりな
るので、波長の角度分散を小さくし、１つの回折格子の
みでは不可能な高効率化と波長の低角度分散性とを両立
させることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す概略正面図、第２図は
２重回折格子の回折ダイアグラム、第３図ないし第５図
は各々異なる変形例を示す概略正而図である。 １・・・入力側の回折格子、 ２・・・出力側の回折格子、 ３・・・２重回折格子 出 願 人 株式会社 リ コ
２重回折格子の回折ダイアグラム、第３図ないし第５図
は各々異なる変形例を示す概略正而図である。 １・・・入力側の回折格子、 ２・・・出力側の回折格子、 ３・・・２重回折格子 出 願 人 株式会社 リ コ
Claims (1)
- 入力側の回折格子の格子定数をＫ＿１、出力側の回折格
子の格子定数をＫ＿２、２つの回折格子のなす角をΔθ
′、入力側の回折格子による回折角をθｉ′、出力側の
回折格子による回折角をθｏとした時、各回折格子の諸
元又は相対的な配置が、［Ｋ＿２−｛Ｋ＿１ｃｏｓ（θ
ｉ′−Δθ′）｝／｛ｃｏｓθｉ′｝］／［ｃｏｓ（θ
ｏ＋Δθ′）］＜Ｋ＿１／ｃｏｓθｉ′なる式を満足す
るように設定した２重の回折格子からなることを特徴と
する回折格子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18763089A JP2922534B2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | くさび型２重回折格子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18763089A JP2922534B2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | くさび型２重回折格子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0352893A true JPH0352893A (ja) | 1991-03-07 |
| JP2922534B2 JP2922534B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=16209473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18763089A Expired - Lifetime JP2922534B2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | くさび型２重回折格子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2922534B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7271956B2 (en) | 1995-08-29 | 2007-09-18 | Olympus Corporation | Diffractive optical element |
| CN116336971A (zh) * | 2023-02-27 | 2023-06-27 | 董彦青 | 一种光栅分束镜、角度测量装置及方法 |
-
1989
- 1989-07-20 JP JP18763089A patent/JP2922534B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7271956B2 (en) | 1995-08-29 | 2007-09-18 | Olympus Corporation | Diffractive optical element |
| CN116336971A (zh) * | 2023-02-27 | 2023-06-27 | 董彦青 | 一种光栅分束镜、角度测量装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2922534B2 (ja) | 1999-07-26 |
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