JPH0560080B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0560080B2 JPH0560080B2 JP58139945A JP13994583A JPH0560080B2 JP H0560080 B2 JPH0560080 B2 JP H0560080B2 JP 58139945 A JP58139945 A JP 58139945A JP 13994583 A JP13994583 A JP 13994583A JP H0560080 B2 JPH0560080 B2 JP H0560080B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- axis
- zone plate
- rays
- fresnel zone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/32—Holograms used as optical elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1876—Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明は結像素子として用いられるフレネルゾ
ーンプレートに関し、特にＸ線領域における結像
素子として適したものに関する。
ーンプレートに関し、特にＸ線領域における結像
素子として適したものに関する。
(ロ) 従来技術
Ｘ線は屈折を利用した収束手段は適用できない
が回折を利用すれば収束或は結像をさせることが
可能である。このためＸ線用のフレネルゾーンプ
レートが考えられたが、同心円の間隔が大へんせ
まく、機械的に工作することは困難である。電子
線露光による輪帯描画法も考えられているが、実
用的な大きさのものを作ることは困難である。そ
こでホログラフイを用いて干渉縞を記録する方法
が考えられるが、ホログラフイに用いる光の波長
は数千Åであり目標とするＸ線波長を100Å程度
としても、大へん長い波長の光を用いることにな
る。しかしこのように長い波長の光を用いて記録
したゾーンプレートはホログラフイに用いたのと
異る波長で用いると結像の収差が大きく、Ｘ線収
束用としての性能は非常に低いものであつた。
が回折を利用すれば収束或は結像をさせることが
可能である。このためＸ線用のフレネルゾーンプ
レートが考えられたが、同心円の間隔が大へんせ
まく、機械的に工作することは困難である。電子
線露光による輪帯描画法も考えられているが、実
用的な大きさのものを作ることは困難である。そ
こでホログラフイを用いて干渉縞を記録する方法
が考えられるが、ホログラフイに用いる光の波長
は数千Åであり目標とするＸ線波長を100Å程度
としても、大へん長い波長の光を用いることにな
る。しかしこのように長い波長の光を用いて記録
したゾーンプレートはホログラフイに用いたのと
異る波長で用いると結像の収差が大きく、Ｘ線収
束用としての性能は非常に低いものであつた。
(ハ) 目的
本発明はホログラフイによつて記録したフレネ
ルゾーンプレートをホログラフイに用いた波長よ
り短い波長で使用する場合の収差の低減を目的と
する。
ルゾーンプレートをホログラフイに用いた波長よ
り短い波長で使用する場合の収差の低減を目的と
する。
(ニ) 構成
本発明は上記目的を達成するため、回転対称的
に彎曲した曲面上にホログラフイによつて干渉縞
を記録したフレネルゾーンプレートを提供する。
第１図に示すように、平板Ｐに垂直な軸上にＯ
点、Ｉ点を取り、寸法関係を図示ｕ，ｖ，ｓ，ｔ
のように定めて ｕ＋ｖ＝ｓ＋ｔ−１／２nλ（ｎは整数） ……(1) の関係を満す、半径rnの同心円のゾーン、すなわ
ちフレネルゾーンを形成すれば、点Ｏから出た光
は点Ｉに集束され、１／u3，１／v3以上の高次の
項を無視すれば、 １／ｕ＋１／ｖ＝１／ｆ ……(2) が得られる。
に彎曲した曲面上にホログラフイによつて干渉縞
を記録したフレネルゾーンプレートを提供する。
第１図に示すように、平板Ｐに垂直な軸上にＯ
点、Ｉ点を取り、寸法関係を図示ｕ，ｖ，ｓ，ｔ
のように定めて ｕ＋ｖ＝ｓ＋ｔ−１／２nλ（ｎは整数） ……(1) の関係を満す、半径rnの同心円のゾーン、すなわ
ちフレネルゾーンを形成すれば、点Ｏから出た光
は点Ｉに集束され、１／u3，１／v3以上の高次の
項を無視すれば、 １／ｕ＋１／ｖ＝１／ｆ ……(2) が得られる。
これはフレネルゾーンプレートが凸レンズと同
じ作用をもつていることを示しており、その焦点
距離は ｆ＝rn2／nλ ……(3) （ｎは整数rnはｎ番目の輪帯の半径）で表わさ
れる。
じ作用をもつていることを示しており、その焦点
距離は ｆ＝rn2／nλ ……(3) （ｎは整数rnはｎ番目の輪帯の半径）で表わさ
れる。
第２図Ａはこのようなフレネルゾーンプレート
をＯ点から発散する光束w1及びＩ点に収束する
光束w2の２光波の平面板Ｐ上の干渉により作る
場合の記録再生の模式図で、フレネルゾーンプレ
ートはいわゆる点像のホログラムと同じである。
このようにして作つたフレネルゾーンプレートで
は第２図Ｂに示すように点Ｏからの光をＩに集光
させる場合に波長が記録光源の波長と同じであれ
ば、焦点位置は、どの輪帯に関しても一定で、Ｉ
の位置に無収差の点像が得られる。ところが、こ
のようにして作成したフレネルゾーンプレートを
記録光源の波長とは別の、たとえばＸ線領域の波
長λ1で用いる場合の焦点距離は fλ1＝λ／λ1ｆ ……(4) となり、(2)式に相当する結像の関係式は １／u1＋１／v1＝１／fλ1 ……(5) となるが同時に大きな収差も発生して、到底実用
にはならない。本発明は、このような問題点を解
決するために第２図の点像のホログラムを球面上
に形成することによつて解決しようとするもので
ある。たとえば、He−Cdレーザの4416Åで記録
し、これを軟Ｘ線領域の100Åの波長で用いても、
実用上十分なだけ収差補正のなされた大きなフレ
ネルゾーンプレートの提供を可能にしたものであ
る。
をＯ点から発散する光束w1及びＩ点に収束する
光束w2の２光波の平面板Ｐ上の干渉により作る
場合の記録再生の模式図で、フレネルゾーンプレ
ートはいわゆる点像のホログラムと同じである。
このようにして作つたフレネルゾーンプレートで
は第２図Ｂに示すように点Ｏからの光をＩに集光
させる場合に波長が記録光源の波長と同じであれ
ば、焦点位置は、どの輪帯に関しても一定で、Ｉ
の位置に無収差の点像が得られる。ところが、こ
のようにして作成したフレネルゾーンプレートを
記録光源の波長とは別の、たとえばＸ線領域の波
長λ1で用いる場合の焦点距離は fλ1＝λ／λ1ｆ ……(4) となり、(2)式に相当する結像の関係式は １／u1＋１／v1＝１／fλ1 ……(5) となるが同時に大きな収差も発生して、到底実用
にはならない。本発明は、このような問題点を解
決するために第２図の点像のホログラムを球面上
に形成することによつて解決しようとするもので
ある。たとえば、He−Cdレーザの4416Åで記録
し、これを軟Ｘ線領域の100Åの波長で用いても、
実用上十分なだけ収差補正のなされた大きなフレ
ネルゾーンプレートの提供を可能にしたものであ
る。
(ホ) 実施例
フレネルゾーンプレートから200mmの距離に波
長λ1＝100Å点光源があつて、これを200mm（厳密
には200.42949mm）の点に集光させる場合につい
て考える。(5)式において、u1＝v1＝200mmである
からfλ1＝100mmである。いまこれを、He−Cdレ
ーザーの4416Åの波長で作成しようとすれば(4)式
からλ＝4416Åにおける焦点距離はｆ＝2.26449
mmしたがつて、(1)式でｕ＝3.89622mmとすれば、
ｖ＝5.16785mmとなる。
長λ1＝100Å点光源があつて、これを200mm（厳密
には200.42949mm）の点に集光させる場合につい
て考える。(5)式において、u1＝v1＝200mmである
からfλ1＝100mmである。いまこれを、He−Cdレ
ーザーの4416Åの波長で作成しようとすれば(4)式
からλ＝4416Åにおける焦点距離はｆ＝2.26449
mmしたがつて、(1)式でｕ＝3.89622mmとすれば、
ｖ＝5.16785mmとなる。
上述した条件で露光を行い得られた干渉パター
ンを更にＸ線に対し透明な基材上のＸ線に対し不
透明なAu膜等に転写してＸ線結像素子とする。
ンを更にＸ線に対し透明な基材上のＸ線に対し不
透明なAu膜等に転写してＸ線結像素子とする。
第３図は、この記録条件を示す図であるがホロ
グラム面を、平面あるいは幾つかの球面にした場
合の第４図に示す条件におけるλ1＝100Åの再生
像は、第５図のような収差曲線を示す。この図で
Rfはプレート面の曲率半径であり、±の符号はど
ちら向きの曲面であつても結果は同じであること
を意味する。また横軸はゾーンプレートの中心か
らの距離、縦軸は横収差量を示す。
グラム面を、平面あるいは幾つかの球面にした場
合の第４図に示す条件におけるλ1＝100Åの再生
像は、第５図のような収差曲線を示す。この図で
Rfはプレート面の曲率半径であり、±の符号はど
ちら向きの曲面であつても結果は同じであること
を意味する。また横軸はゾーンプレートの中心か
らの距離、縦軸は横収差量を示す。
(ヘ) 効果
この第５図から明らかなように、記録光源の相
対関係が一定の場合はゾーンプレートを球面にす
ることによつて、著しい収差補正が可能なことが
判る。
対関係が一定の場合はゾーンプレートを球面にす
ることによつて、著しい収差補正が可能なことが
判る。
本発明はこのようにλの波長で作成したフレネ
ルゾーンプレートをλ1の波長で用いるときに生ず
る収差を、フレネルゾーンを曲面上に形成するこ
とによつて大幅に改良したことを特徴とするもの
である。
ルゾーンプレートをλ1の波長で用いるときに生ず
る収差を、フレネルゾーンを曲面上に形成するこ
とによつて大幅に改良したことを特徴とするもの
である。
本実施例ではｕまたはｖに曲率中心をもつ球面
が良い結果を与えているが、勿論これに限定する
ものではなく、また凸球面、凹球面何れも可能で
ある。
が良い結果を与えているが、勿論これに限定する
ものではなく、また凸球面、凹球面何れも可能で
ある。
第１図はフレネルゾーンプレートの原理を説明
する模式図、第２図Ａは２光波の干渉によつてフ
レネルゾーンプレートを作るときの光束及びプレ
ートの関係を示す側面図、第２図Ｂは同法により
作られたフレネルゾーンプレートの結像状態を説
明する側面図、第３図は本発明の一実施例のフレ
ネルゾーンプレートを作成する場合の光束及びプ
レートの関係を示す側面図、第４図は上記により
得られるゾーンプレートをＸ線に用いた場合の光
源、像点の位置関係を示す側面図、第５図は本発
明の効果を示す収差曲線である。 Ｐ……プレート、Ｏ……光源、Ｉ……収束点。
する模式図、第２図Ａは２光波の干渉によつてフ
レネルゾーンプレートを作るときの光束及びプレ
ートの関係を示す側面図、第２図Ｂは同法により
作られたフレネルゾーンプレートの結像状態を説
明する側面図、第３図は本発明の一実施例のフレ
ネルゾーンプレートを作成する場合の光束及びプ
レートの関係を示す側面図、第４図は上記により
得られるゾーンプレートをＸ線に用いた場合の光
源、像点の位置関係を示す側面図、第５図は本発
明の効果を示す収差曲線である。 Ｐ……プレート、Ｏ……光源、Ｉ……収束点。
Claims (1)
- １ 一つの軸を回転対称軸とし、その軸に垂直な
平面に接する滑らかな曲面であつて、Ｘ線に対し
て透明な曲面上に、上記軸上に夫々点光源を有す
る光領域の二光束によつて形成される上記軸を中
心とした同心円状干渉縞と同じ同心円状パターン
を上記曲面上に、Ｘ線に対して不透明な物質によ
つて形成して、Ｘ線を収束させることを特徴とす
るＸ線結像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13994583A JPS6031101A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | Ｘ線結像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13994583A JPS6031101A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | Ｘ線結像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6031101A JPS6031101A (ja) | 1985-02-16 |
| JPH0560080B2 true JPH0560080B2 (ja) | 1993-09-01 |
Family
ID=15257333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13994583A Granted JPS6031101A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | Ｘ線結像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6031101A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3247467B2 (ja) * | 1992-12-29 | 2002-01-15 | 株式会社イシダ | 重量選別装置 |
| CN113267889B (zh) * | 2021-06-08 | 2024-05-24 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种二次相位离轴菲涅尔波带片设计方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6026905A (ja) * | 1983-07-25 | 1985-02-09 | Hitachi Ltd | 球面ホログラムレンズ |
-
1983
- 1983-07-29 JP JP13994583A patent/JPS6031101A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6031101A (ja) | 1985-02-16 |
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